一種可降解聚酯支架及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種可降解聚酯支架及其制備方法。本發(fā)明的可降解聚酯支架包括聚酯復(fù)合材料，其中聚酯復(fù)合材料由生物可降解聚酯材料和金屬基材料制成。本發(fā)明方法提高了可降解聚酯支架的力學(xué)性能，并且實現(xiàn)了支架主體及整體的顯影。
【專利說明】一種可降解聚酯支架及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種可降解聚酯支架及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]支架作為治療血管狹窄的重要器械已經(jīng)在心血管疾病領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前臨床上的金屬支架，由于其在完成治療任務(wù)后將永久存留于人體，存在削弱冠狀動脈的MRI或CT影像、干擾外科血運重建、阻礙側(cè)枝循環(huán)的形成、抑制血管正性重塑等缺陷。生物可降解支架作為可能的一種替代解決方案引起了人們的普遍關(guān)注。
[0003]生物可降解支架由可降解的聚合物材料或金屬材料制成，在植入病變位置后可以在短期內(nèi)起到支撐血管的作用，實現(xiàn)血運重建。在治療完成以后，生物可降解支架在人體環(huán)境內(nèi)會降解成為可被人體吸收、代謝的有機物，最終該支架會消失。
[0004]常見的可用于支架制備的可降解聚合物材料有聚乳酸、聚乙醇酸、聚己內(nèi)酯等；可降解金屬材料有鎂合金、鐵基合金等。鎂和鐵均是生物體中不可缺少的微量元素，具有良好的生物相容性、獨特的降解吸收功能、優(yōu)異的綜合力學(xué)性能及加工成形性能。
[0005]但是，應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，聚合物支架的力學(xué)性能普遍低于金屬支架，支架尺寸較大，且具有較金屬支架明顯的血管內(nèi)管腔丟失、局部炎癥反應(yīng)和內(nèi)膜增生現(xiàn)象，同時支架不具有顯影性。而鎂合金支架的降解速度太高，導(dǎo)致鎂支架在體內(nèi)的力學(xué)強度衰減速率過快，影響治療效果；鐵基合金支架雖然力學(xué)性能滿足支架要求，但鐵支架的腐蝕速度難以控制，同時在模擬體液下和人體環(huán)境中的降解腐蝕機理不明，從而限制了鐵基支架作為心血管支架的應(yīng)用。
[0006]為了解決鎂支架過快降解的問題，美國專利申請US2009240323A1公開了一種在鎂支架表面進行可降解聚合物涂層的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)鎂支架的可控降解。但是需要實現(xiàn)致密的聚合物涂層，以避免體液從可降解聚合物涂層滲透進入鎂支架導(dǎo)致鎂支架內(nèi)部發(fā)生降解。
[0007]為了解決可降解聚合物支架力學(xué)性能較弱的問題，美國專利申請US20110015726公開了一種將陶瓷材料作為增強劑，加入可降解材料中，提高可降解支架的力學(xué)性能。但陶瓷材料在血液中的降解機理不甚清楚，同時材料的韌性會有顯著下降。另一美國專利申請US2009248147A1公開了一種將均聚物和無機鹽作為成核劑，加入可降解共聚材料中，提高可降解共聚物支架的力學(xué)性能。但共聚物本身的結(jié)晶速率就低于均聚物，加入成核劑對支架的力學(xué)強度提高并不顯著。
[0008]為了解決顯影問題，美國專利申請US2009149940A1公開了一種在支架表面覆蓋一層帶有顯影微粒的顯影層，實現(xiàn)支架整體顯影。但顯影層的力學(xué)強度較低，且顯影效率較差，且可能存在與支架主體層的結(jié)合緊密等缺陷。
[0009]此外，中國專利申請CN102532835A公開了一種通過溶液共混制備聚乳酸/鎂復(fù)合材料，進而澆注成型制備支架。該方法利用鎂作為無機增強介質(zhì)，提高聚乳酸支架力學(xué)性能，并中和聚乳酸降解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)。但是，由于鎂的強度并不比聚乳酸高很多，且兩者界面相容性不佳，因而力學(xué)性能提高有限，并且沒有有效利用聚乳酸的結(jié)晶性能，導(dǎo)致支架的力學(xué)強度偏低。
[0010]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)對性能更佳的可降解支架仍有需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種可降解聚酯支架及其制備方法，將可降解金屬基粉末材料分散于聚酯基體中，從而提高了聚酯材料的結(jié)晶性能，并作為增強劑提高了支架的力學(xué)性能?？山到饨饘籴尫女a(chǎn)生的金屬離子能預(yù)防或抑制血管再狹窄的發(fā)生，同時有些可降解金屬還具有顯影能力，從而改善了聚酯支架的顯影性。
[0012]具體而言，本發(fā)明涉及一種可降解聚酯支架，包括聚酯復(fù)合材料，其中聚酯復(fù)合材料由生物可降解聚酯材料和金屬基材料制成。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，生物可降解聚酯材料包括但不限于如下材料中的一種或多種:聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚三亞甲基碳酸酯(PTMC)、聚酯酰胺、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羥基丁酸戊酯(PHBV)、聚乙酰谷氨酸和聚正酯(POE)等聚酯材料；
[0014]根據(jù)本發(fā)明，金屬基材料包括但不限于如下材料中的一種或多種:純鎂，純鐵，鎂基合金，鎂鹽化合物，鐵基合金等；其中鐵基材料可以提高支架的顯影能力。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，金屬基材料在支架中的比例按重量百分比計為0.廣20%，其余為生物可降解聚酯材料。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，金屬基材料的形狀為粉末,其粒徑介于IOnm-1Oym之間。
[0017]本發(fā)明還涉及 可降解聚酯支架的制備方法，其特征在于將金屬基材料分散于聚酯基體中，制備成聚酯復(fù)合材料，經(jīng)過擠出成型、后處理和切割制備成支架，包括下列步驟:
[0018]將金屬基粉末材料通過溶液共混、熔融共混或機械共混等方式加入至聚酯基體中，制備成聚酯復(fù)合材料；
[0019]為使金屬基粉末材料能均勻分散在聚酯基體中，提高粉末和聚酯基體的相容性，優(yōu)選可對金屬粉末進行表面改性，如羥基改性，有機官能團接枝等；
[0020]形成的聚酯復(fù)合材料在高于該材料熔點以上的溫度通過螺桿擠出加工成管材形狀，其中金屬基材料作為增強介質(zhì)，提高聚酯材料的力學(xué)強度；
[0021]管材切割成支架，或者管材經(jīng)過處理后再切割成支架，其中所述管材處理包括退火、吹脹、拉伸等管材處理方式中的一種或多種的組合，其目的是進一步提高管材的強度、韌性、結(jié)晶度等性能。
[0022]為提高管材的結(jié)晶度，管材處理的溫度優(yōu)先選擇在聚酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度-熔點之間。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于聚酯復(fù)合材料的組成、支架的制備方法以及支架的性能。本發(fā)明方法可以提 高可降解聚酯的結(jié)晶能力，進而提高聚酯及支架的力學(xué)性能；本發(fā)明方法提供的支架成型工藝簡單 ，可操作性強，可實現(xiàn)產(chǎn)量化生產(chǎn)。本發(fā)明支架具有優(yōu)異的生物相容性，有些支架具有較好的顯影效果，可以實現(xiàn)支架主體及整體顯影。
【專利附圖】

【附圖說明】[0024]為了更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖作簡要介紹。顯而易見，這些附圖僅是本申請記載的一些【具體實施方式】。本發(fā)明包括但不限于這些附圖。
[0025]圖1示出了本發(fā)明最終得到的支架的結(jié)構(gòu)圖；以及
[0026]圖2示出了金屬基顆粒均勻分布在聚酯基體中示意圖，其中I代表金屬顆粒，2代表聚酯基體。
【具體實施方式】
[0027]為了進一步理解本發(fā)明，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的優(yōu)選方案進行描述。這些描述只是舉例說明本發(fā)明可降解聚酯支架的特征和優(yōu)點，而非限制本發(fā)明的保護范圍。
[0028]實施例1
[0029]將一定量的納米鐵粉(4_8g，粒徑小于10μπι)加入至50(T1000ml的二氯甲烷溶液
中，溶液攪拌并超聲使得納米鐵粉均勻分散在溶液中，繼續(xù)加入重均分子量30萬的聚左旋乳酸粒子96~192g，完全溶解并攪拌均勻，經(jīng)過冷凍干燥后粉碎成粒子，得到聚乳酸/鐵復(fù)合材料，其中納米鐵粉占復(fù)合材料的重量百分比為4%。
[0030]將聚乳酸/鐵復(fù)合材料進行單螺桿擠出加工成管材，管材的外徑1.8mm,內(nèi)徑
0.5mm。得到的管材拉伸強度70MPa，彈性模量2.5GPa，高于同樣尺寸的聚乳酸管材。
[0031]將得到的管材在70° C吹塑成管材,管材外徑3.30mm,內(nèi)徑3.05mm。
[0032]將得到的管材通過激光切割成支架并壓握在輸送系統(tǒng)的球囊上。得到的支架徑向抗擠壓強度150kPa，結(jié)晶度54%，高于同樣尺寸的聚乳酸支架。
[0033]將支架包裝后滅菌，手術(shù)時通過輸送系統(tǒng)將支架送到血管的狹窄病變位置，對球囊進行充盈加壓，擴張支架，從而撐開狹窄的血管。植入后沒有觀察到明顯炎癥反應(yīng)，植入6個月后，觀察到血管內(nèi)皮化，植入2年后支架完全降解。
[0034]在整個手術(shù)過程中，通過X光機可看到整個支架的清晰輪廓。植入I周天后，發(fā)現(xiàn)支架在X光下的顯影性明顯降低，支架在X光下變得模糊。植入I個月后，支架在X光下不顯影，說明支架內(nèi)的顯影材料已經(jīng)代謝完畢。在此一個月中，未發(fā)現(xiàn)明顯的炎癥反應(yīng)。支架植入6個月后，觀察到血管內(nèi)皮化，部分支架波桿被血管內(nèi)皮包裹，此時支架內(nèi)層已經(jīng)降解完畢，沒有對內(nèi)皮細胞產(chǎn)生不良影響。
[0035]實施例2
[0036]將100g氧化鎂粉末(粒徑≤1OOnm)和900g聚乙醇酸(重均分子量40萬)在180-220° C通過雙螺桿擠出機共混并加工，得到聚乙醇酸/氧化鎂復(fù)合材料管材，其中鎂合金在復(fù)合材料中的重量百分比為10%。管材外徑2.8mm，內(nèi)徑2.5mm。將管材在120° C下退火I小時，得到的管材拉伸強度70MPa，彈性模量3.5GPa，高于同樣尺寸的聚乙醇酸管材。
[0037]將得到的管材通過激光切割成支架并壓握在輸送系統(tǒng)的球囊上，得到的支架徑向抗擠壓強度120kPa，結(jié)晶度63%，高于同樣尺寸的聚乙醇酸支架。
[0038]將支架包裝后滅菌，手術(shù)時通過輸送系統(tǒng)將支架送到血管的狹窄病變位置，對球囊進行充盈加壓，擴張支架，從而撐開狹窄的血管。植入后沒有觀察到明顯炎癥反應(yīng)，植入6個月后，觀察到血管內(nèi)皮化，植入I年后支架完全降解。
[0039]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:[0040](1)金屬基材料分散于聚酯基體中，提高了聚酯材料的力學(xué)性能，進而提高了聚酯支架的力學(xué)強度；
[0041](2)金屬基材料均勻分散于聚酯基體中，在聚酯管材吹塑過程中作為成核劑，提高了聚酯材料的結(jié)晶能力，延長了聚酯材料的降解時間和提高聚酯材料的力學(xué)性能；
[0042](3)在聚酯支架的降解過程中，鎂降解產(chǎn)生的鎂離子能抑制聚酯降解過程中產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)，進一步預(yù)防血管再狹窄；
[0043](4)在聚酯支架的降解過程中，釋放的鐵離子通過影響相關(guān)基因表達減小血管平滑肌細胞的增殖，進一步對抗血管再狹窄；
[0044](5)鐵合金材料在聚酯支架中，提高了聚酯支架的顯影能力，聚酯支架在X下具有顯影性；
[0045](6)金屬顆?？梢苑稚⒅Ъ苤械膽?yīng)力，提高支架的疲勞壽命。增強后的聚酯具有較高的模量和較低的柔量，有效降低了支架植入血管后的蠕變形變。
[0046]以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明方法進行若干改進和修飾，但這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求請求保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可降解聚酯支架，包括聚酯復(fù)合材料，其中聚酯復(fù)合材料由生物可降解聚酯材料和金屬基材料制成。
2.權(quán)利要求1的可降解聚酯支架，其中生物可降解聚酯材料選自聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚三亞甲基碳酸酯(PTMC)、聚酯酰胺、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羥基丁酸戊酯(PHBV)、聚乙酰谷氨酸和聚正酯(POE)。
3.權(quán)利要求1或2的可降解聚酯支架，其中金屬基材料選自純鎂，純鐵，鎂基合金，鎂鹽化合物和鐵基合金。
4.權(quán)利要求3的可降解聚酯支架，其中金屬基材料在聚酯復(fù)合材料中的比例按重量百分比計為0.f 20%，其余為生物可降解聚酯材料。
5.權(quán)利要求1-4任一項的可降解聚酯支架，其中金屬基材料為粉末，粒徑介于IOnm-1O μ m 之間。
6.權(quán)利要求1-5任一項的可降解聚酯支架的制備方法，包括下列步驟: 將金屬基粉末材料通過溶液共混、熔融共混或機械共混方式加入至聚酯基體中，制備成聚酯復(fù)合材料； 上述聚酯復(fù)合材料在高于其熔點以上的溫度通過螺桿擠出加工成管材； 管材切割成支架，或者管材經(jīng)處理后再切割成支架，其中管材處理包括退火、吹脹、拉伸方式中的一種或多種的組合。
7.權(quán)利要求6的制備方法，其中對金屬基粉末材料進行表面改性，如羥基改性和/或有機官能團接枝。
8.權(quán)利要求6或7的制備方法，其中管材處理的溫度在聚酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度-熔點之間。
【文檔編號】A61L31/12GK103877624SQ201210563424
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】陳樹國, 孟娟, 陳寶愛, 羅七一 申請人:上海微創(chuàng)醫(yī)療器械（集團）有限公司