专利名称：可控安全的pla/pcla可降解复合材料人体管道支架及其制备的制作方法
技术领域：
本发明属人体管道支架技术领域，特别是涉及一种可控安全的PLA/PCLA可降解复合材料人体管道支架及其制备。
背景技术：
随着人类生活水平的提高，饮食结构的改变，心血管疾病发病率越来越高，因心血管狭窄引起的冠心病已成为危及人们健康的主要疾病。自20世纪初开始，人们就为治疗冠心病进行不懈的努力。从最初的缓解症状减轻痛苦，逐渐发展到手术根治和球囊支架介入治疗等手段。近年来，外科替换或旁路移植手术是治疗冠状动脉或外周动脉粥样硬化疾病的主要手段，冠状动脉内支架植入术在国内外已被广泛应用治疗冠心病。据统计，仅美国每年就要实施1，400, 000例动脉旁路移植手术。我国的冠状动脉支架置入从1998年的5000 余例上升到2005年的10万例，而且近年来一直以大于50%的比例增长。内支架是用来支撑体内管道狭窄的一种管状结构，是在发现球囊成形术的缺陷后发展起来的，能够改善并确保血管中血液流动，用来解决动脉硬化症或其它血管疾病引起的血管变窄问题。它具有良好的可塑性和几何稳定性。先将支架绑在气球导管上，然后将支架移入血管中。当气球充气后，支架就膨胀进入血管中。支架在血管中形成类似脚手架一样的物体将血管撑开，起到支撑血管，保障血液畅通流动的作用。利用血管支架进行冠心病、动脉粥样硬化等心脑血管疾病的治疗已经被越来越多的患者所接受。日前临床上大量使用的金属支架作为异物永久存留于人体会削弱冠状动脉的MRI 或是CT影像，此外，金属支架还会干扰外科血运重建，阻碍侧支循环的形成，抑制血管性晕塑，需要给予长期抗血小饭治疗。聚合物支架与血管壁的相容性好于金属支架，可避免后期的内膜增殖。特别是可降解的聚合物支架，其生物可降解物质在生物体内通过水解反应逐渐降解，在完成机械性支撑作用后降解成无毒产物，通过呼吸系统和泌尿系统排出体外。此外，高分子支架能够携带药物或者与药物结合在El标部位达到控制释放的目的，从而预防血栓的形成和新生内膜以及平滑肌细胞的增殖。据报道，通过高分子支架所携带药物的局部药物浓度是口服的10倍。因此，寻找新型生物可降解材料制备临时性、可降解的心血管支架成为了研究热点。目前，介入支架法治疗心血管疾病已取得了很好的效果，支架的制备工艺也已很成熟，但是支架植入后会发生再狭窄，这可能是支架在体内发生了物理或化学变化所引起的。因此，支架植入后的随访相应愈来愈重要，可了解不同支架的生物学特性，对支架内再狭窄进行观察和分析，了解不同血管支架生物学特点。通过对支架生物相容性的了解，指导人们开发良好的新型支架来尽可能避免再狭窄的发生。目前，常用于制备可降解支架的材料有聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙交酯丙交酯(PLGA)、胶原蛋白等天然或合成高聚物。如李圣求等人提供了一种将从人类脂肪组织来源的前脂肪细胞分化成脂肪细胞，再将这些分化的脂肪细胞联同一种生物可降解支架一起移植进入身体的方法，其中支架材料采用了纤维蛋白、藻酸盐、PLGA(聚乳酸-乙醇酸共聚物)和PTFT(聚四氟乙烯)李圣求等，用于组织填充的分化的未成熟脂肪细胞和生物可降解支架的移植O00680022417. 1)。P · S ·尼尔森等人将胞外基质(ECM)的不连续区域添加到生物可降解支架中，从而可能组合该支架可以提供的一定范围的物理特性和 ECM的重建特性，该支架采用胶原蛋白、角蛋白、纤维蛋白、弹性蛋白、层粘连蛋白、波形蛋白、玻连蛋白、纤连蛋白、纤维蛋白原及其衍生物、变形蛋白质为原料P · S ·尼尔森等，具有ECM材料的生物可降解支架Q00680040135. 4)。任天斌等人公开了一种具有放化疗协同功能的可降解支架及其制备方法，采用的支架材料为聚乳酸、聚己内酯、聚羟基乙酸、聚己酸丙酯、聚羟基丁酸戊酯、聚乙二醇、可降解聚氨酯任天斌等，具有放化疗协同功能的可降解支架及其制备方法O01010596875.4)。孙锟等人公开了一种新型滑扣生物可吸收支架作为心血管系统支架或者管腔支架在心血管或者管腔狭窄疾病中的应用发明，使用的材料为聚对二氧环己酮(PDO)、聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚羟基丁酸(PHB)孙锟等，一种新型滑扣生物可吸收支架及其应用O01010543488.4)；孙锟等，新型滑扣生物可吸收支架 (201020115558. 1)。以上常用的可降解材料若单独使用往往不能满足管道支架的力学性能或降解时间要求。如天然高分子材料胶原蛋白等质量难以保持稳定且力学性能欠佳；聚己内酯 (PCL)熔点太低且强度不高；聚羟基丁酸(PHB)以及聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚物(PHBV) 因其纺丝困难、单丝强度很低而难以单独使用；聚乙醇酸(PGA)和聚乙交酯丙交酯(PLGA) 都是优异的可吸收医用缝合线原材料，但如单独使用则降解周期过短，一般都在几周或十几周左右；聚对二氧环己酮(PDO)是一种新型降解材料，同样存在着降解周期过短的问题， 因而也不适合用于管道支架的制备。因此，人们往往采用将两种或两种以上材料进行共混后使用，这种共混材料如选用合适的话可以起到取长补短的作用，改善支架的某一方面力学性能或降解周期。但材料共混存在的最大问题就是相互之间的相容性问题，通常材料共混都无法做到分子级互溶，因而难以得到超分子结构完美的结构材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可控安全的PLA/PCLA可降解复合材料人体管道支架及其制备，该管道支架具有良好的机械性能以及生物相容性；其可降解性能克服了金属材料在体内形成“永久异物”的缺点，且制备方法简单，适合于工业化生产。本发明的一种可控安全的聚乳酸(PLA)/聚己内酯丙交酯(PCLA)可降解复合材料人体管道支架，该支架为编织而成的网管结构，组分包括聚乳酸(PLA)/聚己内酯丙交酯 (PCLA)共混单丝，其质量比为聚乳酸聚己内酯丙交酯=99.9 0. 1 50 50。所述的聚乳酸与聚己内酯丙交酯的质量比为80-95 5-20。所述的管道支架的网管外径为2. Omm 40. Omm ；网管长度为10. Omm 120. Omm ； 共混单丝直径为0. Imm 1. 5mm ；PLA/PCLA共混单丝中PCLA的含量为0. 1 50%。本发明的一种可控安全的聚乳酸(PLA)/聚己内酯丙交酯(PCLA)可降解复合材料人体管道支架的制备，包括(1)将聚乳酸(PLA)原料与聚己内酯丙交酯(PCLA)原料按质量比99.9 0. 1 50 50在双螺杆挤出机中以190°C 250°C的温度进行共混造粒，得到聚乳酸(PLA)/聚己内酯丙交酯(PCLA)共混切片，烘干；(2)对上述共混切片在200°C 250°C温度下进行熔融纺丝得到聚乳酸(PLA)/聚己内酯丙交酯(PCLA)初生单丝，然后在50°C 80°C温度下经过3 7倍拉伸之后便得到聚乳酸(PLA)/聚己内酯丙交酯(PCLA)共混单丝；(3)用上述共混单丝在模具上以每根单丝都与临近单丝交错穿压的方式编织网管结构的人体管道支架；在50 140°C温度下对模具连同管道支架进行10 30min的热定型；冷却后取下管道支架，即得。所述步骤(1)烘干的温度为100°C，时间为3小时。所述步骤( 所得管道支架经消毒包装后便得到临床应用的人体管道支架。本发明选用了一种问世不久的新材料一聚己内酯丙交酯(PCLA)作为与聚乳酸 (PLA)共混以改善PLA韧性的高分子材料。实验证明，PLA/PCLA共混物有着比PLA/PCL共混物更为优异的结构性能。PLA属于聚酯家族，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生，因此是一种理想的绿色高分子材料。但PLA材料也有一个很大的缺点，即脆性太大韧性不够，因此无法单独使用PLA单丝去制备管道支架。PCL可以用来与PLA共混以改善PLA的韧性，但正如背景技术所说，共混产物因彼此的大分子结构有着较大的差异而无法获得单一高分子材料那样的结构性能，因此PLA/PCL共混产物在改善韧性的同时也不可避免地损失了强力。而采用PCLA可以使PLA在基本保持原有力学性能的基础上有效改善其韧性。PCLA的大分子为己内酯单体与丙交酯单体的共聚长链，单体之间是以共价键方式链接的，其分子间作用力要远远大于共混大分子之间以氢键为主的作用力。用 PCLA对PLA进行改性的好处是，PCLA大分子中的LA连段由于结构相似性可以与PLA大分子中的LA链段很好地相容并形成结晶结构以确保PLA的强度无明显变化；而PCLA大分子中的CL链段是一种柔性链，起着调节材料韧性的作用。此外，PCLA中的CL链段含量可以有多种选择，因此最终管道支架的降解周期可以通过选用不同CL含量的PCLA产品，以及不同PCLA添加量来加以调节。有益效果(1)本发明的管道支架为网管结构，具有合适的径向支撑力、较小的支架表面覆盖率及较高的支架扩张率。合适的径向支撑力有利于释放后的支架牢固贴附于人体管道内壁而又不损伤管壁组织；较小的支架表面覆盖率降低了血栓形成的几率；较高的支架扩张率可以减小支架输送过程中对沿途组织的损伤程度。(2)本发明的关键之点是采用了 PCLA对PLA进行了改性。PLA是一种比较理想的绿色高分子人体可吸收材料，具有良好的机械性能、物理加工性能、生物相容性、可降解性、 光泽性和透明度。但PLA也有其致命弱点，就是脆性大，其单丝纤维的抗折扰性较差，因此有必要对PLA进行改性。PCLA是己内酯与丙交酯的共聚物，具有比PLA优异的柔韧性，此外二者之间部分相同的链段也有助于PLA与PCLA的共混相容性，因此采用PCLA对PLA进行共混改性有利于改善PLA的韧性。(3)本发明的制备方法流程较短、操作简单，成本低，对环境友好，经济效益高，可以用于金属支架的替代产品。
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图1、本发明的PLA/PCLA可降解复合材料人体管道支架示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1(1)将PLA原料与PCLA原料按质量比99. 9 0. 1在双螺杆挤出机中以250°C共混造粒，得到PLA/PCLA共混切片，烘干密封备用；(2)在200°C下对共混切片进行熔融纺丝得到PLA/PCLA初生单丝，50°C经过3倍拉伸之后得到直径为0. 22mm的PLA/PCLA共混单丝；(3)将PLA/PCLA共混单丝在模具上编织直径为8mm、长度为40mm的人体管道支架；(4)在100°C温度下对模具连同管道支架进行热定型；(5)冷却后取下管道支架，消毒包装后便得到可以临床应用的人体管道支架。实施例2(1)将PLA原料与PCLA原料按质量比95 5的比例在双螺杆挤出机中以190°C 共混造粒，得到PLA/PCLA共混切片，烘干密封备用；(2)在220°C下对共混切片进行熔融纺丝得到PLA/PCLA初生单丝，80°C经过7倍拉伸之后得到直径为1. Omm的PLA/PCLA共混单丝；(3)将PLA/PCLA共混单丝在模具上编织直径为20mm、长度为80mm的人体管道支架；(4)在100°C温度下对模具连同管道支架进行热定型；(5)冷却后取下管道支架，消毒包装后便得到可以临床应用的人体管道支架。实施例3(1)将PLA原料与PCLA原料按质量比90 10的比例在双螺杆挤出机中以200°C 共混造粒，得到PLA/PCLA共混切片，烘干密封备用；(2)在250°C下对共混切片进行熔融纺丝得到PLA/PCLA初生单丝，60°C经过5倍拉伸之后得到直径为0. 22mm的PLA/PCLA共混单丝；(3)将PLA/PCLA共混单丝在模具上编织直径为8mm、长度为60mm的人体管道支架；(4)在80°C温度下对模具连同管道支架进行热定型；(5)冷却后取下管道支架，消毒包装后便得到可以临床应用的人体血管支架。实施例4(1)将PLA原料与PCLA原料按质量比80 20的比例在双螺杆挤出机中以220°C 共混造粒，得到PLA/PCLA共混切片，烘干密封备用；(2)在220°C下对共混切片进行熔融纺丝得到PLA/PCLA初生单丝，经过拉伸之后得到直径为0. 14mm的PLA/PCLA共混单丝；
(3)将PLA/PCLA共混单丝在模具上编织直径为5mm、长度为40mm的人体管道支架；(4)在70°C温度下对模具连同管道支架进行热定型；(5)冷却后取下管道支架，消毒包装后便得到可以临床应用的人体血管支架。实施例5(1)将PLA原料与PCLA原料按质量比50 50的比例在双螺杆挤出机中以220°C 共混造粒，得到PLA/PCLA共混切片，烘干密封备用；(2)在250°C下对共混切片进行熔融纺丝得到PLA/PCLA初生单丝，经过拉伸之后得到直径为0. 2mm的PLA/PCLA共混单丝；(3)将PLA/PCLA共混单丝在模具上编织直径为8mm、长度为60mm的人体管道支架；(4)在70°C温度下对模具连同管道支架进行热定型；(5)冷却后取下管道支架，消毒包装后便得到可以临床应用的人体血管支架。
权利要求
1.一种可控安全的聚乳酸/聚己内酯丙交酯可降解复合材料人体管道支架，其特征在于该支架为编织而成的网管结构，组分包括聚乳酸/聚己内酯丙交酯共混单丝，其质量比为聚乳酸聚己内酯丙交酯=99.9 0.1 50 50。
2.根据权利要求1所述的一种可控安全的聚乳酸/聚己内酯丙交酯可降解复合材料人体管道支架，其特征在于所述的聚乳酸与聚己内酯丙交酯的质量比为80-95 5-20。
3.根据权利要求1所述的一种可控安全的聚乳酸/聚己内酯丙交酯可降解复合材料人体管道支架，其特征在于所述的管道支架的网管外径为2. Omm 40. Omm ；网管长度为 10. Omm 120. Omm ；共混单丝直径为0. Imm 1. 5mm。
4.一种可控安全的聚乳酸/聚己内酯丙交酯可降解复合材料人体管道支架的制备方法，包括(1)将聚乳酸原料与聚己内酯丙交酯原料按质量比99.9 0.1 50 50在双螺杆挤出机中以190°C 250°C的温度进行共混造粒，得到聚乳酸/聚己内酯丙交酯共混切片，烘干；(2)对上述共混切片在200°C 250°C温度下进行熔融纺丝得到聚乳酸/聚己内酯丙交酯初生单丝，然后在50°C 80°C温度下经过3 7倍拉伸之后便得到聚乳酸/聚己内酯丙交酯共混单丝；(3)用上述共混单丝在模具上以每根单丝都与临近单丝交错穿压的方式编织网管结构的人体管道支架；在50 140°C温度下对模具连同管道支架进行10 30min的热定型；冷却后取下管道支架，即得。
5.根据权利要求4所述的一种可控安全的聚乳酸/聚己内酯丙交酯可降解复合材料人体管道支架的制备方法，其特征在于所述步骤(1)烘干的温度为100°c，时间为3小时。
6.根据权利要求4所述的一种可控安全的聚乳酸/聚己内酯丙交酯可降解复合材料人体管道支架的制备方法，其特征在于所述步骤C3)所得管道支架经消毒包装后便得到临床应用的人体管道支架。
全文摘要
本发明涉及一种可控安全的PLA/PCLA可降解复合材料人体管道支架及其制备，该支架为编织而成的网管结构，组分包括聚乳酸/聚己内酯丙交酯共混单丝；制备包括(1)将聚乳酸原料与聚己内酯丙交酯原料进行共混造粒，得到共混切片，烘干；(2)对共混切片进行熔融纺丝得到初生单丝，拉伸便得共混单丝；(3)用共混单丝在模具上以每根单丝都与临近单丝交错穿压的方式编织网管结构的人体管道支架；热定型；冷却后取下管道支架，即得。本发明的管道支架具有良好的机械性能以及生物相容性；其可降解性能克服了金属材料在体内形成“永久异物”的缺点，且制备方法简单，适合于工业化生产。
文档编号D01F8/14GK102335461SQ20111026929
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者吕志前, 张佩华, 杨庆, 沈新元, 郯志清 申请人:上海市第六人民医院, 东华大学