一種用于尿道、輸尿管的可降解修復(fù)支架及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于尿道、輸尿管的可降解修復(fù)支架及制備方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]介入治療(Intervent1nal treatment)，是指在不手術(shù)開(kāi)刀暴露病灶的情況下，在人體血管、皮膚上打通直徑幾個(gè)毫米的微小通道，或經(jīng)過(guò)人體原有生理管道，借助影像設(shè)備(血管造影設(shè)備、透視設(shè)備、核磁共振設(shè)備、CT、B超等)的引導(dǎo)，對(duì)病灶局部進(jìn)行治療的創(chuàng)傷最小的治療方法。介入治療是介于外科、內(nèi)科治療之間的治療方式，包括血管內(nèi)介入和非血管介入治療，具體來(lái)說(shuō)是將不同藥物經(jīng)血管或者皮膚直接穿刺注入病灶，直接作用于患處；或者是將不同的材料及器材置于血管或者人體其他需要修復(fù)的管道，以恢復(fù)這些管道的正常功能。
[0003]許多先天因素(如生理畸形)和后天因素(如創(chuàng)傷、感染、腫瘤等)均可以導(dǎo)致人體尿道缺損、狹窄和功能缺失。常規(guī)治療方法包括尿道擴(kuò)張、尿道內(nèi)切開(kāi)、尿道端端吻合術(shù)等僅適用于距離較短的尿道狹窄患者，針對(duì)長(zhǎng)段尿道狹窄的患者主要采用替代手術(shù)治療，膀胱黏膜、口腔黏膜都被用于作為尿道修復(fù)手術(shù)的補(bǔ)片材料；但取材通常會(huì)引起取材部位的并發(fā)癥，且取材量受到限制。
[0004]介入治療技術(shù)的發(fā)展，為泌尿系統(tǒng)疾病提供了全新的解決方案，即采用尿道、輸尿管支架可以解決尿道或者輸尿管缺損、狹窄、功能缺失等問(wèn)題。目前臨床上常用的尿道、輸尿管修復(fù)支架按照材質(zhì)分主要分為金屬與高分子兩大類；按照材料是否可以被吸收分解可以分為可吸收支架與不可吸收支架。金屬材質(zhì)的尿道支架主要的材質(zhì)為NiTi形狀記憶合金、不銹鋼。金屬支架能夠通過(guò)既有的細(xì)小管道進(jìn)入病灶部位，釋放后能夠擴(kuò)張至設(shè)定口徑，對(duì)尿道管壁提供持續(xù)的擴(kuò)張力，能夠有效防止器官的閉塞、狹窄。目前臨床上使用的金屬支架屬于不可降解支架，植入人體后長(zhǎng)期存留的金屬支架容易引起炎癥反應(yīng)，支架釋放的有毒金屬離子對(duì)人體有一定危害，且金屬支架的疲勞耐受度有限，容易發(fā)生疲勞失穩(wěn)，失效的支架容易引起管道人為的狹窄。
[0005]高分子材質(zhì)的尿道、輸尿管支架也能提供持續(xù)的擴(kuò)張力，但是相對(duì)金屬支架，其材料顯影性能不佳，服役期間支撐的持久度受到嚴(yán)苛工作環(huán)境的挑戰(zhàn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外科研工作者對(duì)生物可降解材料制備的尿道、輸尿管修復(fù)支架的研究開(kāi)發(fā)工作取得了一定的進(jìn)展。中國(guó)發(fā)明專利:CN 103170007 B，CN 102363060 B公開(kāi)了采用聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)及乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)等可降解高分子制備尿道、輸尿管支架的實(shí)例，各種實(shí)例的細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均取得一定成果。
[0006]如何將金屬支架的良好力學(xué)性能與可降解高分子支架良好的生物相容性相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出新一代產(chǎn)品是本發(fā)明人的重點(diǎn)攻克難題。與傳統(tǒng)的生物醫(yī)用金屬、陶瓷、高分子材料相比較。我們關(guān)注的鎂基多孔金屬材料具有以下優(yōu)勢(shì):(1)鎂及鎂合金具有良好的生物相容性。鎂離子是人體中含量較多的無(wú)機(jī)離子，僅次于Na+、C1、K+、Ca2+，是人體必不可少的組成元素，且在人體骨骼中大量出現(xiàn)。參與機(jī)體眾多重要的新陳代謝過(guò)程，對(duì)酶的活性有著非常重要的影響，在生命遺傳領(lǐng)域，Mg2+的存在對(duì)DNA、RNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有著非常重要的作用。
(2)鎂及鎂合金有較高的比強(qiáng)度和比剛度，楊氏模量為41?45GPa。(3)鎂及鎂合金能夠發(fā)生降解反應(yīng)。鎂基合金的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡绕涫窃谌梭w生理環(huán)境中，能夠發(fā)生自發(fā)的緩慢降解。植入人體后，不需要二次手術(shù)即可通過(guò)腐蝕完全降解。消除了傳統(tǒng)金屬基組織修復(fù)材料需要二次手術(shù)移除所帶來(lái)的問(wèn)題。(4)多孔結(jié)構(gòu)可為細(xì)胞提供三維生長(zhǎng)空間，有利于養(yǎng)料和代謝物的交換運(yùn)輸，其本身具有生物活性。因此，鎂基多孔材料滿足作為尿道、輸尿管支架的條件，具有非常良好的研究和應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有尿道、輸尿管修復(fù)支架的不足，提供了一種用于尿道、輸尿管的可降解多孔鎂修復(fù)支架及其制備方法。采用可降解多孔鎂制備的尿道、輸尿管修復(fù)支架，具備現(xiàn)有相關(guān)金屬支架的力學(xué)性能，兼具生物可降解支架的降解性能。解決了目前金屬及高分子支架存在的問(wèn)題，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
[0008]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0009]將金屬鎂、鎂合金制備成多孔支架結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于尿道、輸尿管的修復(fù)。所述金屬鎂為高純金屬鎂(純度彡99.99% )。鎂合金包括已有商用牌號(hào)鎂合金AZ31、AZ91、AM60、ZK60、WE43 等(純度彡 99.99% );以及 Mg-Al，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-Ca，Mg_Sr，Mg-Re 等二元合金系(純度彡 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(純度多99.99% )，以及為了提高鎂合金相關(guān)性能而設(shè)計(jì)的新型鎂合金體系。
[0010]所述多孔鎂支架的制備方法包括機(jī)械加工法、網(wǎng)絡(luò)編織法、激光燒蝕法、粉末冶金法等。
[0011]制備所得的可降解多孔鎂尿道、輸尿管修復(fù)支架具有以下特點(diǎn):1)支架外徑尺寸為l-10mm，內(nèi)徑尺寸為0.5_8mm，長(zhǎng)度為5_100mm。2)支架管壁分布有大小均勾，孔徑尺寸10-500 μ m的微孔，整體孔隙率為5% -70%。
[0012]具體醫(yī)用尿道、輸尿管的可降解多孔鎂修復(fù)支架的幾種制備方法如下所述:
[0013]1、機(jī)械加工法:將高純鎂或鎂合金，經(jīng)過(guò)固溶、擠壓、時(shí)效等處理后。利用高精度加工中心進(jìn)行加工。首先加工出直徑l-10mm，長(zhǎng)度為5-100mm的圓棒；而后利用微小打孔設(shè)備在圓棒表面均勻打孔，注意打孔要求徑向穿透鎂棒；最后使用鉆孔設(shè)備，沿圓棒的中心軸向鉆出直徑為0.5-8mm的長(zhǎng)孔。經(jīng)過(guò)電化學(xué)拋光后制得多孔鎂支架。
[0014]2、網(wǎng)絡(luò)編織法:選取高純鎂或鎂合金，經(jīng)過(guò)固溶、時(shí)效等熱處理后。首先將高純鎂和鎂合金經(jīng)過(guò)特殊拉拔處理得到直徑為0.3-lmm的鎂絲；而后將鎂絲編織成網(wǎng)，制得厚度為0.5-1.2mm鎂絲網(wǎng)；最后將鎂絲網(wǎng)卷成并焊接定型加工成內(nèi)部孔徑為0.5_8mm的多孔鎂管。經(jīng)電化學(xué)拋光后得多孔鎂支架。
[0015]3、激光燒蝕法:選取高純鎂或鎂合金，經(jīng)過(guò)固溶、時(shí)效等熱處理后。首先利用高精度加工中心，加工出直徑l-10mm，長(zhǎng)度為5-100mm的圓棒；而后利用適合能量密度的激光，在鎂棒表面進(jìn)行刻蝕，刻蝕出10-300 μ m的微孔，整體孔隙率為5% -70%的多孔鎂棒，最后利用激光沿中心軸向打出直徑為0.5-8mm的長(zhǎng)孔。經(jīng)過(guò)電化學(xué)拋光后制得多孔鎂支架。
[0016]4、粉末冶金法:選取采用機(jī)械法或者還原法等方法制備的高純鎂或鎂合金粉末。粒徑大小在10 μ m?300 μ m之間。分別篩選粒徑為50-500 μ m，分子量為5萬(wàn)-100萬(wàn)的球狀分析純聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尿素、碳酸氫銨等作為造孔劑。首先將各種原料放置在真空干燥箱中40?80°C干燥2-6h ;而后依照鎂粉在總粉中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95% -30%精確稱重，均勻混合鎂粉與造孔劑。接下來(lái)將混合粉末置于一個(gè)中間含有型芯的特殊模具，采用單向或雙向施壓，經(jīng)過(guò)50MPa-500MPa，保壓lOmin后，脫模得到多孔鎂預(yù)制體。最后，在真空氣氛爐中，根據(jù)采用造孔劑的不同，分段燒結(jié)得到最終的多孔鎂支架。
[0017]相比現(xiàn)有的尿道、輸尿管支架，本發(fā)明所制備的多孔鎂支架具有如下的技術(shù)效果:
[0018](1)、多孔鎂支架具有生物可降解性能，在尿道、輸尿管等環(huán)境中能夠逐漸降解，無(wú)殘留，在降解的過(guò)程中，不會(huì)引發(fā)尿道、輸尿管結(jié)石。能夠大大降低患者的痛苦及手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
[0019](2)、采用多種方法制備的多孔鎂支架，具有相對(duì)良好的力學(xué)性能。支架的抗壓強(qiáng)度在20MPa-300MPa，疲勞強(qiáng)度良好，能夠適應(yīng)于人體尿道、輸尿管的生理環(huán)境。
[0020](3)、多孔鎂支架在人體中具有良好的顯影性能，便于微創(chuàng)手術(shù)的開(kāi)展及術(shù)后相關(guān)檢查的開(kāi)展。
【附圖說(shuō)明】
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[0021]圖1為本發(fā)明采用機(jī)械加工法制備的多孔鎂支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明采用網(wǎng)絡(luò)編織法制備的多孔鎂支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為采用粉末冶金法制備多孔鎂孔隙的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
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[0024]實(shí)施例1
[0025]采用機(jī)加