一种用于尿道、输尿管的可降解修复支架及制备方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于尿道、输尿管的可降解修复支架及制备方法。
【背景技术】
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[0002]介入治疗(Intervent1nal treatment)，是指在不手术开刀暴露病灶的情况下，在人体血管、皮肤上打通直径几个毫米的微小通道，或经过人体原有生理管道，借助影像设备(血管造影设备、透视设备、核磁共振设备、CT、B超等)的引导，对病灶局部进行治疗的创伤最小的治疗方法。介入治疗是介于外科、内科治疗之间的治疗方式，包括血管内介入和非血管介入治疗，具体来说是将不同药物经血管或者皮肤直接穿刺注入病灶，直接作用于患处；或者是将不同的材料及器材置于血管或者人体其他需要修复的管道，以恢复这些管道的正常功能。
[0003]许多先天因素(如生理畸形)和后天因素(如创伤、感染、肿瘤等)均可以导致人体尿道缺损、狭窄和功能缺失。常规治疗方法包括尿道扩张、尿道内切开、尿道端端吻合术等仅适用于距离较短的尿道狭窄患者，针对长段尿道狭窄的患者主要采用替代手术治疗，膀胱黏膜、口腔黏膜都被用于作为尿道修复手术的补片材料；但取材通常会引起取材部位的并发症，且取材量受到限制。
[0004]介入治疗技术的发展，为泌尿系统疾病提供了全新的解决方案，即采用尿道、输尿管支架可以解决尿道或者输尿管缺损、狭窄、功能缺失等问题。目前临床上常用的尿道、输尿管修复支架按照材质分主要分为金属与高分子两大类；按照材料是否可以被吸收分解可以分为可吸收支架与不可吸收支架。金属材质的尿道支架主要的材质为NiTi形状记忆合金、不锈钢。金属支架能够通过既有的细小管道进入病灶部位，释放后能够扩张至设定口径，对尿道管壁提供持续的扩张力，能够有效防止器官的闭塞、狭窄。目前临床上使用的金属支架属于不可降解支架，植入人体后长期存留的金属支架容易引起炎症反应，支架释放的有毒金属离子对人体有一定危害，且金属支架的疲劳耐受度有限，容易发生疲劳失稳，失效的支架容易引起管道人为的狭窄。
[0005]高分子材质的尿道、输尿管支架也能提供持续的扩张力，但是相对金属支架，其材料显影性能不佳，服役期间支撑的持久度受到严苛工作环境的挑战。近年来，国内外科研工作者对生物可降解材料制备的尿道、输尿管修复支架的研究开发工作取得了一定的进展。中国发明专利:CN 103170007 B，CN 102363060 B公开了采用聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)及乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等可降解高分子制备尿道、输尿管支架的实例，各种实例的细胞及动物实验均取得一定成果。
[0006]如何将金属支架的良好力学性能与可降解高分子支架良好的生物相容性相结合，开发出新一代产品是本发明人的重点攻克难题。与传统的生物医用金属、陶瓷、高分子材料相比较。我们关注的镁基多孔金属材料具有以下优势:(1)镁及镁合金具有良好的生物相容性。镁离子是人体中含量较多的无机离子，仅次于Na+、C1、K+、Ca2+，是人体必不可少的组成元素，且在人体骨骼中大量出现。参与机体众多重要的新陈代谢过程，对酶的活性有着非常重要的影响，在生命遗传领域，Mg2+的存在对DNA、RNA结构的稳定有着非常重要的作用。
(2)镁及镁合金有较高的比强度和比刚度，杨氏模量为41?45GPa。(3)镁及镁合金能够发生降解反应。镁基合金的化学性质非常活泼，尤其是在人体生理环境中，能够发生自发的缓慢降解。植入人体后，不需要二次手术即可通过腐蚀完全降解。消除了传统金属基组织修复材料需要二次手术移除所带来的问题。(4)多孔结构可为细胞提供三维生长空间，有利于养料和代谢物的交换运输，其本身具有生物活性。因此，镁基多孔材料满足作为尿道、输尿管支架的条件，具有非常良好的研究和应用前景。
【发明内容】
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[0007]本发明针对现有尿道、输尿管修复支架的不足，提供了一种用于尿道、输尿管的可降解多孔镁修复支架及其制备方法。采用可降解多孔镁制备的尿道、输尿管修复支架，具备现有相关金属支架的力学性能，兼具生物可降解支架的降解性能。解决了目前金属及高分子支架存在的问题，具有广阔的市场应用前景。
[0008]本发明采取以下技术方案:
[0009]将金属镁、镁合金制备成多孔支架结构，应用于尿道、输尿管的修复。所述金属镁为高纯金属镁(纯度彡99.99% )。镁合金包括已有商用牌号镁合金AZ31、AZ91、AM60、ZK60、WE43 等(纯度彡 99.99% );以及 Mg-Al，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-Ca，Mg_Sr，Mg-Re 等二元合金系(纯度彡 99.99% ) ;Mg-Zn-Ca，Mg-Zn-Zr，Mg-Zn-Mn，Mg-Al-Zn，Mg-Al-Zr，Mg-Re-Ca，Mg-Re-Mn等三元合金系(纯度多99.99% )，以及为了提高镁合金相关性能而设计的新型镁合金体系。
[0010]所述多孔镁支架的制备方法包括机械加工法、网络编织法、激光烧蚀法、粉末冶金法等。
[0011]制备所得的可降解多孔镁尿道、输尿管修复支架具有以下特点:1)支架外径尺寸为l-10mm，内径尺寸为0.5_8mm，长度为5_100mm。2)支架管壁分布有大小均勾，孔径尺寸10-500 μ m的微孔，整体孔隙率为5% -70%。
[0012]具体医用尿道、输尿管的可降解多孔镁修复支架的几种制备方法如下所述:
[0013]1、机械加工法:将高纯镁或镁合金，经过固溶、挤压、时效等处理后。利用高精度加工中心进行加工。首先加工出直径l-10mm，长度为5-100mm的圆棒；而后利用微小打孔设备在圆棒表面均匀打孔，注意打孔要求径向穿透镁棒；最后使用钻孔设备，沿圆棒的中心轴向钻出直径为0.5-8mm的长孔。经过电化学抛光后制得多孔镁支架。
[0014]2、网络编织法:选取高纯镁或镁合金，经过固溶、时效等热处理后。首先将高纯镁和镁合金经过特殊拉拔处理得到直径为0.3-lmm的镁丝；而后将镁丝编织成网，制得厚度为0.5-1.2mm镁丝网；最后将镁丝网卷成并焊接定型加工成内部孔径为0.5_8mm的多孔镁管。经电化学抛光后得多孔镁支架。
[0015]3、激光烧蚀法:选取高纯镁或镁合金，经过固溶、时效等热处理后。首先利用高精度加工中心，加工出直径l-10mm，长度为5-100mm的圆棒；而后利用适合能量密度的激光，在镁棒表面进行刻蚀，刻蚀出10-300 μ m的微孔，整体孔隙率为5% -70%的多孔镁棒，最后利用激光沿中心轴向打出直径为0.5-8mm的长孔。经过电化学抛光后制得多孔镁支架。
[0016]4、粉末冶金法:选取采用机械法或者还原法等方法制备的高纯镁或镁合金粉末。粒径大小在10 μ m?300 μ m之间。分别筛选粒径为50-500 μ m，分子量为5万-100万的球状分析纯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尿素、碳酸氢铵等作为造孔剂。首先将各种原料放置在真空干燥箱中40?80°C干燥2-6h ;而后依照镁粉在总粉中所占质量分数为95% -30%精确称重，均匀混合镁粉与造孔剂。接下来将混合粉末置于一个中间含有型芯的特殊模具，采用单向或双向施压，经过50MPa-500MPa，保压lOmin后，脱模得到多孔镁预制体。最后，在真空气氛炉中，根据采用造孔剂的不同，分段烧结得到最终的多孔镁支架。
[0017]相比现有的尿道、输尿管支架，本发明所制备的多孔镁支架具有如下的技术效果:
[0018](1)、多孔镁支架具有生物可降解性能，在尿道、输尿管等环境中能够逐渐降解，无残留，在降解的过程中，不会引发尿道、输尿管结石。能够大大降低患者的痛苦及手术风险。
[0019](2)、采用多种方法制备的多孔镁支架，具有相对良好的力学性能。支架的抗压强度在20MPa-300MPa，疲劳强度良好，能够适应于人体尿道、输尿管的生理环境。
[0020](3)、多孔镁支架在人体中具有良好的显影性能，便于微创手术的开展及术后相关检查的开展。
【附图说明】
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[0021]图1为本发明采用机械加工法制备的多孔镁支架结构示意图。
[0022]图2为本发明采用网络编织法制备的多孔镁支架结构示意图。
[0023]图3为采用粉末冶金法制备多孔镁孔隙的扫描电子显微镜照片。
【具体实施方式】
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[0024]实施例1
[0025]采用机加