CN116173298A - 一种聚合物复合材料心脏瓣膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗器械领域，公开了一种聚合物复合材料心脏瓣膜及其制备方法，包括：磨砂面支架、表面改性的三层聚合物瓣膜、表面改性的内裙边和外裙边、定位件；支架为多边形结构；表面改性的三层聚合物瓣膜包括内、外保护层和中间强化层；表面改性的三层聚合物瓣叶、内外裙体及磨砂面支架通过缝合方式形成一体式瓣膜结构；本发明内外裙边设计可以减少瓣周漏，减少对冠脉口堵塞，表面改性的三层聚合物瓣膜可以提高疲劳性能、降低衰退性能并防止瓣膜钙化。

Description

一种聚合物复合材料心脏瓣膜及其制备方法
技术领域
本发明属于医疗器械领域，涉及一种聚合物复合材料心脏瓣膜及其制备方法。
背景技术
心脏瓣膜是一种既坚韧又柔软光滑并富有弹性的纤维结缔组织，正常情况下，心脏瓣膜开放时充分、关闭时严密。当心脏瓣膜出现问题时，就会出现心脏瓣膜病。据统计全球每年约有2亿人患有瓣膜性心脏病，超过260万人死亡。
心脏瓣膜病表现为心脏瓣膜狭窄和反流两种形式。任何因瓣膜组织本身或与瓣膜相连的瓣膜装置(包括瓣环、乳头肌等)的增厚、僵硬、粘连、缩短、沉长、钙化、变性、断裂、穿孔、脱垂、感染后损伤以及发育不良，畸形等而导致瓣膜不能充分开放时，称为心脏瓣膜狭窄。导致关闭不严、漏血、反流时，称为心脏瓣膜关闭不全或心脏瓣膜反流。
目前临床上使用的人工心脏瓣膜，按制造材料不同分为生物瓣和机械瓣两大类。生物瓣也称为组织瓣，瓣的主体用生物组织材料制成，分为同种瓣(如人的主动脉瓣、硬脑脉瓣)及异种瓣(如牛心包、猪主动脉瓣等)。机械瓣的主体用非生物材料制成，如钛合金、不锈钢、低温热解碳、高分子材科等。临床证明，机械心脏瓣膜的使用寿命较长，但患者需终身服用抗凝药物，存在引发致命性的自发性出血或血栓栓塞的危险。生物瓣膜来源于动物，供体充足，并且可以提供各种尺寸，移植后不需要接受长时间的抗凝治疗。但一些研究表明异种心脏瓣膜移植后会发生免疫应答反应。
合缘对齐（commissural alignment）是指主动脉瓣置换术中将人工瓣膜对合缘与原生瓣膜对合缘对齐。其中，合缘指的是原生或人工瓣膜相邻瓣叶的结合部位。最近的一项分析显示，只有大约五分之一的接受经导管主动脉瓣置换术的患者获得了严格的对齐。合缘错位会影响冠状动脉通路，增加术后主动脉瓣中心反流的发生率，增强人工瓣膜的压力，降低耐久性。
文献《Structural stability of novel composite heart valve prostheses -Fatigue and wear performance》通过调节外层聚氨酯保护层的厚度、织造方法、纤维直径和内超高分子量聚乙烯(UHMWPE)织物的表面密度，调节阀瓣的柔度、耐磨性和耐疲劳性，通过试验证明，该材料可以承受至少5年的使用寿命，无结构失效或功能退化；虽然耐久性有一定提高，但是应用到人体还是有一定的差距；不能防止瓣膜钙化。
文献《A biomimetic multilayered polymeric material designed for heartvalve repair and replacement》报告了一种仿生聚碳酸酯、聚氨酯和聚己内酯薄膜，显示出较好的抗蛋白质吸附和抗钙化能力，机械性能有所增加，耐久性差。
公开号为CN 113855327 A 的发明提供一种人工心脏瓣膜支架，该人工心脏瓣膜支架通过使用本申请涉及流入端、流出端和其他部分的独特设计可以避免人工心脏瓣膜出现两头粗中部细的骨头状结构，也可以避免球囊在膨胀过程中因受力不均匀而破裂的情况，同时，在压握状态下，人工心脏瓣膜可以实现更为均匀的受压收缩；公开号为CN113693784 A的发明公开了一种心脏瓣膜支架，解决了现有心脏瓣膜支架顺应性差，难以与心脏良好贴合的技术问题；公开号为CN 113456300 A 的发明提供一种心脏瓣膜支架及输送装置，以解决现有技术中存在着心脏瓣膜支架稳定性较差的问题；公开号为CN112641537 A的发明提供一种心脏瓣膜支架及其假体，能够减小对传导系统的损伤，降低传导阻滞；以上专利不足之处在于瓣膜耐久性差，瓣膜钙化，易引起血栓，及瓣周漏等问题。
公开号为CN 109431654 A的发明提供一种具有牵引索联动支架褶皱裙边的支架装置，利用支架外周的柔性裙边在释放后自身堆叠形成周漏封堵部，更为重要的是柔性裙边的堆叠是依靠支架释放时自行的形状变化而驱动，即与支架自身的变形相联动，无需额外的控制，也避免了金属部件 的使用；公开号为CN 109498214 A的发明提供一种具有裙边的防周漏支架装置，利用支架外周的柔性裙边在释放后自身堆叠形成周漏封堵部，更为重要的是柔性裙边的堆叠是依靠支架释放时自行的形状变化而驱动，即与支架自身的变形相联动，无需额外的控制，也避免了金属部件的使用。以上两篇专利虽然解决瓣周漏问题，但是仍存在不足，（1）裙边褶皱结构容易导致血小板积聚，造成血栓，（2）容易生成血管翳或血管组织增生。
现有技术中尽管也有一些解决方案，但都存在一定不足，例如在支架外周形成环形兜结构，通过周漏返流血充涨该环形兜，以进一步阻止瓣周漏的恶化，但环形兜内容易形成血栓，当然也存在血栓脱落的风险。也有一些现有技术利用吸水膨胀材料在支架外周形成环形外凸用以封堵瓣周漏，但吸水膨胀材料同样有脱落的风险，存在安全隐患。
公开号CN 101301229A本发明公开了一种应用于心室辅助装置的聚氨醋人工心脏瓣膜，其优点：可以使瓣膜在闭合状态下，瓣叶完全密封，防止血液回流;而且在开放状态时，瓣叶张开迅速灵敏，无明显的滞后现象；缺点：耐久性差，瓣周漏。
公开号CN 115591014 A本发明涉及一种聚合物人工心脏瓣膜，其优点：具有良好的抗凝血作用，不易引起血栓；缺点：耐久性差，瓣周漏。
公开号CN 113230455 A本发明关于一种聚氨酯/纤维素复合膜及其制备方法，优点：该复合膜具有力学各向异性，提高人工心脏瓣叶的耐疲劳性能，缺点：瓣周漏。
公开号CN 106535825 A一种用于制造聚合物材料的心脏瓣膜的方法，优点：具有高耐久性和血液相容性，缺点：瓣周漏。
可见，相关技术中存在着心脏瓣膜耐久性，瓣周漏，血栓及钙化等问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提供了一种聚合物复合材料心脏瓣膜，该心脏瓣膜具有良好的机械性能、生物稳定性、生物相容性、抗疲劳、抗凝血、抗钙化、防瓣周漏等特点。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚合物复合材料心脏瓣膜及其制备方法，包括：磨砂面支架、表面改性的三层聚合物瓣膜、表面改性的内裙边、表面改性的外裙边、定位件；其制备方法：
（1）中间层薄膜制备：将聚合物加入到 N,N- 二甲基甲酰胺中，经加热搅拌、一定温度下抽真空获得聚合物溶液，采用溶液流延法制备成聚合物薄膜，再经冰水淬火处理，获得聚合物薄膜；
（2）内层薄膜制备：将聚合物加入到甲苯和四氢呋喃的缓和溶液中，经加热搅拌、一定温度下抽真空获得聚合物溶液，采用溶液流延法制备成聚合物薄膜，再经冰水淬火处理，获得聚合物薄膜；外层薄膜制备：将聚合物加入到甲苯和四氢呋喃的缓和溶液中，经加热搅拌、一定温度下抽真空获得聚合物溶液，采用溶液流延法制备成聚合物薄膜，再经冰水淬火处理，获得聚合物薄膜；
（3）三层聚合物心脏瓣膜制备：把外层薄膜、中间层薄膜、内层薄膜依次在聚酯膜上放好，将其放入液压机中，经加热、卸压、热处理，获得三层聚合物薄膜；
（4）瓣膜定型：将步骤（3）的聚合物薄膜放入到心脏瓣膜模具中，经加热、冰水淬火处理，获得瓣膜样品；
（5）瓣膜表面改性：先用低温等离子处理瓣膜；将样品有机溶剂中浸泡，取出后经去离子水多次清洗；经喷涂机将肝素和胶原蛋白喷涂到样品上，最终获得表面改性的三层聚合物瓣膜；
（6）支架切割：将合金管材放入切割机中，经切割、定型、抛光、喷砂等工艺制得磨砂面支架；
（7）内裙边超疏改性：将内裙边薄膜进行超声清洗，随后干燥，再用Tris-HCl缓冲液处理薄膜，在室温下沉积后，用去离子水清洗3次，室温干燥；将内裙薄膜浸入肝素及羧甲基壳聚糖混合液，获得改性后的薄膜；
（8）外裙边内皮化改性：将外裙边经等离子处理，再把处理的裙边放入低聚倍半硅氧烷溶液中，经过浸润获得改性外裙边，在对其进行雷帕霉素药物喷涂；
（9）心脏瓣膜制备：将磨砂面支架、表面改性的三层聚合物瓣膜、内裙边和外裙边通过缝合的方式，制得心脏瓣膜。
所述磨砂面支架为锌基合金支架、铁基合金支架、镍钛合金支架或钴铬合金支架，支架为多边形网状结构，支架直径为14-35mm，磨砂面尺寸10-240μm。
所述表面改性的三层聚合物瓣膜，表面改性是通过物理或化学的方法在三层聚合物瓣膜表面制备胶原蛋白和肝素膜。
所述三层聚合物瓣膜，其厚度为0.18-0.52mm；中间层为聚氨酯、硅氧烷聚脲氨酯、有机硅-聚碳酸酯-聚氨酯中的一种或多种，其厚度为总厚度的1/3-2/3 ；内层和外层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯或交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，内层和外层的厚度分别为总厚度的1/6-1/3。
所述表面改性的内裙边和表面改性的外裙边，其材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚碳酸酯中的一种或多种；其中内裙边进行超疏处理，外裙边进行内皮化处理。
所述定位件为3个瓣膜定位件和支架定位件，所述3个瓣膜定位件为相同形状或不同的形状，其形状为三角形、菱形、心形、长方形、正方形中的一种或多种；所述支架定位件为三角形、菱形、圆形、心形、长方形、正方形中的一种。
所述表面改性的三层聚合物瓣膜设置于支架内部；所述磨砂面支架与表面改性的三层聚合物瓣膜、表面改性的内裙边和表面改性的外裙边通过缝合方式形成一体式瓣膜结构；所述3个瓣膜定位件在磨砂面支架上间隔120°排列。
所述瓣膜定位件处于2个表面改性的三层聚合物瓣膜搭界处。
所述冰水淬火处理，其温度为0-5℃，优选2℃。
本发明有益效果：
1、内外双裙边设计以及聚氨酯或聚碳酸酯作为外裙能够适应原生瓣膜钙化的不规则表面，密封性好，防止瓣周漏。
2、外裙边进行内皮化改性，（1）能够防止血栓形成，（2）内皮化以后，能与周围的组织结合，防止瓣周漏，（3）预防血管翳组织增生。
3、内裙边超疏改性，（1）能够防止血栓形成，（2）防止裙边钙化，变硬，变形，导致后期瓣膜关闭不全，（3）防止瓣膜受到钙化物的机械牵拉作用，导致瓣膜口狭窄。
4、瓣膜定位件的不同形状便于医生观察，可以用于定位原生瓣窦位置，从而实现重叠植入，达到对合缘对齐，使冠状动脉孔口和生物假体连合处之间的角度在0° 和 10°之间。
5、瓣膜表面有一层胶原蛋白和肝素膜，预防血栓，防钙化，在使用过程中可以很好的降低血栓的形成。
6、耐久性高，选用的瓣膜材料柔软易折叠，以及聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯/聚氨酯/聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯这种结构，内层和外层分别为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯作为保护层，中间强化层为聚氨酯，可以提高机械性能和降低衰退性能。
7、瓣膜淬火处理，增加聚合物的无定型结构，有助于提高聚合物材料界面间的匹配性与相容性，减少界面空隙及微观缺陷，有助于降低瓣膜在运动中的摩擦损耗，增强其使用寿命，增强瓣膜的耐久性，提高机械性能。
8、支架磨砂面可以增大瓣膜及内外裙边的摩擦力，防止其在人体内滑动。
附图说明
图1是本发明表面改性的三层聚合物瓣膜剖面图。
图中1胶原蛋白和肝素膜、2外层交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯、3中间层硅氧烷聚脲氨酯、4内层交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
聚氨酯薄膜制备：首先将适量的聚氨酯加入到一定量的 N,N- 二甲基甲酰胺中，室温下搅拌30分钟，待充分溶解后，放入超声清洗机中超声30分钟，使聚氨酯均匀分散，在80℃下搅拌，直至聚氨酯完全溶解。然后再剧烈搅拌12小时，得到溶解较好的混合溶液。再将混合液置于真空干燥箱中，抽真空至≤-0.1MPa，真空脱泡4-6小时至无可见气泡。最后，采用溶液流延法，将混合溶液浇铸在清洗干净的石英玻璃板上，在 90℃的温度下蒸发有机溶剂 6 小时，然后转移至真空烘箱在80℃的温度下热处理12小时，取出薄膜经冰水淬火处理，获得厚度均匀的聚氨酯薄膜。
聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯薄膜制备：首先将适量的聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯以一定的比例加入到甲苯和四氢呋喃的缓和溶液中，室温下搅拌30分钟， 待充分溶解后，放入超声清洗机中超声30分钟， 以使聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯均匀分散，在 50-60℃下搅拌，直至聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯完全溶解。然后再剧烈搅拌8-12小时，得到溶解较好的混合溶液。再将混合液置于真空干燥箱中，抽至≤-0.1MPa，真空脱泡4-6小时至无可见气泡。最后，采用溶液流延法，将混合溶液浇铸在清洗干净的玻璃板上，在 60℃的温度下蒸发有机溶剂 6 小时，然后转移至真空烘箱在80℃的温度下热处理12小时， 取出薄膜经冰水淬火处理，获得厚度均匀的聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯薄膜。
三层聚合物心脏瓣膜制备：按照外层聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯薄膜、中间层聚氨酯薄膜、内层聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯薄膜的顺序依次在聚酯膜上放好，将其放入液压机中，经170-190℃，30-60分钟，每10分钟卸压依次，排出气泡，获得三层聚合物薄膜；将聚合物薄膜放入到心脏瓣膜模具中，经180℃加热24小时，取出薄膜经冰水淬火处理，热压最终得到瓣膜样品。
上述操作过程中冰水淬火处理温度为5℃。
表面处理：1、先用低温等离子处理，在O2氛围下，压力80-180Pa，输出功率为100-200W，时间10-60分钟；2、将样品在二甲苯溶液浸泡5-10分钟，配置含2-（3,4二羟基苯基）乙胺盐酸盐(2mg/ml)的Tris-HCl溶液，PH=7.5-9.0,将样品置入多巴胺溶液中浸泡10-12小时，取出后经去离子水多次清洗；获得8.72±1.28nm的粗糙度；3、将肝素和胶原蛋白溶解于pH 为4的醋酸/醋酸钠缓冲液，浓度都为1mg/mL，经喷涂机将肝素和胶原蛋白喷涂到样品上，最终获得表面改性的三层聚合物瓣膜，瓣膜厚度为0.18mm，中间层为聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3。
支架切割：将镍钛合金管材直径14mm放入切割机中，设置好相应的程序，制得镂空支架，经定型、抛光、喷砂等工艺制得磨砂面支架，磨砂面尺寸10-30μm。
内裙边超疏改性：将内裙边薄膜分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗10分钟，随后用N2干燥，然后用Tris-HCl缓冲液(10 mM, pH 8.5)中3 mg/mL的盐酸多巴胺溶液处理上述清洗后的底物，在室温下沉积12 h后，用去离子水清洗3次，室温干燥；将4mg /mL肝素、10mg /mL的羧甲基壳聚糖溶解在Tris-HCl缓冲液(10mm, pH 8.5)中，然后将内裙边浸入上述溶液中，室温反应16 h后，用PBS(3次，5分钟)和蒸馏水(3次，5分钟)洗涤，获得改性后的薄膜。
外裙边内皮化改性：配置1mg/ml的低聚倍半硅氧烷，将外裙边经等离子处理，再把处理的裙边放入低聚倍半硅氧烷溶液中，经过12小时浸润获得改性外裙边，在对其进行雷帕霉素药物喷涂。
最后，将表面改性的三层聚合物瓣膜、内外裙边通过缝合的方式，制得心脏瓣膜。
其中，支架直径27mm，磨砂面尺寸30-60μm，瓣膜厚度为0.18mm，中间层为聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3。
实施例2：支架直径35mm，磨砂面尺寸200-240μm，瓣膜厚度为0.24mm，中间层为聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；制备方法同实施例1一致。
实施例3：支架直径23mm，磨砂面尺寸110-160μm，瓣膜厚度为0.40mm，中间层为聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；制备方法同实施例1一致。
实施例4：支架直径29mm，磨砂面尺寸60-100μm，瓣膜厚度为0.52mm，中间层为聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；其中冰水淬火处理温度为0℃，其制备方法同实施例1一致。
实施例5：支架直径20mm，磨砂面尺寸10-30μm，瓣膜厚度为0.40mm，中间层为聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；制备方法同实施例3。
实施例6：支架直径14mm，磨砂面尺寸60-100μm，瓣膜厚度为0.40mm，中间层为聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的2/3，外层和内层为交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/6；制备方法同实施例3。
实施例7：瓣膜厚度为0.40mm，中间层为硅氧烷聚脲氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；其中冰水淬火处理温度为2℃，其制备方法同实施例3。
实施例8：瓣膜厚度为0.40mm，中间层为有机硅-聚碳酸酯-聚氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；制备方法同实施例3。
实施例9：瓣膜厚度为0.40mm，中间层为硅氧烷聚脲氨酯：有机硅-聚碳酸酯-聚氨酯为1:1混合材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；制备方法同实施例3。
比较例1：心脏瓣膜材料为聚氨酯；表面未进行处理，制备方法同实施例3。
比较例2：心脏瓣膜材料为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯；表面未进行处理，制备方法同实施例3。
比较例3：内外裙边未进行表面处理，制备方法同实施例3。
比较例4：凉水或常温处理，未进行冰水淬火处理，制备方法同实施例1。
比较例5：溶液不进行抽真空处理，制备方法同实施例1。
比较例6：瓣膜厚度为0.15mm，中间层为硅氧烷聚脲氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；制备方法同实施例3。
比较例7：瓣膜厚度为0.60mm，中间层为硅氧烷聚脲氨酯材料，厚度为瓣膜厚度的1/3，外层和内层为交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯，外层和内层的厚度为瓣膜厚度的1/3；制备方法同实施例3。
以上实施例及比较例测得的弹性模量、水接触角、平均血小板粘附数、有效瓣口面积、总反流比、疲劳测试及拉伸强度数据如下表示：
实施例 弹性模量/MPa 水接触角 平均血小板粘附数/mm2 有效瓣口面积/cm2 总反流百分比/% 疲劳测试 拉伸强度/MPa
实施例1 15.2 19.92° 30 2.42 1.98 5.0×108 42
实施例2 15.0 21.45° 27 2.69 2.21 4.8×108 42
实施例3 16.3 20.78° 28 2.28 2.85 5.8×108 40
实施例4 14.8 21.2° 31 2.53 2.25 4.7×108 45
实施例5 15.1 22.05° 22 1.84 2.42 7.6×108 48
实施例6 15.3 24.5° 26 1.65 2.24 7.8×108 46
实施例7 14.9 26.7° 25 2.28 0.46 1.5×109 53
实施例8 15.0 25.2° 20 2.35 0.74 1.1×109 58
实施例9 15.4 23.8° 23 2.27 0.41 1.3×109 56
比较例1 6.1 52.58° 497 2.32 4.72 1.9×107 48
比较例2 5.0 72.34° 20 1.41 7.13 1.6×108 11
比较例3 10.4 25.7° 102 1.76 5.62 1.7×108 39
比较例4 4.7 18.2° 71 1.43 4.76 1.5×107 17
比较例5 3.1 53.4° 107 1.60 6.78 2.3×107 23
比较例6 14.2 24.5° 37 1.79 5.46 1.6×108 43
比较例7 15.7 23.6° 31 1.92 6.23 1.9×108 50
通过以上数据可以发现本发明的实施例测试的弹性模量、水接触角、平均血小板粘附数、有效瓣口面积、总反流比、疲劳测试及拉伸强度取得很好的性能，并能满足ISO5840的相关性能要求，但是研究发现当瓣膜为单一材料时，如：比较例1和比较例2，瓣膜力学性能不足，耐久性差，表面未作处理容易造成血小板聚集，形成血栓；比较例3：内外裙边未进行表面处理，容易引起血栓，组织增生，造成瓣膜在一定程度上降低瓣周漏，长时间造成耐久性差；比较例4：未进行淬火处理，瓣膜间容易引入缺陷，瓣膜机械性能不足，耐久性差；比较例5：溶液不进行抽真空处理，溶液中的气泡容易引起瓣膜撕裂，衰败，造成瓣膜力学性能不足；比较例6瓣膜太薄，在测试过程中发现瓣膜张开或关闭不易控制，导致血液易反流，耐久性下降；比较例7：瓣膜太厚使得液体的流体性不好，使得瓣膜后期撕裂，以上比较例均不能满足ISO 5840的相关性能要求。
在研究过程中还发现三层瓣膜压制过程中，加热温度达不到170-190℃，会出现瓣膜粘接不牢、分层现象，温度过高会造成瓣膜共混，达不到预期的力学性能；不做卸压处理，薄膜之间存在气泡，引入缺陷。
以上所述，仅是本发明的具体实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种聚合物复合材料心脏瓣膜的制备方法，其特征在于，包括：
（1）中间层薄膜制备：将聚合物加入到 N,N- 二甲基甲酰胺中，经加热搅拌、一定温度下抽真空获得聚合物溶液，采用溶液流延法制备成聚合物薄膜，真空条件下烘干，再经冰水淬火处理，获得聚合物薄膜；
（2）内层薄膜制备：将聚合物加入到甲苯和四氢呋喃的缓和溶液中，经加热搅拌、一定温度下抽真空获得聚合物溶液，采用溶液流延法制备成聚合物薄膜，真空条件下烘干，再经冰水淬火处理，获得聚合物薄膜；外层薄膜制备：将聚合物加入到甲苯和四氢呋喃的缓和溶液中，经加热搅拌、一定温度下抽真空获得聚合物溶液，采用溶液流延法制备成聚合物薄膜，真空条件下烘干，再经冰水淬火处理，获得聚合物薄膜；
（3）三层聚合物心脏瓣膜制备：把外层薄膜、中间层薄膜、内层薄膜依次在聚酯膜上放好，将其放入液压机中，经加热、加压、保压、卸压、热处理，获得三层聚合物薄膜；
（4）瓣膜定型：将步骤（3）的聚合物薄膜放入到心脏瓣膜模具中，经加热加压、冰水淬火处理，获得瓣膜样品；
（5）瓣膜表面改性：先用低温等离子处理瓣膜；将样品有机溶剂中浸泡，取出后经去离子水多次清洗；用喷涂机或浸渍法将肝素和胶原蛋白附着在样品上，最终获得表面改性的三层聚合物瓣膜；
（6）支架切割：将合金管材放入切割机中，经切割、定型、抛光、喷砂等工艺制得磨砂面支架；
（7）内裙边超疏改性：将内裙边薄膜进行超声清洗，随后干燥，再用Tris-HCl缓冲液处理薄膜，在室温下沉积后，用去离子水清洗3次，室温干燥；将内裙薄膜浸入肝素及羧甲基壳聚糖混合液，获得改性后的薄膜；
（8）外裙边内皮化改性：将外裙边经等离子处理，再把处理的裙边放入低聚倍半硅氧烷溶液中，经过浸润获得改性外裙边，在对其进行雷帕霉素药物喷涂；
（9）心脏瓣膜制备：将磨砂面支架、表面改性的三层聚合物瓣膜、内裙边和外裙边通过缝合的方式，制得心脏瓣膜。
2.一种权利要求1所述的聚合物复合材料心脏瓣膜的制备方法制备的心脏瓣膜，其特征在于所述瓣膜为磨砂面支架、表面改性的三层聚合物瓣膜、表面改性的内裙边、表面改性的外裙边和定位件。
3.根据权利要求2所述的聚合物复合材料心脏瓣膜，其特征在于，所述磨砂面支架为锌基合金支架、铁基合金支架、镍钛合金支架或钴铬合金支架，支架为多边形网状结构，支架直径为14-35mm，磨砂面尺寸10-240μm。
4.根据权利要求2所述的聚合物复合材料心脏瓣膜，其特征在于，所述表面改性的三层聚合物瓣膜，表面改性是通过物理或化学的方法在三层聚合物瓣膜表面制备胶原蛋白和肝素膜；三层聚合物瓣膜其厚度为0.18-0.52mm；中间层为聚氨酯、硅氧烷聚脲氨酯、有机硅-聚碳酸酯-聚氨酯中的一种或多种，其厚度为总厚度的1/3-2/3 ；外层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯、交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯中的一种或两种，外层的厚度为总厚度的1/6-1/3；内层为聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯、交联聚苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯中的一种或两种，内层的厚度为总厚度的1/6-1/3。
5.根据权利要求2所述的聚合物复合材料心脏瓣膜，其特征在于，所述表面改性的内裙边和表面改性的外裙边，其材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚碳酸酯中的一种或多种；其中内裙边进行超疏处理，外裙边进行内皮化处理。
6.根据权利要求2所述的聚合物复合材料心脏瓣膜，其特征在于，所述定位件为3个瓣膜定位件和支架定位件，所述3个瓣膜定位件在磨砂面支架上间隔120°排列；所述瓣膜定位件处于2个表面改性的三层聚合物瓣膜搭界处。
7.根据权利要求2所述的聚合物复合材料心脏瓣膜，其特征在于，所述表面改性的三层聚合物瓣膜设置于支架内部；所述磨砂面支架与表面改性的三层聚合物瓣膜、表面改性的内裙边和表面改性的外裙边通过缝合方式形成一体式瓣膜结构。
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