CN109893295B - 一种负泊松比可降解血管支架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负泊松比可降解血管支架结构，以弥补现有技术对于可降解血管支架设计上的不足，属于医疗器械领域。该血管支架结构由内凹六边形基础结构单元沿支架环向和轴向排列构成，其材料为可降解材料。所述血管支架结构是基于可降解材料的特殊性设计而成，具有负泊松比效应。具有该结构的可降解血管支架在植入血管后可以与血管内膜组织的负泊松比效应相匹配，从而减少支架对血管组织的损伤并降低发生支架内再狭窄的概率，并且支架在体内最终会发生完全降解，其降解产物被人体吸收和代谢。

Description

一种负泊松比可降解血管支架结构

技术领域

本发明涉及一种具有负泊松比效应的可降解血管支架结构，属于医疗器械领域。

背景技术

随着社会老龄化和城市化进程加快，加之一些不良生活方式的流行，我国居民心血管疾病的发病率和死亡率呈逐年上升趋势。冠心病是一种最常见的心血管疾病。据《中国心血管病报告》数据显示，2015年我国冠心病死亡率约为111/10万，且呈上升趋势，据推算我国目前冠心病患者约有1100万。

经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)成为冠心病的主要疗法。PCI自20世纪70年代起经历了球囊扩张术、金属裸支架和药物洗脱支架三次革命性的进展。目前临床中使用的血管支架均为不可降解支架，支架在撑开狭窄血管后会永久存留于体内。支架的长期存留容易引起支架内再狭窄等严重健康隐患。可降解血管支架在完成治疗任务后可以在体内降解并被人体完全代吸收和代谢，降低远期不良事件发生的概率。可降解血管支架被认为是PCI的第四次革命，是未来血管支架的发展方向。

但发明人在实现本发明实施例的过程中，发现上述技术中至少存在以下技术问题：

动脉血管中的内膜组织在血压和血液流动载荷下的变形具有负泊松比效应。若血管支架不能与内膜组织的负泊松比效应相匹配会增大对血管组织的损伤，提高支架内再狭窄的概率。目前临床中使用的不可降解血管支架结构尚不具有负泊松比效应。可降解血管支架的结构相较于不可降解支架有其特殊性，现有技术难以在考虑可降解血管支架结构特殊性的情况下使支架结构具有负泊松比效应。

发明内容

本发明通过提供一种负泊松比可降解血管支架结构，解决了现有技术中所缺乏的使可降解血管支架结构具有负泊松比效应的技术问题，实现了可降解血管支架与血管内膜组织的负泊松比效应相匹配，减小对血管组织损伤并降低支架内再狭窄的概率。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种具有内凹六边形基础结构单元的负泊松比可降解血管支架结构。所述内凹六边形基础结构单元沿着血管支架环向和轴向排列构成具有负泊松比效应的可降解血管支架结构。

所述内凹六边形基础结构单元中的相互平行的边与支架的轴向平行，主要提供血管支架的轴向连接作用。内凹边处于内凹的折叠状态，主要提供血管支架的径向支撑。

所述内凹六边形基础结构单元中的各边的连接处呈弧形，以避免可降解材料在呈尖角结构的地方发生过快降解和过早失效的现象。

对所述内凹六边形基础结构单元中的内凹边与平行边的几何参数进行调节即可调整可降解血管支架的负泊松比值。

所述内凹六边形基础结构单元沿着血管支架环向的排列个数为4～8个，可降解材料的力学性质普遍偏弱，较少的排列个数可保障支架结构具有足够大的截面尺寸，从而使可降解材料制成的支架对血管提供足够的力学支撑。

所述内凹六边形基础结构单元沿着血管支架轴向的排列个数大于2，该排列个数决定了负泊松比可降解血管支架的轴向长度，因此具体轴向排列个数根据临床应用中对支架轴向长度的需要进行确定。

本发明提供的负泊松比可降解血管支架结构适用于可降解材料，既可以是镁合金、锌合金和铁等金属可降解材料，也可以是聚乳酸等聚合物可降解材料，还可以是金属可降解材料和聚合物可降解材料的复合，从而使血管支架在完成其治疗任务后可在体内完全降解，降解产物可被人体吸收和代谢。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的一种负泊松比可降解血管支架结构在考虑可降解材料特殊性的前提下使支架具有负泊松比效应；具有该结构的支架在对血管病灶处提供支撑时可与血管内壁组织的负泊松比效应相匹配，减少支架对血管组织的损伤和降低血管内再狭窄的概率；该支架在完成对血管病灶处的治疗后可完全降解，降解产物被人体吸收和代谢，避免造成支架在体内的长久留存。

附图说明

图1是内凹六边形基础结构单元的示意图。

图2是内凹六边形基础结构单元沿着支架环向排列的示意图。

图3是内凹六边形基础结构单元沿着支架环向和轴向排列的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，图1为本发明中提供的负泊松比可降解血管支架结构中所具有的内凹六边形基础结构单元示意图。其中由边1和边2构成了内凹六边形结构，边3起到将各内凹六边形基础结构单元沿支架轴向连接的作用。边1和边3与支架轴向平行，边2呈内凹的折叠状态。

参见图1，当边3受到拉伸时，内凹折叠状态的边2会逐渐张开，造成长度L_Z减小，长度L_θ的增加，从而形成负泊松比效应。调整内凹六边形基础结构单元中的L_Z和L_θ可调整可降解血管支架的负泊松比值。

参见图1，边1与边2连接处形成半径为R₁的圆弧，边2与边2连接处形成半径为R₂的圆弧。R₁与R₂的和不大于L_θ。所述各边连接处的圆弧仅为举例说明，连接处呈现弧形即可，这是因为非弧形的尖角结构会造成可降解材料的过快降解，从而造成可降解支架对血管的力学支撑性能减弱，发生过早失效。

参见图2，图2为内凹六边形基础结构单元沿着支架环向排列的示意图。图2以4个内凹六边形基础结构单元的环向排列为例。内凹六边形基础结构单元环向排列个数可以为4～8个。过多的环向排列个数会导致可降解血管支架的结构薄弱，加之可降解材料一般力学强度较弱，从而造成支架对血管的力学支撑性能不足。

参见图3，图3为内凹六边形基础结构单元沿着支架环向和轴向排列的示意图。内凹六边形基础结构单元沿着支架环向和轴向排列构成了负泊松比可降解支架结构，其中轴向排列个数决定了血管支架的轴向长度。图3中仅以轴向排列数为4来举例说明，具体轴向排列个数根据临床应用中对血管支架的轴向长度需求进行确定。

本发明中提供的负泊松比可降解血管支架结构适用于可降解材料。所述可降解材料既可以是金属可降解材料，也可以是聚合物可降解材料，还可以是金属可降解材料和聚合物可降解材料的复合。所述可降解材料要具有良好的生物相容性，其在体内可以完全降解并被人体吸收和代谢，同时对人体无毒害。镁合金、锌合金、铁和聚乳酸等都属于上述可降解材料。

制造本发明中提供的负泊松比可降解血管支架结构可采用减材制造和增材制造方法来实现。例如激光切割和3D打印都属于所述制造方法。

Claims (3)

1.一种负泊松比可降解血管支架结构，其特征在于：具有轴对称的内凹六边形基础结构单元，所述内凹六边形基础结构单元中的相互平行的边与血管支架的轴向平行，两条相连接的非平行的边形成内凹的折叠状态，从而具有负泊松比效应；具体为：两条第一边和四条第二边构成了内凹六边形基础结构单元，第三边起到将各内凹六边形基础结构单元沿支架轴向连接的作用，所述第一边和第三边与支架轴向平行，两条相连接的所述第二边形成内凹的折叠状态；所述内凹六边形基础结构单元中的各个边的连接处呈弧形，所述第一边与第二边连接处形成半径为R₁的圆弧，一条第二边与其连接的另一条第二边的连接处形成半径为R₂的圆弧，R₁与R₂的和不大于第一边与第三边之间的距离L_𝜃；所述内凹六边形基础结构单元沿着血管支架环向和轴向排列构成负泊松比血管支架结构；所述可降解血管支架结构采用的可降解材料为金属可降解材料；所述负泊松比可降解血管支架结构基于可降解材料的特点，能够使血管支架既具有负泊松比效应又能在体内发生降解。

2.根据权利要求1所述的一种负泊松比可降解血管支架结构，其特征在于：所述内凹六边形基础结构单元沿着血管支架环向排列的个数为4~8个。

3.根据权利要求1所述的一种负泊松比可降解血管支架结构，其特征在于：所述内凹六边形基础结构单元沿着血管支架轴向排列的个数大于2。

Images