一种全可降解水凝胶涂层弹簧圈及其制备方法与流程

本发明涉及一种微创介入的医疗器械及其制备方法，尤其涉及一种全可降解水凝胶涂层弹簧圈及其制备方法。

背景技术：

1、动脉瘤、消化道出血、肿瘤、富血肿瘤等是动脉常见的出血性疾病。以动脉瘤为例，若瘤体破裂，患者可能危及生命。对于该类疾病的治疗以前往往需要通过外科手术的方法，风险和创伤较大，尤其对于老年患者。随着医疗科技的进步和发展，血管内介入治疗已成为此类疾病的首选治疗方案。在众多方案中，弹簧圈栓塞治疗因其安全可靠、植入稳定、输送便捷等优势脱颖而出，受到医生和研发人员的青睐。

2、目前，弹簧圈栓塞器械根据材料和结构可分为裸金属弹簧圈和表面修饰类弹簧圈。裸金属弹簧圈是发展历史最久也是临床最常用的弹簧圈，其圈体材料为铂钨合金，自带金属显影功能，生物相容性较好，植入病灶后因血栓机制闭塞病变部位达到治疗效果。表面修饰类弹簧圈又分生物活性表面涂层弹簧圈、水凝胶弹簧圈和带纤维毛弹簧圈。生物活性表面涂层弹簧圈是指在裸金属弹簧圈的表面涂上具有促血栓作用的药物涂层，如凝血酶原复合物、维生素k、蛇毒血凝酶和硫酸鱼精蛋白等；水凝胶弹簧圈是指在弹簧圈内有水凝胶丝芯或圈体表层有水凝胶涂层，遇血液后膨胀，增加了器械的填塞性，同时水凝胶体积的额外膨胀增加了病灶的填充率，可减少弹簧圈的植入量，从而减轻患者经济负担及围术期时间；带纤维毛弹簧圈是指在弹簧圈体外嵌有高分子材质的纤毛，如尼龙、聚丙烯、聚四氟乙烯和聚乙交酯－丙交酯共聚物(pgla)等。其通过微纤毛机械重叠，在病灶处搭建致密网络，改变血流动力学，达到快速稳定致栓的效果。目前临床使用的所有弹簧圈的圈体材质均为100％的铂钨合金，不具备可降解性能。在植入物到达病灶后，由于机械闭塞或血栓机制抑制血供，但植入物会永久留在体内。对于动脉瘤而言，金属弹簧圈的植入不能使瘤体缩小，因而会持续对瘤外的神经组织进行压迫，无法消除占位效应。金属材料的长期植入也可能会产生金属毒性，对人体造成一定的损害，其远期安全性仍有待考察。此外，金属的伪影也会影响术后随访期间的影像质量，给临床医生带来些许不便。

3、目前，有专利文献提及使用镁基合金制备可降解弹簧圈，但镁合金在体内的降解速度过快，病灶处还未达到栓塞治疗效果就可能已经降解完全；也有专利文献提及使用聚左旋乳酸(plla)缝合线绕制制备可降解弹簧圈，但此圈的物理强度有待考察且能否有良好的显影效果尚且未知。

4、因此，为解决上述问题，开发一款具备可降解性能的，生物相容性好，具有致密填塞性、显影性能佳且安全可靠的医用弹簧圈具有重大意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种全可降解水凝胶涂层弹簧圈及其制备方法，具备可降解性能，生物相容性好，具有致密填塞性、显影性能佳且安全可靠。

2、本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种全可降解水凝胶涂层弹簧圈，包括弹簧圈圈体，其中，所述弹簧圈圈体表面涂敷有水凝胶载药涂层，所述弹簧圈圈体内设置有抗解旋丝，所述弹簧圈圈体为可降解圈体，所述可降解圈体的材质为含有显影材料的可降解基材。

3、进一步地，所述可降解基材为聚乳酸、聚左旋乳酸、聚羟基乙酸、聚乙交酯－丙交酯共聚物、聚乙二醇、聚对二氧环己酮、聚己内酯中的任意一种或多种的组合。

4、进一步地，所述显影材料为硫酸钡、钨粉、钽粉、磷酸铋、羟基磷灰石、三碘苯酚或其他含碘物质中的任意一种或多种的组合。

5、进一步地，所述可降解圈体的丝径范围在0.02-0.2mm之间，一级线圈的直径在0.05-1mm之间，二级螺旋线圈的直径在0.2-5mm之间，分子量的大小为1万-6.6万。

6、进一步地，所述可降解基材为聚乙交酯－丙交酯共聚物，k值范围介于0.12-0.18之间。

7、进一步地，所述抗解旋丝的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚异戊二烯、镍钛合金、镁合金、聚对二氧环己酮中的任意一种；所述水凝胶载药涂层的厚度为0.01-1mm；所述水凝胶载药涂层是聚丙烯酸类凝胶涂层、聚丙烯酰胺类凝胶涂层、聚碳酸脂类凝胶涂层、聚氨酯类凝胶涂层、两亲性嵌段共聚物类凝胶涂层、透明酯酸类凝胶涂层、壳聚糖类凝胶涂层、海藻酸盐类凝胶涂层、聚乙二醇类凝胶涂层、聚乙烯醇类凝胶涂层、卡拉胶类凝胶涂层中的任意一种。

8、本发明为解决上述技术问题还提供一种上所述的全可降解水凝胶涂层弹簧圈的制备方法，其中，包括如下步骤：步骤s1：将可降解基材与显影材料直接共混、接枝或沉积后，通过静电纺丝技术制成细丝，再将细丝经芯棒模具绕制缠结，最后将芯棒和细丝整体放入可精密温控的热定型烘箱进行定型；在室温下退火，制备得到具有显影性能的可降解弹簧圈；步骤s2：将抗解旋丝的头尾两端置入可降解弹簧圈内，并与弹簧圈的头尾两端通过焊接工艺或胶粘方式连接形成一体；步骤s3：制备水凝胶载药溶液，将水凝胶载药溶液涂覆于弹簧圈圈体表面，干燥成膜，在弹簧圈圈体表面形成水凝胶载药涂层。

9、进一步地，所述步骤s1中芯棒是直径为0.1-0.5mm之间的不锈钢棒材；细丝在绕制时，线圈之间的间隙宽度为0.0008英寸-0.008英寸，绕制角度为65°-80°；热定型温度的范围为120℃-250℃，热定型的时间为5-45分钟。

10、进一步地，所述步骤s2采用的胶粘剂为聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类、α-氰基丙烯酸酯类等胶粘剂中的任意一种或多种。

11、进一步地，所述步骤s3包括：将一定质量的海藻酸钠溶于生理盐水中，制得溶液a；将一定质量的丙烯酰胺类物质溶于去离子水中，再依次加入一定质量的碳酸钙和促血栓药物进行均匀混合，制得溶液b；将溶液a和溶液b混合，进行均匀搅拌和加热，再加入引发剂进行聚合反应，制得溶液c；将溶液c自然冷却后可得水凝胶溶液。

12、进一步地，在混合后的溶液c中，所述海藻酸钠的质量浓度为0.1-3％；所述丙烯酰胺类物质的质量浓度为5-40％；所述碳酸钙的质量浓度为2-6％；所述促血栓药物的质量浓度为0.1-1.5％；所述引发剂的质量浓度为2-8％；所述丙烯酰胺类物质是n-异丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸中的任意一种；所述促血栓药物是维生素k、氨甲苯酸、蛇毒血凝酶、凝血酶原复合物、氨基己酸、凝血酶和冻干人纤维蛋白原、安络血、酚磺乙胺、班尼芬、阿尔法9sd凝结因素中的任意一种或多种；所述引发剂是过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰叔丁酯中的任意一种；加热反应的温度范围为30-80℃，聚合反应时间为1-5h。

13、进一步地，所述步骤s3中涂覆方式为喷涂、刷涂、静电涂敷、浸涂、旋涂或延流；涂覆完成后干燥温度范围为20-230℃，压力范围为0.001-3bar，干燥时间为2-256h。

14、本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的全可降解水凝胶涂层弹簧圈，栓塞致密性高、生物相容性好、显影性能优异且具备完全可降解性能，从而解决目前弹簧圈栓塞填充率低、金属植入物无法降解而产生占位效应等问题，同时又满足弹簧圈在推送过程中的显影功能。具体优点如下：

15、1、本发明的弹簧圈在人体内最终会完全降解。对于动脉瘤而言，可完全消除不可降解材料带来的占位效应，减轻患者痛苦；

16、2、本发明的弹簧圈由一种或多种可降解材料混合制成，通过调整原材料的组分可调节弹簧圈的物理强度、降解时间等性能。

17、3、本发明的弹簧圈中的硫酸钡或碘等非金属显影物质在患者体内不会产生金属伪影，便于医生术中或术后的观察。

18、4、本发明的弹簧圈表面的水凝胶载药涂层遇水或血液可快速膨胀，最终的体积可达膨胀前的3-5倍，大幅增加栓塞密度，减少线圈的植入数量，从而减轻患者经济负担及医生围术期时间。

19、5、本发明的弹簧圈表面的水凝胶载药涂层内含有促血栓药物，在植入至病灶区域后可与血液反应，快速致栓，增加栓塞密度及闭塞成功率。

20、6、本发明的含水凝胶载药涂层的弹簧圈相较于含凝胶内芯的弹簧圈，在膨胀时不会被限制在圈体内，因而具有更大的膨胀体积，涂层内的促血栓药物也能更快速地响应。