專利名稱：用于制備三維多孔管狀支架的方法及設(shè)備的制作方法
用于制備三維多孔管狀支架的方法及設(shè)備相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2009年6月25日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/220，424的優(yōu)先權(quán)，該 美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的內(nèi)容通過全文引用包括在本文中。
背景技術(shù)：
細(xì)胞組織和器官的再生是一個(gè)發(fā)展迅速的領(lǐng)域。通過使得宿主得以利用他或她自 身的細(xì)胞來(lái)進(jìn)行細(xì)胞組織再生、修復(fù)破損神經(jīng)與血管等，可以解決傳統(tǒng)移植中常見的問題， 例如供體組織/器官短缺以及宿主排斥反應(yīng)。制備人工組織的重要方法之一是組織工程，它將三維(3D)支架、前體細(xì)胞和生物 因子結(jié)合使用，從而“生長(zhǎng)”出一個(gè)活的組織或器官。3D支架為細(xì)胞提供了在其再生過程中 附著的結(jié)構(gòu)，從而引導(dǎo)細(xì)胞長(zhǎng)成具有所需要結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀。在這一組織再生過程中，3D 支架必須允許細(xì)胞迅速粘附、迅速增殖，從而形成新的組織。在這一協(xié)同有序的組織形成過 程中，細(xì)胞的粘附、增殖、遷移和分化會(huì)受到3D支架的微結(jié)構(gòu)和表面生化性能的顯著影響。 因此，3D支架的設(shè)計(jì)首先要考慮的就是生物特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中，孔隙率和材料的連接性 為細(xì)胞和組織生長(zhǎng)提供必要的結(jié)構(gòu)完整性、質(zhì)量傳輸和全面的微環(huán)境。此外，細(xì)胞在3D支 架中的存活和增殖需要獲得氧氣和生長(zhǎng)必需分子。生長(zhǎng)必需分子在3D支架中的輸送受支 架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制，其由幾個(gè)重要設(shè)計(jì)參數(shù)決定，所述參數(shù)例如孔隙度、孔隙 連通性、曲折度、支架材料滲透性能和擴(kuò)散性能。3D支架的機(jī)械性能也是一個(gè)非常重要的因素。通過設(shè)計(jì)支架的多孔結(jié)構(gòu)或搭建結(jié) 構(gòu)，可以設(shè)計(jì)3D支架的機(jī)械性能以滿足應(yīng)用要求，這樣，3D支架可以擴(kuò)展、拉伸或者彎曲。 某些應(yīng)用需要種植細(xì)胞的3D支架在循環(huán)載荷下進(jìn)行培養(yǎng)，以便模擬體內(nèi)的動(dòng)態(tài)組織生長(zhǎng) 環(huán)境。一些3D支架還需要能夠折疊或壓縮，以使得它們易于輸送。當(dāng)這些折疊的支架被送 至該位置，它們就可以展開或擴(kuò)展來(lái)起到它們的需要的功效。例如，血管支架必須可擴(kuò)展和可拉伸，并且具有足夠的強(qiáng)度來(lái)保持血管張開以使 得血液流過，這就需要將支架設(shè)計(jì)成允許壓縮、伸展并且彎曲的結(jié)構(gòu)。此外，還可以通過采 用具有不同機(jī)械性能的材料，來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)支架的機(jī)械性能。人體組織和器官有不同的形狀和尺寸。許多組織或器官有明顯的管狀結(jié)構(gòu)，所述 器官例如血管、食道、腸道、膽管、輸尿管等等。當(dāng)血管受到損傷且需要再生時(shí)，就需要三維 管狀支架進(jìn)行血管再生。支架為細(xì)胞提供了細(xì)胞粘附和生長(zhǎng)的外源性框架。因此，有一個(gè) 制備與目標(biāo)管狀組織和器官的尺寸和形狀相匹配的3D支架制備方法十分重要。當(dāng)治療一些血管疾病時(shí)也需要管狀結(jié)構(gòu)植入物。例如，血管支架形式的3D支架可 以用于使堵塞的血管保持開放。雖然目前臨床中廣泛應(yīng)用了金屬支架，但生物可降解聚合 物支架正處于大力研發(fā)之中。生物可降解支架的最大優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)它在體內(nèi)一段時(shí)間后而不 再需要時(shí)，支架會(huì)消失。支架可以由快速成型技術(shù)(RP)制造，快速成型技術(shù)是一種由3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)模型數(shù)據(jù)和3D物體數(shù)字化系統(tǒng)產(chǎn)生的模型數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建模型與原型零件的一種技術(shù)。 快速成型技術(shù)是一個(gè)材料添加過程，在這個(gè)過程中材料被添加或堆積到所需位置從而形成該物體。快速成型技術(shù)也已經(jīng)被用于制造方法的開發(fā)，所述制造方法制備整形手術(shù)和顱面 外科操作的外科植入物模型。RP系統(tǒng)為制造具有控制良好的通道或孔的多孔3D物體提供 了可能。然而，現(xiàn)在的RP系統(tǒng)只有三個(gè)軸(XYZ)，并非是制造管狀多孔結(jié)構(gòu)的有效系統(tǒng)。在 制造管狀多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，現(xiàn)有的RP系統(tǒng)通常需要使用支撐材料，該支撐材料在制造后必須去 除。與材料添加工藝的RP相比，有一種采用材料去除工藝來(lái)制造多孔聚合物管或支 架的方法，這一方法采用類似于金屬血管支架制造方法的激光管狀微加工或激光切割/去 除系統(tǒng)。在這種方法中，首先制作聚合物管，然后根據(jù)多孔式樣設(shè)計(jì)，用激光束將某些區(qū)域 的聚合物選擇性去除。然而，在這種制造方法中，要求先做出聚合物管，然后進(jìn)行激光切割。 總的來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)耗時(shí)的兩步加工法。而且，絕大部分聚合物材料被去除或浪費(fèi)了，特別 是在制備高度多孔的聚合物支架時(shí)。這一制造方法昂貴，這是因?yàn)獒t(yī)用級(jí)的聚合物材料通 常昂貴。此外，激光束加熱去除或蒸發(fā)聚合物造成毒性氣體排放，導(dǎo)致空氣污染。因此，有必要找到一種一步法或系統(tǒng)，它能夠基于CAD設(shè)計(jì)由聚合物原材料直接 制備多孔管狀支架，這將克服激光切割系統(tǒng)的缺點(diǎn)，例如浪費(fèi)材料，耗時(shí)和空氣污染，同時(shí) 能克服RP系統(tǒng)的缺點(diǎn)，在RP系統(tǒng)中需要采用支撐材料并且在完成制造過程后去除支撐材 料。本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)用4軸RP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了這一目的。發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供制造多孔管狀聚合物三維(3D)支架的方法，從而可以 容易地控制或操控孔隙率、孔徑、結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供4軸RP系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，第4軸即添加到xyz定位 系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)棒。在優(yōu)選實(shí)施方式中，該4軸RP系統(tǒng)還具有直接沉積熱熔細(xì)絲 形式或粘性溶液細(xì)絲形式的聚合物材料的材料輸送系統(tǒng)。沉積的細(xì)絲粘附于旋轉(zhuǎn)棒的表面 或者粘合于已經(jīng)附著于該旋轉(zhuǎn)棒的之前擠出的細(xì)絲上。此外，優(yōu)選實(shí)施方式使得通過改變 附著聚合物細(xì)絲的第4軸的轉(zhuǎn)速或改變XY軸移動(dòng)速度來(lái)改變纖維直徑，類似于熱熔拉伸過 程。這個(gè)系統(tǒng)特別適合制作具有復(fù)雜微孔結(jié)構(gòu)的3D管狀支架。因此，在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及用于制備3D管狀支架的設(shè)備，所述設(shè)備包 含⑴連接于基座的三軸XYZ系統(tǒng)；(ii)連接于所述XYZ系統(tǒng)的分配系統(tǒng)；(iii)連接于 所述分配系統(tǒng)的噴嘴；以及(iv)第四軸系統(tǒng)，其包含位于所述噴嘴下連接于基座的旋轉(zhuǎn)桿 或棒，其中所述旋轉(zhuǎn)桿、噴嘴或者二者都可以沿縱軸移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及制作3D管狀支架的方法，所述方法包括(i)將 聚合物添加到本文描述的設(shè)備中；以及(ii)將所述聚合物分配到所述旋轉(zhuǎn)桿上。在其他實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及3D管狀支架，其包含以多孔三維式樣連接的柱體 (strut)和/或纖維，所述支架的平均孔徑是約1微米到約10000微米。在其他實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及稱為支架的特定管狀支架，其包含以預(yù)先設(shè)計(jì)的 三維式樣連接的柱體和/或纖維。附圖
的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖Ia描述了本發(fā)明設(shè)備的一些實(shí)施方式中的微型單螺桿擠出機(jī)。圖Ib描述了本發(fā)明設(shè)備的一些實(shí)施方式中采用壓縮空氣以擠出聚合物的熱熔腔。圖2描述了用于制備本發(fā)明的3D管狀支架的設(shè)備的實(shí)施方式。圖3(a)和(b)描述了本發(fā)明設(shè)備的實(shí)施方式，其中噴嘴沿旋轉(zhuǎn)棒在縱軸向移動(dòng)。圖4描述了本發(fā)明的3D管狀支架的實(shí)施方式擴(kuò)展后的聚合物。圖5描述了本發(fā)明的3D管狀支架的實(shí)施方式拉伸后的聚合物。圖6描述了本發(fā)明的3D管狀支架的實(shí)施方式擴(kuò)展與拉伸后的聚合物。圖7描述了本發(fā)明的3D管狀支架的實(shí)施方式，其說(shuō)明了可擴(kuò)展的聚合物支架。圖8描述了聚合物支架的另一種實(shí)例。艦在本發(fā)明的4軸RP系統(tǒng)中，該第4軸是添加于xyz定位系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制的旋轉(zhuǎn) 棒。這一 4軸RP系統(tǒng)還帶有直接沉積熱熔細(xì)絲形式或粘性溶液細(xì)絲形式的聚合物材料的 材料輸送系統(tǒng)。沉積的細(xì)絲粘附于旋轉(zhuǎn)棒的表面或者粘合于已經(jīng)附著于旋轉(zhuǎn)棒的之前擠出 的細(xì)絲上，因此，免除了如美國(guó)專利申請(qǐng)(Sanders等人的US20030211130A1)中已描述的使 用膠水或控制加熱的需要。此外，可以通過改變聚合物細(xì)絲附著的第4軸的轉(zhuǎn)速或通過改 變XY軸移動(dòng)速度來(lái)改變纖維直徑，類似于熱融拉伸過程。這個(gè)系統(tǒng)特別適合制作具有復(fù)雜 微孔結(jié)構(gòu)的3D管狀支架。通過這一 4軸RP系統(tǒng)制作的3D管狀支架為細(xì)胞相互作用提供了內(nèi)部和外部的空 間。3D管狀支架由以預(yù)先設(shè)計(jì)的方式或式樣連接的聚合物纖維組成。這種構(gòu)造使得管狀支 架具有100%的孔連通率。除了 3D管狀支架和4軸RP系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及制備所述3D管 狀支架的方法及所述3D管狀支架的應(yīng)用。3D管狀支架本發(fā)明的3D管狀支架可以以任何尺寸構(gòu)造以實(shí)現(xiàn)特定要求，例如適合用于血管 生成、骨生成、血管支架等的尺寸。該3D管狀支架可以是單層的或多層的。該3D管狀支架的纖維或柱體按照以預(yù)先設(shè)計(jì)的方式或式樣結(jié)合在一起。例如，纖 維可以呈直角(90° )、銳角(小于90° )或以鈍角(大于90° )或者其組合連接在一起。 此外，3D管狀支架的纖維可以具有恒定直徑或不同直徑。在優(yōu)選實(shí)施方式中，該3D管狀支 架的聚合物纖維的直徑是約50納米至2毫米，更優(yōu)選100微米到1000微米。柱體和/或纖維的橫截面可以是圓形、三角形、正方形、矩形、星形或不規(guī)則形狀。3D管狀支架的孔可以是恒定尺寸和/或大小、可變尺寸和/或大小或者其組合。例 如，各層中的孔可以是恒定尺寸和/或大小，但不同于不同層上的孔徑和/或大小。在優(yōu)選 實(shí)施方式中，該3D管狀支架的平均孔徑是具有平均孔徑為約15微米到約1000微米，約25 微米到約500微米，或者約50微米到約100微米。在另外的實(shí)施方式中，可以開發(fā)沒有孔 的致密層。3D管狀支架的孔隙分布可以是0%，大于約50%，大于約80%或者大于約95%。3D管狀支架的表面積、孔隙率和孔徑取決于結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)，包括纖維的尺寸和幾 何形狀、各單位體積內(nèi)的纖維數(shù)量和3D管狀支架中纖維的結(jié)構(gòu)式樣。在優(yōu)選實(shí)施方式中， 這些因素還進(jìn)一步由本文描述的制造設(shè)備一些方面的機(jī)動(dòng)性控制，也就是旋轉(zhuǎn)桿和/或噴 嘴。本發(fā)明的3D管狀支架可以由非生物可降解聚合物、生物可降解聚合物或者其組合來(lái)制造。用于本發(fā)明的非生物可降解聚合物包括，例如，非生物可降解合成聚合物，諸如聚 苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚酰胺、聚氯乙烯等及其混合物。用于本發(fā)明的生物可降解聚合物包括，例如，聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚 己內(nèi)酯(PCL)、聚酸酐、聚(β-羥基丁酸酯)、聚對(duì)二氧環(huán)己酮，聚(氨基酸碳酸酯(DHT iminocarbonate))，聚富馬酸丙烯酯等，其共聚物及其混合物。在一些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入一種或多種生物分子，例如，通過涂布到該 3D管狀支架上、通過在制備該管狀支架時(shí)和聚合物一起擠出或者在制備之前將生物分子和 聚合物相互混合。生物分子可以是蛋白質(zhì)、肽、葡胺聚糖、天然產(chǎn)生的化合物或聚合物、治療 劑或者其組合。天然產(chǎn)生的化合物或聚合物的例子有膠原蛋白、層粘連蛋白或纖連蛋白。治 療劑包括但不僅限于抗生素、激素、生長(zhǎng)因子、抗腫瘤劑、抗真菌劑、抗病毒劑、止痛藥、抗組 胺、抗炎劑、抗感染、傷口愈合劑、抗增殖劑、傷口密封劑、細(xì)胞引誘劑、細(xì)胞因子等。治療劑 是當(dāng)應(yīng)用于細(xì)胞時(shí)會(huì)對(duì)人體健康有益的任何物質(zhì)。在一些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入抗生素?？股厥且种苹蜃柚刮⑸?例如 細(xì)菌、真菌或原生生物)生長(zhǎng)的化學(xué)治療劑。常見抗生素的實(shí)例有青霉素和鏈霉素。其他已 知的抗生素有丁胺卡那霉素、慶大霉素、卡那霉素、新霉素、奈替米星、妥布霉素、巴龍霉素、 格爾德霉素、除莠霉素、氯碳頭孢、厄他培南、多尼培南、亞胺培南/西司他丁、美洛培南、頭 孢羥氨芐、頭孢唑啉、頭孢噻吩或頭孢噻吩、頭孢氨芐、頭孢克羅、頭孢孟多、頭孢西丁、頭孢 丙烯、頭孢呋辛、頭孢克肟、頭孢地尼、頭孢托侖、頭孢哌酮、頭孢噻肟、頭孢泊肟、頭孢他啶、 頭孢布烯、頭孢唑肟、頭孢曲松、頭孢地尼、頭孢吡肟、替考拉寧、萬(wàn)古霉素、阿奇霉素、克拉 霉素、地紅霉素、紅霉素、羅紅霉素、醋竹桃霉素、泰利霉素、壯觀霉素、氨曲南、阿莫西林、氨 芐西林、阿洛西林、羧芐青霉素、鄰氯青霉素、雙氯西林、氟氯西林、美洛西林、萘夫西林、哌 拉西林、替卡西林、桿菌肽、粘菌素、多粘菌素B、環(huán)丙沙星、依諾沙星、加替沙星、左氧氟沙 星、洛美沙星、莫西沙星、諾氟沙星、氧氟沙星、曲伐沙星、磺胺米隆、偶氮磺胺、磺胺醋酰、磺 胺甲噻二唑、磺胺二甲異唑、柳氮磺胺異惡唑、磺胺異惡唑、甲氧芐啶、甲氧芐啶、磺胺甲基 異惡唑、地美環(huán)素、強(qiáng)力霉素、米喏環(huán)素、土霉素、四環(huán)素、砷凡納明、氯霉素、克林霉素、林肯 霉素、乙胺丁醇、磷霉素、夫西地酸、呋喃唑酮、異煙胼、利奈唑胺、甲硝唑、莫匹羅星、呋喃妥 因、平板霉素、吡嗪酰胺、奎奴普丁 /達(dá)福普丁、利福平(rifampin)或利福平(rifampicin) 和替硝唑。在一些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入激素。激素是將信號(hào)從一個(gè)細(xì)胞(一組細(xì)胞) 通過血液傳遞到另一個(gè)的化學(xué)信使。激素的實(shí)例有褪黑素、血清素、甲狀腺素(thyroxine)、 甲狀腺素(triiodothyronine)、腎上腺素、去甲腎上腺素、多巴胺、抗苗勒激素、脂聯(lián)素、促 腎上腺皮質(zhì)激素、血管緊張素原及血管緊張素、抗利尿激素、心房利鈉肽、降鈣素、膽囊收縮 素、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素、促紅細(xì)胞生成素、促卵泡刺激激素、胃泌素、饑餓激素、胰 高血糖素、促性腺激素釋放激素、生長(zhǎng)激素釋放激素、人絨毛膜促性腺激素、人胎盤泌乳素、 生長(zhǎng)激素、抑制素、胰島素、胰島素樣生長(zhǎng)因子、瘦素、促黃體激素、黑色素細(xì)胞刺激素、催產(chǎn) 素、甲狀旁腺激素、催乳激素、胰泌素、生長(zhǎng)抑素、血小板生成素、促甲狀腺激素、促甲狀腺激 素釋放激素、皮質(zhì)醇、醛固酮、睪酮、去氫表雄酮、雄烯二酮、雙氫睪酮、雌二醇、雌激素酮、雌 三醇、孕激素、骨化三醇、骨化二醇、前列腺素、白三烯、前列環(huán)素、血栓素、催乳素釋放激素、促脂解素、腦利鈉肽、神經(jīng)肽Y、組胺、內(nèi)皮素、胰多肽、腎素和腦啡肽。在一些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入生長(zhǎng)因子。生長(zhǎng)因子指的是能夠刺激細(xì)胞增 殖與細(xì)胞分化的天然產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。實(shí)例有轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β (TGF-β)、粒細(xì)胞集落刺激因 子(G-CSF)、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、 血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)、促紅細(xì)胞生成素(EPO)、血小板生成素(TPO)、肌肉生長(zhǎng)抑制 素(⑶F-8)、生長(zhǎng)分化因子-9(⑶F9)、酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(aFGF或FGF-1)、堿性成纖 維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF或FGF-2)、表皮生長(zhǎng)因子(EGF)和肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)。在一些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入抗腫瘤藥物?？鼓[瘤藥物(antitumor)或抗 腫瘤藥物(antineoplastics)是抑制和阻止腫瘤發(fā)展的藥物。實(shí)例有放線菌素(如放線菌 素D)、蒽環(huán)類抗生素(如阿霉素、柔紅霉素、表阿霉素)、博萊霉素、普卡霉素、紫杉醇和絲裂 毒素。在一些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入抗真菌劑?？拐婢鷦┦怯糜谥委熣婢腥?的藥物。實(shí)例有納他霉素、利福霉素、菲利平、制霉菌素、兩性霉素B、咪康唑、酮康唑、克霉 唑、益康唑、聯(lián)苯芐唑、布康唑、芬替康唑、異康唑、奧昔康唑、舍他康唑、硫康唑、噻康唑、氟 康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、雷夫康唑、泊沙康唑、伏立康唑、特康唑、特比萘芬、阿莫羅芬、萘 替芬、布替萘芬、阿尼芬凈、卡泊芬凈、米卡芬凈、苯甲酸、環(huán)吡酮、氟胞嘧唆、灰黃霉素、龍膽 紫、鹵普羅近、托萘酯、十一烯酸、茶樹油、香茅油、檸檬草、橙油、棕櫚原油、廣藿香、檸檬香 桃木、印楝種子油、椰子油、鋅和硒。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入抗病毒藥劑?？共《舅巹┦且活愄貏e用于治 療病毒感染的藥物。實(shí)例有阿巴卡韋、阿昔洛維(aciclovir)、阿昔洛維(acyclovir)、阿 德福韋、金剛烷胺、安瑞那韋、阿比朵爾、阿它扎那韋、阿垂普拉、溴夫定、西多福韋、雙汰芝、 地瑞納韋、地拉韋定、去羥肌苷、二十二烷醇、依度尿苷、依法韋侖、恩曲他濱、恩夫韋地、恩 替卡韋、進(jìn)入抑制劑(融合抑制劑)、泛昔洛韋、福米韋生、福沙那偉、膦甲酸鈉、膦乙醇鈉、 更昔洛韋、加德西爾、伊巴他濱、異丙肌苷、皰疹凈、咪喹莫特、茚地那韋、肌苷、整合酶抑制 劑、III型干擾素、II型干擾素、I型干擾素、拉米夫定、洛匹那韋、洛韋胺、MK-0518(拉替拉 韋)、馬拉維若、嗎啉胍、奈非那韋、奈韋拉平、多吉美(nexavir)、核苷類似物、奧司他韋、噴 昔洛韋、帕拉米韋、普樂康尼、鬼白毒素、蛋白酶抑制劑(藥理學(xué))、逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、利巴 韋林、金剛乙胺、利托那韋、沙奎那韋、司他夫定、協(xié)同增強(qiáng)劑(抗逆轉(zhuǎn)錄病毒)、替諾福韋 (tenofovir)、替諾福韋(tenofovirdisoproxil)、替拉那韋、曲氟尿苷、三協(xié)唯、醋胺金剛 烷、特魯瓦達(dá)、萬(wàn)乃洛韋、纈更昔洛韋、維可力維洛克、阿糖腺苷、利巴韋林前體、扎西他濱、 扎那米韋和齊多夫定。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入止痛藥。止痛藥或止痛劑(俗稱為止痛藥) 都是用于緩解疼痛的各類藥物的成員。實(shí)例有對(duì)乙酰氨基酚(paracetamol)/對(duì)乙酰氨基 酚(acetaminophen)、非甾體抗炎藥(NSAID)、C0X-2抑制劑(如塞來(lái)昔布和羅非昔布)、嗎 啡、可待因、羥考酮、氫可酮、二乙酰嗎啡、哌替啶、曲馬多、丁丙諾啡、三環(huán)抗抑郁藥(如阿 米替林)、卡馬西平、加巴噴丁和普瑞巴林。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入抗組胺?？菇M胺是用于減少或消除由組胺介 導(dǎo)的作用的組胺拮抗劑(組胺是在過敏反應(yīng)中釋放出的內(nèi)源性化學(xué)介質(zhì))。實(shí)例有Hl抗組 胺、醋異丙嗪、阿利馬嗪、阿司咪唑、阿扎他定、氮卓斯汀、苯海拉明(benadryl)、溴苯那敏、氯環(huán)嗪、氯吡拉敏、氯苯那敏、苯丙醇胺、桂利嗪、氯馬斯汀、賽克利嗪、賽庚啶、右溴苯那敏、 右氯苯那敏、苯海拉明(diphenhydramine)、抗敏安、依巴斯汀、依美斯汀、依匹斯汀、非索非 那定、組胺拮抗劑(如西咪替丁、雷尼替丁和法莫替丁 ；ABT-239、噻普酰胺、clobenpropit、 英普咪定、噻普酰胺、色甘酸鹽、奈多羅米)、羥嗪、酮替芬、左卡巴斯汀、美海屈林、美吡拉 敏、美沙吡林、甲地嗪、奧洛他定、非尼拉敏、苯托沙敏、resporal、新敏樂-D、鹽酸苯海拉明 片劑(sominex)、芐胺酞嗪酮、特非那丁和曲普利啶。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入消炎劑。消炎劑指減輕炎癥反應(yīng)的物質(zhì)。實(shí) 例有皮質(zhì)類固醇、布洛芬、雙氯芬酸和萘普生、錦雞菌素、水楊酸、辣椒素和ω-3脂肪酸。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入抗感染劑?？垢腥緞┦侨魏文軌蝾A(yù)防或抵消 感染的藥劑?？垢腥緞┛煞譃閹最??？鼓c蟲藥是抗感染劑的一種，其包括反阿苯達(dá)唑、左旋 咪唑、甲苯咪唑、氯硝柳胺、吡喹酮和噻嘧啶。另一種是抗絲蟲藥，例如乙胺嗪、伊維菌素、蘇 拉明鈉、抗血吸蟲和抗吸蟲藥、奧沙尼喹、吡喹酮和三氯苯達(dá)唑。另一種是抗菌藥物，它又 可以進(jìn)一步細(xì)分。內(nèi)酰胺藥物有阿莫西林、氨芐青霉素、芐星青霉素、芐青霉素、頭孢唑 啉、頭孢克肟、頭孢他啶、頭孢三嗪、氯唑西林、復(fù)合阿莫西克拉維、亞胺培南/西司他丁、苯 氧甲基青霉素和普魯卡因芐基青霉素。其它抗細(xì)菌藥有阿奇霉素、氯霉素、環(huán)丙沙星、克林 霉素、復(fù)方新諾明、強(qiáng)力霉素、紅霉素、慶大霉素、甲硝唑、呋喃妥因、壯觀霉素、磺胺嘧啶、甲 氧芐啶和萬(wàn)古霉素?？孤轱L(fēng)藥物的實(shí)例有氯法齊明、氨苯砜和利福平。抗結(jié)核類藥物的實(shí) 例有丁胺卡那霉素、對(duì)氨基水楊酸、卷曲霉素、環(huán)絲氨酸、乙胺丁醇、乙硫異煙胺、異煙胼、卡 那霉素、氧氟沙星、吡嗪酰胺、利福平和鏈霉素。抗真菌類藥物的實(shí)例有兩性霉素B、克霉唑、 氟康唑、氟胞嘧啶、灰黃霉素、制霉菌素、碘化鉀?？共《舅巹┮餐瑯邮强垢腥舅巹?。抗皰疹 藥物的例子是阿昔洛韋?？鼓孓D(zhuǎn)錄病毒藥物的例子有核苷/核苷酸逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑。其他 例子有阿巴卡韋、去羥肌苷、恩曲他濱、拉米夫定、司他夫定、替諾福韋酯、齊多夫定、非核苷 逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、依非韋倫、奈韋拉平、蛋白酶抑制劑、茚地那韋、洛匹那韋+利托那韋、奈 非那韋、利托那韋、沙奎那韋和利巴韋林?？乖x藥的例子有抗阿米巴藥和抗賈第鞭毛蟲病 藥物如二氯尼特、甲硝唑；抗黑熱病藥，如兩性霉素B、葡甲胺銻鹽、戊烷脒；抗瘧疾藥物，如 阿莫地喹、蒿甲醚、蒿甲醚+苯芴醇、青蒿琥酯、氯喹、強(qiáng)力霉素、甲氟喹、伯氨喹、奎寧、磺胺 +乙胺嘧啶、氯喹和氯胍?？狗文蚁x和抗弓形體病藥物有潘他米丁、乙胺嘧啶、磺胺甲惡唑+ 甲氧芐啶?？瑰F蟲藥物有依氟鳥氨酸、硫胂密胺、噴他脒、蘇拉明鈉、苯并咪唑和硝呋莫司。 抗偏頭痛藥物有乙酰水楊酸、對(duì)乙酰氨基酚和心得安。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入傷口愈合劑。傷口愈合劑促進(jìn)身體真皮和表 皮組織的自然再生過程。實(shí)例有纖維蛋白、纖維連接蛋白、膠原、羥色胺、緩激肽、前列腺素、 前列環(huán)素、血栓素、組胺、神經(jīng)肽、激肽、膠原酶、纖溶酶原激活劑、鋅依賴的金屬蛋白酶、乳 酸、糖胺聚糖、蛋白多糖、糖蛋白、糖胺聚糖(GAG)、彈性蛋白、生長(zhǎng)因子(PDGF、TGF-β)、一 氧化氮和基質(zhì)金屬蛋白酶。傷口密封劑的例子是血小板凝膠和纖維蛋白。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入抗增殖劑。抗增殖劑阻止組織生長(zhǎng)，如防止冠 狀動(dòng)脈再狹窄(復(fù)發(fā)狹窄)，防止疤痕組織形成等?？乖鲋硠┑睦邮亲仙即肌Ｔ诠跔顒?dòng)脈 支架中施加紫杉醇涂層限制再狹窄或新內(nèi)膜(瘢痕組織)的生長(zhǎng)。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入細(xì)胞吸引劑。細(xì)胞吸引劑或細(xì)胞趨化劑是 在環(huán)境中被體細(xì)胞、細(xì)菌和其他單細(xì)胞或多細(xì)胞生物體感受的影響它們活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)或分子。實(shí)例有氨基酸、甲酰肽[例如，文獻(xiàn)中的N-甲酰蛋氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸(fMLF 或fMLP)]、補(bǔ)體3a(C3a)和補(bǔ)體fe (Cfe)、趨化因子(如IL-8)；白三烯[例如，白三烯 B4 (LTB4)]。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架加入細(xì)胞因子。細(xì)胞因子是一種蛋白質(zhì)和肽，是由動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生的用于細(xì)胞間信息交換的信號(hào)傳導(dǎo)化合物。細(xì)胞因子可以分成幾個(gè)家族。 實(shí)例為四個(gè)α螺旋的大家族，其有三個(gè)亞家族IL_2亞家族[例如，促紅細(xì)胞生成素(EPO) 和血小板生成素(THPO)]、干擾素(IFN)亞家族、IL-10亞家族。其他的例子還有IL-I家族 (如IL-I和IL-18)、IL-17家族、趨化因子、免疫球蛋白(Ig)超家族，造血生長(zhǎng)因子(1型) 家族、干擾素O型)家族、腫瘤壞死因子(TNF) (3型)家族、7跨膜螺旋家族以及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng) 因子β超家族。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架的表面或部分表面可以進(jìn)一步通過物理化學(xué)方 法、化學(xué)方法、涂布方法或者上述方法的組合來(lái)進(jìn)行處理以改善細(xì)胞粘附性。在有些實(shí)施方式中，3D管狀支架的表面可以進(jìn)一步采用屬于本領(lǐng)域已知物理化學(xué) 方法的表面修飾技術(shù)處理，以改進(jìn)管狀支架的表面性能從而使得細(xì)胞更好的吸附，例如采 用等離子體和輝光放電處理。此外，3D管狀支架的表面可以通過化學(xué)方法進(jìn)一步進(jìn)行表面處理，特別是采用酸 或堿來(lái)處理。在具體實(shí)施方式
中，管狀支架采用硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、鉻酸或其組合處理。 在具體實(shí)施方式
中，管狀支架采用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化銫、氫氧化鍶、氫 氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化銣或其組合處理。3D管狀支架的表面也可以通過涂布方式來(lái)進(jìn)行處理，其中施加于表面上的物質(zhì)不 同于柱體和/或纖維的材料。這種物質(zhì)可以共價(jià)鍵合或物理吸附到柱體和/或纖維的表面。 可替代地，可以通過氫鍵、離子鍵、范德華力或其組合將該物質(zhì)結(jié)合在結(jié)構(gòu)體的表面。為了 增加生物分子涂層的穩(wěn)定性，涂層可以使用各種不同的交聯(lián)技術(shù)進(jìn)行交聯(lián)，該交聯(lián)技術(shù)例 如化學(xué)交聯(lián)、輻射、熱處理或其組合等。此外，交聯(lián)也可以在高于室溫的溫度下的真空中進(jìn) 行。用來(lái)交聯(lián)的射線可以是電子束射線、Y射線、紫外射線或其組合。涂層物質(zhì)可以是蛋白質(zhì)、肽、糖胺聚糖、天然產(chǎn)生的物質(zhì)、無(wú)機(jī)物、治療劑或其組
I=I O3D管狀支架的表面可以進(jìn)一步用生物分子或者天然產(chǎn)生的化合物或者聚合物來(lái) 進(jìn)一步涂布，例如但并不限于膠原蛋白(I、II、III、IV、V、IV型等)、纖維連接蛋白、層粘 連蛋白或其他細(xì)胞外基質(zhì)分子。細(xì)胞外基質(zhì)分子的實(shí)例有硫酸乙酰肝素、硫酸軟骨素、硫酸 角質(zhì)素、透明質(zhì)酸、彈性蛋白、半纖維素、果膠和伸展蛋白。生物分子共價(jià)鍵合到管狀支架的 表面或者物理吸附到管狀支架的表面。3D管狀支架的表面可以用合成聚合物進(jìn)一步進(jìn)行表面涂布，該合成聚合物如聚乙 烯醇、聚乙二醇、聚乙烯聚吡咯烷酮、聚(L-乳酸)、聚賴氨酸等。3D管狀支架的表面也可以用有機(jī)物涂布，如明膠、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或其組合。另外，3D管狀支架可以用無(wú)機(jī)材料涂布，如磷酸鈣、二氧化鈦、氧化鋁或其組合。在具體實(shí)施方式
中，3D管狀支架使用兩種或更多種有機(jī)材料的復(fù)合物涂層進(jìn)行涂布，如明膠和殼聚糖，聚丙烯酸和聚乙二醇，聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮等。
3D管狀支架也可以用無(wú)機(jī)材料的復(fù)合物進(jìn)行涂布，如磷酸鈣和二氧化鈦，磷酸鈣 和氧化鋁等。3D管狀支架也可以用無(wú)機(jī)與有機(jī)材料組合的復(fù)合物涂層進(jìn)行涂布，例如磷酸鈣/
膠原蛋白，磷酸鈣/明膠，磷酸鈣/聚乙二醇等。本發(fā)明的3D管狀支架還可以與織物一起使用?？椢锟梢愿街诠軤钪Ъ艿膬?nèi)表 面或外表面，或者同時(shí)附著在兩個(gè)表面。附著在3D管狀支架上的織物可以是紡織物或無(wú)紡織物，或者二者?？椢锟梢允穷A(yù)先制備的，或者在3D管狀支架的外表面上直接制備。直接制備方法 包括(但不限于)電紡絲制備法，其中，上面仍帶著3D支架的旋轉(zhuǎn)棒起著纖維收集器的作用。制備3D管狀支架的設(shè)備和方法如圖2所示，第4軸加入到XYZ定位系統(tǒng)中，所述第4軸含有計(jì)算機(jī)控制的旋轉(zhuǎn) 棒。這個(gè)4軸制造系統(tǒng)還具有安裝在CTZ定位系統(tǒng)上的材料輸送系統(tǒng)。在優(yōu)選實(shí)施方式中， 該材料輸送系統(tǒng)是聚合物熔融擠出系統(tǒng)(其能夠?qū)⒕酆衔锊牧弦詿崛奂?xì)絲形式直接沉積 到計(jì)算機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)棒上)或者是溶液輸送系統(tǒng)(其能夠?qū)⒄承跃酆衔锶芤狠斔偷接?jì)算機(jī) 控制的旋轉(zhuǎn)棒上)。由計(jì)算機(jī)控制的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)棒可以由程序精確控制從而以需 要的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、停止和前后旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)棒可以配備加熱元件或者在溫度可控的環(huán)境中 工作，從而控制輸送的材料的柔軟性和粘度，使得材料表現(xiàn)出需要的特性。例如，當(dāng)使用聚 合物溶液時(shí)，輸送的材料可以更好的相互粘合并保持某一形狀。當(dāng)熱熔細(xì)絲與先前擠出的 細(xì)絲相接觸時(shí)會(huì)粘結(jié)在一起，因此就不需要使用膠水。對(duì)于選定的聚合物，可以建立流速、 擠出頭速度和熔融腔溫度的一套優(yōu)選組合，以便相鄰層的擠出材料間在它們相交處充分粘 合，同時(shí)還保持它們之間的垂直通道，從而提供在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的相互連接性。3D管狀支架可以使用幾種方法制備，例如采用逐層制造技術(shù)或者逐層裝配技術(shù)。 在這種實(shí)施方式中，3D管狀支架的每一層都是根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用適當(dāng)?shù)木酆衔锾幚砑夹g(shù)預(yù) 先制備的。然后，3D管狀支架的層通過將管狀支架的幾個(gè)層互相套在一起進(jìn)行組裝。3D管狀 支架的每一層可以有不同的結(jié)構(gòu)，也可以長(zhǎng)于最終產(chǎn)品的期望長(zhǎng)度。當(dāng)結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度長(zhǎng)于 最終需要的產(chǎn)品時(shí)，可以用機(jī)械裝置將最終產(chǎn)品切成所需的長(zhǎng)度，例如采用刀子或激光束。 從單一組裝的長(zhǎng)結(jié)構(gòu)體上可以切出一個(gè)或多個(gè)最終的3D管狀支架。本發(fā)明中可以采用熱熔聚合物來(lái)制備3D管狀多孔支架。可以直接采用聚合物團(tuán) 粒/顆粒/珠子，而無(wú)需首先制備聚合物細(xì)絲。為實(shí)現(xiàn)直接使用熱熔聚合物，本發(fā)明設(shè)備 在分配臂上裝有擠出機(jī)。該擠出機(jī)配備了輸送機(jī)制，例如壓縮空氣、柱塞、擠出螺桿或上述 的組合，從而迫使熔融的聚合物通過連接于擠出機(jī)的噴嘴。該設(shè)備還包含安裝在噴嘴下方 的旋轉(zhuǎn)桿。擠出的聚合物薄細(xì)絲按照設(shè)計(jì)好的移動(dòng)路徑以逐層方式沉積到旋轉(zhuǎn)中的旋轉(zhuǎn)桿 上。在擠出機(jī)沿Y軸移動(dòng)的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以使得聚合物沉積到桿的表面，因此形成帶有 沉積成需要式樣的熔融聚合物的管狀形狀。多層聚合物熔體可以沉積在第4軸旋轉(zhuǎn)軸上， 從而形成帶有多孔結(jié)構(gòu)的較厚的壁。將固化的聚合物從旋轉(zhuǎn)棒上去除時(shí)，就可以得到一個(gè) 多孔結(jié)構(gòu)。為了更好的控制孔隙率、孔徑和結(jié)構(gòu)，不管是分配臂、旋轉(zhuǎn)桿或是兩者，都沿著縱 軸移動(dòng)。除此縱向移動(dòng)之外，旋轉(zhuǎn)桿的轉(zhuǎn)速、分配臂和/或旋轉(zhuǎn)桿的縱向移動(dòng)速度也會(huì)幫助控制該3D管狀支架的孔徑。在一些實(shí)施方式中，可以采用4軸RP系統(tǒng)制備本發(fā)明的3D管狀支架，其中安裝 在XYZ分配臂上的分配裝置用來(lái)分配聚合物溶液。這個(gè)分配裝置配備有輸送機(jī)制，例如壓 縮空氣、柱塞或者兩者的組合，從而迫使聚合物溶液通過連接于該分配裝置的噴嘴或注射 器針頭。該設(shè)備還包括安裝在噴嘴下方的旋轉(zhuǎn)桿。擠出的聚合物溶液流以逐層方式沉積到 旋轉(zhuǎn)中的旋轉(zhuǎn)桿上。旋轉(zhuǎn)桿上配備溫度控制機(jī)制，使得沉積到旋轉(zhuǎn)桿上的聚合物溶液會(huì)快 速固化，比如說(shuō)凍住，因此，沉積的聚合物溶液能夠保持在其沉積的位置，并保持一定的尺 寸和形狀。冷凍機(jī)制可以是溫度控制的冷凍室或者是在旋轉(zhuǎn)桿的桿的棒內(nèi)部中安裝冷卻盤 管。類似于前面所描述的聚合物熔融沉積，分配裝置沿著Y軸移動(dòng)的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)以使 得聚合物溶液沉積到桿的表面，從而形成帶有以特殊式樣沉積的冷凍聚合物溶液的3D管 狀支架。多層的冷凍聚合物溶液可以沉積到第4旋轉(zhuǎn)軸上，從而形成較厚的管狀壁多孔結(jié) 構(gòu)。當(dāng)完成沉積過程時(shí)，已經(jīng)冷凍的聚合物結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)桿一起從系統(tǒng)上取下，放入冷凍干燥 室。而后，聚合物溶液的溶劑通過升華過程去除，剩下固體的聚合物結(jié)構(gòu)。當(dāng)溶劑去除過程 完成時(shí)，當(dāng)干燥的聚合物從旋轉(zhuǎn)桿上去除時(shí)，可以獲得管狀多孔結(jié)構(gòu)。為了使得更好地控制 孔隙率、孔徑和結(jié)構(gòu)，不管是分配臂、旋轉(zhuǎn)桿或兩者，都沿著縱軸移動(dòng)。除了該縱向移動(dòng)外， 旋轉(zhuǎn)桿的轉(zhuǎn)速和分配臂和/或旋轉(zhuǎn)桿的縱向移動(dòng)速度也同樣幫助控制3D支架的孔徑。本發(fā)明可以使用任何一種熱塑性聚合物團(tuán)粒、珠子、顆粒，其適合擠出、注射成型 或形成帶有溶劑的溶液以及兩種或更多種不同熱塑性聚合物共混物的復(fù)合物、無(wú)機(jī)顆粒/ 熱塑性復(fù)合物。用于此熱擠出設(shè)備的材料可以是單一類型的熱塑性聚合物或者是兩種或更多種 聚合物以實(shí)施形式的共混物。它們可以是預(yù)混混合物形式的兩種或更多種熱塑性聚合物的 團(tuán)粒/珠子/顆粒的物理混合物。此外，材料也可以是無(wú)機(jī)顆粒與熱塑性聚合物顆粒/團(tuán) 粒/珠子的物理混合物。此外，材料還可以是懸浮于聚合物溶液中的懸浮無(wú)機(jī)顆粒。材料 也可以是聚合物和小分子的溶液。在優(yōu)選實(shí)施方式中，采用微型單螺桿擠出機(jī)，這是因?yàn)樗?產(chǎn)生無(wú)機(jī)物顆粒在聚合物基質(zhì)中的更加均勻的分散體。材料也可以包括低分子量物質(zhì)，例如治療劑。在一些實(shí)施方式中，聚合物熔融擠出機(jī)制或者溶液分配裝置配備了開關(guān)或調(diào)節(jié) 器，其控制聚合物熔體或溶液的擠出速度。當(dāng)采用壓縮空氣來(lái)擠出熔融聚合物時(shí)，該開關(guān)可 以是控制壓縮空氣通斷的壓力調(diào)節(jié)器或者壓力閥。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，熔融腔內(nèi)的氣體壓力就 會(huì)將聚合物熔體或溶液通過噴嘴頭擠出。開關(guān)也可以是轉(zhuǎn)變馬達(dá)開關(guān)的電子開關(guān)，該馬達(dá) 控制微型單螺桿擠出機(jī)或者螺桿驅(qū)動(dòng)柱塞中的螺桿的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。擠出/分配的聚合物細(xì)絲直徑可以由擠出/分配噴嘴的內(nèi)徑和擠出/分配速度來(lái) 控制。3D管狀支架的應(yīng)用本發(fā)明的3D管狀支架可以應(yīng)用于例如血管再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以將內(nèi)皮 細(xì)胞接種到該3D管狀支架上并進(jìn)行體外培養(yǎng)，然后植入以取代受損的血管。另一個(gè)實(shí)施方 式中，可以用內(nèi)皮細(xì)胞接種一個(gè)小的管狀支架進(jìn)行培養(yǎng)，然后將其插入一個(gè)事先接種和培 養(yǎng)了平滑肌細(xì)胞的較大管狀支架。經(jīng)共同體外培養(yǎng)了一定時(shí)間后，這個(gè)血管結(jié)構(gòu)體就可以 植入以取代受損的血管。
本發(fā)明的3D管狀支架可以用作血管支架，當(dāng)其放置于血管病變和狹窄的部位并 擴(kuò)展時(shí)，該支架可以保持血管開放以便于血液流過。另外，本發(fā)明的3D管狀支架可以用于例如制造多孔管狀結(jié)構(gòu)，以用于大量骨缺失 修復(fù)或者骨組織工程，這是因?yàn)楣切×簽楣軤罱Y(jié)構(gòu)，其帶有位于管狀骨中心部分的骨髓。用 多孔壁結(jié)構(gòu)、干細(xì)胞或者成骨細(xì)胞可以接種并進(jìn)行培養(yǎng)，從而產(chǎn)生新生的骨組織。本發(fā)明的3D管狀支架可以用作食道支架，當(dāng)在食道變窄的部位放置并擴(kuò)展時(shí)，其 保持食道開放以便于食物容易流入胃中。這一應(yīng)用對(duì)于晚期食道癌患者是有利的。類似的，本發(fā)明的3D管狀支架還可以用作為腸道、膽管、尿道等設(shè)計(jì)的支架。本發(fā)明的3D管狀支架也可以用于例如神經(jīng)再生。多孔支架可以用作外周神經(jīng)導(dǎo) 管來(lái)弓I導(dǎo)受損的神經(jīng)再生。在這個(gè)應(yīng)用中，外周神經(jīng)的兩端可以插入3D管狀結(jié)構(gòu)并引導(dǎo)神 經(jīng)生長(zhǎng)和再連接。
權(quán)利要求
1.一種用于制備三維管狀支架的設(shè)備，所述設(shè)備包括(i)連接于基座的三軸XYZ系統(tǒng)；(ii)連接于所述XYZ系統(tǒng)的分配系統(tǒng)；(iii)連接于所述分配系統(tǒng)的噴嘴；以及(iv)第四軸系統(tǒng)，其包含在所述噴嘴下方連接于所述基座的旋轉(zhuǎn)桿，其中所述旋轉(zhuǎn)桿、 噴嘴或者兩者都可以沿縱軸移動(dòng)。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述分配系統(tǒng)是聚合物擠出機(jī)。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述分配系統(tǒng)是注射器。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述分配系統(tǒng)是泵。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，其進(jìn)一步包含溫度控制。
6.一種制備三維管狀支架的方法，所述方法包括(i)將聚合物加入到權(quán)利要求1的設(shè)備的分配系統(tǒng)中；以及 ( )將所述聚合物通過噴嘴分配到所述旋轉(zhuǎn)桿上。
7.權(quán)利要求6的方法，其進(jìn)一步包括干燥所述聚合物并且將所述干燥的聚合物從支架 上去除的步驟。
8.—種三維管狀支架，其包含以多孔三維式樣連接的柱體和/或纖維，所述支架的平 均孔徑是約1微米到約2000微米，其中所述支架是管狀的。
9.權(quán)利要求8的三維管狀支架，其中所述柱體和/或纖維包含聚合物。
10.權(quán)利要求9的三維管狀支架，其中所述聚合物是可生物降解的。
11.權(quán)利要求9的三維管狀支架，其中所述聚合物是不可生物降解的。
12.權(quán)利要求8的三維管狀支架，其中所述支架進(jìn)一步包含至少一種治療劑。
13.權(quán)利要求8的三維管狀支架，其中所述柱體和/或纖維包含無(wú)機(jī)聚合物復(fù)合物。
14.權(quán)利要求8的三維管狀支架，其中所述柱體在表面上包含涂層。
15.權(quán)利要求8的三維管狀支架，其中所述支架包含織物，所述織物附著于所述支架的 外表面、所述支架的內(nèi)表面或所述支架的兩個(gè)表面。
16.權(quán)利要求15的三維管狀支架，其中所述織物可以是紡織的或者無(wú)紡的。
17.權(quán)利要求15的三維管狀支架，其中所述織物預(yù)先制備并附著于所述支架，或者直 接制備于所述支架的表面上。
全文摘要
本文所公開的是用于心血管、外周血管、神經(jīng)導(dǎo)管、腸道、膽管、尿道和骨修復(fù)/重建應(yīng)用的三維多孔管狀支架，以及用于制備該三維多孔管狀支架的方法及設(shè)備。
文檔編號(hào)D01D5/00GK102149859SQ201080002569
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者劉永強(qiáng), 劉青, 王宗森 申請(qǐng)人:三維生物科技有限公司