一种纳米膜封堵器及其制备方法与流程

本发明涉及一种纳米膜封堵器及其制备方法，用于先天性心脏病介入治疗，属于医疗器械领域。

背景技术：

结构性心脏病包括房间隔缺损、室间隔缺损、动脉导管未闭以及卵圆孔未闭。其病变的机理是原本应当完整或者闭合的心房间隔、心室间隔或者动脉导管在胎儿出生后的一段时间内没能正常闭合，造成心脏内部存在异常的血流通路，从而导致的一系列心脏疾病，威胁新生儿的生命，阻碍其健康成长。

目前，针对结构性心脏病的主要治疗方式是外科开胸修补和内科介入封堵，内科介入封堵则需要借助于封堵器。常用封堵器为美国amplatzer公司的niti丝编织的蘑菇伞形封堵器，内缝有聚酯纤维阻流膜，国产上海形状记忆合金材料有限公司也有类似的封堵器产品。该类封堵器产品主要有niti丝编织而成，两端为不锈钢金属套结扎。

镍钛合金因为其独特的形状记忆效果和弹性变形能力，作为医疗器械被广泛应用在支架、封堵器和骨科等医学领域。由于镍钛合金本身富含镍元素(一般含量在50％左右)，因此，存在镍离子析出的问题。镍离子是一种对人体有害的元素，少数人天生对镍离子过敏，而过量的镍离子则会伤害人体的内脏器官，导致镍离子中毒。

根据电化学实验已知，异种金属之间存在电位差，容易引发电偶腐蚀。同时，由于封堵器长期与人体的血液、体液接触，人体血液、体液中存在大量的cl^-，将进一步导致大量的ni离子析出。如何控制镍离子释放，是使用镍钛合金材料作为医疗器械重要的研究重点。

为了减少niti合金封堵器植入人体后的ni离子析出，主要从两方面着手。一、减少异种金属的接触，即减少金属不锈钢的植入量，避免电化学腐蚀造成ni离子析出；二、在niti丝表面镀膜，减少金属ni与人体血液或体液接触，避免与血液或体液中的cl-、op4^3-发生化学反应而溶出。

目前主要的控制镍离子析出的手段是对镍钛合金材料表面改性，包括离子注入、气相沉积、化学镀膜等方法，使其物理性能不变的情况下达到抑制镍离子扩散，提高表面生物相容性等目的。但是现在绝大多数方法都是引入外来物质，并形成薄膜镀层来达到抑制镍离子析出的目的，外来物质可能对材料造成不确定的影响。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供了一种降低ni离子析出量的纳米膜封堵器及其制备方法，解决了镍钛合金封堵器植入人体后的ni离子析出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种纳米膜封堵器，包括niti编织盘面和与其连接的不锈钢结扎钢套，其特征在于，所述的niti编织盘面上设有经过热氧化处理的均匀致密且较薄的tio2氧化膜。

一种纳米膜封堵器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将需定型处理的封堵器置于马弗炉中进行热氧化处理，且在马弗炉内一直通氩气进行保护，马弗炉内氩气的通入量为1～2l/min，再对马弗炉进行升温处理，马弗炉内的温度为500℃～530℃，将需处理的封堵器在马弗炉内的热氧化处理10～30min后，在封堵器上覆盖有均匀致密且较薄的tio2氧化膜。

优选地，所述的马弗炉内氩气的通入量为1.3～1.8l/min。

优选地，所述的马弗炉内的温度为510℃～520℃。

优选地，所述的马弗炉内的热氧化处理时间为15～25min。

优选地，将所述的热氧化处理后的封堵器冷却后，浸泡在低浓度的烯酸溶液中，利用酸根与ni离子结合的能力，将niti丝表面的金属ni析出到溶液中，降低封堵器的niti丝表面的金属ni含量；经烯酸溶液清洗直至封堵器由原来的蓝色或黑色，变为光亮的银白色。

优选地，所述烯酸溶液中的酸包括稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、双氧水、硝酸与盐酸的混合液。

优选地，经所述的烯酸溶液清洗的时间为30min～24h。

优选地，所述的经烯酸溶液清洗后的封堵器上有厚度为300-500nm的致密氧化层。

优选地，将所述的热氧化处理后的封堵器浸泡在低浓度的烯酸溶液之前，需将热氧化处理后的封堵器置于空气中冷却至室温或放在20℃的自来水中冷却至与水温相同。

本发明在不引入其他物质的基础上，通过热氧化处理及表面工艺处理，形成纳米级钛氧化膜，均匀包裹以达到抑制镍离子析出等目的，使得封堵器的ni离子析出量大大降低，同时氧化钛的生物相容性及安全性已经得到了广泛的验证。

附图说明

图1为纳米膜单铆封堵器上盘面的三种花型；a)即可通过机器编织也可通过手工模具编网，末端用niti丝收口；b)机器编织，末端为特殊花型；c)手工模具编织，末端为特殊花型；

图2为纳米膜单铆封堵器室间隔缺损、动脉导管未闭、卵圆孔未闭、血管塞等类型的侧视图；

图3为两种处理方法下，niti丝的扫描电镜图像：a)普通热处理的封堵器镍钛合金丝、b)经过酸洗后的封堵器镍钛合金丝、c)特殊控制后热氧化处理的封堵器镍钛合金丝。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

一种纳米膜封堵器，包括niti编织盘面和与其连接的不锈钢结扎钢套，niti编织盘面上设有经过热氧化处理的均匀致密且较薄的tio2氧化膜。

植入到人体心血管系统内的封堵器均可以通过以上将封堵器自身氧化后覆盖tio2氧化膜，该封堵器由niti材料编织，不锈钢金属结扎的封堵器产品。单铆封堵器从niti网的编织花型入手，将封堵器上盘面的不锈钢结扎钢套由niti网的编织花型取代，将钢套的量从两个减少到了一个。

例如，纳米膜单铆室间隔缺损封堵器，如图2中的a所示，其上下盘面相互平行，且腰部直径较粗，内部缝有聚酯纤维阻流膜，上盘面无铆呈花型编织，仅下盘面由一个钢套结扎。

纳米膜单铆封堵器的上盘面花型分为a、b、c三种，如图1所示。每种花型都可以通过机器编织或者手工编织来实现。

一种纳米膜封堵器的制备方法，包括以下步骤：

热氧化处理：将需定型处理的封堵器置于马弗炉中进行热氧化处理，且在马弗炉内一直通氩气进行保护，防止空气进入马弗炉中，造成过度氧化。马弗炉内氩气的通入量为1～2l/min，再对马弗炉进行升温处理，马弗炉内的温度为500℃～530℃，将需处理的封堵器在马弗炉内的热氧化处理10～30min后，在封堵器上覆盖有均匀致密且较薄的tio2氧化膜，如图3b)所示。

若热氧化处理过程中，马弗炉内有大量的空气进入，则niti丝表面将会形成较厚且不均匀的tio2氧化皮，其形貌如图3a)所示，在封堵器的后续清洗、缝膜过程中，部分氧化皮会脱落，使niti丝表面氧化层结构更加不均匀。因此，在热氧化处理过程中，持续的通入一定量的氩气作为保护气体是十分有必要的。其中，氩气的通入速率十分关键，速率太慢达不到控制氧气混入的目的，速率太快，氧气混入过少，氧化不充分，氧化层太薄。

酸洗：将热氧化处理后的封堵器置于空气中冷却至室温或放在20℃的自来水中冷却至与水温相同，再将热氧化处理后的封堵器浸泡在低浓度的烯酸溶液中，利用酸根与ni离子结合的能力，将niti丝表面的金属ni析出到溶液中，降低封堵器的niti丝表面的金属ni含量；烯酸溶液中所使用的酸包括但不仅限于：稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、双氧水、硝酸与盐酸的混合液稀释或不稀释等。经烯酸溶液清洗直至封堵器由原来的蓝色或黑色，变为光亮的银白色。经烯酸溶液清洗的时间为30min～24h。经烯酸溶液清洗后的封堵器上有厚度为300-500nm的氧化层(即均匀致密且较薄的tio2氧化膜)，如图3c)所示。

将三种不同状态的同一规格尺寸封堵器(即普通热处理的封堵器、特殊控制后热氧化处理的封堵器、特殊控制后热氧化处理并酸洗后的封堵器)分别置于相同体积的生理盐水溶液中浸泡，1、7、14、28天后，取各时间点的浸提液进行icp测试，获取ni离子浓度数据，显示在表1中。由表1数据可知，经热处理并酸洗后的封堵器样品ni离子析出量最少，仅经热处理的封堵器次之，普通热处理的封堵器ni离子析出量最大。

镍离子析出对比实验说明特殊控制后热氧化处理并酸洗后的封堵器产品的ni离子析出量大大降低。

表1三种不同状态的镍钛封堵器28天内镍离子析出量对比表

注：a)普通热处理的封堵器；b)特殊控制后热氧化处理的封堵器；c)特殊控制后热氧化处理并酸洗后的封堵器；

实施例2

本实施例，一种纳米膜封堵器的制备方法中，马弗炉内氩气的通入量为1.3～1.8l/min，马弗炉内的温度为510℃～520℃，马弗炉内的热氧化处理时间为15～25min。

其他与实施例1相同。

实施例3

本实施例中，纳米膜单铆卵圆孔未闭封堵器，如图2中的b所示，其上盘面呈三角锥形，盘面直径小于下盘面，且腰部直径较细，内部缝有聚酯纤维阻流膜，上盘面无铆呈花型编织，仅下盘面由一个钢套结扎。

其他与实施例1相同。

实施例4

本实施例中，纳米膜单铆动脉导管未闭封堵器，如图2中的c所示，其为单盘面设计，盘面水平，下端为锥形或圆柱形的腰，腰部直径较盘面直径细2～4mm，内部缝有聚酯纤维阻流膜，盘面端无铆呈花型编织，仅腰部底端由一个钢套结扎。

其他与实施例1相同。

实施例5

本实施例中，纳米膜单铆血管塞封堵器，如图2中的d所示，其为圆柱形设计，无盘面，内部缝有聚酯纤维阻流膜，圆柱顶端无铆呈花型编织，仅底端由一个钢套结扎。

其他与实施例1相同。