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基可吸收植入医疗器械及其制备方法

阅读:180发布:2020-05-18

专利汇可以提供基可吸收植入医疗器械及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 铁 基可吸收植入医疗器械及其制备方法,该铁基可吸收植入医疗器械包括基体和可降解 聚合物 层,所述植入医疗器械还包括阴离子 表面活性剂 层,该阴离子表面活性剂层设于所述基体和所述可降解聚合物层之间。上述该阴离子表面活性剂利用其疏 水 性能在溶液中形成一层疏水的屏障来隔离铁基基体表面与体液环境,避免植入初始和早期铁基基体与可降解聚合物降解产生的酸性环境直接 接触 而发生严重局部 腐蚀 ,进而导致的铁基可吸收植入医疗器械植入初期和早期的的安全性和有效性问题。,下面是基可吸收植入医疗器械及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种基可吸收植入医疗器械,包括基体和可降解聚合物层,其特征在于,所述植入医疗器械还包括阴离子表面活性剂层,该阴离子表面活性剂层设于所述基体表面,并位于基体和所述可降解聚合物层之间;所述阴离子表面活性剂层由阴离子表面活性剂组成;所述阴离子表面活性剂包括亲基团和疏水尾链。
2.根据权利要求1所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述阴离子表面活性剂层与所述基体化学吸附连接。
3.根据权利要求1或2所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述亲水基团为极性亲水基团,所述疏水尾链为非极性疏水尾链。
4.根据权利要求3所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述亲水基团选自羧酸基团、硫酸基团和磺酸基团中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述疏水尾链包括链,所述烃链中的原子个数至少为8个。
6.根据权利要求1或2所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述阴离子表面活性剂层包括单个所述亲水基团层或者几个所述亲水基团层。
8.根据权利要求1所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述基体表面为自由表面,或者基体表面包括对基体表面改性形成的中间层;所述中间层为铁基基体的粗糙化处理表面层、或铁化合物层、或铁的磷酸盐化合物层。
9.根据权利要求1所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述可降解聚合物层中混合有活性药物成分,所述活性药物包括抑制血管增生的药物、或抗血小板类药物、或抗血栓类药物、或抗炎症反应的药物、或至少两种前述药物的混合。
10.根据权利要求9所述的铁基可吸收植入医疗器械,其特征在于,所述抑制血管增生的药物包括紫杉醇、雷帕霉素及其衍生物;所述抗血小板类药物包括西洛他唑;所述抗血栓类药物包括肝素;所述抗炎症反应的药物包括地塞米松。
11.一种权利要求1~10任一项所述的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,其特征在于,包括在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层。
12.根据权利要求11所述的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,其特征在于,所述在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层,包括将所述基体置于阴离子表面活性剂浸泡液中进行浸泡反应形成所述阴离子表面活性剂层。
13.根据权利要求12所述的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,其特征在于,所述浸泡液中置有正电极和负电极,所述正电极与负电极之间加载直流电压
14.根据权利要求13所述的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,其特征在于,所述基体作为所述正电极、或者所述基体与所述正电极电连接、或者所述基体置于所述正电极附近。
15.根据权利要求11所述的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,其特征在于,所述在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层之前,所述制备方法包括对所述基体表面改性形成中间层。
16.根据权利要求15所述的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,其特征在于,所述表面改性包括对所述基体的表面进行粗糙化处理、或氧化处理、或磷化处理。
17.根据权利要求11所述的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,其特征在于,所述在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层之前,所述制备方法包括对所述铁基基体进行清洗。

说明书全文

基可吸收植入医疗器械及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械领域,尤其涉及一种铁基可吸收植入医疗器械及其制备方法。

背景技术

[0002] 采用铁基材料制备生物可吸收植入医疗器械已见诸多报道。相比于镁基材料和可降解聚合物,铁基合金制备的植入医疗器械具有更加理想的支撑以及更加缓慢的吸收速度。例如铁基合金管腔支架,可在管腔的修复期(例如,血管的修复期约为3个月左右)内保持足够的有效支撑。但是不足的是,管腔修复完成后,铁基管腔支架的腐蚀缓慢,难于在尽量短的时间内完全腐蚀,无法满足临床上对可吸收器械的降解时间要求,需要提高铁腐蚀速度。
[0003] 有现有技术揭露在铁基基体表面涂覆可降解聚酯类涂层可提高铁基合金的腐蚀速度。该可降解聚酯类涂层在体内的降解会使得器械植入位置附近的局部微环境的pH值下降,形成局部微酸性环境,铁基材料在此酸性环境中腐蚀生成降解产物铁盐,从而提高腐蚀速度。
[0004] 铁基材料的用量是否与可降解聚酯类涂层的用量匹配将会影响铁基材料的腐蚀速度及最终腐蚀产物形态。对于预定规格的铁基器械,在选定可降解聚酯种类与确定足以使铁基基体完全腐蚀的可降解聚酯用量的情况下,可降解聚酯类涂层的降解速度和铁基合金的腐蚀速度是否匹配影响植入器械早期力学性能。例如,铁基基体在植入初始(比如植入冠脉后1-7天左右)和早期(植入后的1个月内)易发生局部腐蚀,过快的局部腐蚀形成大量腐蚀产物的积累,导致器械内表面内皮化不完整,增加急性和亚急性血栓的险,在腐蚀严重的情况下甚至发生部分基体断裂,难以有效支撑。因此,对于包括可降解聚酯的铁基器械,如何避免铁基器械在植入初始及早期局部腐蚀的发生,以确保铁基器械的安全性和有效性,是当前急需解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于,针对现有技术中难于避免铁基器械在植入初始及早期内局部腐蚀的发生的缺陷,提供铁基可吸收植入医疗器械及其制备方法,该医疗器械在植入体内后铁基基体的早期腐蚀速度较慢甚或是完全不腐蚀,可在预期的早期有效支撑时段内满足临床上对器械的力学性能要求。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供了一种铁基可吸收植入医疗器械,包括基体和可降解聚合物层,所述植入医疗器械还包括阴离子表面活性剂层,该阴离子表面活性剂层设于所述基体和所述可降解聚合物层之间。
[0007] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述阴离子表面活性剂层与所述基体化学吸附连接。
[0008] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述阴离子表面活性剂层中的阴离子表面活性剂包括亲基团和疏水尾链,所述亲水基团为极性亲水基团,所述疏水尾链为非极性疏水尾链。
[0009] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述亲水基团选自羧酸基团、硫酸基团和磺酸基团中的至少一种。
[0010] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述疏水尾链包括链,所述烃链中的原子个数至少为8个。
[0011] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
[0012] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述阴离子表面活性剂层包括单个所述亲水基团层或者几个所述亲水基团层。
[0013] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述铁基可吸收植入医疗器械还包括位于所述基体与所述阴离子表面活性剂层之间的中间层;所述中间层为铁基基体的粗糙化处理表面层、或铁化合物层、或铁的磷酸盐化合物层。
[0014] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述可降解聚合物层中混合有活性药物成分,所述活性药物包括抑制血管增生的药物、或抗血小板类药物、或抗血栓类药物、或抗炎症反应的药物、或至少两种前述药物的混合。
[0015] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械中,所述抑制血管增生的药物包括紫杉醇、雷帕霉素及其衍生物;所述抗血小板类药物包括西洛他唑(Cilostazol);所述抗血栓类药物包括肝素;所述抗炎症反应的药物包括地塞米松。
[0016] 本发明还提供了一种上述铁基可吸收植入医疗器械的制备方法,包括在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层。
[0017] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法中,所述在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层,包括将所述基体置于阴离子表面活性剂浸泡液中进行浸泡反应形成所述阴离子表面活性剂层。
[0018] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法中,所述浸泡液中置有正电极和负电极,所述正电极与负电极之间加载直流电压
[0019] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法中,所述基体作为所述正电极、或者所述基体与所述正电极电连接、或者所述基体置于所述正电极附近。
[0020] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法中,所述在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层之前,所述制备方法包括对所述基体表面改性形成中间层。
[0021] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法中,所述表面改性包括对所述基体的表面进行粗糙化处理、或氧化处理、或磷化处理。
[0022] 在依据本发明实施例的铁基可吸收植入医疗器械的制备方法中,所述在基体表面覆盖阴离子表面活性剂层之前,所述制备方法包括对所述铁基基体进行清洗。
[0023] 本发明中的医疗器械的基体上覆盖有阴离子表面活性剂层,该阴离子表面活性剂利用其疏水性能在溶液中形成一层疏水的屏障来隔离铁基基体表面与体液环境,避免植入初始和早期铁基基体与可降解聚合物降解产生的酸性环境直接接触而发生局部腐蚀。附图说明
[0024] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0025] 图1是本发明实施例的可吸收管腔支架的截面示意图;
[0026] 图2是图1中可吸收管腔支架基体的一实施方式的截面示意图;
[0027] 图3是本发明实施例的浸泡反应装置的示意图。

具体实施方式

[0028] 本发明提供的铁基可吸收植入医疗器械包括管腔支架、妇科植入物、男科植入物、呼吸科植入物或骨科植入物。为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现以管腔支架为例,对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
[0029] 如图1所示,一种可吸收管腔支架1(以下可简称为支架1)包括铁基可吸收管腔支架基体11(以下简称为基体11)和覆盖该基体11的可降解聚合物层12。该支架1可以是血管支架,例如冠脉支架或外周支架,其具有径向压缩状态和径向扩展状态,使用中将处于径向压缩状态的支架1设于输送装置中并经由输送装置输送至管腔的病变位置,释放后通过球囊扩张至径向扩展状态,以紧贴管腔壁,从而通过径向支撑力固定于管腔中。
[0030] 可降解聚合物层12用于载药和通过其降解产物形成的酸性环境来加速基体11的降解。所述可降解聚合物降解后会产生羧酸,可以是可降解聚酯或可降解聚酸酐。所述可降解聚酯选自聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物中的任意一种,或者选自聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物中的至少两种的物理共混物,或者是由形成聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物的单体中的至少两种共聚而成的共聚物;所述聚酸酐选自聚1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸、聚芥酸二聚体-癸二酸或聚富酸-癸二酸;所述可降解聚酯选自聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物中的任一种;或者所述可降解聚合物包括前述可降解聚酯与前述可降解聚酸酐的共混物,或为形成前述可降解聚酯与可降解聚酸酐的单体共聚而成的可降解共聚物。
[0031] 当可降解聚合物载药时,可降解聚合物层中还可以混合有活性药物成分,活性药物可以是抑制血管增生的药物,如紫杉醇、雷帕霉素及其衍生物;或抗血小板类药物选自西洛他唑(Cilostazol);或抗血栓类药物如肝素;或抗炎症反应的药物如地塞米松;也可以是前述至少两种药物的混合。
[0032] 基体11由铁管坯料、通过切割成预设花纹形成。该基体11由铁基合金制成,所述铁基合金选自纯铁或在纯铁中掺杂有C、N、O、S、P、Mn、Pd、Si、W、Ti、Co、Cr、Cu、Re中至少一种形成的合金。其中,纯铁的全部杂质元素含量≤0.5wt.%,铁合金的全部合金元素含量≤3wt.%。作为本发明的一种实施方式,纯铁的全部杂质元素中的碳含量可以小于或等于
0.022%,或者铁合金的全部合金元素中碳含量≤0.45wt.%。
[0033] 可吸收管腔支架1还包括设于基体11和可降解聚合物层12之间的阴离子表面活性剂层13。阴离子表面活性剂层13中的阴离子表面活性剂包括亲水基团和疏水尾链,亲水基团与铁基基体化学吸附连接。该亲水基团为极性亲水基团,例如可以是羧酸基团、硫酸基团或磺酸基团。上述疏水尾链为非极性疏水尾链,包括烃链,烃链中的碳原子个数至少为8个。阴离子表面活性剂可以包括单亲水基头和单疏水尾链;阴离子表面活性剂也可以是包括单亲水基头和单疏水尾链的二聚体或寡聚体组成的阴离子Gemini表面活性剂。作为举例,上述阴离子表面活性剂可以是十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
[0034] 本发明中的阴离子表面活性剂的极性亲水基团能够提供孤对电子,可以与存在空的3d电子轨道的铁离子发生配位反应而发生化学吸附,化学吸附中吸附分子通过与介质表面原子形成化学键而吸附在介质表面,此类吸附中的结合能远超通过范德华键吸附的物理吸附的结合能,因此阴离子表面活性剂可以牢固地吸附在铁基基体表面,不易脱落。阴离子表面活性剂的非极性疏水尾链在溶液中形成一层疏水的屏障隔离铁基基体表面与体液环境,避免植入初始和早期铁基基体与可降解聚合物降解产生的酸性环境直接接触而发生局部腐蚀。也就是说,本发明中,阴离子表面活性剂层作为缓释层,起到初始及早期防止铁基基体腐蚀(或缓蚀)的效果。
[0035] 然而,并非所有的生物相容阴离子表面活性剂都能提供孤对电子与铁离子配位形成化学吸附,以目前植入医疗器械领域常用的硬脂酸盐(包括硬脂酸镁、硬脂酸等)为例,硬脂酸镁和硬质酸钙均不溶于水,在水中无法电离,只能以分子的形态存在;另一方面,硬脂酸镁和硬脂酸钙通常溶于有机溶剂,例如丙,而有机溶剂无法提供硬脂酸镁或硬脂酸钙水解所需要的氢离子,因此,硬脂酸镁和硬脂酸钙在此类溶剂中仍以分子形式溶解,能提供孤对电子的氧原子被镁/钙原子或碳原子包围,屏蔽其提供孤对电子。如若采用能够提供氢离子的溶剂,则溶剂中的氢原子会取代镁或钙,使能够提供孤对电子的氧原子裸露出来,但是,此类溶剂的酸性都强于水溶液,通常会造成铁支架基材表面腐蚀而引发其它安全、有效性问题,无法制备理想的样品。
[0036] 在采用阴离子表面活性剂进行防腐的过程中,因为阴离子表面活性剂本身并不与任何酸或发生反应,因此不会消耗支架降解所需的酸性环境,确保了支架在修复期完成后的正常降解。且,阴离子表面活性剂利用其疏水尾链进行缓蚀,由于分子的运动和分子间的相互作用力,体内的腐蚀介质仍然可以缓慢通过不同疏水尾链之间的空间,到达支架表面,使支架发生腐蚀,避免了由于缓蚀层过厚或者过于致密而发生铁基基体不降解或降解极其缓慢的情况。
[0037] 阴离子表面活性剂层可包括单个亲水基团层,即铁基基体表面仅吸附有单个亲水基团层,若以亲水基团的厚度来表征阴离子表面活性剂层的厚度,则此时阴离子表面活性剂层的厚度约为单个亲水基团的尺寸。阴离子表面活性剂层还可包括几个亲水基团层,此处的数个指的是2~9个,一般是2~3个,此时阴离子表面活性剂层的厚度约为几个亲水基团的尺寸之和。无论是单个还是几个亲水基团,阴离子表面活性剂层的厚度均为纳米量级或者更小。
[0038] 已经知晓,在支架从径向压缩状态转变到径向扩展状态的过程中,部分区域会发生较大的形变量,因本发明中阴离子表面活性剂层的厚度均为纳米量级或者更小,一方面不会增大支架的轮廓,另一方面在支架的状态转变过程中,该阴离子表面活性剂层的塑性变形能力强,不会出现开裂而形成裂纹,避免体液通过裂纹局部腐蚀铁基基体的可能,同时也不会对支架的径向支撑力产生影响。
[0039] 参见图2,基体11还可以包括位于基体11与阴离子表面活性剂层13之间的中间层111,该中间层111可以是基体11的粗糙化处理表面层、或铁氧化合物层、或铁的磷酸盐化合物层。相比基体11的原始表面,该中间层111的表面更加粗糙,可以吸附更多阴离子表面活性分子或更易于吸附阴离子表面活性剂分子。而且铁氧化合物和铁的磷酸盐化合物层本身具有缓蚀性,可与阴离子表面活性剂层13共同作用,进一步增强支架整体的缓蚀效果。
[0040] 上述可吸收管腔支架的制备方法包括制备上述基体、在制得的基体表面覆盖可降解聚合物层。可采用本领域普通技术人员知晓的适合方法在基体表面覆盖可降解聚合物层,可降解聚合物层用于载药和通过其降解产物形成的酸性环境来加速基体11的降解。所述可降解聚合物降解后会产生羧酸,可以是可降解聚酯或可降解聚酸酐。所述可降解聚酯选自聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物中的任意一种,或者选自聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物中的至少两种的物理共混物,或者是由形成聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物的单体中的至少两种共聚而成的共聚物;所述聚酸酐选自聚1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸、聚芥酸二聚体-癸二酸或聚富马酸-癸二酸;所述可降解聚酯选自聚乳酸、聚乙醇酸、聚丁二酸酯、聚(β-羟基丁酸酯)、聚已内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚羟基丁酸酯戊酸酯共聚物中的任一种;或者所述可降解聚合物包括前述可降解聚酯与前述可降解聚酸酐的共混物,或为形成前述可降解聚酯与可降解聚酸酐的单体共聚而成的可降解共聚物。
[0041] 可降解聚合物中还可载药,载药时可降解聚合物层中混合有活性药物成分,活性药物可以是抑制血管增生的药物,如紫杉醇、雷帕霉素及其衍生物;或抗血小板类药物选自西洛他唑(Cilostazol);或抗血栓类药物如肝素;或抗炎症反应的药物如地塞米松;也可以是前述至少两种药物的混合。
[0042] 制备上述可吸收管腔支架的方法包括在铁基基体表面覆盖阴离子表面活性剂层,例如可将铁基基体置于阴离子表面活性剂浸泡液(以下可简称为浸泡液)中进行浸泡反应形成阴离子表面活性剂层。浸泡液可以是浓度为0.003mol/L-0.1mol/L的阴离子表面活性剂溶液,浸泡反应时间通常为1~2小时,浸泡温度为20~40℃。
[0043] 该阴离子表面活性剂溶液中的阴离子表面活性剂包括亲水基团和疏水尾链,亲水基团与铁基基体吸附连接。该亲水基团为极性亲水基团,例如可以是羧酸基团、硫酸基团或磺酸基团。上述疏水尾链为非极性疏水尾链,包括烃链,烃链中的碳原子个数至少为8个。阴离子表面活性剂可以包括单亲水基头和单疏水尾链;阴离子表面活性剂也可以是包括单亲水基头、单疏水尾链的二聚体或寡聚体组成的阴离子Gemini表面活性剂。具体地,上述阴离子表面活性剂可以是十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
[0044] 若铁基基体直接置于浸泡液中进行浸泡反应,浸泡液的浓度为0.003mol/L-0.1mol/L,浸泡反应时间通常为1~2小时,浸泡温度为20~40℃。浸泡反应中,阴离子表面活性剂自发吸附到铁基基体表面。
[0045] 在自发吸附过程中,若阴离子表面活性剂浓度较低,例如低于阴离子表面活性剂的临界胶束浓度,则自发吸附过程将较为缓慢,此时可在浸泡反应中加入电场,通过电场力来减少浸泡液中的离子碰撞,促使离子定向移动,并提高离子的运动速率,从而加快吸附。具体地,可在浸泡液中加入正电极和负电极,正电极与负电极之间加载直流电压,该直流电压为5~20V。铁基基体可直接作为正电极或者与正电极电连接,此时浸泡液的浓度为
0.003mol/L-0.03mol/L,浸泡反应时间通常为3~5分钟,浸泡温度为20~40℃。铁基基体还可位于正电极附近,但不与正电极电连接,此时浸泡液的浓度为0.003mol/L-0.03mol/L,浸泡反应时间通常为10~30分钟,浸泡温度为20~40℃。
[0046] 在该可吸收管腔支架的制备方法中,可在铁基基体表面覆盖阴离子表面活性剂层之前,对铁基基体表面改性形成中间层。例如,该表面改性可以是对铁基基体的表面进行粗糙化处理形成粗糙化处理表面层,该粗糙化处理可以是对铁基基体的原始表面进行打磨。该表面改性也可以是对铁基基体的表面进行氧化处理形成铁氧化合物中间层。该氧化处理可以是加热氧化、浸泡反应氧化、化学气相沉积氧化等等。该表面改性也可以是对铁基基体的表面进行磷化处理形成铁的磷酸盐化合物层,该磷化处理可以是将铁基基体置于磷化液中进行浸泡反应完成磷化。
[0047] 在该可吸收管腔支架的制备方法中,可在铁基基体表面覆盖阴离子表面活性剂层之前,对铁基基体进行清洗,例如可将铁基基体置于清洗液中进行超声清洗,确保铁基基体表面的光洁度,以有助于阴离子表面活性剂分子在铁基基体表面的吸附。
[0048] 实施例1
[0049] 在该可吸收管腔支架的制备过程中,将铁基基体置于阴离子表面活性剂浸泡液中,该浸泡液为十二烷基硫酸钠水溶液,浓度为0.05mol/L,浸泡温度为20~40℃,浸泡反应时间为1~2小时。浸泡反应结束后,将制得的基体取出并用酒精清洗,在40~60℃下烘干。
[0050] 将上述制得的基体与空白样同时进行接触测试,采用JY-82视频接触角测定仪、以量角法测试基体和铁基基体的接触角,从而评价两者的浸润性,当然,本领域的普通技术人员可选用任意适合的方法来测试接触角,例如也可选用量高法进行测试。此处通过量角法测得基体的接触角为85°,铁基基体的接触角为33°。
[0051] 将附有表面活性剂的基体与未附有表面活性剂的铁基基体(下称空白样)同时进行体外模拟腐蚀测试,将两者置于腐蚀液中进行浸泡腐蚀,腐蚀液为生理盐水,随后密闭置于37℃水浴摇床中浸泡腐蚀1小时。此处腐蚀液为常规的生理盐水,未进行特殊的酸性处理以模拟聚合物降解产物形成的酸性环境,一方面是因为在支架的植入初始或早期,聚合物的降解产物仅在支架的局部形成酸性环境,并未对环绕支架的体液环境的整体酸碱度产生明显影响;另一方面,本发明中的阴离子表面活性剂通过其疏水性能来实现防腐或缓蚀,无论是常规的生理盐水,还是经过酸化处理的生理盐水,其防腐或缓蚀原理相同,均能同样地被阻挡在表面活性剂层之外,酸化处理的生理盐水含有少量的氢离子,但是由于疏水尾链排斥水分子,氢离子无法保持离子形态到达铁基基体表面,因此无法单独对铁基基体进行腐蚀。综上,在本发明的体外模拟实验中,采用常规的生理盐水作为腐蚀液可以有效模拟支架植入的环境。
[0052] 腐蚀后清洗称重,并采用腐蚀失重结果表征腐蚀速度。其中,腐蚀失重的单位为-2mm/y,计算公式为(10 ·ΔM)/(ρ·S·t),ΔM以g为单位表示腐蚀前后的质量损失,腐蚀时间t以年y为单位代入数值计算,进行腐蚀的客体的表面积S以cm2为单位代入数值计算,ρ以g/cm2为单位代入数值计算,如材料为纯铁,则ρ=7.8g/cm3。
[0053] 经过1小时浸泡腐蚀后,在体式三维显微镜下观察,附有表面活性剂的基体未见腐蚀,腐蚀液肉眼可见澄清;而空白样已可见明显腐蚀点,腐蚀液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。计算获得的基体的腐蚀速度为0.0409mm/y,相同条件下的铁基基体的0.0613mm/y。
[0054] 从以上可以看出,通过在铁基基体表面加覆阴离子表面活性剂层,可以减缓腐蚀速度,从而避免或延缓植入初始及早期的局部腐蚀;同时还可以削弱浸润性,相比于空白样,本实施例的可吸收管腔支架的接触角从33°增加到85°,即对应的疏水性能得以提高,增强了缓蚀效果。
[0055] 实施例2
[0056] 在该可吸收管腔支架的制备过程中,首先对铁基基体进行超声清洗,超声清洗液为稀盐酸溶液,可采用本领域普通技术人员熟知的浓度,超声清洗时间为1~3分钟;然后依次用5%的氢氧化钠溶液、一级纯净水和酒精分别超声清洗1分钟。超声清洗结束后通过浸泡反应在金属基体的表面覆盖阴离子表面活性剂层,此时浸泡液为十二烷基磺酸钠水溶液,浓度为0.05mol/L,浸泡反应时间为1~2小时。浸泡反应结束后取出制得的基体并用酒精清洗,在40~60°下烘干。本实施例中在覆盖阴离子表面活性剂之前先对铁基基体进行超声清洗,可确保支架表面光洁度,同时在铁基基体质量无明显变化的前提下,可提高铁基基体表面分子量级上的粗糙度,裸露出更多的铁原子,以吸附更多的阴离子表面活性剂分子,起到更好的缓蚀效果。
[0057] 采用与实施例1相同的方法对制得的基体和铁基基体进行体外模拟腐蚀测试和接触角测试。体外模拟腐蚀测试中,在体式三维显微镜下观察到基体未见腐蚀,浸泡液肉眼可见澄清;而铁基基体已可见明显腐蚀点,浸泡液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。计算获得的基体的腐蚀速度为0.0385mm/y,相同条件下的铁基基体的0.0613mm/y。测得基体的接触角为93°,铁基基体的接触角为33°。测试结果表明,相比于铁基基体,基体的腐蚀速度明显减少,疏水性能明显增强,因此可以达到较好的缓蚀效果。
[0058] 实施例3
[0059] 在基体的制备过程中,首先将铁基基体在温度为300~350℃空气氛围中热处理30秒~3分钟,在其表面形成一层均匀的铁氧化合物中间层,该中间层的厚度一般为纳米量级。随后采用浸泡反应法在该中间层上覆盖阴离子表面活性剂层,浸泡液为十二烷基磺酸钠水溶液,浓度为0.05mol/L,浸泡反应时间为1~2小时。浸泡反应结束后取出制得的基体,并用酒精清洗、在40~60°下烘干。本实施例中,铁氧化合物中间层不但可以增强粗糙度,使其更易于吸附阴离子表面活性剂分子,同时铁氧化合物中间层本身也具有缓蚀效果,可与阴离子表面活性剂层一起起到缓释效果。
[0060] 采用与实施例1相同的方法对制得的基体和铁基基体进行体外模拟腐蚀测试和接触角测试。体外模拟腐蚀测试中,在体式三维显微镜下观察到基体未见腐蚀,浸泡液肉眼可见澄清;而铁基基体已可见明显腐蚀点,浸泡液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。测得基体的接触角为100°,铁基基体的接触角为33°。测试结果表明,相比于铁基基体,基体的缓蚀效果明显。
[0061] 实施例4
[0062] 在基体的制备过程中,首先将铁基基体进行磷化处理,磷化液的成分为:草酸20g/L,草酸钠4g/L,磷酸二氢钠10g/L,氯酸钠12g/L;磷化温度为20~25℃,磷化时间为5分钟。此处的磷化液成分仅用作举例,并不是对本发明的限制,本领域的普通技术人员可选用任意适合的磷化液。通过该磷化处理可在铁基基体的表面形成铁的磷酸盐化合物中间层,该中间层的厚度一般为纳米量级。
[0063] 随后采用浸泡反应法在该中间层上覆盖阴离子表面活性剂层,浸泡液为十二烷基苯磺酸钠水溶液,浓度为0.05mol/L,浸泡反应时间为1~2小时。浸泡反应结束后取出制得的基体,并用酒精清洗、以及在40~60°下烘干。本实施例中,铁的磷酸盐化合物中间层不但可以增强粗糙度,使其更易于吸附阴离子表面活性剂分子,同时其本身也具有缓蚀效果,可与阴离子表面活性剂层一起起到缓释效果。
[0064] 采用与实施例1相同的方法对制得的基体和铁基基体进行体外模拟腐蚀测试和接触角测试。体外模拟腐蚀测试中,在体式三维显微镜下观察到基体未见腐蚀,浸泡液肉眼可见澄清;而铁基基体已可见明显腐蚀点,浸泡液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。测得基体的接触角为98°,铁基基体的接触角为33°。测试结果表明,相比于铁基基体,基体的缓蚀效果明显。
[0065] 实施例5
[0066] 参见图3,在基体的制备过程中,将铁基基体置于浸泡反应装置2中进行浸泡反应,该浸泡反应装置2包括容器21以及盛装于该容器21中的浸泡液22,同时浸泡液22中还浸泡有正电极23和负电极24,正电极23与负电极24之间加载直流电压。本实施例的浸泡反应中,浸泡液22为十二烷基磺酸钠水溶液,浓度为0.013mol/L,浸泡液22的温度为20~40℃。金属基体与电源正极电连接,直接作为正电极23,负电极24为铅电极,加载的电压为10V,浸泡反应时间为5分钟,浸泡反应结束后取出制得的基体,采用用酒精清洗、并在40~60°下烘干。
[0067] 采用与实施例1相同的方法对制得的基体和铁基基体进行体外模拟腐蚀测试和接触角测试。体外模拟腐蚀测试中,在体式三维显微镜下观察到基体未见腐蚀,浸泡液肉眼可见澄清;而铁基基体已可见明显腐蚀点,浸泡液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。计算获得的基体的腐蚀速度为0.0436mm/y,相同条件下的铁基基体的0.0613mm/y。测得基体的接触角为80°,铁基基体的接触角为33°。测试结果表明,相比于铁基基体,基体的腐蚀速度明显减少,疏水性能明显增强,因此可以达到较好的缓蚀效果。
[0068] 本实施例中,在浸泡液中加入电场,使溶液中的带电离子发生定向运动,减少离子之间的碰撞,使更多的阴离子表面活性剂分子以更快的速度到达铁基基体附近,并更容易吸附到铁基基体上,从而提高了吸附效率,减少了浸泡反应时间。
[0069] 实施例6
[0070] 与实施例5不同的是,在浸泡反应之前,首先对铁基基体进行超声清洗,超声清洗液为稀盐酸溶液,可采用本领域普通技术人员熟知的浓度,超声清洗时间为1~3分钟;然后依次用5%的氢氧化钠溶液、一级纯净水和酒精分别超声清洗1分钟。
[0071] 采用与实施例1相同的方法对制得的基体和铁基基体进行体外模拟腐蚀测试和接触角测试。体外模拟腐蚀测试中,在体式三维显微镜下观察到基体未见腐蚀,浸泡液肉眼可见澄清;而铁基基体已可见明显腐蚀点,浸泡液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。计算获得的基体的腐蚀速度为0.0428mm/y,相同条件下的铁基基体的0.0613mm/y。测得基体的接触角为81°,铁基基体的接触角为33°。测试结果表明,相比于铁基基体,基体的腐蚀速度明显减少,疏水性能明显增强,因此可以达到较好的缓蚀效果。
[0072] 实施例7
[0073] 与实施例5不同的是,正电极和负电极分别为不锈板平行电极板,该电极板的面积与浸泡液相当,尽可能覆盖整个浸泡液,电极板之间的间距约为5cm,铁基基体置于正电极附近,其它浸泡反应参数相同,除了浸泡反应时间调整为10~30分钟。
[0074] 采用与实施例1相同的方法对制得的基体和铁基基体进行体外模拟腐蚀测试和接触角测试。体外模拟腐蚀测试中,在体式三维显微镜下观察到基体未见腐蚀,浸泡液肉眼可见澄清;而铁基基体已可见明显腐蚀点,浸泡液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。计算获得的基体的腐蚀速度为0.396mm/y,相同条件下的铁基基体的0.0613mm/y。测得基体的接触角为87°,铁基基体的接触角为33°。测试结果表明,相比于铁基基体,基体的腐蚀速度明显减少,疏水性能明显增强,因此可以达到较好的缓蚀效果。
[0075] 本实施例中,因电极板面积与浸泡液尺寸相比拟,因此可以最大限度的是匀强电场覆盖整个浸泡液,从而使得铁基基体上阴离子表面活性剂吸附均匀。
[0076] 实施例8
[0077] 与实施例7不同的是,在浸泡反应之前,首先将铁基基体在温度为300~350℃空气氛围中热处理30秒~3分钟,在其表面形成一层均匀的铁氧化合物中间层,该中间层的厚度一般为纳米量级。
[0078] 采用与实施例1相同的方法对制得的基体和铁基基体进行体外模拟腐蚀测试和接触角测试。体外模拟腐蚀测试中,在体式三维显微镜下观察到基体未见腐蚀,浸泡液肉眼可见澄清;而铁基基体已可见明显腐蚀点,浸泡液肉眼可见轻微浅黄色浑浊。测得基体的接触角为99°,铁基基体的接触角为33°。测试结果表明,相比于铁基基体,基体的缓蚀效果明显。
[0079] 本发明的管腔支架中,铁基基体的表面覆盖阴离子表面活性剂层,该阴离子表面活性剂可与铁基基体通过化学吸附而牢固结合在一起,同时利用其疏水性能隔离铁基基体与体液环境,避免铁基基体在植入初始及早期内的局部腐蚀的发生。另,阴离子表面活性剂本身并不与任何酸或碱发生反应,因此不会消耗支架降解所需的酸性环境,确保支架在修复期完成后的正常降解。
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