CN110115651A - 一种具有药物缓释功能的3d打印支架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有药物缓释功能的3D打印支架，包括支架本体和聚合物层，所述支架本体外侧凹设有多个置药槽，所述置药槽内放置有缓释药球；所述支架本体包括多个同轴设置的支撑环和连接相邻支撑环的连接杆，所述支架本体外侧围设有聚合物层。制备方法：(a)获取病变血管的形态数据，确定血管支架的结构；(b)通过3D打印设备制备所述支架本体坯体；(c)通过激光雕刻，雕刻出置药槽，随后将缓释药球放置在置药槽中；(d)在所述支架本体的外侧打印出聚合物层，制得所述支架。缓释药球在植入的一定时间段之后才开始释放，延长血管支架的释放药物的时间。

Description

一种具有药物缓释功能的3D打印支架
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种具有药物缓释功能的3D打印支架。
背景技术
血管支架是用于支撑人体内狭窄闭塞段血管，减少血管弹性回缩及再塑形，保持管腔血流通畅管状器件。现有的聚合物支架多是采用挤压成管材，在激光雕刻管材得到支架，该工艺的较为复杂，对于较复杂的血管，难以个性化的制备相应的血管支架。3D打印是一种快速成型技术，已有文献记载利用3D打印技术制备血管支架，可根据患者的具体情况来制备特定的血管支架，个性化程度高。但现有技术中，通过3D打印成型制备的支架的结构、功能等较为单一，血管支架在植入体内后，容易出现血栓、炎症反应等。
发明内容
本发明的目的在于：解决现有技术中的不足，提供一种具有药物缓释功能的3D打印支架。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有药物缓释功能的3D打印支架，包括支架本体和聚合物层，所述支架本体外侧凹设有多个置药槽，所述置药槽内放置有缓释药球；所述支架本体包括多个同轴设置的支撑环和连接相邻支撑环的连接杆，所述支架本体外侧围设有聚合物层。
进一步的，所述缓释药球包括以下原料，其重量组份为：胶原蛋白4-8份、雷帕霉素2-4份、纳米氧化镁1-2份、丙醇50-70份、明胶9-10份；
其制备方法为：将明胶和胶原蛋白溶解在丙醇中，加热搅拌，将纳米氧化镁分批次加入到溶液体系中，再将雷帕霉素加入到溶液体系中，搅拌均匀，静止10-24小时，自然干燥，粉碎，得到药物缓释球。
进一步的，所述支架本体的左旋聚乳酸。
进一步的，所述支架本体的壁厚150-250微米，所述置药槽的深度为20-50微米。
一种制备该具有药物缓释功能的3D打印支架的方法，包括以下步骤：
(a)获取病变血管的形态数据，通过三维重建，确定血管支架的结构，并在计算机中建立所述支架本体和所述聚合物层的三维模型，将三维模型分解为10-30um的二维薄片模型；
(b)将上述步骤(a)中的模型数据导入到3D打印设备中，设置打印程序，通过3D打印设备制备所述支架本体坯体；
(c)通过激光雕刻，在上述步骤(b)处理后的支架本体坯体上雕刻出置药槽，随后将缓释药球放置在置药槽中，得到支架本体；
(d)再将上述步骤(c)处理后的支架本体放置在3D打印台上，启动3D打印设备，在所述支架本体的外侧打印出聚合物层，制得所述支架。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的支架本体中，设置有放置缓释药球的置药槽，将缓释药球放置在置药槽中，再在支架本体上覆盖聚合物层，支架在植入体内后，聚合物层逐渐降解，聚合物层开始降解后，缓释球也随之降解，聚合物层可隔离缓释药球，使缓释药球在植入的一定时间段之后才开始释放，延长血管支架的释放药物的时间。本发明的制备方法中，先通过3D打印设备制备了血管支架，在通过激光雕刻技术，在支架上雕刻出置药槽，个性化定制支架，使支架具有药物缓释功能的同时，还能更好的支撑血管。
附图说明
图1为本发明的3D打印支架的支架本体的主视示意图；
图2为本发明的3D打印支架的剖视示意图；
附图标记：1-支撑环，2-连接杆，3-置药槽，4-聚合物层。
具体实施方式
参照附图1-2，对本发明的实施方式做具体的说明。
实施例1：
一种具有药物缓释功能的3D打印支架，包括左旋聚乳酸的支架本体和聚合物层4，所述支架本体外侧凹设有多个置药槽3，所述置药槽3内放置有缓释药球；所述支架本体包括多个同轴设置的支撑环1和连接相邻支撑环1的连接杆2，在本实施例中，所述支架本体包括5个同轴设置的支撑环1，在相邻支撑环1的之间设置有多个连接杆2，连接杆2呈波浪状，所述支架本体外侧围设有聚合物层4。
制备本实施例的血管支架的方法为:
(a)获取病变血管的形态数据，通过三维重建，确定血管支架的结构，并在计算机中建立所述支架本体和所述聚合物层4的三维模型，将三维模型分解为30um的二维薄片模型；
(b)将上述步骤(a)中的模型数据导入到3D打印设备中，设置打印程序，通过3D打印设备制备所述支架本体坯体；
(c)通过激光雕刻，在上述步骤(b)处理后的支架本体坯体上雕刻出置药槽3，随后将缓释药球放置在置药槽3中，得到支架本体；
(d)再将上述步骤(c)处理后的支架本体放置在3D打印台上，启动3D打印设备，在所述支架本体的外侧打印出聚合物层4，制得所述支架。
在本实施例中，所述缓释药球包括以下原料，其重量组份为：胶原蛋白8份、雷帕霉素4份、纳米氧化镁1份、丙醇70份、明胶9份；
其制备方法为：将明胶和胶原蛋白溶解在丙醇中，加热搅拌，将纳米氧化镁分批次加入到溶液体系中，再将雷帕霉素加入到溶液体系中，搅拌均匀，静止24小时，自然干燥，粉碎，得到药物缓释球。
本实施例中，支架本体的壁厚250微米，所述置药槽3的深度为50微米。
实施例2：一种具有药物缓释功能的3D打印支架，包括左旋聚乳酸的支架本体和聚合物层4，所述支架本体外侧凹设有多个置药槽3，所述置药槽3内放置有缓释药球；所述支架本体包括多个同轴设置的支撑环1和连接相邻支撑环1的连接杆2，在本实施例中，所述支架本体包括5个同轴设置的支撑环1，在相邻支撑环1的之间设置有多个连接杆2，连接杆2呈波浪状，所述支架本体外侧围设有聚合物层4。
制备本实施例的血管支架的方法为:
(a)获取病变血管的形态数据，通过三维重建，确定血管支架的结构，并在计算机中建立所述支架本体和所述聚合物层4的三维模型，将三维模型分解为10um的二维薄片模型；
(b)将上述步骤(a)中的模型数据导入到3D打印设备中，设置打印程序，通过3D打印设备制备所述支架本体坯体；
(c)通过激光雕刻，在上述步骤(b)处理后的支架本体坯体上雕刻出置药槽3，随后将缓释药球放置在置药槽3中，得到支架本体；
(d)再将上述步骤(c)处理后的支架本体放置在3D打印台上，启动3D打印设备，在所述支架本体的外侧打印出聚合物层4，制得所述支架。
在本实施例中，所述缓释药球包括以下原料，其重量组份为：胶原蛋白4份、雷帕霉素2份、纳米氧化镁1.5份、丙醇60份、明胶10份；
其制备方法为：将明胶和胶原蛋白溶解在丙醇中，加热搅拌，将纳米氧化镁分批次加入到溶液体系中，再将雷帕霉素加入到溶液体系中，搅拌均匀，静止18小时，自然干燥，粉碎，得到药物缓释球。
本实施例中，支架本体的壁厚200微米，所述置药槽3的深度为40微米。
实施例3：一种具有药物缓释功能的3D打印支架，包括左旋聚乳酸的支架本体和聚合物层4，所述支架本体外侧凹设有多个置药槽3，所述置药槽3内放置有缓释药球；所述支架本体包括多个同轴设置的支撑环1和连接相邻支撑环1的连接杆2，在本实施例中，所述支架本体包括7个同轴设置的支撑环1，在相邻支撑环1的之间设置有多个连接杆2，连接杆2呈波浪状，所述支架本体外侧围设有聚合物层4。
制备本实施例的血管支架的方法为:
(a)获取病变血管的形态数据，通过三维重建，确定血管支架的结构，并在计算机中建立所述支架本体和所述聚合物层4的三维模型，将三维模型分解为20um的二维薄片模型；
(b)将上述步骤(a)中的模型数据导入到3D打印设备中，设置打印程序，通过3D打印设备制备所述支架本体坯体；
(c)通过激光雕刻，在上述步骤(b)处理后的支架本体坯体上雕刻出置药槽3，随后将缓释药球放置在置药槽3中，得到支架本体；
(d)再将上述步骤(c)处理后的支架本体放置在3D打印台上，启动3D打印设备，在所述支架本体的外侧打印出聚合物层4，制得所述支架。
在本实施例中，所述缓释药球包括以下原料，其重量组份为：胶原蛋白4份、雷帕霉素3份、纳米氧化镁2份、丙醇50份、明胶9.5份；
其制备方法为：将明胶和胶原蛋白溶解在丙醇中，加热搅拌，将纳米氧化镁分批次加入到溶液体系中，再将雷帕霉素加入到溶液体系中，搅拌均匀，静止10小时，自然干燥，粉碎，得到药物缓释球。
本实施例中，支架本体的壁厚150微米，所述置药槽3的深度为20微米。
实施例4：
一种具有药物缓释功能的3D打印支架，包括左旋聚乳酸的支架本体和聚合物层4，所述支架本体外侧凹设有多个置药槽3，所述置药槽3内放置有缓释药球；所述支架本体包括多个同轴设置的支撑环1和连接相邻支撑环1的连接杆2，在本实施例中，所述支架本体包括5个同轴设置的支撑环1，在相邻支撑环1的之间设置有多个连接杆2，连接杆2呈波浪状，所述支架本体外侧围设有聚合物层4。
制备本实施例的血管支架的方法为:
(a)获取病变血管的形态数据，通过三维重建，确定血管支架的结构，并在计算机中建立所述支架本体和所述聚合物层4的三维模型，将三维模型分解为10um的二维薄片模型；
(b)将上述步骤(a)中的模型数据导入到3D打印设备中，设置打印程序，通过3D打印设备制备所述支架本体坯体；
(c)通过激光雕刻，在上述步骤(b)处理后的支架本体坯体上雕刻出置药槽3，随后将缓释药球放置在置药槽3中，得到支架本体；
(d)再将上述步骤(c)处理后的支架本体放置在3D打印台上，启动3D打印设备，在所述支架本体的外侧打印出聚合物层4，制得所述支架。
在本实施例中，所述缓释药球包括以下原料，其重量组份为：胶原蛋白6份、雷帕霉素3份、纳米氧化镁2份、丙醇50份、明胶10份；
其制备方法为：将明胶和胶原蛋白溶解在丙醇中，加热搅拌，将纳米氧化镁分批次加入到溶液体系中，再将雷帕霉素加入到溶液体系中，搅拌均匀，静止20小时，自然干燥，粉碎，得到药物缓释球。
本实施例中，支架本体的壁厚180微米，所述置药槽的深度为25微米。
将上述实施例1-4的支架植入到动物体内，进行随访观察，支架中的药物释放的时间较长，支架处均未出现血栓以及较为严重的炎症反应，说明支架中的药物释放持续的时间长，该血管支架具有一定的缓释功能。

Claims (5)

1.一种具有药物缓释功能的3D打印支架，其特征在于：包括支架本体和聚合物层，所述支架本体外侧凹设有多个置药槽，所述置药槽内放置有缓释药球；所述支架本体包括多个同轴设置的支撑环和连接相邻支撑环的连接杆，所述支架本体外侧围设有聚合物层。
2.根据权利要求1所述的具有药物缓释功能的3D打印支架，其特征在于：所述缓释药球包括以下原料，其重量组份为：胶原蛋白4-8份、雷帕霉素2-4份、纳米氧化镁1-2份、丙醇50-70份、明胶9-10份；
其制备方法为：将明胶和胶原蛋白溶解在丙醇中，加热搅拌，将纳米氧化镁分批次加入到溶液体系中，再将雷帕霉素加入到溶液体系中，搅拌均匀，静止10-24小时，自然干燥，粉碎，得到药物缓释球。
3.根据权利要求1所述的具有药物缓释功能的3D打印支架，其特征在于：所述支架本体的左旋聚乳酸。
4.根据权利要求1所述的具有药物缓释功能的3D打印支架，其特征在于：所述支架本体的壁厚150-250微米，所述置药槽的深度为20-50微米。
5.一种制备根据权利要求1所述的具有药物缓释功能的3D打印支架的方法，包括以下步骤：
(a)获取病变血管的形态数据，通过三维重建，确定血管支架的结构，并在计算机中建立所述支架本体和所述聚合物层的三维模型，将三维模型分解为10-30um的二维薄片模型；
(b)将上述步骤(a)中的模型数据导入到3D打印设备中，设置打印程序，通过3D打印设备制备所述支架本体坯体；
(c)通过激光雕刻，在上述步骤(b)处理后的支架本体坯体上雕刻出置药槽，随后将缓释药球放置在置药槽中，得到支架本体；
(d)再将上述步骤(c)处理后的支架本体放置在3D打印台上，启动3D打印设备，在所述支架本体的外侧打印出聚合物层，制得所述支架。
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