本實用新型涉及醫(yī)療器械領域,更具體地說,涉及一種鍍鋅血管支架。
背景技術:
血管支架是用于治療動脈粥樣硬化等血管疾病的一種植入血管狹窄性病變區(qū)的金屬絲網(wǎng)管狀器械。自問世以來,血管支架在臨床得到了廣泛應用并取得了令人矚目的成就,目前已被公認為治療血管疾病最有效的手段之一。
然而,血管支架在臨床應用中也暴露出了許多問題,雖然研究人員和醫(yī)生共同對血管支架進行了許多改進,仍存在一些缺陷。其中,支架內再狹窄無疑是支架植入術后最顯著也是最棘手的問題。支架內再狹窄是指在支架植入術后一段時間,因血管平滑肌細胞過度增殖而導致血管腔變窄,從而導致患者臨床癥狀的復發(fā)及靶血管缺血的再次發(fā)生。它嚴重影響了治療效果,限制了患者從支架植入手術中獲益。支架內再狹窄的防治依然是我們面臨的重要難題,如何解決支架內再狹窄一直是當今心血管病治療領域的熱點。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術問題在于,針對現(xiàn)有血管支架存在支架內再狹窄的缺陷,提供一種通過增設鍍鋅膜層來抑制血管平滑肌細胞過度增生的血管支架。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種鍍鋅血管支架,包括用作支撐結構的管狀支架本體,以及鍍覆于所述管狀支架本體上的鍍鋅層,且所述鍍鋅層的厚度為30um-100um。更優(yōu)選地,所述鍍鋅層的厚度為40-60um。
在根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例所述的鍍鋅血管支架中,所述管狀支架本體為單層管狀結構或者雙層管狀結構,其中管狀結構由若干閉合的波浪形環(huán)狀單元組成,相鄰的環(huán)狀單元之間通過連接桿實現(xiàn)沿管狀結構軸向的連接。優(yōu)選地,所述波浪形環(huán)狀單元呈正弦波形。
在根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例所述的鍍鋅血管支架中,所述鍍鋅血管支架還包括在鍍覆有鍍鋅層的管狀支架本體的外側面和/或內側面上覆蓋的被膜。
在根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例所述的鍍鋅血管支架中,所述被膜間斷覆蓋在所述管狀支架本體上,覆蓋有被膜的管狀支架本體上的鍍鋅層厚度為40-50um,未覆蓋被膜的管狀支架本體上的鍍鋅層厚度為50-60um。
在根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例所述的鍍鋅血管支架中,每段被膜的寬度為2mm-30mm,且被膜之間的間隙為0.1mm-1mm。
在根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例所述的鍍鋅血管支架中,所述管狀支架本體為不銹鋼、鎳鈦合金、鈷鉻合金、鈦、鉭、鎂、鐵或聚合物制成的支架。
在根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例所述的鍍鋅血管支架中,所述鍍鋅血管支架為直管型支架、網(wǎng)管型支架或具有分支的支架。
在根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例所述的鍍鋅血管支架中,所述鍍鋅血管支架為球囊擴張支架或者自膨支架。
實施本實用新型的鍍鋅血管支架,具有以下有益效果:本實用新型通過在管狀支架本體上增設鍍鋅層,既能保證支架的力學性能,又能利用降解產生的鋅離子對內皮細胞的二元性影響,在早期產生低濃度的鋅離子促進支架盡快完成內皮化,在晚期產生高濃度的鋅離子抑制支架內再狹窄。
附圖說明
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明,附圖中:
圖1為根據(jù)本實用新型第一實施例的鍍鋅血管支架的結構示意圖;
圖2為圖1中剖面A-A處的剖視圖;
圖3為根據(jù)本實用新型第二實施例的鍍鋅血管支架的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。
請結合參閱圖1和圖2,其中圖1為根據(jù)本實用新型第一實施例的鍍鋅血管支架的結構示意圖,圖2為圖1中剖面A-A處的剖視圖。如圖1和圖2所示,該實施例提供的鍍鋅血管支架包括用作支撐結構的管狀支架本體1,以及鍍覆于所述管狀支架本體1上的鍍鋅層2,該鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為30um-100um。更優(yōu)選地,該鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為40-60um。其中管狀支架本體1優(yōu)選但不限于不銹鋼、鎳鈦合金、鈷鉻合金、鈦、鉭、鎂、鐵和聚合物制成的支架。
本實用新型經過研究發(fā)現(xiàn),鋅離子不僅具有良好的生物相容性,適中的體內降解性能,而且發(fā)現(xiàn)鋅離子對血管內皮細胞具有二元性影響。該二元性影響體現(xiàn)為:低濃度的鋅離子對內皮細胞的活性、增殖、粘附、遷移等有促進作用,而高濃度的鋅離子則有抑制作用。因此,金屬鋅材料非常適于制備血管支架。然而,由于金屬鋅的塑性較差,如果制備純鋅支架則力學性能不夠理想,純鋅支架較脆、徑向支撐力欠佳,尚不能滿足臨床應用的要求。
本實用新型提供了一種鍍鋅血管支架,在力學性能較佳的不銹鋼或者鎳鈦合金的支架表面鍍鋅,這樣既能保證支架的力學性能,又能發(fā)揮出鋅的優(yōu)點,即早期促進支架盡快完成內皮化,晚期抑制支架內再狹窄。
本實用新型通過實驗對鍍鋅血管支架的體內性能進行了研究。該實驗納入健康雄性成年日本大耳兔20只,植入本實用新型中的鍍鋅血管支架40枚作為實驗組。該鍍鋅血管支架采用316低碳鋼制備,鋼絲直徑為150um,鍍覆的鍍鋅層厚度為50um。實驗還納入健康雄性成年日本大耳兔5只,植入10枚未鍍鋅的該不銹鋼支架作為對照組。所有支架均成功植入兔腹主動脈的目標位置,術中即刻造影血管通暢。手術順利,術中、術后無實驗動物死亡,所有25只實驗動物均存活至觀察終點。術后進行了以下實驗研究:
1、造影結果分析
該實驗在術后不同觀察時間點進行了腹主動脈造影及測量,其中分別在術后第1月、第3月、第6月和第12月。實驗結果表明,所有支架植入部位的血管直徑大致相同,組間無明顯差異。根據(jù)術后即刻復查造影所獲得的支架直徑數(shù)據(jù),可發(fā)現(xiàn)各組支架植入局部管腔擴張,與臨近主動脈管徑比為1.1-1.3∶1。觀察終點隨訪時,各實驗組腹主動脈管腔通暢,支架內均未見明顯內膜增生。而對照組的內膜增生程度較重,植入一年后管腔直徑狹窄率超過30%。總體而言,與對照組相比,鍍鋅血管支架植入后各個時間點的內膜增生程度較輕、管腔未見明顯丟失,所有實驗組的直徑狹窄率均未超過10%,展現(xiàn)出了比較理想的組織相容性。
2、內膜增生分析
實驗觀察了不同時間點的支架內膜增生程度,其中1月組,大多數(shù)支架表面形成了連續(xù)的內膜結構,未見明顯內膜增生,部分切片甚至可見裸露的支架桿。未見血小板及炎癥細胞浸潤,未見附壁血栓形成。3月組,所有支架已全部完成內皮化,未見裸露支架桿,未見內膜過度增生,管腔未見狹窄,未見血小板、炎癥細胞浸潤及附壁血栓形成。6月組,內皮細胞排列緊密、整齊,內膜較前稍增厚,但無管腔狹窄,未見明顯血管炎性反應。12月組,內膜厚度與6月組相比有所增加,血管內無血栓,無明顯炎癥反應。而對照組雖然在第1月和第3月未見明顯內膜增生,但是從第6月開始內膜較前增厚,管腔開始狹窄,第12月則存在明顯內膜增生。
3、血管損傷及支架周圍炎癥反應
在術后即刻,以及術后第1、3、6、12月,實驗組血管損傷評分均在1分以下,提示雖有部分血管內彈力膜斷裂,但血管中膜均保持完整,間接反映了支架擴張程度較為一致。第1、3、6、12月各組的支架桿周圍均有少量炎癥細胞浸潤,炎癥反應較輕。隨著支架植入時間的延長,炎癥有逐漸加重的趨勢,提示支架周圍炎癥反應可能與局部支架刺激或降解產物增多有關。對照組的血管損傷評分與實驗組無統(tǒng)計學差異,但其支架桿表現(xiàn)出了較明顯的炎癥反應,各時間點的炎癥評分均大于實驗組。
4、掃描電鏡評價支架表面內皮覆蓋程度
通過掃描電鏡觀察,實驗組1月組支架大部分區(qū)域已被內皮覆蓋,但仍有少數(shù)區(qū)域內皮覆蓋不完全的現(xiàn)象,局部放大后可見內皮細胞正在向裸露支架桿爬行。3月組支架已完全被內皮覆蓋,未發(fā)現(xiàn)裸露的支架桿,內膜光滑,內皮細胞形態(tài)正常、排列緊密,表面無血小板及炎癥細胞等附著。6月組及12月組內皮已完全恢復至正常形態(tài),內膜有一定程度的增厚,但不顯著。對照組則內皮化進程較實驗組有所延遲,植入3月后仍可見少許裸露支架桿,且在植入12月后內膜有明顯的增厚,內皮細胞排列紊亂,內膜欠光滑。
綜上所述,在前述進行的鍍鋅血管支架的動物實驗中,鍍鋅血管支架展現(xiàn)出了非常理想的血管腔通暢率,經過一年的觀察仍未發(fā)現(xiàn)明顯的支架內再狹窄。支架植入段血管無明顯炎癥反應,支架內皮化良好,且內膜增生不顯著。如此良好的效果與鋅離子對內皮細胞的二元性影響有關。研究證實,在我們的動物實驗中,在植入早期,當支架尚未完成內皮化時,支架降解釋放出的鋅離子被血流帶走,因此支架局部鋅離子呈低濃度狀態(tài),有利于促進內皮細胞的增殖、遷移及粘附,加速內皮化進程;當支架完成內皮化后,支架降解產物不能被血流沖走,在支架周圍積聚,局部鋅離子濃度上升,抑制內皮細胞及平滑肌的增殖,因此在隨訪長達一年后仍表現(xiàn)出較低的支架內狹窄率。而且研究結果還顯示,動物重要臟器病理及血液檢測無明顯異常,未發(fā)現(xiàn)鋅對實驗動物產生全身毒性作用,說明鋅的生物安全性較好。
本實用新型還對鍍鋅血管支架的厚度進行了深入研究。選取鍍鋅層厚度分別為10um、20um、30um、40um、50um、60um、70um、80um、90um、100um、110um和120um的鍍鋅血管支架作為樣品,進行了多組對比實驗。本實用新型中構成管狀支架本體的細絲的直徑范圍優(yōu)選為60-200um。結果表明,當鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為30um-100um時,可以保障鍍鋅層2的降解速率與血管內皮細胞的生長相匹配,進而避免植入體內后支架的過度增厚,也在一定程度上抑制了血管內狹窄。同時,在血管完成內皮化后,該鍍鋅層2幾乎完全降解,只需要保留少量鋅,以維持局部的鋅離子高濃度即可。這是因為支架在完成內皮化后,支架降解產物不會被血流沖走,因此極少量的鋅也能在支架周圍聚集,維持鋅離子高濃度。更優(yōu)選地,該鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為40-60um。
本實用新型并不對鍍鋅血管支架適用的支架種類做出限制。該鍍鋅血管支架可以為單層支架或者雙層支架。該鍍鋅血管支架也可以為直管型支架、網(wǎng)管型支架或具有分支的支架。該鍍鋅血管支架還可以為球囊擴張支架或者自膨支架等。
在本實用新型的優(yōu)選實施例中,管狀支架本體1可以為單層管狀結構或者雙層管狀結構。請再參閱圖1,該管狀結構優(yōu)選由若干閉合的波浪形環(huán)狀單元3組成,相鄰的環(huán)狀單元3之間通過連接桿4實現(xiàn)沿管狀結構軸向的連接。優(yōu)選地,該波浪形環(huán)狀單元3呈正弦波形。采用該正弦波形設計的支架,可以提高鍍鋅血管支架的擴張安全性,同時減少了由于應變不均所造成的不均勻降解。應該理解地是,該實施例中雖然給出了一種優(yōu)選的支架圖案,但是本實用新型不限于此,而可以采用任何本領域基礎技術人員熟知的支架圖案。
本實用新型的鍍鋅血管支架也適用于覆膜支架。該鍍鋅血管支架還包括在鍍覆有鍍鋅層的所述管狀支架本體的外側面和/或內側面上覆蓋的被膜。也就是說,先將管狀支架本體浸入電鍍液中鍍上預定厚度的鍍鋅層,隨后覆上被膜。
請參閱圖3,為根據(jù)本實用新型第二實施例的鍍鋅血管支架的結構示意圖。如圖3所示,在本實用新型的該優(yōu)選實施例中,被膜5間斷覆蓋在鍍鋅的管狀支架本體上,即在被膜5上每隔一定距離具有間隙6,整個被膜5被間隙6分成多段被膜。本實用新型的被膜5優(yōu)選但不限于聚四氟乙烯、聚酯、尼龍、滌綸和聚氨基甲酸乙酯等材料。更優(yōu)選地,該被膜5采用生物可吸收材料。該被膜不連續(xù)的鍍鋅血管支架,使得血管內皮細胞可經被膜5上預留的間隙6遷移入血管腔內面,既能達到防止內皮過度增生的目的,又能有效解決普通覆膜支架內皮化延遲的問題。
管狀支架本體1上的鍍鋅層2在被被膜5覆蓋后,將導致鋅的降解速率降低,局部鋅離子濃度升高。因此,本實用新型根據(jù)管狀支架本體1是否覆膜設計了不同的鍍鋅層厚度。其中,覆蓋有被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2的厚度為40-50um,未覆蓋被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2厚度為50-60um。更優(yōu)選地,覆蓋有被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2的厚度為40-45um,未覆蓋被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2厚度為55-60um。本實用新型中未覆蓋被膜5的鍍鋅層2的厚度較大,從而保障因血流降解速率較快的情況下,能夠保留足夠的鍍鋅量,使其降解時間維持至血管完成內皮化的時間。實驗證明,通過該設計,使得覆膜支架上不同位置的鍍鋅層降解速率與該位置的內皮細胞生長速度相匹配。
在本實用新型中,每段被膜5的寬度及間隙6的寬度可根據(jù)實際需要進行設計。在優(yōu)選實施例中,每段被膜5的寬度為2mm-30mm,被膜5之間的間隙6為0.1mm-1mm。更優(yōu)選地,每段被膜5的寬度為4mm-10mm,被膜5之間的間隙6為0.4mm-0.6mm。本實用新型通過實驗證明,采用上述尺寸設計的鍍鋅血管支架得到的內皮化速度能夠很好地與術后恢復時間相匹配。
可以理解地是,本實用新型雖然給出了優(yōu)選的間斷式覆膜的實施例,但是本實用新型并不限于此,而可以采用現(xiàn)有技術中使用的任何覆膜形式,例如連續(xù)覆膜形式的支架。
綜上所述,本實用新型通過在管狀支架本體上增設鍍鋅層,既能保證支架的力學性能,又能利用降解產生的鋅離子對內皮細胞的二元性影響,在早期產生低濃度的鋅離子促進支架盡快完成內皮化,在晚期產生高濃度的鋅離子抑制支架內再狹窄。并且與現(xiàn)有藥物涂層支架相比,鍍鋅血管支架具有以下優(yōu)點:
1、完整的血管內皮具有抑制血栓形成、間接舒張血管、抗炎癥因子、抗血小板凝聚、纖溶等功能。藥物涂層支架在非選擇性地抑制血管平滑肌細胞增殖的同時也可導致血管內皮損傷,導致支架內皮化延遲,進而可能引起急性或亞急性血栓形成。而鍍鋅支架早期可促進支架的內皮化進程。
2、藥物涂層支架可引起嚴重的炎癥反應,而鋅已被證實具有良好的生物相容性,鍍鋅支架不會引起血管壁的明顯炎癥反應。
3、鍍鋅支架的治療費用遠遠低于藥物涂層支架。
4、藥物涂層支架所載藥物多為化療藥物,可能會對人體產生毒副作用;鋅是人體的營養(yǎng)元素,不會對人體產生毒害作用。
本實用新型是根據(jù)特定實施例進行描述的,但本領域的技術人員應明白在不脫離本實用新型范圍時,可進行各種變化和等同替換因此,本實用新型并不限于在此公開的特定實施例,而包括所有落入到權利要求保護范圍的實施例。