CN115970131A - 一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械及其制备方法与应用，包括叠加球囊、连通组件和载药血管铆钉；所述叠加球囊包括铆钉搭载球囊和扩张球囊，扩张球囊位于铆钉搭载球囊的内部；所述连通组件与扩张球囊相连通；所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁。本发明结构简单，采用叠加球囊实现精确定位，同时利用铆钉作为药物载体，铆钉降解同时长效释放药物，提高治疗作用。

Description

一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械及其制备方法与应用。

背景技术

药物球囊是一种新型治疗心脏病的介入医学技术，采用药物球囊扩张释放涂层的药物。药物球囊作为药物的载体，是运送药物至病变部位的运输工具，到达“目的地”后球囊扩张充盈，使药物与血管内膜紧密贴合，当药物在局部释放完毕，球囊再撤出体外。药物球囊不仅可以通过球囊扩张导管而建立血运通道，而且可以避免支架植入后的支架内再狭窄、血栓、支架坍塌等缺陷。药物球囊已被多项临床试验证实其在多种冠状动脉狭窄病变、小血管病变、分叉病变等方面的疗效和安全性。根据治疗部位，药物球囊可分为冠脉药物球囊、外周药物球囊等。由于药物球囊发展时间较短，现有产品种类较少，可供临床医师的选择较少。

药物球囊进入人体内有一个有效期。药物球囊上的药物覆盖在血管内皮上之后，真正起效的时间也就是1年左右，在这一年之内，人体的血管内皮会慢慢的将原有受损伤内皮及斑块进行修复，理想的最佳效果是能维持住原先的血管内径，然而现实并非如此。从目前的临床研究看，半年后复查冠脉造影残余狭窄都会有一定改善，然而大数据统计分析表明，药物球囊治疗后，残余狭窄通常保留10％-30％，这提示需要技术上实现药物可以在血管壁保留较长的时间。

现有技术中，由于药物涂层与球囊的结合力不足，球囊在输送至靶病变过程中药物涂层容易掉落。随后球囊撑开时，药物被挤到血管内腔随后降解过程中容易碎片化、脱落，由于受到高速流动的血液冲刷，药物在输送过程中的损失率高达50％以上，从而降低了药物在病变位置的释放量，影响了器械的有效性；被冲刷下来的药物容易产生血栓和堵塞远端血管，从而降低了器械的安全性。

针对这些问题，现有公开技术主要从两个方面进行解决，一方面是对药物涂层进行改进，减少脱落；另一方面，对球囊的结构进行改进，使得对药物的负载能力更强。

从涂层方面进行改进的现有技术包括：(1)专利CN202210590200.1采用药物涂层覆盖于球囊表面，明胶层覆盖于药物涂层的表面，可以充当药物涂层的保护层。(2)专利CN202210442750通过磷脂赋形剂层来平衡药物涂层、球囊导管和血管壁之间的粘结力。从球囊结构进行改进的现有技术包括：(1)专利CN201010121627采用紫外激光磨削加工球囊外表面，使球囊外表面形成具有凹凸的非平面结构，以提高药物的吸附贮存能力。(2)专利CN201911222098提供了一种药物球囊保护套管、包括内层套管和外层套管。此外，专利CN202210192365提供一种型双层药物球囊，扩张球囊设置在药物球囊的内部，将微针设置在药物球囊的外壁，跟随药物球囊膨胀，刺入血管；然后通过连通组件向药物球囊输送药物，进而药物通过微针注射入血管的内部。但这些药物球囊或是结构复杂，难以准确定位血管病变内腔，不方便使用；或是药物难以持久有效的作用于血管病变内腔。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械及其制备方法与应用，结构简单，采用叠加球囊实现精确定位，同时利用铆钉作为药物载体，铆钉降解同时长效释放药物，提高治疗作用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械，包括叠加球囊、连通组件和载药血管铆钉；所述叠加球囊包括铆钉搭载球囊和扩张球囊，扩张球囊位于铆钉搭载球囊的内部；所述连通组件与扩张球囊相连通；所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁。

所述扩张球囊为钢性结构，具有收缩状态和扩张状态。所述连通组件包括导管和控制部件；所述导管与扩张球囊相连通，用于向扩张球囊输送特定物质，使扩张球囊扩张；所述控制部件用于控制导管输送特定物质。

所述铆钉搭载球囊为柔性结构，由两个以上的球囊瓣构成，具有收缩状态和扩张状态；收缩状态时，球囊瓣呈折叠状，所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的球囊瓣外壁上；当位于铆钉搭载球囊内部的扩张球囊扩张时，会推动铆钉搭载球囊的球囊瓣进行扩张，使得铆钉搭载球囊呈球形，扩张成球形的铆钉搭载球囊实现对血管内腔的扩张，同时夹持在球囊瓣上的载药血管铆钉被弹出并刺入血管内壁上。

所述铆钉搭载球囊和扩张球囊的材质各自独立地选自聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚乙烯、聚酰亚胺、聚甲醛、尼龙、聚氨酯或聚酯中的一种或一种以上。

所述载药血管铆钉包括铆钉本体和载药涂层；所述铆钉本体为具有两个内卷边的圆弧形管材结构，两个内卷边形成一个弹性夹持口，用于夹持在铆钉搭载球囊的球囊瓣外壁上；所述铆钉本体的圆弧形管材结构上开有一个以上的П形状切口，切口处形成的П形小方柱沿管材径向弯折形成П形凸起，形成铆钉脚；所述载药涂层是喷涂在铆钉本体上的药物涂层。

所述铆钉本体为可降解金属，优选镁或镁合金、铁或铁合金、锌或锌合金、钼或钼合金、钙或钙合金、锶或锶合金。

所述药物涂层的药物是雷帕霉素或其结构衍生物、紫杉醇或其结构衍生物、依维莫司或其结构衍生物、佐他莫司、抗凝血剂、大环内酯类免疫抑制剂、大环内酯类抗生素、抗癌药物、微生物免疫抑制剂中的一种或多种。

所述载药血管铆钉的制备方法，包括下述步骤：

(1)先制备出可降解金属薄壁管材，然后用激光沿管材长度方向切一个口，沿切口机械卷起两边，形成两个内卷边，利用其卷曲弹性夹持在铆钉搭载球囊的球囊瓣外壁上；

(2)在管材表面间隔性切割多个П形状切口；然后对П形状切口形成的小方柱进行弯折，获得沿管材径向方向的凸起；

(3)采用超声雾化喷涂方法在管材表面喷涂药物。

喷涂药物时，先将药物与赋形剂、缓释材料一起溶解于二氯甲烷缓混合均匀，然后进行喷涂。所述赋形剂为碘普罗胺、尿素、高分子聚合物或专用赋形剂；所述缓释材料为聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)的一种或几种。

所述叠加球囊释放载药血管铆钉器械的应用，是在DSA血管造影辅助检查技术下，先将叠加球囊释放载药血管铆钉器械输入到血管，然后导管对扩张球囊输送特定物质，使扩张球囊扩张，进而推动铆钉搭载球囊的球囊瓣进行扩张，使得铆钉搭载球囊呈球形，从而弹出夹在球囊瓣外壁面的载药血管铆钉，铆钉本体的圆弧形管材结构上П形凸起会刺入到靶病变位置的血管内壁上，同时载药血管铆钉上的药物涂层起治疗作用，铆钉本体同步降解。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

(1)本发明的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，结构简单，采用叠加球囊实现精准定位：收缩状态时，铆钉搭载球囊的柔软的球囊瓣可以折叠，载药血管铆钉可以固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁；输送到血管靶病变位置，对扩张球囊进行扩张，扩张后的刚性扩张球囊可以强力地推动铆钉搭载球囊的折叠的球囊瓣逐步扩张，使其从铆钉的内卷边夹持中退出，并向圆周两侧展开，直至铆钉脱离球囊瓣，同时，刚性的扩张球囊可以强力地将铆钉的钉角部挤压刺入血管内壁，实现精确定位。

(2)本发明的载药血管铆钉，采用可降解金属制造，可以在血液环境中逐渐降解，同时其喷涂搭载的药物实现原位长效释放。可降解金属铆钉的尾部即内卷边在血液冲刷下降解速度远高于可降解金属铆钉锚入血管壁部分即П形凸起的降解速度，从而保证血管管腔面积随着可降解金属铆钉的尾部降解逐渐增大，同时铆钉依靠其锚入血管内壁部分保证其不脱落，从时间和空间上控制了器械降解过程进行的方式和速度。

(3)本发明的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其治疗效果除了涂层上药物具有生物治疗功能外，可降解金属本身降解过程中所持续释放出的金属离子、氢氧根、以及气体分子，也会对血管组织再构起到促进功能，包括加速内皮化，抑制血管平滑肌细胞增生等。

(4)本发明的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其铆钉的金属本身在X射线下可显像，因此在DSA血管造影辅助检查技术下更容易定位，以便准确锚入病变部位。

附图说明

图1为叠加球囊释放载药血管铆钉器械的结构示意图。

图2为叠加球囊释放载药血管铆钉器械的截面示意图；图中，1、扩张球囊；2、导管；3、铆钉搭载球囊；4、载药血管铆钉。

图3为载药血管铆钉的制造工艺示意图。其中(a)径向切开可降解金属管材；(b)机械弯折管材的两边径向切口，形成两个内卷边的弹性夹持口；(c)在管材结构上开一个以上的П形状切口，沿管材径向弯折形成П形凸起，形成铆钉脚；(d)在管材表面喷涂药物涂层。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但是，不以任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本发明还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械，如图1和图2所示，包括叠加球囊、连通组件和载药血管铆钉；所述叠加球囊包括铆钉搭载球囊3和扩张球囊1，扩张球囊位于铆钉搭载球囊的内部；所述连通组件与扩张球囊相连通；所述载药血管铆钉4固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁。所述连通组件包括导管2和控制部件；所述导管与扩张球囊相连通，用于向扩张球囊输送特定物质，使扩张球囊扩张；所述控制部件用于控制导管输送特定物质。

所述叠加球囊释放载药血管铆钉器械的制备方法，包括下述步骤：

(1)制备血管铆钉，如图3所示，采用可降解WE43镁合金，制备出壁厚为150微米、外径3毫米的管材；采用飞秒激光切割机切成5毫米长度的一段，沿长度方向切下1毫米宽度的切口；采用机械夹具进行机械弯折成卷起管的两边切口，形成两个内卷边圆形(直径在1毫米)的弹性夹持口；采用飞秒激光切割机在管材上切出长度为2毫米，宽度为0.5毫米的细小方柱，采用机械夹具进行机械弯折成与管材表面垂直的钉；随后对材料进行酸洗去除表面氧化膜，并采用电化学抛光获得抛光表面状态，得到血管铆钉。

(2)制备载药涂层：将质量浓度为5:5:1的卵磷脂：紫杉醇：PLGA，一起溶解于二氯甲烷中，得到澄清透明的溶液后，利用超声雾化沉积设备喷涂到血管铆钉的内外表面上，厚度控制在10-30微米，得到载药血管铆钉。

(3)制备叠加球囊释放载药血管铆钉器械：采用高分子材料制备叠加球囊，铆钉搭载球囊采用柠檬酸脂制造，扩张球囊采用聚对苯二甲酸乙二醇酯制造。所述扩张球囊位于所述铆钉搭载球囊的内部，所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁上。

使用时，通过导管向扩张球囊输送特定物质如生理盐水，使扩张球囊扩张，实现铆钉搭载球囊的球囊瓣的打开和对血管内腔的扩张。此时，铆钉搭载球囊逐渐从载药血管铆钉的夹持中脱离出来，同时扩张球囊向径向推着载药血管铆钉锚定到血管壁中；植入完成后对球囊进行负压抽吸，实现球囊瓣回卷包裹。采用猪的冠状动脉进行了动物实验6个月，血管管腔通畅，血管壁修复效果良好，植入的载药WE43镁合金血管铆钉组件全部降解。

实施例2

所述叠加球囊释放载药血管铆钉器械的制备方法，包括下述步骤：

(1)制备血管铆钉，采用可降解纯铁金属，制备出壁厚为80微米、外径2.8毫米的管材；采用飞秒激光切割机切成6毫米长度的一段，沿长度方向切下1.5毫米宽度的切口；采用机械夹具进行机械弯折成卷起管的两边切口，形成两个内卷边圆形(直径在1毫米)的弹性夹持口；采用飞秒激光切割机在管材上切出长度为2毫米，宽度为0.5毫米的细小方柱，采用机械夹具进行机械弯折成与管材表面垂直的钉；随后对材料进行酸洗去除表面氧化膜，并采用电化学抛光获得抛光表面状态，得到血管铆钉。

(2)制备载药涂层：将质量浓度为5:5:1的尿素：依维莫司：聚己内酯，一并溶解于二氯甲烷中，得到澄清透明的溶液后，利用超声雾化沉积设备喷涂到血管铆钉组件内外表面上，厚度控制在10-30微米，得到载药血管铆钉。

(3)制备叠加球囊释放载药血管铆钉器械：采用高分子材料制备叠加球囊，铆钉搭载球囊采用柠檬酸脂制造，扩张球囊采用聚对苯二甲酸乙二醇酯制造。所述扩张球囊位于所述铆钉搭载球囊的内部，所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁上。

使用时，通过导管向扩张球囊输送特定物质如生理盐水，使扩张球囊扩张，实现铆钉搭载球囊的球囊瓣的打开和对血管内腔的扩张。此时，铆钉搭载球囊逐渐从载药血管铆钉的夹持中脱离出来，同时扩张球囊向径向推着载药血管铆钉锚定到血管壁中；植入完成后对球囊进行负压抽吸，实现球囊瓣回卷包裹。采用猪的冠状动脉进行了动物实验8个月，血管管腔通畅，血管壁修复效果良好，植入的载药纯铁血管铆钉组件全部降解。

实施例3

所述叠加球囊释放载药血管铆钉器械的制备方法，包括下述步骤：

(1)制备血管铆钉：采用可降解锌锂合金(锂的质量百分比为0.4wt％，其余为锌)，制备出壁厚为100微米，外径3毫米管材；采用飞秒激光切割机切成6毫米长度的一段。沿长度方向切下1.5毫米宽度的切口；采用机械夹具进行机械弯折成卷起管的两边切口，形成两个内卷边圆形(直径在1毫米)的弹性夹持口；采用飞秒激光切割机在管材上切出长度为2毫米，宽度为0.5毫米的细小方柱，采用机械夹具进行机械弯折成与管材表面垂直的钉；随后对材料进行酸洗去除表面氧化膜，并采用电化学抛光获得抛光表面状态，得到血管铆钉。

(2)制备载药涂层：将质量浓度为5:5:1的卵磷脂：雷帕霉素：PLGA，一并溶解于二氯甲烷中，得到澄清透明的溶液后，利用超声雾化沉积设备喷涂到血管铆钉组件内外表面上，厚度控制在10-30微米，得到载药血管铆钉。

(3)制备叠加球囊释放载药血管铆钉器械：采用高分子材料制备叠加球囊，铆钉搭载球囊采用聚乙烯制造，扩张球囊采用尼龙制造。所述扩张球囊位于所述铆钉搭载球囊的内部，所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁上。

使用时，通过导管向扩张球囊输送特定物质如生理盐水，使扩张球囊扩张，实现铆钉搭载球囊的球囊瓣的打开和对血管内腔的扩张。此时，铆钉搭载球囊逐渐从载药血管铆钉的夹持中脱离出来，同时扩张球囊向径向推着载药血管铆钉锚定到血管壁中；植入完成后对球囊进行负压抽吸，实现球囊瓣回卷包裹。采用猪的冠状动脉进行了动物实验9个月，血管管腔通畅，血管壁修复效果良好，植入的载药锌锂合金血管铆钉组件全部降解。

以上所述仅为本发明的实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其特征在于：包括叠加球囊、连通组件和载药血管铆钉；所述叠加球囊包括铆钉搭载球囊和扩张球囊，扩张球囊位于铆钉搭载球囊的内部；所述连通组件与扩张球囊相连通；所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的外壁。

2.根据权利要求1所述的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其特征在于：所述扩张球囊为钢性结构，具有收缩状态和扩张状态；所述连通组件包括导管和控制部件；所述导管与扩张球囊相连通，用于向扩张球囊输送特定物质，使扩张球囊扩张；所述控制部件用于控制导管输送特定物质。

3.根据权利要求1所述的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其特征在于：所述铆钉搭载球囊为柔性结构，由两个以上的球囊瓣构成，具有收缩状态和扩张状态；收缩状态时，球囊瓣呈折叠状，所述载药血管铆钉固定夹持在铆钉搭载球囊的球囊瓣外壁上；当位于铆钉搭载球囊内部的扩张球囊扩张时，会推动铆钉搭载球囊的球囊瓣进行扩张，使得铆钉搭载球囊呈球形，扩张成球形的铆钉搭载球囊实现对血管内腔的扩张，同时夹持在球囊瓣上的载药血管铆钉被弹出并刺入血管内壁上。

4.根据权利要求1所述的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其特征在于：所述铆钉搭载球囊和扩张球囊的材质各自独立地选自聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚乙烯、聚酰亚胺、聚甲醛、尼龙、聚氨酯或聚酯中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其特征在于：所述载药血管铆钉包括铆钉本体和载药涂层；所述铆钉本体为具有两个内卷边的圆弧形管材结构，两个内卷边形成一个弹性夹持口，用于夹持在铆钉搭载球囊的球囊瓣外壁上；所述铆钉本体的圆弧形管材结构上开有一个以上的П形状切口，切口处形成的П形小方柱沿管材径向弯折形成П形凸起，形成铆钉脚；所述载药涂层是喷涂在铆钉本体上的药物涂层。

6.根据权利要求5所述的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其特征在于：所述铆钉本体为可降解金属，包括镁或镁合金、铁或铁合金、锌或锌合金、钼或钼合金、钙或钙合金、锶或锶合金。

7.根据权利要求5所述的叠加球囊释放载药血管铆钉器械，其特征在于：所述药物涂层的药物是雷帕霉素或其结构衍生物、紫杉醇或其结构衍生物、依维莫司或其结构衍生物、佐他莫司、抗凝血剂、大环内酯类免疫抑制剂、大环内酯类抗生素、抗癌药物、微生物免疫抑制剂中的一种或多种。

8.一种权利要求1～7中任一项所述的载药血管铆钉的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)先制备出可降解金属薄壁管材，然后用激光沿管材长度方向切一个口，沿切口机械卷起两边，形成两个内卷边，利用其卷曲弹性夹持在铆钉搭载球囊的球囊瓣外壁上；

(2)在管材表面间隔性切割多个П形状切口；然后对П形状切口形成的小方柱进行弯折，获得沿管材径向方向的凸起；

(3)采用超声雾化喷涂方法在管材表面喷涂药物。

9.根据权利要求8所述的载药血管铆钉的制备方法，其特征在于：喷涂药物时，先将药物与赋形剂、缓释材料一起溶解于二氯甲烷缓混合均匀，然后进行喷涂；所述赋形剂为碘普罗胺、尿素、高分子聚合物或专用赋形剂；所述缓释材料为聚乳酸、聚己内酯的一种或几种。

10.一种权利要求1～7中任一项所述的叠加球囊释放载药血管铆钉器械的应用，其特征在于：先将叠加球囊释放载药血管铆钉器械输入到血管，然后导管对扩张球囊输送特定物质，使扩张球囊扩张，进而推动铆钉搭载球囊的球囊瓣进行扩张，使得铆钉搭载球囊呈球形，从而弹出夹在球囊瓣外壁面的载药血管铆钉，铆钉本体的圆弧形管材结构上П形凸起会刺入到靶病变位置的血管内壁上，同时载药血管铆钉上的药物涂层起治疗作用，铆钉本体同步降解。

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