用于假體心臟瓣膜的彈性體小葉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所公開(kāi)的主題設(shè)及醫(yī)療植入物中使用的材料，更具體地設(shè)及包含至少一層復(fù) 合材料的小葉，所述復(fù)合材料包含具有曲折原纖（serpentinefibril)的膨脹型聚四氣乙 締（ePT陽(yáng)）薄膜和彈性體。所述彈性體可位于ePTFE薄膜的全部或基本上全部的孔中。
【背景技術(shù)】
[0002] 假體屯、臟瓣膜優(yōu)選在體內(nèi)持續(xù)使用至少十年。為了堅(jiān)持那么久，假體屯、臟瓣膜應(yīng) 展現(xiàn)足夠的耐久性，至少能循環(huán)4億次或W上。所述瓣膜，更具體的為屯、臟瓣膜小葉，必須 抵御結(jié)構(gòu)退化和不良生物學(xué)結(jié)果，前者包括形成孔桐、裂縫等，后者包括巧化和血栓癥。
[0003] 含氣聚合物，如膨脹型和非膨脹型聚四氣乙締（PT陽(yáng)）、改性PT陽(yáng)和PT陽(yáng)的共聚 物，提供了許多有益的性能，包括優(yōu)異的化學(xué)惰性和優(yōu)越的生物相容性，因而成為假體屯、臟 瓣膜的理想候選材料。此外，PT陽(yáng)和膨脹型PT陽(yáng)(ePT陽(yáng)）已用于制造屯、臟瓣膜小葉。但是 已證明，PTFE反復(fù)彎曲后會(huì)硬化，運(yùn)會(huì)導(dǎo)致不可接受的流動(dòng)性能。還觀察到因在材料中形 成孔桐和裂縫而導(dǎo)致的失效。此前已有多種聚合物材料用作假體屯、臟瓣膜小葉。運(yùn)些聚合 物小葉在植入后兩年內(nèi)通常就因發(fā)生硬化或形成孔而失效。人們嘗試通過(guò)加厚小葉W提高 小葉耐用性，卻導(dǎo)致了瓣膜的不可接受的血液動(dòng)力學(xué)性能，即穿過(guò)張開(kāi)瓣膜的壓降過(guò)高。常 規(guī)小葉還會(huì)起皺，成為屯、臟瓣膜發(fā)生潛在失效的位置。
[0004] 因此，本領(lǐng)域仍然需要包括小葉的生物相容性假體屯、臟瓣膜，且當(dāng)屯、臟瓣膜在張 開(kāi)狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間循環(huán)時(shí)，屯、臟瓣膜經(jīng)久耐用，而且降低起皺的發(fā)生率。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于調(diào)節(jié)人類患者中血流方向的假體瓣膜。運(yùn)種 假體瓣膜包括但不限于屯、臟瓣膜或靜脈瓣膜。
[0006] 本發(fā)明提供的實(shí)施方式采用含氣聚合物薄膜，其具有顯著的伸長(zhǎng)率，同時(shí)基本上 保持含氣聚合物薄膜的強(qiáng)度性質(zhì)。運(yùn)種含氣聚合物薄膜特征性地具有曲折原纖。
[0007] 其他實(shí)施方式提供了用于調(diào)節(jié)患者中血流方向的假體瓣膜，該假體瓣膜包含具有 至少一層復(fù)合材料的小葉，該復(fù)合材料層含有至少一種具有曲折原纖的膨脹型含氣聚合物 薄膜和彈性體。在一些實(shí)施方式中，彈性體存在于含氣聚合物薄膜的全部或基本上全部的 孔中。所述含氣聚合物薄膜可具有基本上僅由曲折原纖構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中， 所述膨脹型含氣聚合物薄膜包括多個(gè)曲折原纖。此外，含氣聚合物可W是聚四氣乙締。小 葉可由單層或多層復(fù)合材料形成。此外，小葉可操作地連接到支承結(jié)構(gòu)上，并可在張開(kāi)狀態(tài) 與閉合狀態(tài)之間相對(duì)于支承結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，形成屯、臟瓣膜。小葉的彈性允許小葉彎曲，而且在瓣 膜張開(kāi)和閉合時(shí)降低起皺發(fā)生率。在驅(qū)動(dòng)小葉運(yùn)動(dòng)至少1億個(gè)周期之后，復(fù)合材料形成的 小葉沒(méi)有可見(jiàn)的孔桐、裂縫或脫層的跡象，而是保持不變。
[0008] 其他實(shí)施方式提供了用于調(diào)節(jié)患者血流方向的可植入假體瓣膜，其包括可在閉合 狀態(tài)與張開(kāi)狀態(tài)之間循環(huán)的小葉，其中閉合狀態(tài)基本上阻止血液流過(guò)假體瓣膜，而張開(kāi)狀 態(tài)允許血液流過(guò)假體瓣膜。小葉由至少一層復(fù)合材料形成，該復(fù)合材料包含至少一種具有 曲折原纖的膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體。彈性體存在于膨脹型含氣聚合物薄膜的全部 或基本上全部的孔中。此外，膨脹型含氣聚合物薄膜可包含基本上僅由曲折原纖構(gòu)成的微 結(jié)構(gòu)。所述膨脹型含氣聚合物薄膜可W包括多個(gè)曲折原纖。在一些實(shí)施方式中，所述含氣 聚合物是聚四氣乙締。在假體瓣膜的張開(kāi)狀態(tài)和閉合狀態(tài)，小葉降低了起皺發(fā)生率。此外， 小葉可通過(guò)常規(guī)方式連接到剛性或彈性支承結(jié)構(gòu)上，形成屯、臟瓣膜。
[0009] 本文提供的實(shí)施方式提供了一種調(diào)節(jié)患者血流方向的可植入假體瓣膜中的小葉 的形成方法，包括：提供復(fù)合材料，該復(fù)合材料包含至少一種具有曲折原纖的膨脹型含氣聚 合物薄膜和彈性體；通過(guò)包覆復(fù)合材料片材，且將起點(diǎn)和終點(diǎn)限定為粘和到該復(fù)合材料片 材自身的軸向接縫，使至少一個(gè)復(fù)合材料層接觸其他復(fù)合材料層。彈性體可存在于膨脹型 含氣聚合物薄膜的全部或基本上全部的孔中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，小葉的彈性存在于小葉 的軸向上。所述含氣聚合物可W是聚四氣乙締。此外，膨脹型含氣聚合物薄膜可包含基本 上僅由曲折原纖構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述膨脹型含氣聚合物薄膜包括多 根曲折原纖。
[0010] 其他實(shí)施方式提供了用于調(diào)節(jié)患者中血流方向的可植入假體瓣膜，其包含支承結(jié) 構(gòu)和由至少一個(gè)包含復(fù)合材料的層形成的小葉，所述復(fù)合材料含有至少一種具有曲折原纖 的膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體。所述膨脹型含氣聚合物薄膜包含多個(gè)孔，所述彈性體 存在于全部或基本上全部的孔中。此外，小葉可相對(duì)于支承結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，并且可在閉合狀態(tài)與 張開(kāi)狀態(tài)之間循環(huán)。在張開(kāi)狀態(tài)和閉合狀態(tài)中，小葉都具有降低的起皺發(fā)生率。在一些實(shí) 施方式中，所述含氣聚合物是聚四氣乙締。膨脹型含氣聚合物薄膜可包含基本上僅由曲折 原纖構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)。所述膨脹型含氣聚合物薄膜可W包括多根曲折原纖。
[0011] 其他實(shí)施方式提供了包含小葉的假體瓣膜，所述小葉具有至少一個(gè)包含復(fù)合材料 的層，該復(fù)合材料在拉伸到至少約30%應(yīng)變時(shí)表現(xiàn)出剛度增加。所述復(fù)合材料包括至少一 種膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體。膨脹型含氣聚合物薄膜可包含曲折原纖。另外，所述 膨脹型含氣聚合物薄膜可W包含多根曲折原纖。在一個(gè)實(shí)施方式中，膨脹型含氣聚合物薄 膜包含多個(gè)孔，彈性體存在于基本上全部的孔中。
[0012] 一種形成小葉的方法的一個(gè)實(shí)施方式包括：提供復(fù)合材料，該復(fù)合材料在拉伸到 至少約30%應(yīng)變時(shí)表現(xiàn)出剛度增加；通過(guò)包覆復(fù)合材料片材，且將起點(diǎn)和終點(diǎn)限定為粘和 到該復(fù)合材料片材自身的軸向接縫，使至少一個(gè)復(fù)合材料層接觸其他復(fù)合材料層。所述復(fù) 合材料包含至少一種膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體，并且在一些實(shí)施方式中可包含曲折 原纖。
[0013] 用復(fù)合材料形成的小葉可操作地連接到支承結(jié)構(gòu)上，并可在張開(kāi)狀態(tài)與閉合狀態(tài) 之間相對(duì)于支承結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，形成屯、臟瓣膜。
[0014] 根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方式，當(dāng)屯、臟瓣膜在張開(kāi)狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間循環(huán)時(shí)， 小葉表現(xiàn)出起皺減少。
[0015] 本文提供的實(shí)施方式限定彈性體可存在于含氣聚合物薄膜的全部或基本上全部 的孔中。
[0016] 其他實(shí)施方式限定可在膨脹型含氣聚合物薄膜的孔中或者在形成小葉的復(fù)合材 料層之間加入其他材料，W提高小葉所需的性質(zhì)。
[0017] 附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0018] 圖1是一個(gè)實(shí)施方式中示例性的、理想化的曲折原纖的示意圖；
[0019] 圖2是一個(gè)實(shí)施方式中除去含氣彈性體后小葉表面的掃描電子顯微照片（SEM)， 拍攝放大率為10000倍；
[0020] 圖3A是顯示一個(gè)實(shí)施方式中樣品的不可恢復(fù)應(yīng)變能密度的圖示；
[0021] 圖3B是顯示圖3A中樣品的可恢復(fù)應(yīng)變能密度的圖示；
[0022] 圖3C是顯示圖3A中樣品的總應(yīng)變能密度的圖示；
[0023] 圖4是一個(gè)實(shí)施方式中按照實(shí)施例1制備的樣品的不可恢復(fù)應(yīng)變能密度百分比的 圖示；
[0024] 圖5是一個(gè)實(shí)施方式中復(fù)合材料按照一個(gè)實(shí)施方式在與強(qiáng)度最大方向正交的方 向上的應(yīng)力-應(yīng)變圖示，其中切線相交處顯示了復(fù)合材料的停止點(diǎn)（stoppoint);
[0025] 圖6是一個(gè)實(shí)施方式中切割后的圓筒形支承結(jié)構(gòu)的示意圖； 陽(yáng)0%] 圖7是一個(gè)實(shí)施方式中所示的大體具有圓筒形狀的屯、軸的示意圖；
[0027] 圖8是一個(gè)實(shí)施方式中顯示支承結(jié)構(gòu)在屯、軸上的位置的示意圖；W及
[002引圖9A和9B是一個(gè)實(shí)施方式中分別處于閉合狀態(tài)和張開(kāi)狀態(tài)的瓣膜的俯視圖。
[0029] 發(fā)明詳述
[0030] 下面將述及附圖所示的實(shí)施方式W及用來(lái)描述附圖的具體文字。然而，應(yīng)當(dāng)理解 的是，運(yùn)并非意在限制本發(fā)明的范圍，諸如對(duì)圖示方法和裝置的改造和進(jìn)一步改進(jìn)，進(jìn)而對(duì) 附圖所示本發(fā)明原理的進(jìn)一步應(yīng)用，都應(yīng)視為在構(gòu)思范圍之內(nèi)，正如本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技 術(shù)人員能正常想到的那樣。
[0031] 除非另有限定，在此使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的含義均與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員的通常理解一致。在圖中，為了清晰起見(jiàn)，放大了線、層和區(qū)域的厚度。圖中相 同的數(shù)字表示相同的元件。
[0032] 如本文中所用，術(shù)語(yǔ)"曲折原纖"是指朝一個(gè)方向彎曲或折彎然后再朝另一個(gè)方向 彎曲或折彎的多根原纖。
[0033] 如本文中所用，術(shù)語(yǔ)"受控回縮"是指通過(guò)加熱、用溶劑潤(rùn)濕或其他任何合適的方 法或它們的組合，使制品在至少一個(gè)方向上長(zhǎng)度變短，通過(guò)運(yùn)樣的方法抑制后續(xù)制品出現(xiàn) 裸眼可見(jiàn)的折疊、打權(quán)或起皺。
[0034] 術(shù)語(yǔ)"起皺"也指形成小葉的無(wú)皺復(fù)合材料經(jīng)彎折或伸縮之后復(fù)合材料的外觀。
[0035] 如本文中所用，術(shù)語(yǔ)"無(wú)皺"意在表示在彎折或伸縮復(fù)合材料之前，復(fù)合材料沒(méi)有 皺紋。
[0036] 本文中所用的術(shù)語(yǔ)"經(jīng)滲透或滲透"意在描述用于至少部分填充至少一部分多孔 材料（如ePTFE或類似物）的孔的任何方法。
[0037] 本文中所用的術(shù)