表面具有疏水结构可降解的药物洗脱支架及制作方法

摘要

本发明表面具有疏水结构可降解的药物洗脱支架及制作方法属于医疗器械技术领域，涉及到一种应用于血管介入医疗领域的表面具有微结构的疏水型可降解的药物洗脱支架的设计及制作方法。该支架结构由波形基本支撑单元、直杆连接单元、左弧形连接单元和右弧形连接单元组成。在支架单面或双面采用注塑成型或挤出成型搭配激光雕刻或3D打印技术加工出均匀分布的微柱；使其具有疏水、减阻、生物自洁等功能。载药涂层采用喷涂或浸渍方法进行加工。该支架具有良好的支撑性和柔顺性，表面疏水微结构还可以有效的减缓血流对涂层内药物的洗脱作用，减小细胞外基质和血小板在支架周围的聚集和吸附，从而降低支架内再狭窄风险。

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及到一种应用于血管介入医疗领域的表面具有微结构的疏水型可降解的药物洗脱支架的设计及制作方法。

背景技术

全世界每年有数百万人死于心血管疾病，血管支架技术是治疗血管狭窄类疾病的有效手段。早期出现的裸金属支架一旦植入生物体内将不可再次取出，将作为异物永久伴随生物体，极大的增大了生物体的安全隐患。之后，出现了可降解聚合物支架，因其在生物体内最终降解产物为碳水化合物，现得到广泛应用。然而，在支架术后几个月内会发生严重的支架内再狭窄现象，往往在支架表面涂覆一层含有抗炎、抗增殖等药物的涂层，这种含有药物涂层的支架就是药物洗脱支架。

其次，血管内载药支架在血流的洗脱作用下会使部分药物随着血液流失，极大的降低了有效的释药时间。同时在支架植入过程中，管腔内的损伤会诱发免疫炎症反应，致使平滑肌细胞增生，造成血栓现象，使得术后支架内再狭窄现象发生的几率增大。

近年来，受荷叶、猪笼草等生物表面微纳米结构启发，当液体与接触表面的接触角大于150°而滑动角小于10°时，接触表面具有疏水作用，除了具备自清洁、抗沾污的特性，它还拥有抗结冰、减阻、减磨、抑制表面氧化腐蚀等特性。目前疏水表面的制备方法主要有模塑法、相分离法、化学腐蚀、激光刻蚀、水热生长、自组装、气相沉积法及电纺法等。若将该纳米疏水结构应用于药物洗脱支架表面将有助于减小细胞基质和血小板在血管支架周围的聚集和黏附，减小支架内再狭窄的风险，同时，减小支架涂层内药物的流失，提高有效的释药时间。

同时，支架在植入生物体的过程中也要考虑其柔顺性，以及支架扩张后其两端向外支出现象对血管壁的影响。因此通过采用合理的支架结构设计以及支架表面结构的预处理可以有效的改善药物洗脱支架的应用效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有血管支架结构设计存在的缺陷，发明一种表面具有疏水结构的生物可降解药物洗脱支架。同时，提出合理有效的制作方法。该药物洗脱支架由等高波形基本支撑单元1、连接单元2、左弧形连接单元3和右弧形连接单元4组成，其中连接单元2可为直杆形、S形或反S形。等高波形基本支撑单元1使支架结构具有更大的膨胀范围。并且采用合理的连接单元2形式及分布方式有效改善支架的柔顺性和两端向外支出对血管壁的影响。同时，药物洗脱支架的结构采用注塑成型或挤出成型搭配激光雕刻或3D打印技术进行加工。载药涂层采用喷涂或浸渍方法进行加工。

本发明的技术方案是一种表面具有疏水结构可降解的药物洗脱支架，其特征是，药物洗脱支架由等高波形基本支撑单元1、连接单元2、左弧形连接单元3和右弧形连接单元4组成圆管形；每个等高波形基本支撑单元1起到径向支撑作用，其波形的数量m，6≤m≤16；除首尾两个等高波形支撑单元正向排列以外，其它每行的等高波形支撑单元采用异相排列方式，相位差为90°；首尾两侧的连接单元2的形状为直杆形、S形或反S形连接单元；左弧形连接单元3和右弧形连接单元4分别由两个直线段和一个圆弧段组成，左弧形连接单元3和右弧形连接单元4的直线段分别与相邻两排等高波形支撑单元的直线段中点处相连接；左弧形连接单元和右弧形连接单元每排交替排列；

等高波形基本支撑单元1与连接单元2、左弧形连接单元3、右弧形连接单元4的横截面宽度相等，其厚度范围为0.06～0.2mm；药物洗脱支架直径为2～10mm；药物洗脱支架的长度通过增加或减少等高基本支撑单元的数量来控制，并根据支架长度的增减来调节支架长度方向的连接单元数量；

为使支架表面具有疏水功能，在支架单面或双面采用激光切割、模塑法加工或3D打印出均匀分布的微柱；微柱形状为“圆柱形”、“圆锥形”、“棱锥形”或“帽形”；药物洗脱支架表面疏水结构的微柱直径范围为0.3～1.5mm，高度范围为0.2～1.2mm，微柱中心间距为0.50mm；

药物洗脱支架和载药涂层的材质均为可降解聚合物。

表面具有疏水结构可降解的药物洗脱支架采用的制作方法有三种，具体步骤如下：

制作方法一：

(1)采用3D打印技术一次成型本发明所设计的生物可降解的药物洗脱支架以及表面微结构；

(2)将制作好的带有表面微结构的药物洗脱支架采用超声喷涂或浸渍手段，将混有药物的聚合物溶液均匀喷涂在支架表面，经干燥后，可重复喷涂形成多层载药涂层；

(3)在涂层制备完成后，可根据实际需求进行消毒、药物吸附或者其他处理。

制作方法二：

(1)利用挤出机制造出与支架基体结构等直径的微管；

(2)采用激光雕刻技术对微管表面进行切割，加工出支架基体结构；

(3)再次采用激光刻蚀或3D打印方法对支架表面进行微结构加工；

(4)将制作好的带有表面微结构的药物洗脱支架采用超声喷涂或浸渍手段，将混有药物的聚合物溶液均匀喷涂在支架表面，经干燥后，可重复喷涂形成多层载药涂层；

(5)在涂层制备完成后，可根据实际需求进行消毒、药物吸附或者其他处理。

制作方法三：

(1)采用线切割工艺制作注塑模具，用注塑模具制作带有微柱结构的支架；注塑模具由微柱结构支架所需的动模镶块和定模镶块，标准的动模板和定模扳，以及所需的侧抽和拉杆结构组成；

(2)将注塑模具安装到注塑机中，调整好支架材料所需的注塑温度和注塑压力，进行注塑加工，冷却开模后取出所加工的带有微柱结构的血管支架；

(3)将制作好的带有表面微结构的药物洗脱支架采用超声喷涂或浸渍手段，将混有药物的聚合物溶液均匀喷涂在支架表面，经干燥后，可重复喷涂形成多层载药涂层；

(4)在涂层制备完成后，可根据实际需求进行消毒、药物吸附或者其他处理。

表面具有疏水结构可降解的药物洗脱支架采用的制作方法三，其特征是，在方法三的(1)中，采用线切割工艺制作注塑模具，只用注塑模具制作支架基体结构，而支架表面微结构的成形是在注塑完成后，采用激光刻蚀或3D打印进行表面微结构的加工；其它步骤同制作方法一中的(二)和(三)步。

本发明的效果和益处是本发明的药物洗脱支架采用等高波形基本支撑单元1、连接单元2、左弧形连接单元3和右弧形连接单元4，利用合理的排列方式和连接形式可以有效提高药物洗脱支架的柔顺性。同时左右对称的连接单元形式可以有效的降低支架扩张后所发生的轴向短缩现象，首尾等高波形支撑单元的连接采用直杆、S形或反S形连接，在支架扩张后能够有效的降低支架两端支出效应。在支架单面或双面采用注塑成型或挤出成型搭配激光雕刻或3D打印技术加工出均匀分布的微柱，使其具有疏水、减阻、生物自洁等功能。支架表面的疏水微结构处理可以有效的减缓血流对涂层内药物的洗脱作用，提高血管壁内药物的有效驻留时间，减小细胞外基质和血小板在支架周围的聚集和吸附，从而降低支架内再狭窄风险。同时，这种表面疏水微结构还可以减小血管腔内支架对血流的阻力，减小支架内应力。采用注塑成型或挤出成型的方法制作生物可降解药物洗脱支架有利于支架批量化生产，降低耗能。

附图说明

附图1为本发明药物洗脱支架平面展开示意图。其中，1-等高波形基本支撑单元，2-直杆形连接单元，3-左弧形连接单元，4-右弧形连接单元。

附图2为药物洗脱支架表面疏水状态示意图。其中，1-液滴，2-载药涂层，3-支架表面微结构示意图，4-支架基体。

附图3为药物洗脱支架表面微结构类型剖面示意图。其中，3a-圆柱形；3b-圆锥形或棱锥形；3c-帽形。

附图4为药物洗脱支架设计及加工方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。

附图1是本发明的药物洗脱支架的平面结构示意图。本发明的支架结构由等高波形支撑单元1、直杆连接单元2、左弧形连接单元3和右弧形连接单元4组成圆管形，各单元的材质为与生物体相容性较好的可降解高分子聚合物。

附图2为药物洗脱支架表面疏水状态示意图。其中，1-液滴，2-载药涂层，3-支架表面微结构示意图，4-支架基体。

下面实施例中，支架的等高波形支撑单元1的高度为1.8mm。等高波形支撑单元1和直杆连接单元2、左弧形连接单元3、右弧形连接单元4的厚度相等，厚度为0.06mm。左弧形连接单元3和右弧形连接单元4分别由两个直线段和一个圆弧段组成，左弧形连接单元3和右弧形连接单元4的直线段分别与相邻两排等高波形支撑单元的直线段中点处相连接。左弧形连接单元3和右弧形连接单元4每排交替排列，如图1所示。支架的直径为2mm，通过调节等高波形支撑单元1波形的数量以满足不同直径的血管需求。

附图4为药物洗脱支架设计及加工方法流程示意图，结合图4详细说明本发明的具体实施。表面具有疏水结构的生物可降解药物洗脱支架的制作方法如下：

实施例1：

(1)采用线切割手段制作能够实现所设计支架结构一体成型的注塑模具，注塑模具由微柱结构支架所需的动模镶块和定模镶块，标准的动模板和定模扳，以及所需的侧抽和拉杆结构组成；

(2)将注塑模具安装到注塑机中，调整好支架材料所需的注塑温度和注塑压力，进行注塑加工，冷却开模后取出所加工的带有微柱结构的支架，微结构的微柱形状为“圆柱形”。微柱直径为0.3mm，高度为0.2mm，微柱中心间距为0.50mm。液体接触角大于150°，等高波形支撑单元1波形的数量m＝6，支架表面微结构如图3中3a所示。这种表面具有疏水结构的药物洗脱支架可以有效的减缓血流对涂层内药物的洗脱作用，提高血管壁内药物的有效驻留时间，同时，这种表面疏水微结构还可以减小血管腔内支架对血流的阻力，减小支架内应力。

(3)将制作好的带有表面微结构的药物洗脱支架采用超声喷涂或浸渍手段，将混有药物的聚合物溶液均匀喷涂在支架表面，经干燥后，可重复喷涂形成多层载药涂层；

(4)在涂层制备完成后，可根据实际需求进行消毒、药物吸附或者其他处理。

实施例2

(1)利用挤出机制造与支架具有相同直径的微管；

(2)采用激光雕刻技术对微管表面切割，加工出药物洗脱支架结构；

(3)再次采用激光刻蚀或3D打印方法对支架表面进行微结构加工，微结构的微柱形状为“圆锥形”，如图3中3b所示。这种微结构减小血管腔内支架对血流的阻力，减小支架内应力。

(4)和(5)步骤同实施例1中的(3)和(4)步。

实施例3

(1)采用3D打印技术一次成型本发明所设计的生物可降解的药物洗脱支架以及表面微结构，微结构的微柱形状为“帽形”，如图3中3c所示。

其余步骤同实施例1中的(3)和(4)步。