本發(fā)明涉及可吸收植入醫(yī)療器械領(lǐng)域,特別是涉及一種可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械。
背景技術(shù):
目前可吸收植入醫(yī)療器械基體應(yīng)用最廣泛的材料包括聚合物、鎂基合金與鐵基合金。聚合物中以聚乳酸應(yīng)用最多,其優(yōu)點(diǎn)為可完全降解吸收,降解產(chǎn)物為二氧化碳和水,其缺點(diǎn)是機(jī)械性能不足,相對(duì)金屬基器械而言,若兩者要滿足相同的機(jī)械性能,聚合物基器械的尺寸需要比金屬基器械大,這限制了聚合物基器械的應(yīng)用。鎂基合金和鐵基合金的優(yōu)點(diǎn)是易加工塑形,機(jī)械強(qiáng)度大,但鎂基合金在人體內(nèi)的腐蝕速度太快且伴隨腐蝕會(huì)生成氫氣,只能通過增大鎂基合金器械的尺寸來滿足植入早期的力學(xué)性能,同樣會(huì)限制鎂基合金器械的應(yīng)用。
從臨床應(yīng)用的角度來說,當(dāng)可吸收植入醫(yī)療器械完成了其預(yù)期用途,病變部位痊愈并恢復(fù)正常形態(tài)和功能(即痊愈)后,在不引起新的生物相容性問題的前提下,器械完全降解并被機(jī)體吸收的時(shí)間越短越好。根據(jù)臨床上器械應(yīng)用的部位不同,一般認(rèn)為痊愈期為1-6個(gè)月,這段時(shí)間內(nèi)器械需保持結(jié)構(gòu)完整性和具有足夠的力學(xué)性能。鐵基合金的生物相容性良好,但鐵基合金在體內(nèi)腐蝕緩慢,導(dǎo)致鐵基合金器械在痊愈期后仍需很長(zhǎng)時(shí)間才能完全腐蝕,因此需加快其腐蝕速度以縮短鐵基合金器械的腐蝕周期。
有研究表明在鐵基合金表面涂覆可降解聚酯涂層,可提高鐵基合金的腐蝕速度。該可降解聚酯涂層在體內(nèi)的降解會(huì)使得器械植入位置附近的局部微環(huán)境的pH值下降,形成局部微酸性環(huán)境,鐵基合金在此酸性環(huán)境中能更快地腐蝕,生成腐蝕產(chǎn)物鐵鹽和/或鐵氧化物和/或鐵氫氧化物。
對(duì)于預(yù)定規(guī)格的鐵基合金器械,可降解聚酯涂層的用量、可降解聚酯種類和性質(zhì)決定鐵基合金的腐蝕速度以及最終是否可完全腐蝕。在選定可降解聚酯種類和性質(zhì)并確定好足以使鐵基合金基體完全腐蝕的可降解聚酯用量的情況下,鐵基合金腐蝕速度過快或局部腐蝕嚴(yán)重將會(huì)影響該鐵基合金器械植入早期(1-6 個(gè)月,即前文所述痊愈期)的結(jié)構(gòu)完整性和力學(xué)性能,從而導(dǎo)致器械難以滿足臨床應(yīng)用的要求。這些缺陷具體表現(xiàn)在:(1)可降解聚酯涂層的降解產(chǎn)物呈酸性,且可降解聚酯往往有降解速度較快的小分子殘留(如聚乳酸的單體殘留標(biāo)準(zhǔn)為<2%),將導(dǎo)致鐵基合金基體在植入早期腐蝕較快,比如植入冠脈后1-7天左右,腐蝕過快和腐蝕產(chǎn)物的積累導(dǎo)致器械內(nèi)表面內(nèi)皮化不完整,增加急性和亞急性血栓的風(fēng)險(xiǎn);(2)可降解聚酯降解的不均勻性容易導(dǎo)致鐵基合金基體的腐蝕不均勻,局部腐蝕過快有可能出現(xiàn)斷裂,從而導(dǎo)致其難以滿足早期結(jié)構(gòu)完整性和力學(xué)性能的要求。雖可采用減少可降解聚酯涂層用量的方法來防止鐵基合金器械植入早期過快腐蝕,但會(huì)延長(zhǎng)鐵基合金器械的腐蝕周期。因此,對(duì)于包括可降解聚酯的鐵基合金器械,在可降解聚酯種類和性質(zhì)、可降解聚酯與鐵基合金的用量比確定的情況下,需探索在可降解聚酯形成的酸性環(huán)境中,如何降低鐵基合金基體的早期腐蝕速度來保證器械植入早期的力學(xué)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,提供可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械,其在植入體內(nèi)早期(例如1-6個(gè)月內(nèi))腐蝕速度較慢甚或是完全不腐蝕,可在此段時(shí)間內(nèi)滿足臨床上對(duì)器械植入早期的力學(xué)性能要求。
本技術(shù)方案提供的可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械包括鐵基合金基體和設(shè)于鐵基合金基體表面的可降解聚合物,以及設(shè)于所述鐵基合金基體表面的含鋅保護(hù)體。
所述含鋅保護(hù)體可以覆蓋所述鐵基合金基體的全部表面,也可以覆蓋所述鐵基合金基體的部分表面。當(dāng)所述含鋅保護(hù)體覆蓋所述鐵基合金基體的全部表面時(shí),所述可降解聚合物覆蓋所述含鋅保護(hù)體的至少部分表面。當(dāng)所述含鋅保護(hù)體未完全覆蓋鐵基合金基體表面時(shí),所述可降解聚合物可僅覆蓋所述含鋅保護(hù)體的至少部分表面,也可與所述含鋅保護(hù)體相互錯(cuò)開地覆蓋所述鐵基合金基體的不同表面,還可既覆蓋所述含鋅保護(hù)體的至少部分表面,又同時(shí)覆蓋至少部分所述未覆蓋區(qū)。所述含鋅保護(hù)體可以直接覆蓋在鐵基合金基體表面,或以塊狀或粒狀鑲嵌在鐵基合金基體中。
所述含鋅保護(hù)體選自鋅化合物,或含磷酸根化合物、可降解粘結(jié)劑或水溶 性粘結(jié)劑中的至少一種與鋅化合物的混合物,所述混合物中鋅化合物的重量百分比大于等于20%且小于100%。
所述鐵基合金基體可選自純鐵或碳含量不高于2.11wt.%的鐵基合金,例如純鐵經(jīng)滲氮和/或滲碳后的產(chǎn)物。
所述可降解聚合物降解后形成酸性環(huán)境,其內(nèi)可混有活性藥物。
相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明提供的可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械增加了含鋅保護(hù)體。器械植入體內(nèi)后,所述含鋅保護(hù)體可以直接起到防腐作用(例如磷酸鋅),或者在體液中溶解電離或反應(yīng)生成鋅離子并進(jìn)一步反應(yīng)生成磷酸鋅避免鐵基合金基體腐蝕,待所述具有防腐作用的物質(zhì)幾乎完全被機(jī)體清除走后鐵基合金基體才開始快速腐蝕,由此確保了鐵基合金體在植入早期滿足臨床上的力學(xué)性能要求。另外,本發(fā)明的可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械具有更小的設(shè)計(jì)尺寸,植入后產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物更少,完全吸收周期更短。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的可吸收植入醫(yī)療器械沿其長(zhǎng)度方向的剖面示意圖,其中含鋅保護(hù)體完全覆蓋鐵基合金基體的全部表面。
圖2是本發(fā)明又一實(shí)施例提供的可吸收植入醫(yī)療器械除去可降解聚合物后的外表面沿軸向剪開后展開的示意圖,其中含鋅保護(hù)體覆蓋鐵基合金基體的部分表面。
圖3是本發(fā)明再一實(shí)施例提供的可吸收植入醫(yī)療器械除去可降解聚合物后的示意圖,其中含鋅保護(hù)體沿鐵基合金基體的厚度方向貫通所述基體。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本發(fā)明,下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是,本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地,提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。
本發(fā)明的主要思想在于,在鐵基合金基體表面增加含鋅保護(hù)體,利用含鋅保護(hù)體自身的防腐性能或者在植入部位體液環(huán)境中溶解電離出鋅離子或反應(yīng)生成鋅離子,然后進(jìn)一步生成具有防腐作用的磷酸鋅來可控地減緩鐵基合金基體腐蝕,達(dá)成鐵基合金基體在植入早期(1-6個(gè)月)不腐蝕而確??晌砧F基合金植入器械早期的結(jié)構(gòu)完整性和具有足夠的力學(xué)性能,且不延長(zhǎng)鐵基合金基體的腐蝕周期。
由于含鋅保護(hù)體可以有效并可控地減緩鐵基合金基體腐蝕,在含鋅保護(hù)體的保護(hù)期內(nèi),鐵基合金基體基本不腐蝕,其力學(xué)性能基本不會(huì)發(fā)生改變,故本發(fā)明的可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械只需要保證植入前的初始力學(xué)性能達(dá)到臨床上對(duì)植入早期的要求的下限即可,無需在超出痊愈期后仍具有較強(qiáng)的力學(xué)性能。因此,相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)尺寸更小,相應(yīng)地減少了鐵基合金的用量,進(jìn)而達(dá)到減少鐵腐蝕產(chǎn)物的目的。
請(qǐng)參見圖1,本發(fā)明的可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械包括鐵基合金基體11、設(shè)置于所述鐵基合金基體11上的含鋅保護(hù)體12,和設(shè)于所述鐵基合金基體11和含鋅保護(hù)體12之上的可降解聚合物涂層13。所述的鐵基合金基體11可以是純鐵或碳含量不高于2.11wt.%的鐵基合金,例如純鐵經(jīng)滲碳和/或滲氮后的產(chǎn)物。
所述的含鋅保護(hù)體12的材質(zhì)可以是鋅化合物,也可以是含磷酸根化合物、可降解粘結(jié)劑、水溶性粘結(jié)劑中的至少一種與鋅化合物的混合物。所述的鋅化合物可以是自身具有防腐作用的磷酸鋅,也可以是在中性環(huán)境下能溶解電離出鋅離子的硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅、葡萄糖酸鋅、甘草鋅、乳酸鋅、醋酸鋅、檸檬酸鋅、氨基酸鋅、酵母鋅等,還可以是在酸性環(huán)境下能反應(yīng)生成鋅離子的碳酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化鋅、氫氧化鋅等。所述的鋅化合物與含磷酸根化合物或/和粘結(jié)劑的混合物中,鋅化合物的質(zhì)量百分比大于等于20%,且小于100%。所述含磷酸根化合物在體液中能電離出磷酸根離子,能加快磷酸鋅的生成速度,以達(dá)到更好的保護(hù)鐵基體不腐蝕的效果,所述含磷酸根化合物可以是磷酸鹽或堿式磷酸鹽,如磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸一氫鈉,磷酸鉀、磷酸二氫鉀、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鉀,還可以是可反應(yīng)生成磷酸根的其它化合物,如三聚磷酸鈉、三聚磷酸鉀、六聚磷酸鈉、六聚磷酸鉀、高聚磷酸銨,偏磷酸鈉、偏磷 酸鉀、焦磷酸鈉、焦磷酸鉀中的至少一種。所述粘結(jié)劑在器械植入體內(nèi)后,可以在短時(shí)間內(nèi)降解或溶解而將鋅化合物暴露出來。該粘結(jié)劑可以是聚乙二醇、聚乙烯醇、淀粉、環(huán)糊精或水溶性無機(jī)鹽。所述含鋅保護(hù)體12可以通過噴涂、浸涂、刷涂、靜電紡絲、鑲嵌等方法制備在鐵基合金基體上。
含鋅保護(hù)體12與鐵基合金基體11之間的相對(duì)位置關(guān)系有多種。作為一種實(shí)施方式,如圖1所示,含鋅保護(hù)體12完全直接覆蓋鐵基合金基體11的表面,可降解聚合物層也直接完全覆蓋含鋅保護(hù)體12。作為另一種實(shí)施方式,如圖2所示的器械除去可降解聚合物后的結(jié)構(gòu)圖,含鋅保護(hù)體12覆蓋鐵基合金基體11的部分表面,暴露出部分鐵基合金基體11的表面。作為再一種實(shí)施方式,如圖3所示的器械除去可降解聚合物后的結(jié)構(gòu)圖,含鋅保護(hù)體12鑲嵌在鐵基合金基體11中并沿鐵基合金基體11的厚度方向貫通該基體,相應(yīng)地,未被貫通的鐵基合金基體11的部分稱為未被覆蓋的區(qū)域??梢岳斫獾氖?,含鋅保護(hù)體12還可以其他形式與鐵基合金基體11連接,例如非貫通地鑲嵌在鐵基合金基體11中,其暴露出的端面可與鐵基合金基體11的表面齊平,也可以凸出或低于所述鐵基合金基體11的表面。
當(dāng)含鋅保護(hù)體12完全覆蓋所述鐵基合金基體11時(shí),含鋅保護(hù)體12與體液接觸后會(huì)溶解并電離出鋅離子Zn2+,或者與可降解聚合物降解出的酸性環(huán)境中氫離子反應(yīng)生成鋅離子Zn2+,鋅離子Zn2+進(jìn)一步與體內(nèi)的磷酸根PO43-反應(yīng)生成難溶的磷酸鋅Zn3(PO4)2,反應(yīng)方程式如(1)和(2)所示:
ZnxR2=xZn2++2Rx- (1)
Zn3(PO4)2具有防腐作用,具體機(jī)理如下:一方面,磷酸鋅離解生成磷酸離子,縮合磷酸離子與鐵基合金基體表面反應(yīng),形成復(fù)雜的有粘附性的Fe-Zn-P2O5化合物覆蓋膜,使鐵基合金基體鈍化;另一方面,磷酸鋅與由聚乳酸電離產(chǎn)生的羧基發(fā)生反應(yīng),生成絡(luò)合物,該絡(luò)合物能與鐵腐蝕產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),在鐵基合金基體表面形成緊密的保護(hù)膜,從而隔絕鐵基合金基體與體內(nèi)環(huán)境,遏制鐵腐蝕。隨著含鋅化合物12被消耗,新生成的鋅離子Zn2+減少,反應(yīng)(2)的平衡左移,即磷酸鋅逐漸被溶解,鐵基合金基體逐漸暴露出,此時(shí)鐵基合金基體開 始緩慢腐蝕,直至磷酸鋅消耗完,鐵基合金基體完全暴露于酸性環(huán)境中,開始快速腐蝕。
當(dāng)含鋅化合物12未完全覆蓋鐵基合金基體表面,通過磷酸鋅直接擴(kuò)散到達(dá)未覆蓋區(qū)或者鋅離子擴(kuò)散到未覆蓋區(qū)后再形成磷酸鋅來減緩未覆蓋區(qū)鐵基體的腐蝕速度。
含鋅保護(hù)體12的用量(重量或體積)與鐵基合金基體11的用量(重量或體積)無關(guān),與可降解聚合物的種類、性質(zhì)(例如結(jié)晶度、分子量和多分散系數(shù))、厚度(或質(zhì)量)及需要保護(hù)鐵基合金基體11的時(shí)間有關(guān)??筛鶕?jù)器械的種類與規(guī)格、器械的臨床性能要求和預(yù)期需保持結(jié)構(gòu)完整和足夠力學(xué)性能的時(shí)長(zhǎng),靈活選擇含鋅保護(hù)體12的用量來調(diào)節(jié)含鋅保護(hù)體12起保護(hù)作用的時(shí)長(zhǎng)大致與鐵基合金基體11的預(yù)期需保持結(jié)構(gòu)完整和足夠力學(xué)性能的時(shí)間相匹配。
所述可降解聚合物層至少包括一種可降解聚合物,其降解后產(chǎn)生酸性的降解產(chǎn)物如羧酸,可選自可降解聚酯和/或可降解聚酸酐,該可降解聚酯選自聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸乙醇酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基脂肪酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二酸酯、聚(β-羥基丁酸酯)、聚己二酸乙二醇酯中的任意一種,或者選自聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羥基丁酸酯)、聚已內(nèi)酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚羥基丁酸酯戊酸酯共聚物中的至少兩種的物理共混物,或者選自由形成聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羥基丁酸酯)、聚已內(nèi)酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚羥基丁酸酯戊酸酯共聚物的單體中的至少兩種共聚而成的共聚物中的任一種;所述可降解聚酸酐選自聚1,3-雙(對(duì)羧基苯氧基)丙烷-癸二酸、聚芥酸二聚體-癸二酸或聚富馬酸-癸二酸中的至少一種;或者所述可降解聚合物為形成前述可降解聚酯與可降解聚酸酐的單體中的至少兩種共聚而成的共聚物。
該可降解聚合物涂層還可包括活性藥物,可在降解過程中釋放治療性藥物。例如對(duì)于血管支架,該活性藥物可抑制支架植入后的內(nèi)膜過度增生,減少血管內(nèi)再狹窄的發(fā)生率?;钚运幬锟梢允且种蒲茉錾乃幬锶缱仙即肌⒗着撩顾丶捌溲苌?,或抗血小板類藥物選自西洛他唑,或抗血栓類藥物如肝素,或抗炎癥反應(yīng)的藥物如地塞米松,或抗致敏的藥物,如葡萄糖酸鈣、撲爾敏、可的 松,也可以是前述幾種藥物的混合物。所述抗過敏藥物可選自抗組胺類抗過敏藥物、抗白三烯藥物、肥大細(xì)胞膜穩(wěn)定劑、糖皮質(zhì)激素類抗過敏藥物或調(diào)節(jié)免疫類抗過敏藥物中的至少一種。例如,所述抗過敏藥物選自氯苯吡胺、苯海拉明、鹽酸異丙嗪、西替利嗪、氯雷他定、咪唑斯汀、依巴斯汀、阿司咪唑、特非那定、地氯雷他定、非索非那定、賽庚啶、酮替芬、左旋西替利嗪、氯苯甲嗪、乙氟利嗪、卡依巴斯丁、氮卓斯汀、去氯羥嗪、氯環(huán)利嗪、氨來仙司、阿伐斯丁、阿扎他丁、甲喹吩嗪、左卡斯汀、賽他斯丁、斯喹那定、地普托品、苯噻啶、吡拉明、雷尼替丁、依美斯汀、依匹斯汀、異丙嗪、孟魯司特、扎魯司特、托卡司特、齊留通、氨來洛斯、伊布拉特、泊米司特、多塞平、維魯司特、多西苯醌、色甘酸鈉、色羥丙鈉、尼多考米鈉、曲尼司特、噻拉米特、瑞吡司特、丁氮菲酸、苯氮嘌呤酮、塔贊司特、奧薩格雷、瑞吡司特、地塞米松、甲基強(qiáng)的松龍、氫化可的松、曲安奈德、皮質(zhì)類固醇、維他命C、鈣劑、輔酶Q10或糜胰蛋白酶中的至少一種。
所述可降解聚合物層制備方法如下:先將可降解聚合物和藥物溶解于有機(jī)溶劑(如乙酸乙酯、氯仿等)中形成混合溶液,隨后將該混合溶液涂于已經(jīng)制備了含鋅保護(hù)體12的鐵基合金基體11的整個(gè)表面或局部表面,干燥后成膜。采用的方法可以是噴涂、浸涂、刷涂、靜電紡絲,優(yōu)選噴涂。
本發(fā)明的可吸收鐵基合金植入醫(yī)療器械可以是血管支架、骨科植入物、婦科植入物、男科植入物、呼吸科植入物或骨科植入物。以下結(jié)合具體實(shí)施例,以鐵基合金冠脈支架為例,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明,但是本發(fā)明保護(hù)的范圍并不局限于此。
需要說明的是,以下各實(shí)施例采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的方式說明在含鋅保護(hù)體的作用下,鐵基合金支架能夠在植入早期1-6個(gè)月內(nèi)幾乎不腐蝕,主要通過在支架植入動(dòng)物體內(nèi)后的不同觀察時(shí)間點(diǎn),諸如3個(gè)月、6個(gè)月、12個(gè)月等,對(duì)動(dòng)物進(jìn)行安樂處死,從其體內(nèi)取出支架及其所在位置的組織,通過將支架連同支架所在的血管段進(jìn)行徑向支撐強(qiáng)度和質(zhì)量損失測(cè)試來表征鐵基合金支架的體內(nèi)腐蝕狀況以及是否滿足早期力學(xué)性能要求。
所述徑向支撐強(qiáng)度的測(cè)試使用MSI公司生產(chǎn)的徑向支撐力測(cè)試儀進(jìn)行,將 植入動(dòng)物體內(nèi)的支架連同血管段取出,吸干表面水分后直接進(jìn)行測(cè)試,即可得到支架植入后的不同時(shí)間點(diǎn)的徑向支撐強(qiáng)度。
所述質(zhì)量損失測(cè)試通過如下方式進(jìn)行:將包括質(zhì)量為M0的鐵基合金基體(指未包括可降解聚合物的裸支架)的鐵基合金支架(包括可降解聚合物)植入兔子腹主動(dòng)脈,在預(yù)定觀察時(shí)間點(diǎn)將植入動(dòng)物體內(nèi)的鐵基合金支架及其所在的組織截取出來,然后將組織連同支架浸泡在1mol/L氫氧化鈉溶液中,使組織消解,然后從溶液中取出鐵基合金支架或其碎片,將其放入一定濃度的溶液(如3%酒石酸溶液,和/或有機(jī)溶液)中超聲,使其表面的腐蝕產(chǎn)物、殘留的含鋅保護(hù)體(若有)和聚合物層全部脫落或溶解于溶液中,取出溶液中剩余未腐蝕的鐵基合金支架或其碎片,干燥稱重,質(zhì)量為Mt。質(zhì)量損失率W用腐蝕清洗后支架桿重量損失的差值占鐵基合金基體的重量的百分比來表示,如公式3所示:
W=(Mt-M0)/M0×100% (3)
W——質(zhì)量損失率
Mt——腐蝕后剩余鐵基合金支架基體的質(zhì)量
M0——鐵基合金支架基體的初始質(zhì)量
其中,當(dāng)鐵基合金基體的質(zhì)量損失率W<5%時(shí),定義為不腐蝕;鐵基合金支架基體的質(zhì)量損失率W≥90%時(shí),定義為完全腐蝕。
臨床上,正常人的冠脈血管舒張壓(低壓)和收縮壓(高壓)范圍為60-120mmHg,高血壓病人的收縮壓可達(dá)到175mm汞柱,即23.3kPa。發(fā)生冠脈痙攣時(shí)血管收縮壓為400mmHg,即55kPa。心理應(yīng)激狀態(tài)、寒冷刺激、劇烈運(yùn)動(dòng)、冠脈粥樣硬化、冠脈造影對(duì)冠脈的局部刺激以及一次性大量吸煙或酗酒均可誘發(fā)冠脈痙攣。故實(shí)現(xiàn)對(duì)冠脈血管的有效支撐是指支架至少能經(jīng)受冠脈血管脈動(dòng)時(shí)的收縮壓23.3kPa,最好能經(jīng)受血管痙攣時(shí)的收縮壓55kPa。
以下各實(shí)施例提供的鐵基合金冠脈支架的設(shè)計(jì)目標(biāo)是需滿足以下臨床要求:自植入日起預(yù)定時(shí)間內(nèi)(例如1個(gè)月內(nèi)、2個(gè)月內(nèi)、3個(gè)月或少于3個(gè)月的其他時(shí)長(zhǎng)內(nèi)),鐵基合金基體幾乎不腐蝕;在植入后能有效支撐3個(gè)月,植入3個(gè)月后的徑向支撐強(qiáng)度≥55kPa,腐蝕周期大于6個(gè)月小于或等于24個(gè)月。
以下各實(shí)施例中30008規(guī)格支架定義如下:支架在名義擴(kuò)張壓8atm作用下, 擴(kuò)開后的公稱直徑3mm,公稱長(zhǎng)度為8mm。
需要指出的是,以下各實(shí)施例中,由于支架產(chǎn)品自身性能在設(shè)計(jì)許可范圍內(nèi)的正常波動(dòng)、動(dòng)物個(gè)體差異、設(shè)計(jì)的取樣點(diǎn)不夠頻密以及測(cè)試方法不可避免引入的系統(tǒng)誤差,監(jiān)測(cè)到的支架完全不腐蝕的時(shí)間點(diǎn)、徑向強(qiáng)度數(shù)據(jù)以及完全腐蝕的時(shí)間點(diǎn)在實(shí)際測(cè)試中會(huì)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。
實(shí)施例1
一種可吸收鐵基合金支架,其包括的含鋅保護(hù)體可延緩鐵基合金基體在植入2個(gè)月內(nèi)不腐蝕,制備方法如下:取原始徑向支撐強(qiáng)度為145kPa、質(zhì)量為4.5-5mg的30008規(guī)格的滲氮鐵支架,在整個(gè)支架表面噴涂磷酸鋅-聚乙二醇(重均分子量4000)-氯仿的懸浮液然后干燥制得厚度為4微米的磷酸鋅-聚乙二醇涂層,其中磷酸鋅的體積分?jǐn)?shù)為80%。隨后噴涂分子量為20萬的聚消旋乳酸-乙酸乙酯溶液完全覆蓋整個(gè)磷酸鋅-聚乙二醇涂層表面,干燥后制得聚乳酸涂層厚度為12微米的可吸收鐵基合金支架。將支架植入兔子腹主動(dòng)脈,2個(gè)月后取出,支架腐蝕不腐蝕;3個(gè)月后取出,測(cè)得徑向支撐強(qiáng)度為120kPa,符合植入早期3個(gè)月的力學(xué)性能要求。12個(gè)月取出,支架完全腐蝕。
實(shí)施例2
一種可吸收鐵基合金支架,其包括的含鋅保護(hù)體可延緩鐵基合金基體在植入1個(gè)月內(nèi)不腐蝕,制備方法如下:取原始徑向支撐強(qiáng)度為145kPa、質(zhì)量為4.5-5mg的30008規(guī)格的滲氮鐵支架,在支架外表面和側(cè)面噴涂硫酸鋅-環(huán)糊精-乙醇的懸浮溶液,然后干燥制得厚度為12微米的硫酸鋅-環(huán)糊精涂層,其中硫酸鋅體積分?jǐn)?shù)為90%。隨后噴涂分子量為20萬的聚消旋乳酸-乙酸乙酯溶液完全覆蓋整個(gè)硫酸鋅-環(huán)糊精涂層表面和暴露出來的鐵基合金支架表面,干燥后制得聚乳酸涂層厚度為8微米的可吸收鐵基合金支架。將支架植入兔子腹主動(dòng)脈,1個(gè)月后取出,鐵基支架不腐蝕;3個(gè)月后取出,測(cè)得徑向支撐強(qiáng)度為80kPa,滿足植入早期3個(gè)月的力學(xué)性能要求;12個(gè)月取出,支架完全腐蝕。
實(shí)施例3
一種可吸收鐵基合金支架,其包括的含鋅保護(hù)體可延緩鐵基合金基體在植入1個(gè)月內(nèi)不腐蝕,制備方法如下:在原始徑向強(qiáng)度為145kPa、質(zhì)量為4.5-5mg 的30008規(guī)格的滲氮鐵支架桿上,設(shè)置凹槽鑲嵌磷酸鋅粉塊,所有鑲嵌的磷酸鋅粉塊露出來的面積與鐵基體表面積的比值為1:1。隨后在支架的表面噴涂分子量為20萬的聚消旋乳酸-乙酸乙酯溶液完全覆蓋露出來的磷酸鋅粉塊和鐵基支架表面,干燥后制得聚消旋乳酸涂層厚度為6微米的可吸收鐵基合金支架。將支架植入兔子腹主動(dòng)脈,1個(gè)月后取出,鐵基支架不腐蝕;3個(gè)月后取出,測(cè)得徑向支撐強(qiáng)度為110kPa。24個(gè)月取出,支架完全腐蝕。
實(shí)施例4
一種可吸收鐵基合金支架,其包括的含鋅保護(hù)體可延緩鐵基合金基體在植入1個(gè)月內(nèi)不腐蝕,制備方法如下:在原始徑向強(qiáng)度為145kPa、質(zhì)量為4.5-5mg的30008規(guī)格的滲氮鐵支架表面,保護(hù)支架部分表面后,在支架內(nèi)表面和部分側(cè)面浸涂氯化鋅-聚乙二醇(重均分子量4000)-乙醇溶液,然后干燥制得厚度為12微米的氯化鋅-聚乙二醇涂層,其中氯化鋅的體積分?jǐn)?shù)為80%。隨后噴涂分子量為20萬的聚消旋乳酸-乙酸乙酯溶液完全覆蓋暴露出來的鐵基支架表面,干燥后制得聚乳酸涂層厚度為15微米的可吸收鐵基合金支架。將支架植入兔子腹主動(dòng)脈,1個(gè)月后取出,鐵基支架不腐蝕;3個(gè)月后取出測(cè)得徑向支撐強(qiáng)度為80kPa,滿足植入早期3個(gè)月的力學(xué)性能要求。植入后24個(gè)月后取出,質(zhì)量損失測(cè)試表明支架完全腐蝕。
實(shí)施例5
一種可吸收鐵基合金支架,其包括的含鋅保護(hù)體可延緩鐵基合金基體在植入1個(gè)月內(nèi)不腐蝕,制備方法如下:在原始徑向強(qiáng)度為145kPa、質(zhì)量為4.5-5mg的30008規(guī)格的滲氮鐵支架表面,在整個(gè)支架表面噴涂葡萄糖酸鋅水溶液,干燥后測(cè)得葡萄糖酸鋅涂層厚3微米。隨后在葡萄糖酸鋅涂層表面噴涂三聚磷酸鈉水溶液,干燥測(cè)得三聚磷酸鈉涂層厚3微米。隨后噴涂分子量為20萬的聚消旋乳酸-雷帕霉素-乙酸乙酯溶液于三聚磷酸鈉表面,聚消旋乳酸與雷帕霉素的質(zhì)量比為4:1,干燥后制得聚乳酸-雷帕霉素涂層厚度為5微米的可吸收鐵基合金支架。將支架植入兔子腹主動(dòng)脈,1個(gè)月后取出,鐵基支架不腐蝕;3個(gè)月后取出測(cè)得徑向支撐強(qiáng)度為80kPa,滿足植入早期3個(gè)月的力學(xué)性能要求。植入后24個(gè)月后取出,質(zhì)量損失測(cè)試表明支架完全腐蝕。
對(duì)比例1
本對(duì)比例提供一種30008規(guī)格的滲氮鐵裸支架(即不包括可降解聚合物和含鋅保護(hù)體的支架),其原始徑向強(qiáng)度為145kPa、質(zhì)量為4.5-5mg。將該支架植入兔子腹主動(dòng)脈。3個(gè)月后取出,質(zhì)量損失測(cè)試表明支架輕微腐蝕,測(cè)得支架徑向支撐強(qiáng)度為140kPa,滿足植入早期3個(gè)月的力學(xué)性能要求。植入后24個(gè)月后取出,質(zhì)量損失測(cè)試表明支架未完全腐蝕,說明未設(shè)置可降解聚合物層的滲氮鐵支架的腐蝕周期過長(zhǎng)。
對(duì)比例2
本對(duì)比例提供一種可吸收鐵基支架,其制備方法如下:在原始徑向強(qiáng)度為145kPa、質(zhì)量為4.5-5mg的30008規(guī)格的滲氮鐵支架表面上噴涂分子量為20萬的聚消旋乳酸-乙酸乙酯溶液完全覆蓋整個(gè)支架表面,干燥后制得聚消旋乳酸涂層厚度為12微米的可吸收鐵基合金支架。將該支架植入兔子腹主動(dòng)脈,2個(gè)月后取出,支架桿腐蝕非常嚴(yán)重,多處斷裂;3個(gè)月后取出,測(cè)得支架徑向支撐強(qiáng)度小于55kPa;植入后6個(gè)月,質(zhì)量損失測(cè)試表明支架完全腐蝕,說明腐蝕過快,滿足不了早期力學(xué)性能要求。
對(duì)比例3
本對(duì)比例提供一種可吸收鐵基支架,其制備方法如下:在原始徑向強(qiáng)度為175kPa、質(zhì)量為5.5-6mg的30008規(guī)格的滲氮鐵支架表面噴涂分子量為20萬的聚消旋乳酸-乙酸乙酯溶液完全覆蓋整個(gè)支架表面,干燥后制得聚消旋乳酸涂層厚度為10微米的可吸收鐵基合金支架。將該支架植入兔子腹主動(dòng)脈,1個(gè)月后取出,支架桿有一定程度的腐蝕;3個(gè)月后取出,測(cè)得支架徑向支撐強(qiáng)度為80kPa,滿足植入早期3個(gè)月的力學(xué)性能要求;植入后12個(gè)月取出,質(zhì)量損失測(cè)試表明支架完全腐蝕。
由以上各實(shí)施例可以看出,本發(fā)明的可吸收鐵基合金支架由于設(shè)置了含鋅保護(hù)體,在植入早期鐵基合金基體腐蝕較少,徑向支撐強(qiáng)度有所下降,但仍滿足早期植入3個(gè)月的力學(xué)性能要求。通過調(diào)節(jié)含鋅保護(hù)體的用量,使其用量對(duì)應(yīng)的在體內(nèi)被消耗的時(shí)長(zhǎng)大致與預(yù)期設(shè)定的鐵基合金不腐蝕的時(shí)長(zhǎng)匹配,實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)支架在植入早期不腐蝕的時(shí)間長(zhǎng)短。與對(duì)比例1相比,實(shí)施例1-5提供的 支架的腐蝕周期更短。與對(duì)比例2相比,實(shí)施例1提供的支架在植入早期腐蝕較輕微,在植入3個(gè)月時(shí)保持了結(jié)構(gòu)完整性并具有足夠的力學(xué)支撐。與對(duì)比例3相比,實(shí)施例2提供的支架在保證同樣的腐蝕周期和3個(gè)月時(shí)足夠的力學(xué)支撐的前提下,鐵基體的用量更少,可以預(yù)期后續(xù)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物量更少,完全吸收的周期更短。
以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。