心血管介入球囊导管及制备方法

心血管介入球囊导管及制备方法
【专利摘要】本发明提供一种心血管介入球囊导管，球囊表面为粗糙表面，且粗糙表面的结构为纳米级；球囊表面也可涂覆亲水涂层。本发明的心血管介入球囊导管表面进行改性处理，形成许多纳米级结构，这些纳米级结构在球囊变形过程中不改变力学性能，同时增加了支架与球囊接触面的摩擦力，因此加强了支架与球囊接触面的摩擦力，防止支架在输送过程中从球囊上脱落。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗器械【技术领域】，具体涉及一种心血管介入球囊导管及其制备方 法。 心血管介入球囊导管及制备方法

【背景技术】
[0002] 目前在心血管冠心病等疾病的介入治疗方法中，比较重要的方法之一是进行血管 支架植入术；通过介入方式将支架放置在血管内，支撑狭窄闭塞段血管，实现减少血管弹性 回缩，保持管腔血流通畅的目的，且部分血管支架还具有预止病变血管再狭窄的作用，是治 疗效果好、病人恢复快、手术简单的介入治疗方法。
[0003] 在血管支架植入过程中，常采用球囊导管作为支架植入的输送系统，即将支架通 过安装设备固定在球囊上；然后通过输送动力系统驱动球囊直至将支架送入至指定的病变 为位点；然后通过对球囊充气等方式使球囊扩张，进而带动支架径向膨胀，最终支撑固定于 血管内壁上。而该步骤中尤为重要的是需要保证支架与球囊表面接触的稳定性；如果支架 附着在球囊上的力度过大，可能会导致球囊的破坏；而附着力度不足又可能导致球囊在推 送过程中与支架出现脱落，或者支架在输送过程在球囊表面出现移位影响最终定位，甚至 会导致手术失败。
[0004] 基于上述情形，为了防止脱载，常采用下述方法防止脱载：1)球囊导管上涂布亲 水涂层；2)提升机械压握力度。其中，球囊导管上涂布亲水涂层的方法，控制涂覆区域位 于球囊两端的锥形位置，超长距离亲水涂层显著提高导管的穿越性和推送性，使导管有良 好的通过性，球囊在扩张过程中的稳定性，降低脱载的可能性，但是本身对球囊和支架之间 本身的固定没有实质性的提升，因此只能减低脱载的可能。提升机械压握力度有球囊预扩 张方法和缩小支架夹持球囊的尺寸；球囊预扩张的方法中，将球囊先预扩张，再将支架压握 在球囊上；球囊预扩张之后支架对球囊之间夹持的进度增强，这种方法可以最大限度的降 低支架输送过程中的脱载现象，但球囊经过预扩张后，球囊表面折翼已发生变形，尤其是被 压握区域和未被压握区域的形变差别较大，这样会导致在扩张支架时球囊折翼不能均匀膨 胀，导致支架扩张过程中径向柱体面受力不一致，影响支架的变形均匀性，导致支架局部单 元变形过大，而一些区域没有变形，直接影响支架的使用性能。缩小支架夹持球囊的尺寸中 将支架夹持时再缩小约5%，由于形成较小的压缩截面，支架能牢固的固定地球囊上，但同 时对球囊表面也会造成一定程度的影响，特别是刚体的金属支架与较薄高分子面接触时， 可能会导致球囊折翼变形不一致，严重时球囊会破裂。


【发明内容】

[0005] 本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种能够与支架稳定连 接的心血管介入球囊导管及其制备方法。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：
[0007] -种心血管介入球囊导管，所述球囊导管表面为粗糙表面，且所述粗糙表面具有 纳米级微观结构。
[0008] 本发明的心血管介入球囊导管表面进行改性处理，形成许多纳米级结构，这些纳 米级结构在球囊变形过程中不改变力学性能，同时增加了支架与球囊接触面的摩擦力，因 此加强了支架与球囊接触面的摩擦力，防止支架在输送过程中从球囊上脱落。
[0009] 本发明进一步还提出一种心血管介入球囊导管的制备方法，包括如下步骤：
[0010] 获取高分子聚合物材质的球囊导管；
[0011] 将球囊导管表面进行清洗；
[0012] 将清洗后的球囊导管表面进行等离子溅射处理；
[0013] 在等离子溅射处理后的球囊导管表面生成亲水涂层。
[0014] 本发明上述制备方法，首先采用等离子溅射的方式，对球囊导管表面进行改性处 理，形成具有许多纳米级结构的粗糙表面，这些纳米级结构在不改变球囊的扩张性下，同时 增加了支架接触面与球囊的摩擦力，因此加强了支架与球囊连接的稳定性，防止支架在输 送过程中发生脱载；并且在等离子处理后的球囊导管表面生成亲水涂层，增加了球囊截面 直径，可以增加支架安装性能，进一步降低了脱载的可能。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0016] 图1为本发明实施例心血管介入球囊导管粗糙表面电镜图；
[0017] 图2为本发明实施例心血管介入球囊导管与市售球囊导管与支架移出力的检测 结果图。

【具体实施方式】
[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0019] 本发明实例提供了一种心血管介入球囊导管，该心血管介入球囊导管采用高分子 聚合材料制成，且表面为粗糙表面，粗糙表面为具有纳米级微观结构的粗糙面。本发明中纳 米级微观结构形成球囊表面的微观形貌，且微观结构尺寸或直径为纳米级。
[0020] 本发明上述心血管介入球囊导管与血管支架器械配合使用，其采用高分子聚合材 料制成，并在其表面形成纳米级粗糙表面增强与支架夹持的摩擦力度，提升支架与球囊导 管的配合程度，并且明显提高支架移出力。
[0021] 在性能上进一步将球囊导管的表面上生成亲水涂层，相比现有的亲水涂层的方 式，其在表面改性之后形成的具有纳米级的粗糙表面上生成亲水涂层，相比现有的亲水涂 层式增加通过性和稳定性的基础上，增加了球囊截面直径，可以增加支架安装性能，进一步 降低了脱载的可能。
[0022] 本发明进一步还提出制备上述心血管介入球囊导管的方法，包括如下步骤：
[0023] S10,对球囊导管进行超声表面清洗；
[0024] S20,将球囊导管表面进行等离子溅射；
[0025] S30,在等离子溅射处理后的球囊表面制备亲水涂层。
[0026] 其中在步骤S10中清洗的过程采用清洗液超声清洗5分钟，再用蒸馏水超声清洗 5分钟，该清洗步骤重复2?4次；在超声清洗的过程中，除了能使球囊导管表面达到的洁 净效果最佳之外，其超声还能对球囊导管的表面产生影响，使球囊导管表面的活性化，更加 利于后续在球囊表面形成纳米结构。
[0027] 进一步，在步骤S20中将球囊导管用夹具夹持，然后置于等离子溅射设备的真空 室中，先建立真空环境，然后通入氩气，使得真空室中达到10?50Pa ;并使并采用动力驱动 被夹具夹持的球囊导管旋转，转动速度为30?40r/min ;然后进行电离，使氩气辉光放电离 化为氩离子；此时缓慢调节溅射频率为30?ΙΟΟΚΗζ，使氩离子对球囊表面进溅射，溅射时 间为3?8min。
[0028] 在这一过程中，氩离子对球囊导管进行表面刻蚀过程中，由于氩气离化成氩离子， 在溅射偏压的作用下向球囊导管表面移动，即使球囊导管属于聚合物材质，但随着时间的 延长球囊导管表面温度仍会升高，因此为保证球囊导管物理性能，上述表面溅射过程在常 温要进行，在溅射过程中确保真空室温度在40°C以下。
[0029] 且从附图1中可以看出，等离子溅射蚀刻后在球囊表面形成纳米级结构，且纳米 级结构是等离子处理球囊表面的微观形貌。
[0030] 本发明通过在步骤S20的处理之后使球囊导管的表面形成了具有纳米级结构的 粗糙表面，然后步骤S30在等离子处理后的球囊表面制备亲水涂层，本发明中采用浸渍或 者等离子沉积的方式进行亲水涂层的制备。其中浸渍的方式包括如下步骤：
[0031] S31a，对等离子溅射后的球囊导管进行清洗，并进行紫外辐射处理；
[0032] S32a，将进行紫外辐射处理后球囊导管的待涂区域浸渍于聚氨酯溶液中，溶液浓 度为0. l-10ug/ml，浸渍时间控制1-5分钟；取出后在保护性气体氛围下吹干，即获得到表 面亲水涂层为聚氨酯的球囊导管。
[0033] 在步骤S31a中，因为球囊导管表面的清洁度直接影响到涂层与球囊导管间的结 合力，在球囊导管清洗干燥后，采用紫外辐照方法来洁净球囊表面，使高分子材料表面活 化，有得于促进涂层在表面的形成。
[0034] 采用上述浸渍生成的亲水涂层方法步骤中，聚氨酯溶液属弱电解质溶液，经紫外 辐照后的球囊表面活性较高，其表面很容易形成聚氨酯涂层，而且聚氨酯本身也具有非常 多的亲水集团，利于结合。并且采用上述方法中结合球囊与血管支架的匹配性，该涂层厚度 本发明中控制为500-1000nm。
[0035] 等离子沉积生成亲水涂层的方法通过等离子聚合薄膜在球囊导管表面进行处理， 结合生物材料临床使用特征进行亲水涂层的制备，可以采用下述步骤完成：
[0036] S31b，将上述等离子溅射后的球囊用夹具夹持后，置于真空室中构建真空系统，使 得真空室中气压不低于5X 10_3Pa ;
[0037] S32b，开启夹具转动电源，使得转动速度为30-40r/min，使用气体流量为2-4sCCm 的氩气作为放电气体充入真空室，并保持真空室的气压在〇. 2-0. 6Pa ;通入反应气体聚丙 烯酸，保持真空系统内工作压力为l_3Pa，射频功率为20-40W，直流负为60-120W，脉冲占空 比为30-50%进行等离子沉积，聚合薄膜沉积时间为5-15min，即可以在球囊导管表面上制 备一层超亲水聚丙烯酸薄膜，为保证球囊尺寸与血管支架的配合能力，聚丙烯酸薄膜厚度 为 500_1000nm。
[0038] 在球囊导管上制备一层亲水涂层，有利于支架在输送过程中的推送阻力，提高了 血管支架与球囊间的匹配性，同时导管表面的亲水涂层具有更好的生物相容性，提高了输 送系统的综合性能。
[0039] 在本发明中，首先采用等离子溅射的方式，对球囊导管表面进行改性处理，处理后 在表面形成许多纳米级结构，这些纳米级结构在不改变球囊的扩张性下，同时增加了支架 接触面与球囊的摩擦力，因此加强了支架与球囊连接的稳定性，防止支架在输送过程中发 生脱载；并且在等离子处理后的球囊导管表面生成亲水涂层，亲水涂层生成于等离子处理 后的球囊导管表面，相比现有的亲水涂层式增加通过性和稳定性的基础上，增加了球囊截 面直径，可以增加支架安装性能，进一步降低了脱载的可能。
[0040] 为了使本发明技术方案更加易于理解，以下通过多个实施例对本发明心血管介入 球囊导管的制备方法进行举例说明。
[0041] 实施例1
[0042] 其中在该实施例中采用聚合物材质的球囊导管作为进行下列处理操作：
[0043] S10,将聚合物材质的球囊导管置于超声清洗机中进行清洗，包括清洗液超声清洗 5分钟，再用蒸馏水超声清洗5分钟，重复清洗液和蒸馏水的循环清洗过程3次；当然，清洗 之后进行干燥，该实施例中吹干即可；
[0044] S20,将超声清洗后的球囊导管用夹具夹持，夹持后置于物理气相溅射设备中，并 调节建立好真空环境后，通入纯度为99. 9 %的氩气，使得真空室中达到25Pa ;开启夹具转 动驱动，驱动夹具夹持的球囊导管进行转动，控制转动速度为35r/min ;开启电源引弧，使 氩气辉光放电离化为氩离子，此时缓慢调节溅射偏压到24V，溅射频率为60KHz，使氩离子 进对球囊表面进溅射，溅射时间为5min ;
[0045] S31，对等离子溅射后的球囊导管进行清洗后干燥，再用夹具夹持后置于辐射室 中，开启紫外照灯，选择260nm波长，温度在27°C，辐照时间为lOmin ;
[0046] S32,将进行紫外辐射处理后球囊的待涂布部分浸渍于含亲水涂层的聚氨酯溶液 中，溶液浓度为4ug/ml，浸渍时间控制3分钟；取出球囊后将流沿部分用无纺布而吸干，球 囊采用均速旋转并用氮气吹干，即获得到表面亲水涂层的球囊。
[0047] 实施例2
[0048] 该实施例中采用聚合物材质的球囊导管表面作为进行下列处理操作：
[0049] 清洗、干燥及真空环境建立同实施例1
[0050] 将超声清洗后的球囊导管用夹具夹持，夹持后置于物理气相溅射设备中，并调节 建立好真空环境后，通入纯度为99. 9%的氩气，使得真空室中达到50Pa ;开启夹具转动驱 动，驱动夹具夹持的球囊导管进行转动，控制转动速度为35r/min ;开启电源引弧，使氦气 辉光放电离化为氩离子，此时缓慢调节溅射偏压到60V，溅射频率为ΙΟΟΚΗζ，使氩离子进对 球囊表面进溅射，溅射时间为3min ;
[0051] 同样地，将超声清洗后的球囊导管用夹具夹持，夹持后置于物理气相溅射设备中， 并调节建立好真空环境后，通入纯度为99. 9 %的氩气，使得真空室中达到10Pa ;开启夹具 转动驱动，驱动夹具夹持的球囊导管进行转动，控制转动速度为35r/min ;开启电源引弧， 使氩气辉光放电离化为氩离子，此时缓慢调节溅射偏压到20V，溅射频率为30KHz，使氩离 子进对球囊表面进溅射，溅射时间为8min ;
[0052] 实施例3
[0053] 其中在该实施例中采用聚合物材质的球囊导管作为进行下列处理操作：
[0054] S10,将聚合物材质的球囊导管置于超声清洗机中进行清洗，包括清洗液超声清洗 5分钟，再用蒸馏水超声清洗5分钟，重复清洗液和蒸馏水的循环清洗过程2次；当然，清洗 之后进行干燥，该实施例中吹干即可；
[0055] S20,将超声清洗后的球囊导管用夹具夹持，夹持后置于物理气相溅射设备中，并 调节建立好真空环境后，通入纯度为99. 9 %的氩气，使得真空室中达到40Pa ;开启夹具转 动驱动，驱动夹具夹持的球囊导管进行转动，控制转动速度为38r/min ;开启电源引弧，使 氩气辉光放电离化为氩离子，此时缓慢调节溅射偏压到20V，溅射频率为85KHz，使氩离子 进对球囊表面进溅射，溅射时间为3min ;
[0056] S31，将等离子溅射后的球囊导管用夹具夹持后，置于真空室中构建真空系统，使 得真空室中气压为5. OX l(T3Pa ;
[0057] S32,开启夹具转动电源，使得转动速度为35r/min，使用气体流量为3SCCm的氩气 作为放电气体，并保持真空室的气压在〇. 5Pa ;通入反应气体聚丙烯酸，保持真空系统内工 作压力为2. 6Pa，射频功率为35W，直流负为100W，脉冲占空比为42%，进行等离子沉积，聚 合薄膜沉积时间为7min，即可以在球囊导管表面上制备一层超亲水聚丙烯酸薄膜。
[0058] 当然，在这一实施例中，其中直接结等离子溅射处理后的球囊导管进行亲水涂层 沉积，在实施之前也可以参考上述实施例1中的步骤，先对球囊导管表面进行紫外辐射处 理，提升其表面的活性。
[0059] 实施例4
[0060] 在该实施例中采用聚合物材质的球囊表面等离子聚合薄膜的制备，进行下列处理 操作：
[0061] 清洗、干燥及真空室的建立同实施例3
[0062] 开启夹具转动电源，使得转动速度为35r/min，使用气体流量为2SCCm的氩气作为 放电气体，并保持真空室的气压在〇. 2Pa ;通入反应气体聚丙烯酸，保持真空系统内工作压 力为IPa，射频功率为40W，直流负为120W，脉冲占空比为50%，进行等离子沉积，聚合薄膜 沉积时间为15min，即可以在球囊导管表面上制备一层超亲水聚丙烯酸薄膜。同样地，也可 以采用开启夹具转动电源，使得转动速度为35r/min，使用气体流量为4s CCm的氩气作为放 电气体，并保持真空室的气压在〇. 6Pa ;通入反应气体聚丙烯酸，保持真空系统内工作压力 为3Pa，射频功率为20W，直流负为60W，脉冲占空比为30%，进行等离子沉积，聚合薄膜沉积 时间为5min，即可以在球囊导管表面上制备一层超亲水聚丙烯酸薄膜。
[0063] 采用本发明的上述实施例中，将步骤S20中等离子溅射后形成的球囊导管表面用 电镜扫描拍照，其结果如图1所示，其表面由于等离子溅射，表面被蚀刻形成纳米级粗糙表 面。
[0064] 为了更加使得本发明的上述制备方法制备的心血管介入球囊导管，采用实施例1 和实施例2中制备的产品作为实验组，然后选择市售的球囊导管作为对照组，分别安装上 支架之后，测量其移出力，其结果参见图2所示。从如2中可以看出，本发明中的球囊导管 与支架结合之后其移出力相比市售对照组有成倍的提升，相应地可知在手术中进一步大大 降低了脱载的问题。
[0065] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种心血管介入球囊导管，其特征在于，所述球囊导管表面为粗糙表面，且所述粗糙 表面具有纳米级微观结构。
2. 如权利要求1所述的心血管介入球囊导管，其特征在于，所述球囊表面涂有亲水涂 层。
3. 如权利要求1或2所述的心血管介入球囊导管，其特征在于，所述亲水涂层的厚度为 500-1000nm ； 和/或所述亲水涂层材料为聚氨酯或者聚丙烯酸。
4. 一种心血管介入球囊导管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 获取高分子聚合物材质的球囊导管； 将所述球囊导管表面进行清洗处理； 将清洗后的所述球囊导管表面进行等离子溅射处理。
5. 如权利要求4所述的心血管介入球囊导管的制备方法，其特征在于，将清洗后的所 述球囊导管表面进行等离子溅射处理步骤之后还包括： 在等离子溅射处理后的所述球囊导管表面生成亲水涂层。
6. 如权利要求4或5所述的心血管介入球囊导管的制备方法，其特征在于，将清洗后的 所述球囊导管表面进行等离子溅射处理包括： 将所述球囊导管置于等离子溅射设备的真空室中，通入氩气至气压为10?50Pa ; 将氩气电离化为氩离子，调节溅射频率为30?ΙΟΟΚΗζ进行溅射3?8min。
7. 如权利要求5所述的心血管介入球囊导管的制备方法，其特征在于，在等离子溅射 处理后的所述球囊导管表面生成亲水涂层步骤包括： 将等离子溅射处理后的所述球囊导管清洗后进行紫外辐射处理； 将紫外辐射后的所述球囊导管表面的待涂区域置于含亲水涂层物质的聚氨酯溶液中 浸渍处理； 将浸渍处理后的球囊导管于保护性气氛下干燥。
8. 如权利要求7所述的心血管介入球囊导管的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯溶 液的浓度为〇· 1?l〇ug/ml。
9. 如权利要求5所述的心血管介入球囊导管的制备方法，其特征在于，在等离子溅射 处理后的所述球囊导管表面生成亲水涂层步骤包括： 将等离子溅射处理后的所述球囊导管用氩气作为放电气体、聚丙烯酸为反应气体进行 等离子沉积处理。
10. 如权利要求9所述的心血管介入球囊导管的制备方法，其特征在于，将等离子溅射 处理后的所述球囊导管用氩气作为放电气体、聚丙烯酸为反应气体进行等离子沉积处理步 骤包括： 将等离子溅射处理后的所述球囊导管置于气压不低于5 X l(T3Pa真空室中； 向真空室中以流量2?4sccm的充入氩气，至真空室气压为0. 2?0. 6Pa ; 向真空室中通入反应气体聚丙烯酸，至真空室气压为1?3Pa ; 进行等离子沉积，并控制沉积过程中的射频功率为20?40W、直流负为60?120W，脉 冲占空比为30?50%。 和/或，将等离子溅射处理后的所述球囊导管用氩气作为放电气体、聚丙烯酸为反应 气体进行等离子沉积处理步骤之前，还包括将所述球囊导管进行紫外辐射处理。
【文档编号】A61F2/958GK104055610SQ201410289527
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】刘恒全, 龚元, 殷俊光, 古湖南, 鞠隆艳, 燕珍珍 申请人:深圳市金瑞凯利生物科技有限公司