可降解支架及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于医疗用途的可降解支架及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 支架作为治疗血管狭窄的重要器械，在心血管疾病领域得到了越来越广阔的应 用。目前广泛应用于临床的是金属支架。由于金属支架在完成治疗任务后将永久存留于体 内，存在削弱冠状动脉的MRI或CT影像、干扰外科血运重建、阻碍侧枝循环的形成、抑制血 管正性重塑等缺陷。
[0003] 鉴于金属支架存在的这些问题，生物可降解支架作为可能的一种替代解决方案引 起了人们的广泛关注。生物可降解支架由可降解的聚合物材料或金属材料制成，在植入病 变位置后可以在短期内起到支撑血管的作用，实现血运重建。在治疗完成以后，生物可降解 支架在人体环境内会降解成为可被人体吸收、代谢的有机物，最终该支架会消失。
[0004] 以生物可降解聚合物材料为原材料的可降解支架是目前的研宄热点。目前已经取 得CE认证的雅培的BVS支架和Elixir的Desolve支架就是这一领域的代表，它们的安全有 效性也已经通过了临床验证。但是，常见的生物可降解聚合物材料，例如聚乳酸、聚乙醇酸、 聚己内酯等，力学性能比较弱，其杨氏模量只有0. l-4GPa左右，强度只有40-80MPa。由于材 料的力学强度低，在由这些材料制成支架以后，支架的径向支撑力较小，很难起到支撑血管 的作用。因此常见的生物可降解支架往往通过增加支架的壁厚来实现提高其强度的目的。 目前市场上的可降解聚合物支架壁厚都比较厚，例如，雅培的BVS支架和Elixir的Desolve 支架壁厚均在150 μ m以上，远远高于目前市场上的金属支架（壁厚范围70-120 μ m)。 [0005] 但增加壁厚会使支架的轮廓增大，使得支架对于病变血管的通过性变差，同时 会提高支架植入后血管的管腔丢失率。如果支架壁厚太厚，临床中一些长病变需要交叠 (overlap)植入两个支架时，会导致交叠处的支架壁厚更厚，从而严重影响血流通过率。另 夕卜，增加支架壁厚还不利于植入后内皮细胞的生长，也容易引发炎症，形成血栓导致血管再 狭窄等。这些问题成为已上市的可降解支架在临床中出现不良事件的主要原因。降低支架 壁厚可以有效地解决上述临床过程中的问题。因此，降低可降解支架的壁厚已经成为目前 的行业发展的趋势，有越来越多的厂家开始进行薄壁支架的研宄。
[0006] 但是如上所述，根据现有技术，单纯地降低支架壁厚会导致支架的力学支撑不足， 无法实现对病变血管的有效支撑。
[0007] 专利CN 102497970 A中提出了一种制造支架的方法，其中使PLLA管材径向膨 胀，径向膨胀百分比为300%至500%。该专利中提出高的膨胀比会提高聚合物的结晶度， 如果结晶度太高，聚合物就会变得易碎易破裂，韧性降低，因此该专利中推荐的膨胀比为 300%?500%。通过该专利所描述的方法制备的支架，难以同时获得较薄的壁厚和较高的 力学性能。
[0008] 为了有效地解决上述问题，需要在保持支架强度的同时，降低支架的壁厚。本发明 的目的即是要提供一种新型的可降解支架，其具有壁薄、强度高的特点。同时，本发明提供 用于制造该可降解支架的方法。
【发明内容】
[0009] 本发明的发明人经研宄发现，通过调整合适的膨胀工艺参数，即使在管材的径向 膨胀比大于500 %的情况下，仍然可以有效地控制晶粒尺寸的大小，确保材料在高结晶度下 依然能够保持足够的韧性，并且显著提高材料的强度，因此能够在降低支架壁厚的同时，保 持支架的力学性能满足临床要求。此外，还可以通过特殊的支架结构设计，实现相同的技术 效果，或进一步改善其性能。
[0010] 根据本发明的一个方面，提供一种用于制造可降解支架的方法，所述方法包括： [0011] 原始管材制备步骤，其中利用可降解材料制备具有预定内、外径的原始管材； [0012] 膨胀步骤，其中将原始管材放入模具中，对原始管材进行加热和加压，使原始管材 膨胀以使其外径尺寸达到模具的内径尺寸；和
[0013] 支架制备步骤，其中使膨胀后的管材冷却，并制备成最终的可降解支架，
[0014] 其中所述可降解支架具有小于等于150 μ m的壁厚，所述膨胀步骤在60°C?120°C 的膨胀温度和200psi?500psi的膨胀压力下执行，并且膨胀后管材和原始管材的内径比 大于500%。
[0015] 优选地，在所述支架制备步骤中，通过切割制备出具有波环和连接相邻波环的连 接杆的支架，所述波环被切割成具有波浪形的波杆，且将所述波杆间的角度设置为大于 等于80°且小于180°。更加优选地，将所述波杆间的角度设置为大于等于95°且小于 180。。
[0016] 优选地，将在所述支架的轴向方向上Imm单位长度内的波杆数量设置为大于等于 1组。
[0017] 优选地，所述波杆在圆周方向上的波峰的数量为4?12个。
[0018] 优选地，所述支架的壁厚为70μπι?150ym。
[0019] 优选地，所述连接杆连接相邻波杆的连接位置为以下中的至少一种：由波峰到波 谷，由波峰到波峰，或由波谷到波谷。
[0020] 优选地，在所述膨胀步骤中，还在原始管材径向膨胀前、膨胀时和/或膨胀后对管 材进行轴向拉伸。
[0021] 优选地，所述可降解材料为可降解聚合物。优选地，所述可降解聚合物为聚酯类聚 合物、聚酯类聚合物的共聚物或聚酯类聚合物的共混物。优选地，所述可降解聚合物选自： 聚乳酸；聚乙醇酸；聚己内酯；或聚二氧六环酮。
[0022] 根据本发明的另一方面，提供一种可降解支架，其通过根据本发明的方法制备而 成。
[0023] 本发明提供了一种壁厚低于目前市场上可降解支架的新型可降解支架，其整体壁 厚小于等于150 μ m，而且力学性能不低于市场上现有的可降解支架。这种壁薄的可降解支 架可以解决目前可降解支架通过性差、内皮化慢、管腔丢失率高等问题。
[0024] 本发明得到的可降解支架具有如下优点：其即刻支撑力高，不发生断裂；而且在 支架整体壁厚小于等于150 μπι的情况下，支架的力学性能不发生明显的下降，不低于市场 上现有的可降解支架；支架的波杆细，轮廓小，能顺利通过狭窄病变处；此外，在使用本发 明的支架的情况下，内皮化速度快，不会引发炎症反应。
【附图说明】
[0025] 图1示出了放入模具中用于制造支架的原始管材。
[0026] 图2是原始管材吹胀的示意图。
[0027] 图3示出了本发明的可降解支架的展开结构。
【具体实施方式】
[0028] 下面，结合附图，对根据本发明优选实施例的可降解支架及其制造方法进行详细 描述。
[0029] 本发明的支架例如由生物可降解聚合物制备而成，但也可使用其他任何适合的可 降解材料。可以使用的可降解聚合物包括但不限于：聚乳酸；聚乙醇酸；聚己内酯；聚二氧 六环酮等聚酯类聚合物；或者这些聚合物材料的共聚物或共混物等等。
[0030] 下面参考图1和图2描述本发明的支架的制造过程。其中图1示出了放入模具10 中的用于制备支架的原始管材20。图2是在模具中使原始管材20膨胀而得到的膨胀后管 材30的示意图，图2中的箭头分别表示管材在径向和轴向受到的力。
[0031] 具体而言，本发明的可降解支架通过下列步骤来制造：
[0032] 第一：原始管材制备步骤，其中由可降解材料制备原始管材20。如图1所示，该原 始管材20通常为中空圆柱形的，具有预定的外径和预定的内径。用于制备原始管材的方 法，例如挤出法或编织法，是本领域技术人员已知的，在此不再赘述。
[0033] 原始管材20可具有与最终支架所需相同的直径和壁厚，在这种情况下，其不需要 经过后面所述的膨胀步骤，可直接用于制备支架。根据本发明，这种情况下原始管材20的 壁厚小于等于150 μ m，并且通过在支架制备步骤中采用特殊的支架结构设计，在可降解支 架具有较薄壁厚的同时，保证支架的力学性能满足临床要求。
[0034] 但通常，原始管材20具有与最终支架相比较小的内、外径和较大的壁厚。在这种 情况下，需要先对原始管材20进行膨胀处理，使其达到最终支架所需的外径、内径和/或壁 厚，以实现薄壁的效果。然后再制备支架。原始管材20的外径和内径通常根据后面膨胀步 骤中提到的膨胀比来控制。具体而言，原始管材预定的内径和外径由膨胀后管材的外径、内 径和/或壁厚（即所需要的支架的外径、内径和/或壁厚）以及膨胀比（即膨胀后管材和 原始管材的内径比）共同决定。即，
[0035] 原始管材的内径=(膨胀后管材的外径-2*膨胀后管材的壁厚）/膨胀比
[0036] 原始管材的外径=原始管材的内径+2*原始管材的壁厚。
[0037] 上述计算公式是本领域技术人员所公知的。在实际操作中，根据所需膨胀后的外 径、内径和/或壁厚以及膨胀比，根据总体积不变的原理，可以计算出原始管材的外径、内 径和/或壁厚。通常，原始管材20的外径范围可为I. Omm?3. 0mm，内径范围可为0· 2mm? Imm0
[0038] 第二：膨胀步骤。对于与最终支架相比具有较小外径和较大壁厚的原始管材20， 将原始管材20放入合适的模具10中，对原始管材20进行加热加压，使原始管材20膨胀至 其外径达到模具10的内径，从而得到具有最终支架所需外径、内径和/或壁厚的成型管材， 实现薄壁的效果。
[0039] 所采用的模具对于本领域技术人员来说是已知的，在此不再赘述。在膨胀步骤中， 加热方式不限，可以使用缠绕在模具10上的电阻丝加热，也可以通过热气体或辐照加热。 所加热到的温度通常高于所采用聚合物材料的玻璃化转变温度且低于该聚合物材料的熔 融温度。加压方式例如可以通过如下方式实现：将原始管材20的一端封闭，另一端与高压 气路（未示出）相连；向原始管材20中充入高压气体，例如氮气，从而使其膨胀。这种通过 高压气体使原始管材20膨胀的方式可称为吹胀。
[0040] 另外，在加热加压的同时，可以在原始管材20径向膨胀前、膨胀同时和/或膨胀后 对管材20进行轴向拉伸，以进一步减小膨胀后管材的壁厚，实现薄壁管材。拉伸幅度可根 据所需实现的壁厚来调节。
[0041] 根据本发明，在膨胀步