CN117717656B - 一种带显影结构的支架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带显影结构的支架及其制备方法，该支架包括多个支架网格，多个支架网格由多根细丝连接形成，每个支架网格包括网格边线和网格端点，每根细丝由混合材料形成，所述混合材料包括高分子材料和显影材料，以及显影结构，所述显影结构位于至少一个所述网格边线上，所述显影结构由所述混合材料与所述网格边线一体形成，所述显影结构的最大直径和/或最大厚度大于支架其他位置处细丝的丝径。上述带显影结构的支架制备工艺简单，降低了制备成本，并且能够提高显影效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种带显影结构的支架及其制备方法。
背景技术
支架植入术治疗腔道的狭窄和/或闭塞目前已广泛应用于人体的自然腔道，如动脉、静脉、气道、食管及胆道等。常用的支架材料包括金属材料及高分子聚合物材料，其中高分子聚合物支架具有较好的柔韧性，便于输送至病变的目标位置，近年来被更加广泛应用。
支架的植入通常是在X射线的引导下完成，因此支架需要在X射线下具有良好的显影性，否则无法将支架精准地放置或植入病变部位，也无法判断放置或植入的支架形态是否良好。
目前，为了使支架能够在X射线下具有良好的显影性，通常会在金属支架或聚合物支架上加装显影装置，常用的显影装置为贵金属材料，其安装方式通常是在支架本体制备完成后采用镶、焊、套和粘等方式将显影装置安装固定于支架上。这种显影装置的安装方式需要在支架本体成型后增加新的工艺步骤，工艺复杂，且贵金属材料的添加会增加支架的制造成本。
此外，现有技术中的显影方案还包括通过在高分子支架的高分子材料中添加显影材料的方式提高支架的整体显影性。但由于添加过多的显影材料会影响高分子材料的材料特性，为了使材料特性满足支架使用的需求，实际应用中添加显影材料的比例有限，并且，当支架应用于狭窄腔道例如血管时，为了方便支架的输送需要将支架载入输送导管中，因此对支架的丝径也有限制，导致添加显影材料后细丝径支架的显影材料单位密度不高，实际手术应用中显影效果仍然不好，无法在手术中准确判断支架的位置。
发明内容
基于现有技术存在的工艺复杂、制造成本高、显影效果不好等技术问题，本发明提供一种工艺简单、成本低、显影效果好的带显影结构的支架，包括：
细丝，其中所述细丝为多根，多根所述细丝沿着支架的外周面成型为同向或交叉的螺旋线型，多根所述细丝在端部连接处一体连接并在交叉点交叉连接形成管状支架本体；
所述管状支架本体包括第一端部、第二端部以及管状支架内腔，所述管状支架内腔在所述第一端部和第二端部之间延伸；
所述管状支架本体还包括多个支架网格，所述多个支架网格由所述多根细丝连接形成，每个支架网格包括网格边线和网格端点，所述网格端点为所述多根细丝的一体连接或交叉连接的连接点；
每根所述细丝由混合材料形成，所述混合材料包括高分子材料和显影材料，还包括至少一个显影结构，所述显影结构位于所述网格边线上，所述显影结构由细丝一体卷绕形成，所述显影结构的最大直径和/或最大厚度大于支架其他位置处细丝的丝径。
优选地，还包括振动丝结构，所述振动丝结构一端连接所述显影结构，另一端连接网格边线或网格端点，所述振动丝结构与连接的所述显影结构一体形成，所述振动丝结构为波纹曲线形状。
优选地，与设置振动丝结构的细丝相交的细丝设置有弧形让位结构，所述弧形让位结构呈圆弧形状，沿远离所述显影结构的方向弯曲形成，所述弧形让位结构的顶点位于所述网格端点处。
优选地， 与所述显影结构连接的细丝或振动丝结构的外表面具有多个径向向外突起的突起结构。
优选地，所述显影结构为圆形、椭圆形、三角形或方形显影结构，其由对应的细丝在对应的网格边线位置熔融并螺旋卷绕形成。
优选地，所述螺旋卷绕为沿着圆形、椭圆形、三角形或方形的渐近线或渐开线卷绕形成。
优选地，所述渐近线或渐开线的间距小于所述渐近线或渐开线的丝径，和/或所述渐近线或渐开线的丝径大于支架其他位置处所述细丝的丝径。
优选地，所述显影结构的最大厚度H满足关系：H=k1*D，1＜k1＜3，其中，D为支架其他位置处所述细丝的丝径，k1为H与D之间的比例因子。
优选地，与所述显影结构周向相邻的网格边线具有与所述显影结构部分形状互补的形状。
优选地，所述显影结构的厚度从中心点向外围逐步降低，形成弧面。
优选地，所述支架通过3D打印工艺或挤出成型工艺一体成型。
优选地，所述高分子材料选自聚酰胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚酐、聚(β-羟基丁酸酯)、聚二恶烷酮、聚(DTH亚氨基碳酸酯)或聚富马酸聚丙烯酸酯中的一种或多种，或它们的共聚物。
优选地，所述显影材料选自硫酸钡、钨、碘普罗胺、三氧化二铋、碱式碳酸铋、氯氧化铋中的一种或多种。
优选地，所述显影材料的含量为15%-35%。
本发明还提供了一种带显影结构的支架的制备方法，包括以下步骤：
S1.形成混合材料，所述混合材料包括高分子材料和显影材料，
S2.将混合材料熔融并加入到材料分配设备中，
S3.通过连接到所述材料分配设备的喷嘴将材料按照预定路径分配到材料接收轴上，所述材料接收轴旋转接收喷出的材料，接收的材料成型为多根细丝，多根细丝沿着支架的外周面成型为同向或交叉的螺旋线型，所述多根细丝在端部连接处一体连接并在交叉点交叉连接形成支架网格结构，每个支架网格包括网格边线和网格端点，
在步骤S3中，在至少一个网格边线位置控制喷嘴的移动速度和/或移动路径和/或材料接收轴的旋转速度，从而在网格边线上由细丝一体卷绕形成显影结构，所述显影结构的最大直径和/或最大厚度大于支架其他位置处所述细丝的丝径。
优选地，在制备与所述显影结构一端或两端相邻的细丝时，控制喷嘴按照波纹曲线运动形成振动丝结构；在制备与所述振动丝结构在网格端点连接的细丝时，控制喷嘴沿着远离显影结构的圆弧移动。
优选地，在制备与所述显影结构一端或两端相邻的细丝时，控制喷嘴的移动速度先逐渐降低而后逐渐增加和/或控制喷嘴在多个点停顿形成多个径向向外突起的突起结构。
优选地，所述显影结构由所述喷嘴在对应的网格边线位置沿着圆形、椭圆形、三角形或方形的渐近线或渐开线螺旋转动分配形成，分配出的细丝在所述材料接收轴上固化成型为圆形、椭圆形、三角形或方形显影结构。
优选地，在所述显影结构制备的过程中，控制所述喷嘴的运动路径使得所述渐近线或渐开线的间距小于所述渐近线或渐开线的丝径，和/或减慢所述喷嘴的移动速度使得所述渐近线或渐开线的丝径大于支架其他位置处所述细丝的丝径。
优选地，在所述显影结构制备的过程中降低所述喷嘴的移动速度和所述材料接收轴的转动速度。
优选地，在所述显影结构制备的过程中，所述喷嘴的移动速度为制备支架其他部位时速度的1/3到3/4。
优选地，制备与所述显影结构所在网格边线周向相邻的网格边线时，喷嘴移动路径与所述显影结构的部分形状互补。
优选地，所述渐近线或渐开线的间距由中心向外围逐渐增加和/或所述渐近线或渐开线的丝径由中心向外围逐渐减小。
基于上述技术方案，本发明具有如下优点：
（1）本发明提供的支架由高分子材料和显影材料制成的混合材料一体成型支架本体和显影结构，具有结构功能一体化的优点，即在支架成型的同时成型显影结构，成型后带显影结构的支架即可实现显影功能，不需要另外安装显影装置，避免了复杂的加工和装配步骤，简化了工艺步骤，制备工艺简单；且不另外安装显影装置，避免了贵金属的使用，从而降低了支架的制备成本；同时由于显影结构和支架本体一体化，显影结构不易脱落，增加了整体支架结构的稳定性。
（2）本发明提供的支架在网格边线上一体形成显影结构，使得支架在收缩和扩张时，网格端点位置附近的细丝会互相自由聚拢或散开，不受显影结构的影响，避免丝线之间脱离或断裂。
（3）本发明提供的支架进一步设置有振动丝结构，使得显影结构通过振动丝结构与支架形成一体式连接。支架在收缩或展开时，显影结构可以有更大的冗余变形量，避免对支架其他部分造成损坏。同时，由于振动丝结构的存在，使得显影结构与支架整体之间形成了柔性连接，支架在送入人体血管内，由于血液的流动，可以使得显影结构产生细微的振动，使得支架能够更好地被观测到。
（4）本发明提供的支架进一步设置有弧形让位结构，使得显影结构以及振动丝结构有更大的设置空间，避免显影结构对支架其余部分造成损伤。
（5）本发明提供的支架进一步在与显影结构连接的细丝或振动丝结构的外表面设置有多个径向向外突起的突起结构，使得血液可以更好地进入显影结构与血管壁之间，从而促进显影结构产生细微的振动，提高了支架的观测效果。
附图说明
图1是本发明示例性的植入支架示意图；
图2是本发明示例性的临时支架示意图；
图3是本发明示例性的支架平面展开示意图；
图4是本发明示例性的支架平面展开局部结构示意图；
图5是本发明示例性的支架压缩后平面展开的局部结构示意图；
图6是本发明示例性的支架局部截面图；
图7是本发明示例性的支架局部结构示意图；
图8是本发明示例性的支架局部截面图；
图9是本发明支架制备工艺的示意图；
图10是本发明支架制备方法的流程图；
图11是本发明支架制备方法的子流程图。
附图标记说明：
1-植入支架，10-临时支架，11-细丝，2-显影结构，21-互补结构，31-振动丝结构，41-让位结构，51-弧形细丝结构，61-突起结构，3-支架网格，4-内部管，5-材料接收轴，6-喷嘴，7-材料分配设备。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明的技术内容作详细说明。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
如图1所示为示例性的带显影结构2的植入支架1，如图1的实施例中，植入支架1为植入血管的长期植入支架，用于扩张血管和/或治疗血管，使用中，该植入支架1压缩装载到输送导管中，然后通过输送导管将支架1输送到血管中，并采用例如球囊扩张等扩张方法扩张支架1，使得支架1扩张贴合血管内壁，植入血管中。
如图2所示为示例性的带显影结构2的临时支架10，如图2的实施例中，支架成型为为血管内使用的临时支架10，临时支架10可临时扩张血管和/或治疗血管，例如可使用带载药涂层的临时支架10进入血管中临时释放药物，临时支架10安装在内部管4上，使用中，该临时支架10通过控制内部管4的移动增加支架近端和远端的相对远离，将临时支架10压缩装载到输送导管中，然后通过输送导管将临时支架10输送到血管中，回撤输送导管并通过内部管4的回拉将支架的近端和远端相对靠近实现临时支架10的扩张释放，临时支架10具有柔性，扩张释放后能自由贴合血管内壁，经过一段时间后，通过控制内部管4的移动将临时支架10重新压缩并装载到输送导管中从血管中撤出。
在其他实施例中，本发明支架的结构可作为任意自然腔道的临时或长期支架结构，用于自然腔道的扩张和/或治疗。
如图1、2所示的支架本体为管状结构，由多根细丝11一体形成，从图中可以看出，多根细丝11沿着支架的外周面成型为同向或交叉的螺旋线型，这些细丝11形成具有第一端部、第二端部以及在第一端部和第二端部之间的管状支架内腔的管状支架本体结构。细丝11之间在端部连接处和交叉点相互连接形成连接点，并最终形成了多个菱形或者方形的封闭支架网格3，支架网格3周向及纵向排列形成管状支架本体结构，支架网格3的边线为细丝11，支架网格3的端点为细丝11之间的连接点。支架可通过3D打印工艺或挤出成型工艺等增材制造工艺一体成型，即将支架材料熔融后通过打印或挤出等形式形成细丝11并一体成型为支架的结构。其中，在连接点处细丝11不间断或熔融连接，例如，在支架的第一端部及第二端部的连接点位置，细丝11可不间断地形成下一根细丝11，而在交叉点处由于交叉点上面覆盖的细丝11处于熔融状态，上面的细丝11固化后与下面的细丝11固定形成连接点。支架材料包括高分子材料，高分子材料能够熔融制备支架，具有更好的柔韧性，能够更好地适应腔道的自然形状和动态运动，且具有更好的生物相容性，能够减少手术风险。腔道支架使用的高分子材料可以是可降解的或不可降解的，该高分子材料包括聚酰胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚酐、聚(β-羟基丁酸酯)、聚二恶烷酮、聚(DTH亚氨基碳酸酯)或聚富马酸聚丙烯酸酯中的一种或多种，或它们的共聚物。
为了一体实现显影功能，支架的成型材料为混合材料，高分子材料中还添加了显影材料，添加到高分子材料中的显影材料通常包括硫酸钡、钨、碘普罗胺、三氧化二铋、碱式碳酸铋、氯氧化铋中的一种或多种。
在高分子材料和显影材料的配比的选择方面，由于增加显影材料会影响高分子材料的材料特性，为了使添加显影材料后的混合材料仍然能够满足支架的力学特性等性能需求，经过试验，添加的显影材料的比例通常需小于35%，否则混合材料制备后的支架无法达到支架的性能需求。因此，为了平衡材料性能需求和显影，选择15%-35%的显影材料占比形成混合材料，以在保证高分子材料的原有性能的条件下，尽可能提高材料的显影效果，从而更好地满足支架的要求。
在支架的丝径选择方面，支架的丝径选择需考虑支架的输送条件、支架的力学性能要求等等。当支架用于狭窄腔道，例如血管时，支架的丝径受到输送导管的限制。例如，在如图1、2所示的实施例中，支架作为血管内支架使用时，为了能够方便地在血管内输送，需选择符合血管需求的导管输送支架，在考虑输送需求和力学性能需求后，设计支架的丝径在0.1mm-0.4mm之间。此时，若使用含15%-35%显影材料的混合材料直接形成细丝制备得到支架，由于显影材料密度不够，导致实际临床使用中成像效果模糊，无法准确判断支架的安装位置，影响手术效果。
因此，如图1、2中所示的支架在靠近端部位置设置了显影结构2，便于在术中清楚地看到血管中支架的边缘位置，从而判断支架的安装位置和安装效果。在其他的实施例中，显影结构2的位置和数量可根据需要选择支架的其他位置，例如放置在支架的中间位置观察支架中间部位的扩张情况。从细节结构上来看，显影结构2的位置选择设置在支架网格3的边线位置，这是由于：网格端点为2条细丝11交叉重叠形成，导致端点位置处的厚度比边线位置处的壁厚度厚，增加显影结构会更加受到外径的限制，需减小显影结构自身的最大可能厚度，影响显影效果；此外，由于支架在收缩和扩张时，端点位置附近的细丝会互相自由聚拢或散开，在端点位置设置显影结构会影响支架扩张和收缩时端点位置处的灵活性，影响支架的扩张效果；并且，在端点位置设置显影结构容易导致支架扩张和收缩时端点位置受力过大，从而导致丝线之间脱离或断裂。因此，将显影结构2的位置设置在支架网格3的边线位置，能够减小显影结构2对支架性能的影响，同时更好地实现显影效果。
显影结构2由混合材料在制备过程中与支架本体一体制成，在如图1、2所示的实施例中，显影结构2的形状为圆形，其直径大于细丝11的丝径，由于在该区域单位面积（例如单位网格面积）上的材料增多，使得单位面积上的显影材料密度增大，在临床上能够明显地提高该区域的显影效果。手术中，显影结构2能够清晰地看到，从而精确判断支架的位置。实际上，只要能够增加该区域处的混合材料从而提高显影效果，各种形状的显影结构均可通过一体成型的方式制备得到，例如三角形、椭圆形、方形等形状的显影结构。
为了保证支架的性能和可靠性，在制备过程中，细丝11不能断裂，也就是说，整体支架结构需要采用一根丝制备形成。如图3所示为支架平面展开后的二维结构示意图，为了更加明确地显示支架中细丝11的路径，图中细丝11展示为制备过程中示例性的细丝11的走线路径，更具体的显影结构2处的走线路径如图4所示。在制备过程中，为了使细丝不间断地形成圆形的显影结构2，设计在显影结构2的位置处将熔融材料沿着圆形的渐近线或渐开线的方式螺旋卷绕，渐近线或渐开线的间距不大于细丝的丝径，也就是说，熔融的渐近线或渐开线形式的材料线之间没有缝隙，熔融的材料之间相互连接，从而在材料固化后形成整体的圆形的显影结构2。如需制备三角形、椭圆形、方形等形状的显影结构，可设计熔融材料沿着三角形、椭圆形、方形的渐近线或渐开线的方式螺旋卷绕。
可通过调整显影结构2处细丝11的丝径、渐近线或渐开线的间距等参数可控制显影结构2的厚度。为了提高显影效果，可提高显影结构2位置处细丝的丝径或降低卷绕的细丝之间的间距来提高显影结构2的厚度。也就是说，控制渐近线或渐开线的间距小于渐近线或渐开线的丝径从而使得相邻熔融细丝之间交叠部分更多，和/或控制渐近线或渐开线的丝径大于细丝11的丝径，通过这些方式，能够增加显影结构2的厚度。但显影结构2的厚度增加也有一定的限制，一方面，增加局部厚度后的支架仍然需要满足输送时的最大压缩外径需求，厚度不能过高，导致支架无法载入导管；另一方面，过高的显影结构2会更加影响支架局部的材料特性，例如支架局部的柔性或支架扩张后局部的支撑性能。因此，设计增加后的显影结构2的最大厚度H满足关系：H=k1*D，1＜k1＜3，其中，D为支架其他位置处所述细丝的丝径，k1为H与D之间的比例因子。通过对厚度的限制，可以确保支架满足输送需求和力学性能要求，同时能够提供足够的成像效果，以确保支架在植入和治疗过程中的可视化。
支架在输送过程中需要压缩在导管内进行输送，支架压缩时，周向上的细丝11之间位置靠拢，当显影结构2的最大宽度大于细丝11的丝径时，例如显影结构2为圆形显影结构时，容易在压缩时与相邻的细丝11碰撞并产生位置上的交错，从而抬高了该位置处的压缩直径，导致无法载入导管，同时在导管内的摩擦移动容易造成细丝11的断裂，因此，要避免支架压缩时显影结构与丝之间的接触。在一个实施例中，如图5所示，设计显影结构2的相邻网格边线具有与显影结构2压缩时能够互补的互补结构21，在该实施例中，显影结构2为圆形结构，设计互补结构21为相同弧度的弧形结构，具体的弧形位置和弧度通过支架压缩后细丝之间的位置来确定。在其他的实施例中，互补结构21可根据显影结构2和支架压缩形态设计互补结构21的形状结构。该结构设计使得压缩时支架与相邻的细丝之间不干扰，从而支架载入时，能够方便地将支架压缩放置入输送导管内，不影响支架的输送，并且能够避免压缩时细丝11受到应力而断裂；此外，互补结构21能够分散显影结构2造成的局部强度增大，增加支架支撑强度的均匀性。
当设计显影结构2的最大厚度H大于支架其他位置处所述细丝11的丝径D时，容易在显影结构2的边缘与细丝11之间产生厚度差，该厚度差使得支架扩张后贴合血管壁时，尖锐的落差部位容易刺激血管；当支架作为长期植入支架时，该位置容易导致血栓的产生。因此，如图6所示为一个实施例中显影结构2的截面图，其中显影结构2与细丝11之间采用了弧形过渡设计，即显影结构2的厚度从中心点向外围逐步降低，形成弧面，从而支架外壁不会形成厚度差。该设计能够减小支架外壁对血管的刺激，预防局部血栓产生，并提高局部位置的显影效果。且通过一体成型，该结构能够简单地形成，例如，可通过制备时调节细丝11的丝径从中心位置向外部逐渐降低，或者通过调节细丝11之间的中心间距从中心位置向外部逐渐增加而得到。
由于显影结构2的厚度和/或宽度大于支架其他位置处细丝11的丝径，显影结构2会影响支架的局部结构的柔顺性，从而较大的显影结构2容易影响支架整体的顺应性。考虑设计显影结构2为可灵活运动的结构，从而降低显影结构2对支架局部柔顺性的影响。
在一个实施例中，如图7所示，显影结构2两端连接的细丝呈现振动丝结构31，振动丝结构31替代细丝11连接显影结构2和相邻的网格端点，振动丝结构31可伸缩、具有弹性，使得显影结构2能够在其位置附近灵活运动。在其他的实施例中，可根据需要和显影结构2的位置设置显影结构2的一端为振动丝结构31，另一端仍然为直线型细丝11，增加显影结构一端的灵活性。在该实施例中，振动丝结构31的形状为正弦曲线形状，正弦曲线形状的细丝具有较强的伸缩性能，在支架植入血管后能够随着支架的扩张快速展开，不会对其他部位的展开产生影响，从而支架能够快速适应血管形状，具有较好的顺应性。并且，在支架扩张后，显影结构2能在血管中随着血流灵活运动，从而即使术中或术后图像采集的显影方向不佳，也能方便地观测到灵活运动的显影结构2，为支架的输送、扩张以及定位提供更好的辅助。此外，当显影结构2形状较大时，为了形成具有足够灵活性的振动丝结构31，需要增加振动丝结构31的长度，此时，设计与振动丝结构在网格端点连接的细丝形成了让位结构41，如图7所示，让位结构41为沿着远离显影结构2的圆弧形状弯曲的弧形结构，其弧形顶点位于网格端点处，该结构增加了显影结构2处网格边线的长度，从而为形成振动丝结构31提供了更大的空间，能够更方便地形成振动丝结构31，具体的，让位结构41的弧度和长度可根据显影结构2的大小和振动丝结构31的大小选择进行调整。
为了进一步提高显影结构2在血流中的运动灵活性，设计显影结构2所在网格边线平面截面如图8所示，其中，网格边线上形成径向向外突起的径向弯曲弧形细丝结构51和/或径向向外突起的突起结构61。弧形细丝结构51的厚度从中间朝向两端逐渐降低，形成内侧平整，外侧突起的径向弯曲结构；突起结构61具有多个，位于网格边线的外表面。该弧形细丝结构51和/或突起结构61形成在与显影结构2两端连接的振动丝结构31和/或细丝11上，使得细丝在血流中受血流冲刷力更大，从而增加了显影结构2的灵活性。
如图9所示为支架制备工艺的示意图，支架的制备设备包括：材料接收轴5，材料分配设备7以及喷嘴6，在制备过程中，将熔融材料加入分配设备7中，分配设备7和喷嘴6在整个过程中温度高于材料的熔点，使得在制备过程中，分配设备7中的材料始终处于熔融状态，分配设备7将熔融材料分配到喷嘴6中，并通过喷嘴6的平面移动将材料分配到材料接收轴5上，材料接收轴5旋转接收熔融材料，通过材料接收轴5的旋转和喷嘴6的平面移动之间的配合，形成细丝11，并最终固化形成支架。该制备方式能够一体形成支架的结构，制备工艺简单，且控制方便。
如图10所示为支架的制备方法的流程图，通过3D打印工艺或挤出成型工艺等方式一体成型上述支架的制备方法为将材料熔融、通过喷嘴6按照一定路径分配到接收轴5上，材料固化形成支架的结构。如图10所示，具体步骤包括：S1.形成混合材料，即将高分子材料和显影材料按照前述的材料比例进行混合；S2.将混合后的材料熔融并加入到材料分配设备7中，材料分配设备7和喷嘴6通过加热达到材料的熔融温度以上，使得在整个制备过程中，材料分配设备7和喷嘴6中的材料均处于熔融状态；S3.通过连接到所述材料分配设备7的喷嘴6将材料按照预定路径分配到材料接收轴5上，在分配过程中，材料接收轴5旋转接收喷嘴6喷出的材料，通过材料接收轴5的旋转和喷嘴6的平面移动之间的配合，使得接收的材料成型为细丝，细丝沿着支架的外周面成型为同向或交叉的螺旋线型，细丝在端部连接处一体连接并在交叉点交叉连接形成支架网格结构。
为了在制备支架的同时一体制备出显影结构2，制备显影结构2的子流程图如图11所示。在显影结构2的制备前后，喷嘴6和接收轴5均按照原移动和转动速度移动和转动，在显影结构2的制备过程中，调整喷嘴6的移动路径和/或移动速度并同时调整接收轴5的移动速度，从而制备出显影结构2。具体步骤包括：S31.喷嘴6按照速度V1移动，接收轴5按照速度v1旋转，材料成型为细丝11；S32.喷嘴6按照速度V2移动，接收轴5按照速度v2旋转，材料成型为显影结构2；S33.喷嘴6按照速度V1移动，接收轴5按照速度v1旋转，材料成型为细丝11。
步骤S32的具体实施细节，在制备如图1、2所示的实施例中的显影结构2时，喷嘴6在步骤S32由直线运动转变为如图4所示的沿着圆形的渐近线或渐开线螺旋转动的运动路径，同时，接收轴5的转速减慢，分配出的细丝在材料接收轴5上固化成型为圆形显影结构2。在其他实施例中，可将喷嘴6设置为沿其他路径，从而得到其他类型的显影结构，例如，沿着椭圆形、三角形或方形的渐近线或渐开线螺旋转动分配形成椭圆形、三角形或方形显影结构；此外，也可通过调节喷嘴6的移动速度，例如减慢移动速度从而增加丝径/厚度，形成显影结构。
可通过调整喷嘴6的运动路径和/或移动速度调节显影结构2的厚度。具体地，喷嘴6大小固定时，喷嘴6的移动速度越慢，挤出材料的丝径越大，由于显影结构2的厚度有限制，选择V2大于V1的1/3，优选地，设置V2为V1的1/3到3/4。同时，可调节喷嘴6运动路径，降低渐近线或渐开线的间距来增加显影结构2的厚度。
在制备如图5所示的互补结构21时，通过控制设备控制喷嘴6在互补结构21处的移动路径与所述显影结构部分形状互补，从而在接收轴上形成互补结构21。在制备如图6所示的显影结构2时，通过控制设备控制喷嘴6移动路径的渐近线或渐开线的间距由中心向外围逐渐增加，从而中间部位堆积的材料厚度大于边缘部位，使得显影结构2的厚度从中间部位向边缘部位逐渐降低，形成弧面显影结构；或者，通过控制设备控制喷嘴6移动的速度从中心部位向外围逐渐增加，使得渐近线或渐开线的丝径由中心向外围逐渐减小，同样能够使得显影结构2的厚度从中间部位向边缘部位逐渐降低，形成弧面显影结构。在制备如图7所示的支架网格时，通过控制喷嘴6的运动形成振动丝结构31以及让位结构41，在形成振动丝结构31时，喷嘴沿着正弦曲线运动，在形成让位结构41时，喷嘴沿着远离显影结构的圆弧移动。在制备如图8所示的显影结构边线时，通过喷嘴6的移动速度先逐渐降低而后逐渐增加形成径向弯曲的弧形细丝结构51和/或控制喷嘴6在多个点停顿形成多个径向向外突起的突起结构61。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (21)
1.一种带显影结构的支架，包括：
细丝，其中所述细丝为多根，多根所述细丝沿着支架的外周面成型为同向或交叉的螺旋线型，多根所述细丝在端部连接处一体连接并在交叉点交叉连接形成管状支架本体；
所述管状支架本体包括第一端部、第二端部以及管状支架内腔，所述管状支架内腔在所述第一端部和第二端部之间延伸；
所述管状支架本体还包括多个支架网格，所述多个支架网格由所述多根细丝连接形成，每个支架网格包括网格边线和网格端点，所述网格端点为所述多根细丝的一体连接或交叉连接的连接点；
其特征在于：
每根所述细丝由混合材料形成，所述混合材料包括高分子材料和显影材料，还包括至少一个显影结构，所述显影结构位于所述网格边线上，所述显影结构由细丝一体卷绕形成，所述显影结构的最大直径和/或最大厚度大于支架其他位置处细丝的丝径；
还包括振动丝结构，所述振动丝结构一端连接所述显影结构，另一端连接网格边线或网格端点，所述振动丝结构与连接的所述显影结构一体形成，所述振动丝结构为波纹曲线形状。
2.根据权利要求1所述的带显影结构的支架，其特征在于：
与设置振动丝结构的细丝相交的细丝设置有弧形让位结构，所述弧形让位结构呈圆弧形状，沿远离所述显影结构的方向弯曲形成，所述弧形让位结构的顶点位于所述网格端点处。
3.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
与所述显影结构连接的细丝或振动丝结构的外表面具有多个径向向外突起的突起结构。
4.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述显影结构为圆形、椭圆形、三角形或方形显影结构，其由对应的细丝在对应的网格边线位置熔融并螺旋卷绕形成。
5.根据权利要求4所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述螺旋卷绕为沿着圆形、椭圆形、三角形或方形的渐近线或渐开线卷绕形成。
6.根据权利要求5所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述渐近线或渐开线的间距小于所述渐近线或渐开线的丝径，和/或所述渐近线或渐开线的丝径大于支架其他位置处所述细丝的丝径。
7.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述显影结构的最大厚度H满足关系：H=k1*D，1＜k1＜3，其中，D为支架其他位置处所述细丝的丝径，k1为H与D之间的比例因子。
8.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
与所述显影结构周向相邻的网格边线具有与所述显影结构部分形状互补的形状。
9.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述显影结构的厚度从中心点向外围逐步降低，形成弧面。
10.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述支架通过3D打印工艺或挤出成型工艺一体成型。
11.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述高分子材料选自聚酰胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚酐、聚(β-羟基丁酸酯)、聚二恶烷酮、聚(DTH亚氨基碳酸酯)或聚富马酸聚丙烯酸酯中的一种或多种，或它们的共聚物。
12.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述显影材料选自硫酸钡、钨、碘普罗胺、三氧化二铋、碱式碳酸铋、氯氧化铋中的一种或多种。
13.根据权利要求1或2所述的带显影结构的支架，其特征在于：
所述显影材料的含量为15%-35%。
14.一种带显影结构的支架的制备方法，包括以下步骤：
S1.形成混合材料，所述混合材料包括高分子材料和显影材料，
S2.将混合材料熔融并加入到材料分配设备中，
S3.通过连接到所述材料分配设备的喷嘴将材料按照预定路径分配到材料接收轴上，所述材料接收轴旋转接收喷出的材料，接收的材料成型为多根细丝，多根细丝沿着支架的外周面成型为同向或交叉的螺旋线型，所述多根细丝在端部连接处一体连接并在交叉点交叉连接形成支架网格结构，每个支架网格包括网格边线和网格端点，
其特征在于：
在步骤S3中，在至少一个网格边线位置控制喷嘴的移动速度和/或移动路径和/或材料接收轴的旋转速度，从而在网格边线上由细丝一体卷绕形成显影结构，所述显影结构的最大直径和/或最大厚度大于支架其他位置处所述细丝的丝径；
在制备与所述显影结构一端或两端相邻的细丝时，控制喷嘴按照波纹曲线运动形成振动丝结构；在制备与所述振动丝结构在网格端点连接的细丝时，控制喷嘴沿着远离显影结构的圆弧移动。
15.根据权利要求14所述的带显影结构的支架的制备方法，其特征在于：
在制备与所述显影结构一端或两端相邻的细丝时，控制喷嘴的移动速度先逐渐降低而后逐渐增加和/或控制喷嘴在多个点停顿形成多个径向向外突起的突起结构。
16.根据权利要求14或15所述的带显影结构的支架的制备方法，其特征在于：
所述显影结构由所述喷嘴在对应的网格边线位置沿着圆形、椭圆形、三角形或方形的渐近线或渐开线螺旋转动分配形成，分配出的细丝在所述材料接收轴上固化成型为圆形、椭圆形、三角形或方形显影结构。
17.根据权利要求16所述的带显影结构的支架的制备方法，其特征在于：
在所述显影结构制备的过程中，控制所述喷嘴的运动路径使得所述渐近线或渐开线的间距小于所述渐近线或渐开线的丝径，和/或减慢所述喷嘴的移动速度使得所述渐近线或渐开线的丝径大于支架其他位置处所述细丝的丝径。
18.根据权利要求14或15所述的带显影结构的支架的制备方法，其特征在于：
在所述显影结构制备的过程中降低所述喷嘴的移动速度和所述材料接收轴的转动速度。
19.根据权利要求14或15所述的带显影结构的支架的制备方法，其特征在于：
在所述显影结构制备的过程中，所述喷嘴的移动速度为制备支架其他部位时速度的1/3到3/4。
20.根据权利要求14或15所述的带显影结构的支架的制备方法，其特征在于：
制备与所述显影结构所在网格边线周向相邻的网格边线时，喷嘴移动路径与所述显影结构的部分形状互补。
21.根据权利要求16所述的带显影结构的支架的制备方法，其特征在于：
所述渐近线或渐开线的间距由中心向外围逐渐增加和/或所述渐近线或渐开线的丝径由中心向外围逐渐减小。
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