生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架。

背景技术：

覆膜支架，又称为带膜支架，由支架与薄层的膜共同组成，指裸金属支架内面或外面部分或完全覆盖膜性材料的人工体内移植物；利用支架的支撑功能与膜的覆盖功能，起到封闭破裂或穿孔的血管作用，还可用于封堵动脉瘤或动脉瘘。覆膜支架既保留了普通支架的支撑功能，又具有膜性材料的特性，能有效改善病变血管的异常血流动力学。

在急慢性血管损伤和外周血管病变的治疗中，覆膜支架得到了广泛的应用。除冠状动脉穿孔、冠状动脉瘘、真性动脉瘤、主动脉夹层、主动脉溃疡、主动脉假性动脉瘤、主动脉破裂、主动脉迂曲外，还有学者将其用于经皮血管成形术、经颈静脉肝内门腔分流术、透析管道假性动脉瘤、先天性主动脉缩窄合并动脉导管未闭的治疗。

冠状动脉穿孔是血管介入治疗的严重并发症之一，随着复杂病变介入治疗的增多和新技术与新器械的发展，冠状动脉穿孔的发生率有日益增高的趋势。随着支架、旋切、旋磨等新器械与新技术的应用，其发生率高达0.5%～3.0%。在带膜支架问世以前，其死亡、心脏压塞、心肌梗死与急诊外科手术率分别为10%、31%、34%和39%。研究证实，覆膜支架能起到隔离血管壁和血液的人工屏障作用，非常适用于处理冠状动脉穿孔。严重穿孔时置入覆膜支架能有效封堵破口，降低死亡率。目前，覆膜支架已成为处理导管室严重并发症的必备器械之一。

除了用于冠状动脉管壁不连续性损伤（如破裂或穿孔）外，覆膜支架还可用于封堵冠状动脉瘤或冠状动脉瘘，用于血栓或退行性大隐静脉桥病变也具有一定的优势。在外周血管疾病中，也有将覆膜支架用于处理假性动脉瘤、动静脉瘘、血管狭窄与闭塞性疾病、以及人工透析道的建立的病例报道。

早期的覆膜材料主要是聚乙烯、尼龙、涤纶、聚氨酯和ePTFE等，由于无法降解，不利于细胞黏附，容易引起内膜增生、管腔狭窄以及异物所引起的不良反应，因而已逐渐被淘汰。目前，以聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸、PCL以及其改性共聚物等为代表的生物可降解高分子材料，越来越在组织工程领域中得到广泛应用。这类材料可在生物体内分解，参与人体的新陈代谢，并最终排出体外。

目前，用于临床的冠状动脉覆膜支架有雅培血管仪器公司（Abbott Vascular Instruments Deutschland GmbH）生产的JOSTENT GraftMaster预装带膜支架系统。该系统采用“三明治”设计，在两层316不锈钢管状雕刻金属支架之间夹持一层ePTFE覆膜，为球囊膨胀式（balloon-expandable）支架。ePTFE为PTFE加热到400度后拉伸而成，可耐受4倍以内的拉伸，因而可满足支架扩张和覆膜完整等基本要求。该系统提供9mm、12mm、16mm、19mm和26mm等五个工作长度，厚度0.3mm，直径范围3.0～5.0mm，病变通过外径0.018英寸，额定爆破压12～14atm，压握后外径1.5～1.7mm。一般推荐使用7F指引导管释放，但内腔≥0.070英寸的大腔指引导管也多可兼容。国外有使用覆膜支架封堵自身冠状动脉、大隐静脉移植桥和乳内动脉穿孔的报道。Mulvihill等研究显示，采用该系统堵闭PCI术中II型或III型冠状动脉穿孔不仅操作便捷、成功率也较高。

但该系统仍存在诸多缺点：①由于采用双层金属支架与ePTFE的夹心设计，总厚度高达0.3mm，其柔顺性与通过性均较差，一般不适用于处理远段血管穿孔或直径＜2.75mm的穿孔；当穿孔的近段存在严重钙化、严重扭曲或已置入支架时，往往很难将带膜支架送至穿孔部位。由于其释放性（deliverability）较差，若无法迅速释放，极易导致心脏压塞甚至死亡。②由于覆膜材料ePTFE无法有效降解，很难完全内皮化，有可能增加迟发血栓风险。动物实验显示，与普通支架相比，置入ePTFE带膜支架后完全内皮覆盖时间更长。Gercken等的研究显示，置入覆膜支架后，即便常规使用联合抗血小板治疗（阿司匹林和抵克力得或氯吡格雷治疗）1个月，置入后支架血栓的发生率仍高达5.7%（4/78，多发生在术后7～70天），远高于裸金属支架达0.3％～1.9％。③置入覆膜支架后的再狭窄率高出31.6%，且多位于支架边缘，如支架边缘和中央的发生率分别为29.8%和8.8%。还存在价格昂贵（每套约合2.4万元），且完全依赖国外进口，很难实现常规备货的问题。

此外，虽然大动脉覆膜支架由单层金属支架和覆膜材料（ePTFE膜、涤纶覆膜及线性聚酯膜）组成，常采用医用非吸收性缝合线机械性地将覆膜缝合于自膨胀式（self-expandable）支架上。由于联接欠紧密，增加了内瘘风险；由于冠状动脉直径较小，采用缝线装载方式后外径会更大，无法满足临床需求；另外，由于支架膨胀时缝线和覆膜材料均需承受较大张力，缝线固定对材料也有极高的要求，一般生物可降解材料根本无法满足要求。

现阶段，国内覆膜支架产品的研究主要集中于主动脉、颅内动脉及外周动脉。支架梁全层结构采用316L不锈钢、钴基合金、镍钛记忆合金或Conichrome合金等；覆膜材料采用ePTFE膜、涤纶覆膜及线性聚酯膜等。例如，上海微创的WILLIS®颅内覆膜支架系统是用于治疗颅内动脉瘤的覆膜支架产品，由钴基合金支架和ePTFE膜组成，总厚度0.13mm；Hercules覆膜支架采用镍钛记忆合金支架和线性聚酯膜；Aegis分叉型大动脉覆膜支架采用Conichrome合金支架和ePTFE膜；有研亿金Grinking主动脉夹层专用支架，采用无梁渐细性支架，涤纶覆膜。但国内在用于处理冠状动脉穿孔的覆膜支架研发方面尚处于空白，在单层金属支架表面制作可控降解覆膜的冠状动脉覆膜支架系统尚待研发。

因此，为提高血管介入治疗并发症的处理水平和有效性，更好的保障介入安全，需要克服支架外形较大、柔顺性与通过性差等缺点，实现覆膜材料的可控降解，在单层金属支架表面制作可靠支架覆膜，既在支架扩张时保证覆膜的完整性，保障支架与覆膜的一体化，又能有效控制覆膜厚度，确保支架系统具有较小的外径、良好的柔顺性和通过性。这也将进一步提高覆膜支架的应用空间。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架，解决现有技术中覆膜支架外形较大、柔顺性与通过性差、抗栓性差、内皮化进程长及再狭窄率高的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架，包括管状的单层金属支架主体，支架表面的编织层，以及覆盖在所述支架主体外侧的覆膜；其中，所述编织层是在整个支架主体表面，由静电纺丝编织而成的网状结构；所述覆膜通过热压与支架主体焊接为一体。

优选地，所述编织层采用电纺纤维材料。

优选地，所述覆膜为可降解成膜材料。

优选地，所述可降解成膜材料包括聚乳酸、聚羟基乙酸或聚己内酯。

优选地，所述热压的温度为160℃-240℃。

本发明提供的生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架，包括单层管状金属支架主体，静电纺丝编织而成的网状支架表面编织层，以及覆盖在所述支架主体外侧、通过热压与支架主体焊接为一体的覆膜。通过静电纺丝技术编织网格，一方面可作为覆膜的支撑性骨架，又能起到将整个覆膜连为一体的作用。在编织网格的基础上，通过热压成膜技术，可轻易实现在单层金属支架表面覆膜。将静电纺丝与热压成膜技术相结合在单层金属支架表面制作覆膜，既增强了覆膜支架的柔顺性和通过性，又保证了覆膜的拉伸性，确保支架在扩张后覆膜保持良好的完整性。通过热压焊接将膜材料与裸金属支架实现牢固结合，将覆膜材料与编织层网格材料融为一体，形成一体化、带有骨架的单层覆膜。本发明提供的覆膜支架，具有良好的柔韧性和拉伸性，可以适应不同类型的血管和病变；具有良好的生物相容性和血管相容性，对机体和血管无毒害。

附图说明

图1为本发明生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架的支架主体示意图；

图2为本发明生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架的支架表面的编制层示意图；

图3为本发明生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架的支架主体的整体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

如图1-3所示，一种生物可降解高分子膜单层金属覆膜支架，包括管状的单层金属支架主体1，支架表面的编织层2，以及覆盖在所述支架主体1外侧的覆膜3；其中，所述编织层2是在整个支架主体1表面，由静电纺丝编织而成的网状结构；所述覆膜3通过热压与支架主体焊接为一体。

将静电纺丝与热压成膜相结合在单层金属支架表面制作覆膜3，既增强了覆膜支架的柔顺性和通过性，又保证了覆膜3的拉伸性，确保支架在扩张后覆膜3保持良好的完整性。以可降解的成膜材料作为覆膜3，生物可控降解，在置入覆膜支架数月、血管损伤修复后，覆膜材料能完全降解，降低了支架血栓和再狭窄发生率。其中，通过电纺丝技术制作编织层2，可直接得到管网状支架；还能将生物相容性、抗凝血性以及细胞吸附性好的材料喷涂到管状支架的表面，从而使覆膜支架的表面性能得到明显的改善。

所述编织层2采用电纺纤维材料。所述电纺纤维通常具有纳米级直径，比表面积大，而且均一性高，还具有轻质高强耐拉伸的特性。接收电纺丝，得到纤维交错编织成的无纺布。这种无纺布在微观结构上既可以是纤维的取向排列，也可以是按照一定规律编织成的网状结构。纤维的密集程度和直径的大小决定了无纺布中孔的大小和孔隙率的高低。电纺纤维的这些结构特点使得材料不仅具有一定的力学性能，而且具有很好的生物仿生性，使得本发明单层金属覆膜支架满足其对细胞黏附性和膜渗透传质作用的要求。

所述覆膜3为可降解成膜材料。以可降解的成膜材料作为覆膜3，在生物体内可控的分解，参与人体的新陈代谢，并最终排出体外；生物可控降解，在置入覆膜支架数月、血管损伤修复后，覆膜材料能完全降解，降低了支架血栓和再狭窄发生率。

可降解成膜材料包括聚己内酯。所述可降解成膜材料包括聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸或聚己内酯（PCL）等可降解高分子材料。PCL为半结晶性高分子，极易与其他高分子共混；PCL作为脂肪族聚酯类高分子，生物相容性良好，可降解及速率可控，有一定的孔隙及机械强度，具有较高韧性。本发明利用PCL制备单层金属覆膜支架的覆膜，使得单层金属覆膜支架具有可控降解特性、柔韧性和良好拉伸性，既能有效封堵动脉破口，又能在血管破口完全修复后实现覆膜完全降解，从而有效降低支架血栓和再狭窄的发生率。

所述热压的温度为160℃-240℃，确保膜与支架之间的复合强度，同时保证膜的微观结构不受到破坏，增强复合后的支架整体强度。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。