本發明屬于醫療器械領域,涉及一種溶解速率可控的支架及其制備方法。
背景技術:
1、在現代醫學領域,支架作為一種重要的醫療器械,廣泛應用于各類管腔狹窄或梗阻性疾病的治療。從心血管疾病的血管支架植入,到泌尿系統的輸尿管支架應用,支架為恢復管腔正常功能、保障患者健康發揮著關鍵作用。然而,當前支架技術仍面臨諸多挑戰,尤其是在溶解性能方面,現有支架存在明顯不足。
2、現有的支架在體內的溶解速度難以靈活調控。如文獻(investigation?of?thedegradation?behavior?of?poly-l-lactic?acid?braided?stents?under?real-time?andaccelerated?conditions,?polymer?testing,?volume?141,?december?2024,?108632.)采用聚左旋乳酸(plla)編織支架,通過實時(37℃)和加速(50℃)降解實驗,系統研究了支架的分子量變化、結晶度、機械性能及降解行為,研究表明,plla支架降解速率由其初始分子量和結晶度預先決定,分子量隨時間線性下降,支架在約13個月時因脆性斷裂失效。盡管加速降解能縮短實驗周期,但降解速率仍無法靈活調控,且后期降解行為與真實生理條件存在偏差。這種支架僅能以固定的慢速溶解(約12-18個月),無法匹配血管修復周期(3-6個月),且缺乏對病理環境(如感染)的動態響應能力。這種單一的溶解模式無法滿足多樣化的臨床需求。例如,在某些疾病治療過程中,患者的病情恢復速度存在差異,部分患者可能在較短時間內病情得到有效緩解,此時若支架能快速溶解并排出體外,可減少支架在體內長期留存帶來的潛在風險,如感染、炎癥反應以及對周圍組織的刺激等。然而,現有的慢速溶解支架卻無法實現這一需求。
3、另一方面,對于一些病情較為復雜、恢復周期較長的患者,需要支架在較長時間內持續提供穩定的支撐作用,此時如果支架溶解速度過快,將無法保證治療效果。但現有技術卻難以做到根據實際治療情況,靈活地讓支架慢速溶解。這種溶解速度不可控的現狀,極大地限制了支架在臨床上的應用效果,也增加了患者的治療風險和醫療成本。
4、綜上所述,現有支架在溶解速度調控方面的缺陷,迫切需要新的技術和材料來加以改進,以滿足日益增長的精準醫療需求,提升患者的治療體驗和康復效果。
技術實現思路
1、本發明的目的是解決現有技術存在的問題,提供一種溶解速率可控的支架及其制備方法。
2、為達到上述目的,本發明采用的技術方案如下:
3、一種溶解速率可控的支架,基材由pva和淀粉組成,pva的羥基含量不高于93%,羥基含量即在每100個pva重復單元中,已發生水解反應并轉化為乙烯醇結構單元的數目所占的比例,如果羥基含量過高,會因氫鍵作用過強而使支架難以溶解;
4、基材中均勻分散有磁性粒子,磁性粒子的比吸收率為300-600w/g,基于該比吸收率,磁性粒子在弱磁場環境下便能產生熱,且所產生的熱量不會過高;磁性粒子的粒徑不高于25nm,如果粒徑過大,則可能破壞pva連續相,造成更大損耗,需要更強磁場才能發揮作用,進而引發局部過熱,造成組織損傷;支架中磁性粒子的含量不低于1wt%,含量過低,則作用效果不明顯。
5、作為優選的技術方案:
6、如上所述的一種溶解速率可控的支架,pva與淀粉的質量比為1-3:20,該質量比范圍即能有效保障支架具備良好的力學強度,又可防止支架脆性增加。
7、如上所述的一種溶解速率可控的支架,pva的羥基含量不低于87%,如此可保證支架的力學性能優良;pva的分子量為85000-200000da,此時pva的溶解度較為適中,以此形成的紡絲液在紡絲過程中更為均勻,且分子鏈具有合適剛度,使得最后得到的紡絲纖維仍具備一定力學強度。
8、如上所述的一種溶解速率可控的支架,淀粉為羥丙基淀粉,這一淀粉與pva的相容性較好且具有更好的溶解性。
9、如上所述的一種溶解速率可控的支架,支架中磁性粒子的含量不高于3wt%;磁性粒子的粒徑不低于15nm,如此可避免磁性粒子在排出時被黏膜層捕獲,在磁響應后直接遷移至pva外;磁性粒子為四氧化三鐵、γ-fe2o3、鈷鐵氧體、錳鐵氧體或純鐵納米粒子。
10、如上所述的一種溶解速率可控的支架,基材中還均勻分散有表面活性劑(如tween80),以防止團聚,支架中表面活性劑的含量為0.1-0.15wt%。
11、如上所述的一種溶解速率可控的支架,基材中還均勻分散有顯影劑(如baso4),以后續x光定位,支架中顯影劑的含量為10-20wt%。
12、如上所述的一種溶解速率可控的支架,未溶解的支架的力學性能優良,未溶解的支架的壓縮強力為105.27-108.65cn,彈性回復率為79.25-81.59%,斷裂強力為70.15-80.23n,斷裂伸長率為185.323-189.729%;
13、未對支架施加磁場作用時,支架的溶解速率緩慢,在37℃的pbs緩沖液中浸泡14天后,相對于未溶解的支架,支架的壓縮強力的降低率為10-15%,彈性回復率的降低率為10-13%,斷裂強力的降低率為9.8-11.9%,斷裂伸長率的降低率為10-15%;
14、對支架施加磁場作用時,支架的溶解速率較快,在37℃的pbs緩沖液中浸泡20min后,pbs緩沖液的溫度升至42-44.5℃,相對于未溶解的支架,支架的壓縮強力的降低率為95.0-99.5%,彈性回復率的降低率為95.0-99.0%,斷裂強力的降低率為94.5-98.0%,斷裂伸長率的降低率為93.5-98.5%,磁場強度為0.6t,磁場頻率為100hz;
15、當支架置入體內后,在治療初期,支架不僅能提供合適的力學支撐,還因材料的親水特性,展現出良好的引流效果,有效滿足術后短期引流需求;
16、當支架在體內的服役期結束,比如梗阻已經解除或者不再需要支架時,在正常情況下,pva分子鏈在體液(如尿液)中會逐漸吸水膨脹,致使氫鍵斷裂、分子鏈解離,進而溶解,但該過程不僅需要較高溫度,而且速度緩慢;而本發明通過增加體外磁場,支架內的磁性粒子會在磁場作用下開始劇烈移動,從而沖散或破碎pva大分子鏈,促進其解聚;同時,外部交變磁場(ac磁場)產生的局部熱量,恰好能提供約50℃的溫度,這正是pva的溶解溫度,該溫度加速了pva交聯網絡的破壞,通過分子內溶脹促使氫鍵斷裂;此外,支架選用羥基基團比例更高的pva高分子鏈,因其親水性而具有較好的引流效果,進一步促進了支架的水溶效果;本發明利用外部磁場實現了支架的即時快速溶解,使其能夠順利從體內排出。
17、本發明還提供制備如上所述的一種溶解速率可控的支架的方法,包括以下步驟:
18、(a)將pva水溶液(通過將pva溶于80-90°c的水中攪拌至完全溶解得到)與經過糊化處理的淀粉水溶液混合均勻,得到基礎紡絲液;
19、(b)將pva和磁性粒子加入水中,混合均勻(方式不限,例如超聲處理30min),得到分散液后,將分散液滴加至基礎紡絲液中,混合均勻(方式不限,例如磁力攪拌2h),再加入表面活性劑和顯影劑,混合均勻,得到紡絲液;
20、步驟(a)~(b)中,pva是分兩次加入的,第一次將pva以水溶液的形式與經過糊化處理的淀粉水溶液混合均勻,此操作有利于紡絲液的均勻混合;第二次將pva和磁性粒子加入水中混合均勻,目的是提前讓pva均勻包覆磁性粒子;
21、(c)將紡絲液進行靜電紡絲后,依次進行熱處理、洗滌、冷凍干燥,即得支架。
22、作為優選的技術方案:
23、如上所述的方法,步驟(a)中,pva水溶液的濃度為8-12wt%;淀粉水溶液的濃度為5-10wt%,糊化處理的溫度為60-80°c,時間為30-60min,如此控制糊化處理的條件的目的是防止淀粉顆粒未破裂從而使得紡絲不均勻;
24、步驟(c)中,靜電紡絲的電壓為12-15kv,接收距離為12-15cm,靜電紡絲時選用旋轉金屬棒作為接收器,如此可形成管狀支架;熱處理的溫度為80-100℃,時間為1-2h,熱處理可增強pva和淀粉成分的耐水性,洗滌可去除未成形的組分。
25、有益效果:
26、本發明溶解速率可控的支架,具有優良的力學性能和引流效果。而且,借助外部磁場,該支架能夠實現即時快速溶解,提升患者的治療體驗和康復效果。