CN1258382C - 一种聚羟基脂肪酸酯血管支架及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚羟基脂肪酸酯血管支架及制备方法,属于生物医学工程领域。本发明提供的血管支架由多孔内膜、实心外膜及加强筋构成,加强筋以带状缠绕在实心外膜表层;所述的多孔内膜、实心外膜及加强筋是由聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸-戊酸酯或聚羟基丁酸-己酸酯中的一种或它们的的共混物与聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物共混物制备而成。该血管支架除具有良好的生物相容性、抗凝血性、细胞粘附性和适当的降解速度外,更主要的是使血管支架的机械强度和缝合强度有了大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种由聚羟基脂肪酸酯与聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物共混制成的血管支架及其制备方法,属于生物医学工程技术领域。
背景技术:
目前对直径不超过6mm患病血管的主要医疗方法是用自体血管作迂回旁路代替病变血管,但基于许多病人体内没有适当的和足够的血管用作迂回旁路,产生了用合成材料制备血管支架的想法。合成材料制备的血管用作迂回旁路的基本想法是将组织细胞吸附在生物相容性良好、可在人体内逐步被降解吸收的支架材料上,并给细胞提供营养使之扩增。在支架材料逐步被人体降解吸收的同时,细胞不断增殖并分泌基质,最终形成新的、具有与原来功能和形态相应的血管,达到修复和重建功能的目的。目前,使用的血管支架材料主要是高分子聚合物材料,分为生物非降解聚合材料和生物降解聚合材料。早期制作血管的材料通常采用非降解性聚合材料,如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE),聚氯乙烯(polyvinylchliride,PVC),聚乙烯(polyethylene,PE),聚酯纤维(Dacron)等,这些材料制成的人造血管直接植入体内后,会产生一系列不良反应,形成血栓,堵塞血管。生物降解聚合材料是随着组织工程这一新领域的发展而逐渐发展起来的。生物降解聚合材料通常有聚乙醇酸(polyglycolic acid,PGA),聚羟基辛酯(polyhydroxyoctanoate,PHO),聚乳酸(polylactic acid,PLA),或PLA与PGA的共聚物(polylactic-glycolic acid,PLGA)。该类材料构建的血管与细胞的亲合性欠佳,再者就是降解速度不能和组织的再生速度相匹配。新型的生物降解材料聚羟基脂肪酸酯(PHA)制备的血管虽然其生物相容性、细胞粘附性以及降解速度等方面相对于传统材料都有了明显的改善,但在机械性能方面及缝合性能还有待于提高。
上面提到的非降解聚合材料,传统的方法是将材料先纺织成片状,然后按照需要裁剪成合适的尺寸,用缝合线将片状材料缝合成管状。如何将降解性聚合材料制备成具有良好的机械性能及缝合性能的血管支架,有待于进一步的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种由聚羟基脂肪酸酯与聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物的共混物制备的血管支架及其制备方法,以进一步提高聚羟基脂肪酸酯制备的血管支架的机械强度及缝合性能。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
一种聚羟基脂肪酸酯血管支架,其特征在于:该血管支架由多孔内膜、实心外膜及加强筋构成,加强筋以带状缠绕在实心外膜表层,所述的多孔内膜和实心外膜的厚度1~2毫米;所述的加强筋的厚度为2~4毫米,其宽度为3~5毫米;所述的多孔内膜、实心外膜及加强筋是由聚羟基脂肪酸酯与聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物的共混物制备而成;所述的聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸-戊酸酯、聚羟基丁酸-己酸酯中的一种或它们的共混物。
一种制备聚羟基脂肪酸酯血管支架的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
(1)共混物实心膜的制备:
①将30~80%的聚羟基脂肪酸酯与20~70%的聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物混合,以氯仿为溶剂,水浴加热,配制成浓度为0.03g/ml~0.1g/ml的均一溶液;
②采用流延成膜的方法,将步骤①中的溶液冷却后倒入一副培养皿中,把上下培养皿扣合,使氯仿自然挥发,真空干燥,制得实心膜;
(2)共混物多孔膜的制备
①将食盐过标准筛,精选出直径在50-300μm范围内的NaCl粒子;
②将30~80%的聚羟基脂肪酸酯与20~70%的聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物混合,以氯仿为溶剂,水浴加热,配制成浓度为0.03g/ml~0.1g/ml的均一溶液;
③在②溶液中加入NaCl粒子,其中NaCl为聚羟基脂肪酸酯和聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物总质量的10~20倍,然后加热、搅拌,制成悬浮液;
④采用流延成膜的方法,将③中制备好的悬浮液冷却后倒入一副培养皿中,把上下培养皿扣合,使氯仿自然挥发;
⑤取出④中样品,将其浸入去离子水中,定时换水,一段时间后取出多孔膜,先在室内干燥,然后真空干燥,待用;
(3)共混物加强筋的制备
①将(1)中制得的实心膜剪成宽度范围为1~3mm长条状;
②将长条状实心膜在低于熔点的温度下均匀加热,将2~3层叠放并用三氯甲烷粘合在一起,制得加强筋;
(4)血管支架的制备
①按照实际需要将(1)、(2)、(3)中制得的实心膜、多孔膜以及加强筋剪裁成为合适的尺寸;然后将实心膜和多孔膜平放,均匀加热后,轻压粘接制成双层复合膜;
②将得到的复合膜卷起,接缝处用三氯甲烷做粘合剂热粘合,得到内外膜复合的管状物;再将加强筋缠绕在管状物上,即可得到完整的血管支架。
本发明所提供的血管支架具有以下优点:本发明采用聚羟基脂肪酸酯与具有良好的生物相容性、良好的生物降解性和很好的力学性能的聚乙二醇/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物共混,所构建的血管不仅在其生物相容性、细胞粘附性以及降解速度等方面相对于传统材料都有了明显的改善,而且解决了同类材料在力学性能方面的不足,其断裂伸长率和拉伸强度都有较大的提高。
附图说明
图1为本发明提供的血管支架的结构示意图。
图中:外层灰色为外层实心膜1;内层黑色为内层多孔膜2;深灰色为加强筋3。
具体实施方式
图1为本发明提供的血管支架的结构示意图。该血管支架由实心外膜1、多孔内膜2和加强筋3构成,加强筋3以带状缠绕在实心外膜1的表层;所述的多孔内膜2、实心外膜1及加强筋3是由聚羟基脂肪酸酯与聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物的共混物制备而成。
本发明中所述的聚羟基脂肪酸酯包括聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基丁酸-戊酸酯(PHB-HV)、聚羟基丁酸-己酸酯(PHB-HH)及其共混物。
聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PEG-CO-PBT)中PEG与PBT质量比为7∶3。
聚羟基脂肪酸酯的分子量在30~80万。
下面实施例进一步说明本发明的制备方法。
实施例1:
采用80%聚羟基丁酸-戊酸酯(PHB-HV)与20%聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇酯(PEG-CO-PBT)共聚物共混制备直径为8mm、长度为50mm的血管支架。
(1)共混物实心膜的制备
①将80%聚羟基丁酸-戊酸酯(PHB-HV)和20%的聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇按酯(PEG-CO-PBT)及氯仿混和,水浴加热并充分搅拌,配制成浓度0.05g/ml均一的溶液;
②采用流延成膜的方法,将①中制备好的溶液冷却后倒入一副直径为10cm培养皿(此直径可调,下同)中,把上下蒸发皿扣合,让氯仿自然挥发,制得实心膜,控制原料量使膜厚为1~2毫米;
(2)共混物多孔膜的制备
①将食盐过标准筛,精选出直径在50~300μm的NaCl粒子,
②将80%聚羟基丁酸-戊酸酯(PHB-HV)和20%的聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇按酯(PEG-CO-PBT)及氯仿混和,水浴加热并充分搅拌,配制成浓度0.05g/ml均一的溶液;
③向上述溶液中加入为共混物总质量10倍的NaCl粒子,然后加热、搅拌,制成悬浮液;
④采用流延成膜的方法,将③中制备好的溶液冷却后倒入一副培养皿(直径为10cm)中,把上下培养皿扣合,使氯仿自然挥发,控制原料量使膜厚为1~2毫米;
⑤取出④中样品,将其浸入去离子水,每8小时换一次水,浸泡3天之后取出多孔片,先在室内干燥,制得多孔膜;
(3)共混物加强筋的制备
①将(1)中制得的实心膜剪成宽度范围为3~5mm长条状;
②将长条状实心膜在低于熔点的温度下均匀加热,将2~3层叠放并用三氯甲烷粘合在一起,制得加强筋;
(4)血管支架的制备
①将(1)、(2)中备用的实心膜和多孔膜裁剪成宽为25mm、长为50mm的尺寸;
②将①中得到的实心膜平放,均匀加热,将多孔膜平铺其上,用少量氯仿做黏合剂,压制成复合膜;
③用直径8mm的圆纸筒将复合膜卷起,将接缝处用三氯甲烷做粘合剂热粘合,得管状材料;
④将(3)中的加强筋缠绕在③中得到的管状材料上,于是得到完整的血管支架。
实施例2:
采用70%聚羟基丁酸酯(PHB)与30%聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇酯(PEG-CO-PBT)制备直径为3mm、长度为10mm的血管支架。
(1)共混物实心膜的制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT实心膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PEG-CO-PBT,其中PHB占70%,PEG-CO-PBT占30%,溶液浓度0.03g/ml,将培养皿的直径调整为6cm;
(2)共混物多孔膜的制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PE-CO-PBT多孔膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PEG-CO-PBT,其中PHB占70%,PEG-CO-PBT占30%,加入的NaCl为共混物总质量的15倍,NaCl的粒径调整到200~300μm;将培养皿的直径调整为6cm,
(3)加强筋的制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT加强筋的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PEG-CO-PBT;
(4)血管支架
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT血管支架的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PEG-CO-PBT,将膜裁剪成宽10mm、长10mm的尺寸,用直径为3mm的圆纸筒将双层膜卷起。
实施例3:
采用60%聚羟基丁酸-己酸酯(PHB-HH)与40%的聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇酯(PEG-CO-PBT)共混物制备直径为12mm、长度为100mm血管支架。
(1)共混物实心膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT实心膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总质量40%,溶液浓度为0.06g/ml,将培养皿的直径换成19cm;
(2)共混物多孔膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT多孔膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总质量40%,加入的NaCl为共混物总质量的20倍,将NaCl的粒径换为200~300μm;
(3)共混物加强筋的制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT加强筋的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HH/PEG-CO-PBT;
(4)共混物血管支架的制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT血管支架的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HH/PEG-CO-PBT,将膜裁剪成宽为38mm、长为100mm的尺寸,用直径为12mm的圆纸筒将双层膜卷起。
实施例4:
采用50%的聚羟基丁酸酯(PHB)/聚羟基丁酸-戊酸酯(PHB-HV)的共混物与50%的聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇酯(PEG-CO-PBT)共聚物制备直径为3mm、长度为10mm的血管支架。
(1)共混物实心膜的制备:
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT实心膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总质量的50%,溶液浓度为0.05g/ml,将蒸发皿的直径调整为6cm;
(2)共混物多孔膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT多孔膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总质量的50%,加入NaCl为共混物总质量的15倍,将蒸发皿的直径调整为6cm;
(3)共混物加强筋制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT加强筋的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PEG-CO-PBT;
(4)血管支架的制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT血管支架的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PEG-CO-PBT,将膜裁剪成宽10mm、长10mm的条状,用直径3mm的圆纸筒将双层膜卷起。
实施例5:
采用40%聚羟基丁酸酯(PHB)/聚羟基丁酸-己酸酯(PHB-HH)共混物与60%聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇酯(PEG-CO-PBT)共聚物(PEG-CO-PBT)制备直径为8mm、长度为50mm的血管支架
(1)共混物实心膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT实心膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT总质量的60%,溶液浓度O.1g/ml,将蒸发皿的直径调整为10cm;
(2)共混物多孔膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT多孔膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总质量的60%,加入NaCl为共混物总质量的18倍,将蒸发皿的直径调整为10cm;
(3)共混物加强筋的制备
制备方法和实施例中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT加强筋的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HH/PEG-CO-PBT;
(4)共混物血管支架制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT血管支架的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HH/PEG-CO-PBT,将膜裁剪成宽25mm、长50mm的条状,用直径为8mm的圆纸筒将双层膜卷起。
实施例6:
采用30%聚羟基丁酸-戊酸酯(PHB-HV)/聚羟基丁酸-己酸酯(PHB-HH)共混物与70%聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇酯(PEG-CO-PBT)共聚物制备直径为10mm、长度为50mm的血管支架
(1)共混物实心膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT实心膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总质量的70%,溶液浓度0.08g/ml,将蒸发皿的直径调整为12cm;
(2)共混物多孔膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT多孔膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总质量的70%,加入NaCl为共混物总质量的10倍,将蒸发皿的直径调整为12cm;
(3)共混物加强筋制备
制备方法和实施例一中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT加强筋的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT;
(4)血管支架
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT血管支架的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT,将膜裁剪成宽32mm、长50mm的条状,用直径为10mm的圆纸筒将双层膜卷起。
实施例7
采用70%聚羟基丁酸酯(PHB)/聚羟基丁酸-戊酸酯(PHB-HV)/聚羟基丁酸-己酸酯(PHB-HH)共混物与30%聚乙二醇/聚对本二甲酸丁二醇酯(PEG-CO-PBT)共聚物制备直径为10mm、长度为80mm血管支架。
(1)共混物实心膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT实心膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总重量的30%,溶液浓度0.03g/ml,将蒸发皿的直径调整为12cm;
(2)共混物多孔膜制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT多孔膜的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT,其中PEG-CO-PBT占总重量的30%,加入NaCl为共混物总质量的15倍,将蒸发皿的直径调整为12cm;
(3)共混物加强筋制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT加强筋的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT;
(4)血管支架的制备
制备方法和实施例1中制备PHB-HV/PEG-CO-PBT血管支架的方法相同,只是将PHB-HV/PEG-CO-PBT换成PHB/PHB-HV/PHB-HH/PEG-CO-PBT,将膜裁剪成宽32mm、长80mm的条状,用直径为10mm的圆纸筒将双层膜卷起。
Claims (2)
1.一种聚羟基脂肪酸酯血管支架,其特征在于:该血管支架由多孔内膜、实心外膜及加强筋构成,加强筋以带状缠绕在实心外膜表层,所述的多孔内膜和实心外膜的厚度1~2毫米;所述的加强筋的厚度为2~4毫米,其宽度为3~5毫米;所述的多孔内膜、实心外膜及加强筋是由聚羟基脂肪酸酯与聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物的共混物制备而成;所述的聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸-戊酸酯、聚羟基丁酸-己酸酯中的一种或它们的共混物。
2.一种制备如权利要求1所述血管支架的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
(1)共混物实心膜的制备:
①将30~80%的聚羟基脂肪酸酯、20~70%的聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物共混,以氯仿为溶剂,水浴加热,配制成浓度为0.03g/ml~0.1g/ml的均一溶液;
②采用流延成膜的方法,将步骤①中的溶液冷却后倒入一副培养皿中,把上下培养皿扣合,使氯仿自然挥发,真空干燥,制得实心膜;
(2)共混物多孔膜的制备
①将食盐过标准筛,精选出直径在50-300μm范围内的NaCl粒子;
②将30~80%的聚羟基脂肪酸酯与20~70%的聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物共混,以氯仿为溶剂,水浴加热,配制成浓度为0.03g/ml~0.1g/ml的均一溶液;
③在②溶液中加入NaCl粒子,其中NaCl占聚羟基脂肪酸酯和聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯总质量的10~20倍,然后加热、搅拌,制成悬浮液;
④采用流延成膜的方法,将③中制备好的悬浮液冷却后倒入一副培养皿中,把上下培养皿扣合,使氯仿自然挥发;
⑤取出④中样品,将其浸入去离子水中,定时换水,一段时间后取出多孔膜,先在室内干燥,然后真空干燥,待用;
(3)共混物加强筋的制备
①将(1)中制得的实心膜剪成宽度范围为3~5mm长条状;
②将长条状实心膜在低于熔点的温度下均匀加热,将2~3层叠放并用三氯甲烷粘合在一起,制得加强筋;
(4)血管支架的制备
①按照实际需要将(1)、(2)、(3)中制得的实心膜、多孔膜以及加强筋剪裁成为合适的尺寸;然后将实心膜和多孔膜平放,均匀加热后,轻压粘接制成双层复合膜;
②将得到的复合膜卷起,接缝处用三氯甲烷做粘合剂热粘合,得到内外膜复合的管状物;再将加强筋缠绕在管状物上,即可得到完整的血管支架。
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