可降解可收回4D打印线型有机人体支架及其制备方法与流程

本发明涉及人体支架
技术领域：
，具体涉及一种可降解可收回4d打印线型有机人体支架及其制备方法。
背景技术：
：根据《中国卫生统计提要》的数据显示，目前中国心脑血管疾病患者已经超过2.7亿人，心脑血管疾病导致死亡人数已接近全国死亡总人数的40％，已然成为国人健康的“头号杀手”。心血管疾病的主要病因是多余脂肪类物质及钙在血管壁沉积使之变厚，造成血管变窄或堵塞而造成血液流通困难，进而产生心绞痛、心肌梗塞直至死亡。对抗心血管疾病的主要手段是采用经皮穿刺途径将特制的支架插入病变区进行诊断和治疗的介入治疗法。其原理是将支架植入已经变窄了的血管，可对其内壁产生一个持续的径向压力，迫使依附在血管壁上的沉积物浓缩并支撑其而使血管畅通。现有的一些血管支架是金属材料的，不可降解，中国专利201410266420.4公开了一种血管支架，由不可降解的金属材料制成。植入这种金属血管支架的患者不能做核磁共振。血管支架一般几个月就能够完成其支撑血管的使命，其后血管恢复正常，并不再需要血管支架了。这时植入了不能降解的血管支架的患者会面临二次狭窄的风险，一旦二次狭窄就必须接受搭桥手术的痛苦。水蛭素是水蛭及其唾液腺中提取出一种小分子蛋白质(多肽)。水蛭素具有很强的抗凝血作用，其作用的发挥是通过与凝血酶按1:1比例紧密结合形成复合物，使凝血酶灭活。它与肝素不同，其抗凝作用不需要血浆中atⅲ的存在，可用于缺乏atⅲ而又需要抗凝治疗的患者。对血小板作用弱，不像肝素那样会引起血小板减少性紫癜，可用于其小板减少而又需要抗凝治疗的患者。然而水蛭素在使用过程中血清半衰期太短，直接注射或者口服都难以持续发挥抗栓效果。蚓激酶与血栓(纤维蛋白)有特殊的亲和力，能够跟踪溶栓，有效溶解微栓，改善微循环，加强心、脑血管侧支循环，开放性修复血管受损内皮细胞，增加血管弹性，改善血管供氧功能，降低血液粘度，降低血小板聚集率，抑制血栓再次形成。蚓激酶目前的临床应用主要是以口服药的形式，副作用包括引起消化道反应，而且通过消化道吸收的效率也比较低。除了血管支架，在肠道支架、胆管支架等人体支架领域也面临着同样的难题。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种可降解可收回4d打印线型有机人体支架及其制备方法，以提高人体支架与人体的相容性，降低对血管壁的刺激，避免发生排斥反应；并且，本发明采用的壳聚糖、聚乳酸和蛋白质都是可以在体内分解或降解的物质，免去了二次狭窄后接受搭桥手术的痛苦。为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：第一方面，本发明提供了一种人体支架，人体支架包括骨架部、功能蛋白膜和壳聚糖膜；骨架部的表层覆盖着功能蛋白膜，功能蛋白膜的表层覆盖着壳聚糖膜；骨架部是采用左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和羧甲基壳聚糖制备而成。在本发明的进一步实施方式中，人体支架的主体轮廓结构的形状是螺旋形管状，人体支架包括螺旋部和安装环；其中，安装环位于螺旋部的两端，安装环上设有一个固定孔。在本发明的进一步实施方式中，螺旋部包括多个依次连接的螺旋单元，每个螺旋单元包括圆周单元和多个支撑单元；其中，支撑单元的形状是与人体支架轴向平行的拱形隆起，圆周单元的形状是螺旋形，支撑单元均匀地分布在圆周单元上，每个支撑单元的间隔角度相等，相邻的两个支撑单元的方向相反。在本发明的进一步实施方式中，安装环和螺旋部之间设有倒角；支撑单元与圆周单元之间设有倒角。在本发明的进一步实施方式中，每个螺旋单元中：支撑单元的个数为偶数，优选为4个；每个支撑单元的间隔角度是90度。在本发明的进一步实施方式中，安装环由一个支撑单元与圆周单元闭合后形成。在本发明的进一步实施方式中，人体支架用于血管、胰腺管、胆管、肠道、输尿管、食管或鼻腔的支撑。在本发明的进一步实施方式中，支撑单元的轴心线的形状包括正弦波形、弧形、u形和抛物线形中的一种或多种。第二方面，本发明提供了人体支架的制备方法，包括如下步骤：s1：将左旋聚乳酸和右旋聚乳酸混合均匀，得到混合粉末；s2：将混合粉末加热融化，然后利用模具挤出成型的4d打印原料丝；s3：采用4d打印技术将4d打印原料丝打印成预设的人体支架形状，得到人体支架毛坯；s4：将人体支架毛坯浸入到功能蛋白质挂膜液中，然后取出进行冻干处理，得到人体支架半成品；s5：将人体支架半成品浸入到壳聚糖挂膜液中，然后取出进行冻干处理，得到人体支架成品。在本发明的进一步实施方式中，s1中，左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和羧甲基壳聚糖的质量比为1:(0.8～1.1)：(0.4～0.5)；s2中，所述加热的温度为130～155℃，所述4d打印原料丝的直径为1～3mm；s4中，浸入的时间为2～5秒，冻干的温度是-40℃；s5中，浸入的时间为2～5秒，冻干的温度是-40℃。在本发明的进一步实施方式中，s4中，功能蛋白质挂膜液的原料组分包括：水蛭素20重量份、蚓激酶20重量份、增稠剂2重量份和六氟异丙醇160重量份；其中，增稠剂包括聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇的质量比为1:1；功能蛋白质挂膜液的制备方法包括如下步骤：s101：将六氟异丙醇、水蛭素和蚓激酶混合，然后搅拌至完全溶解，得到功能蛋白质溶液；s102：在功能蛋白质溶液中加入增稠剂，搅拌均匀，得到功能蛋白质挂膜液。需要说明的是，聚乙烯基吡咯烷酮优选为pvp-k30，聚乙烯醇的数均分子量优选为15000～16000。在本发明的进一步实施方式中，s5中，壳聚糖挂膜液的原料组分包括：壳聚糖溶液和增稠剂；壳聚糖溶液中：溶质壳聚糖的质量百分数为8％～20％，溶剂为六氟异丙醇和三氟乙酸，六氟异丙醇和三氟乙酸的体积比为9:1；增稠剂包括聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇的质量比为1:1；壳聚糖挂膜液的制备方法包括如下步骤：s201：将六氟异丙醇和三氟乙酸混合，得到壳聚糖溶剂；s202：在壳聚糖溶剂中加入壳聚糖，然后搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；s203：在壳聚糖溶液中加入增稠剂，搅拌均匀，得到壳聚糖挂膜液。本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明提供的人体支架，采用的聚乳酸和壳聚糖都具有良好的人体相容性，不会发生排斥反应；壳聚糖、聚乳酸、蛋白质都是可以在体内分解或降解的物质，免去了二次狭窄后接受搭桥手术的痛苦；(2)本发明采用的功能性蛋白质能够起到消融血栓的作用，具有人体友好性；(3)本发明采用的4d打印材料不会对血管壁产生刺激。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明图1为本发明实施例一中的人体支架示意图；图2为本发明涉及的人体支架的横截面结构示意图；图3是本发明涉及的人体支架的单个螺旋单元的示意图。附图标记：1-安装环；2-固定孔；3-圆周单元；4-支撑单元；5-骨架部；6-功能蛋白膜；7-壳聚糖膜；8-螺旋部。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。本发明实施例采用的聚乳酸为上海丽昂化学有限公司提供的右旋聚乳酸和cas号为33135-50-1的左旋聚乳酸，壳聚糖为青岛博益特海生生物制药提供的医用级壳聚糖。本发明提供一种人体支架，人体支架包括骨架部、功能蛋白膜和壳聚糖膜；骨架部的表层覆盖着功能蛋白膜，功能蛋白膜的表层覆盖着壳聚糖膜；骨架部是采用左旋聚乳酸和右旋聚乳酸制备而成。优选地，人体支架的主体轮廓结构的形状是螺旋形管状，人体支架包括螺旋部和安装环；其中，安装环位于螺旋部的两端，安装环上设有一个固定孔。优选地，螺旋部包括多个依次连接的螺旋单元，每个螺旋单元包括圆周单元和多个支撑单元；其中，支撑单元的形状是与人体支架轴向平行的拱形隆起，圆周单元的形状是螺旋形，支撑单元均匀地分布在圆周单元上，每个支撑单元的间隔角度相等，相邻的两个支撑单元的方向相反。优选地，安装环和螺旋部之间设有倒角；支撑单元与圆周单元之间设有倒角。优选地，安装环由一个支撑单元与圆周单元闭合后形成。优选地，人体支架用于血管、胰腺管、胆管、肠道、输尿管、食管或鼻腔的支撑。优选地，每个螺旋单元中：支撑单元的个数为偶数，优选为4个；每个支撑单元的间隔角度是90度。优选地，支撑单元的轴心线的形状包括正弦波形、弧形、u形和抛物线形中的一种或多种。另外，本发明还提供了上述人体支架的制备方法，包括如下步骤：s1：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和羧甲基壳聚糖以1:(0.8～1.1)：(0.4～0.5)的质量比混合均匀，得到混合粉末；s2：将混合粉末130～155℃加热融化，然后利用模具挤出成型的直径为1～3mm的4d打印原料丝；s3：采用4d打印技术将4d打印原料丝打印成预设的人体支架形状，得到人体支架毛坯；s4：将人体支架毛坯浸入到功能蛋白质挂膜液中，浸入的时间为2～5秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架半成品；其中，功能蛋白质挂膜液的原料组分包括：水蛭素20重量份、蚓激酶20重量份、增稠剂2重量份和六氟异丙醇160重量份；其中，增稠剂包括聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇的质量比为1:1；功能蛋白质挂膜液的制备方法包括如下步骤：s101：将六氟异丙醇、水蛭素和蚓激酶混合，然后搅拌至完全溶解，得到功能蛋白质溶液；s102：在功能蛋白质溶液中加入增稠剂，搅拌均匀，得到功能蛋白质挂膜液；s5：将人体支架半成品浸入到壳聚糖挂膜液中，浸入的时间为2～5秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架成品；其中，壳聚糖挂膜液的原料组分包括：壳聚糖溶液和增稠剂；壳聚糖溶液中：溶质壳聚糖的质量百分数为8％～20％，溶剂为六氟异丙醇和三氟乙酸，六氟异丙醇和三氟乙酸的体积比为9:1；增稠剂包括聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇的质量比为1:1；壳聚糖挂膜液的制备方法包括如下步骤：s201：将六氟异丙醇和三氟乙酸混合，得到壳聚糖溶剂；s202：在壳聚糖溶剂中加入壳聚糖，然后搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；s203：在壳聚糖溶液中加入增稠剂，搅拌均匀，得到壳聚糖挂膜液。下面结合具体实施例对本发明提供的人体支架及其制备方法作进一步说明。实施例一本实施例提供一种人体支架，如图1、图2和图3结构所示，人体支架包括骨架部、功能蛋白膜和壳聚糖膜；骨架部的表层覆盖着功能蛋白膜，功能蛋白膜的表层覆盖着壳聚糖膜；骨架部是采用左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和羧甲基壳聚糖制备而成。具体地，人体支架的主体轮廓结构的形状是螺旋形管状，人体支架包括螺旋部8和安装环1；其中，安装环1位于螺旋部8的两端，安装环1上设有一个固定孔2；安装环1和螺旋部8之间设有倒角。具体地，螺旋部8包括多个依次连接的螺旋单元，每个螺旋单元包括圆周单元3和4个支撑单元4，支撑单元4与圆周单元3之间设有倒角；其中，支撑单元4的形状是与人体支架轴向平行的拱形隆起，圆周单元3的形状是螺旋形，支撑单元4均匀地分布在圆周单元3上，相邻的两个支撑单元4的方向相反，每个支撑单元4的间隔角度是90度，支撑单元4的轴心线的形状为弧形。实施例二本实施例提供一种实施例一所示的人体支架的制备方法，包括如下步骤：s1：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和羧甲基壳聚糖以1:0.8:0.4的质量比混合均匀，得到混合粉末；s2：将混合粉末130℃加热融化，然后利用模具挤出成型的直径为1mm的4d打印原料丝；s3：采用4d打印技术将4d打印原料丝打印成预设的人体支架形状，得到人体支架毛坯；s4：将人体支架毛坯浸入到功能蛋白质挂膜液中，浸入的时间为2秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架半成品；其中，功能蛋白质挂膜液的制备方法包括如下步骤：s101：取六氟异丙醇160g，加入水蛭素20g、蚓激酶20g，搅拌至完全溶解，得到功能蛋白质溶液；s102：在功能蛋白质溶液中加入增稠剂(聚乙烯基吡咯烷酮1g、聚乙烯醇1g)，搅拌均匀，得到功能蛋白质挂膜液；s5：将人体支架半成品浸入到壳聚糖挂膜液中，浸入的时间为2秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架成品；其中，壳聚糖挂膜液的制备方法包括如下步骤：s201：取90ml六氟异丙醇，加入10ml三氟乙酸，得到壳聚糖溶剂100ml；s202：在壳聚糖溶剂中加入壳聚糖，然后搅拌至完全溶解，配置成质量分数为8％的壳聚糖溶液；s203：在壳聚糖溶液中加入增稠剂(聚乙烯基吡咯烷酮1g、聚乙烯醇1g)，搅拌均匀，得到壳聚糖挂膜液。实施例三本实施例提供一种人体支架的制备方法，包括如下步骤：s1：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和羧甲基壳聚糖以1:1.1:0.5的质量比混合均匀，得到混合粉末；s2：将混合粉末155℃加热融化，然后利用模具挤出成型的直径为3mm的4d打印原料丝；s3：采用4d打印技术将4d打印原料丝打印成预设的人体支架形状，得到人体支架毛坯；s4：将人体支架毛坯浸入到功能蛋白质挂膜液中，浸入的时间为5秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架半成品；其中，功能蛋白质挂膜液的制备方法包括如下步骤：s101：取六氟异丙醇160g，加入水蛭素20g、蚓激酶20g，搅拌至完全溶解，得到功能蛋白质溶液；s102：在功能蛋白质溶液中加入增稠剂(聚乙烯基吡咯烷酮1g、聚乙烯醇1g)，搅拌均匀，得到功能蛋白质挂膜液；s5：将人体支架半成品浸入到壳聚糖挂膜液中，浸入的时间为5秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架成品；其中，壳聚糖挂膜液的制备方法包括如下步骤：s201：取90ml六氟异丙醇，加入10ml三氟乙酸，得到壳聚糖溶剂100ml；s202：在壳聚糖溶剂中加入壳聚糖，然后搅拌至完全溶解，配置成质量分数为20％的壳聚糖溶液；s203：在壳聚糖溶液中加入增稠剂(聚乙烯基吡咯烷酮1g、聚乙烯醇1g)，搅拌均匀，得到壳聚糖挂膜液。实施例四本实施例提供一种人体支架的制备方法，包括如下步骤：s1：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和羧甲基壳聚糖以1:1:0.45的质量比混合均匀，得到混合粉末；s2：将混合粉末139℃加热融化，然后利用模具挤出成型的直径为2mm的4d打印原料丝；s3：采用4d打印技术将4d打印原料丝打印成预设的人体支架形状，得到人体支架毛坯；s4：将人体支架毛坯浸入到功能蛋白质挂膜液中，浸入的时间为4秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架半成品；其中，功能蛋白质挂膜液的制备方法包括如下步骤：s101：取六氟异丙醇160g，加入水蛭素20g、蚓激酶20g，搅拌至完全溶解，得到功能蛋白质溶液；s102：在功能蛋白质溶液中加入增稠剂(聚乙烯基吡咯烷酮1g、聚乙烯醇1g)，搅拌均匀，得到功能蛋白质挂膜液；s5：将人体支架半成品浸入到壳聚糖挂膜液中，浸入的时间为4秒，然后取出在-40℃进行冻干处理，得到人体支架成品；其中，壳聚糖挂膜液的制备方法包括如下步骤：s201：取90ml六氟异丙醇，加入10ml三氟乙酸，得到壳聚糖溶剂100ml；s202：在壳聚糖溶剂中加入壳聚糖，然后搅拌至完全溶解，配置成质量分数为14％的壳聚糖溶液；s203：在壳聚糖溶液中加入增稠剂(聚乙烯基吡咯烷酮1g、聚乙烯醇1g)，搅拌均匀，得到壳聚糖挂膜液。将本发明实施例二至实施例四制备得到的人体支架，通过功能学试验来系统评价其效果。1、径向支撑力通过力学试验检测本发明实施例二至实施例四制备的可降解人体支架的径向支撑力。测定得到的结果如下表1所示。表1径向支撑力组别实施例二实施例三实施例四径向支撑力(n)17.8418.0218.912、溶解时间窗将本发明实施例二至实施例四制备的可降解人体支架制备的可降解人体支架在模拟血液中浸泡(环境条件：37℃、3％co2、湿度99％)，测定可降解人体支架径向支撑力降低至12n的时间和最大的溶解时间。测定得到的结果如下表2所示。表2溶解时间窗组别实施例二实施例三实施例四支撑力降低至12n的时间(天)210213215最大的溶解时间(天)374378382本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明提供的人体支架，采用的聚乳酸和壳聚糖都具有良好的人体相容性，不会发生排斥反应；壳聚糖、聚乳酸、蛋白质都是可以在体内分解或降解的物质，免去了再次接受搭桥手术的痛苦；(2)本发明采用的功能性蛋白质能够起到消融血栓的作用，具有人体友好性；(3)本发明采用的4d打印材料的变形比金属丝的回弹速度慢，不会对血管壁产生刺激。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。当前第1页12