技术领域
[0001] 本
发明涉及一种支架系统及制作工艺，尤其涉及一种无聚合物涂层药物支架系统及制作工艺。
背景技术
[0002] 血管支架常用于病变血管置的
治疗，由支架输送系统输送到血管病变部位，以达到
支撑狭窄闭塞段血管、扩大血管真腔、隔绝病变，减少血管弹性回缩及再塑形，保持管腔血流通畅的目的。为了达到更好的治疗目的，在支架上通常会带有药物涂层，传统的血管支架上的药物涂层需要与聚合物结合，才能稳固的涂覆在支架上。
[0003] 聚合物是由许多小的重复单元组成的长链分子，它们形成药物储存槽并且有利于延长药物的输送，通常聚合物材料应为
生物惰性物质，植入人体后不应引起
炎症反应，然而到目前为止，市面上并没有任何聚合物能完全满足上述要求。带有聚合物的药物涂层不仅会对人体产生
副作用，还极易诱发植入支架后发生
再狭窄现象。并且将药物涂层是直接涂覆在光滑的高分子聚合物载体表面，其与支架的结合
力不够理想，特别是血管支架在植入后，聚合物载体会发生降解，载体很容易发生脱落，缩短药物膜的有效作用寿命，影响了治疗效果。
发明内容
[0004] 为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种无聚合物涂层药物支架系统及制作工艺。
[0005] 为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无聚合物涂层药物支架系统，包括药物涂层系统和支架输送系统；药物涂层系统包括金属支架和药物涂层，金属支架的外表面上设置有若干个粗糙度均匀的凹坑，凹坑的直径大小为20～35微米，药物涂层涂覆在金属支架外表面上；药物涂层涂覆在金属支架的外表面；支架输送系统包括球囊、外
套管、内腔管、过渡
导管、海波管、
导管座；
[0006] 金属支架套置在球囊外，球囊的前端连接有尖端导管、球囊的后端连接有外套管，外套管通过过渡导管与海波管相连接，海波管通过导管加强件与导管座固定相接；球囊、外套管的内部共同插置有内腔管，内腔管的前端从球囊的内部伸出并插置在尖端导管内，内腔管的后端从外套管的内部伸出并插置在过渡导管内；过渡导管上开设有开口，内腔管的后端向上倾斜并形成导引
导丝出口，导引导丝出口位于过渡导管的开口处；内腔管上设置有不透
辐射标记，不透辐射标记位于球囊的内部且对称设置在金属支架的两侧；
[0007] 海波管的内部插置有动力支撑杆，动力支撑杆从海波管的前端伸出并向前延伸至过渡导管内，动力支撑杆的前端呈倾斜面并位于内腔管的下方；
[0008] 金属支架包括支架单元、直线型连接部、S型连接部，金属支架的两端均是由支架单元通过直线型连接部连接而成，金属支架的其他部分均是由支架单元通过S型连接部连接而成。
[0010] 一种药物涂层系统的制作工艺，包括如下步骤：
[0011] 1)管材检验：对用于制备金属支架的管材进行初步检验，排除不可使用的管材；
[0012] 2)
激光切割：使用激光切割设备，预先设计好金属支架的图形，错位摆放后的多个图形在主机设备上生成NC程序并通过激光切割机对将步骤1)检验合格的管材进行切割，获得所需长度的金属支架；
[0013] 3)
抛光：将切割后的金属支架放置在托盘上，使用自动抛光机进行抛光，设置自动抛光机的抛光程序对金属支架的内、外及侧表面均进行抛光处理；程序运行结束后，将托盘上的金属支架依次在纯化
水、无水
乙醇内蘸洗，蘸洗完成后将管材放置在
无纺布上沥干，完成抛光；
[0014] 4)
喷砂：利用高速喷射机进行喷砂处理，首先将金属支架的内表面及侧面使用
封口膜封住，再将金属支架插入芯棒上并固定，然后共同置于工作区域，确保
喷嘴无
泄漏后启动装置和
电机，使用20～35微米的
氧化
铝粉对金属支架的外表面进行多次喷砂处理，喷砂时的压力为30～50psi，芯棒沿Y轴的转动速度为35mm/s～50mm/s，喷砂处理次数为4～8次；
[0015] 5)
钝化及外观检验：喷砂处理后，将金属支架置于烘箱内预热至55～66℃，使用20％～30％的
硝酸溶液进行钝化处理，钝化时间12～18min；钝化完成后进行钝化清洗，使用纯水清洗并依次在异丙醇溶液、丙
酮溶液中浸泡和多次旋转，最终使用压缩空气吹干金属支架，完成钝化清洗；吹干后的金属支架在轮廓仪下进行精确的外观检验，排出不符合标准的金属支架；
[0016] 6)涂层：将检验合格的金属支架再次插入芯棒上并固定，将其共同安装到自动涂层机上，自动涂层机内安装好预先配制好的药液，设置好工序，对金属支架喷砂处理后的外表面进行药物
喷涂；
[0017] 7)成型工艺：首先按球囊规格选择相应规格的模具，通过模具成型工艺定制球囊；再采用热粘接工艺制备出支架输送系统；
[0018] 8)
捆绑工艺：将涂覆有药物涂层的金属支架与支架输送系统进行捆绑，利用塞规设置捆绑腔直径，并将金属支架
定位在球囊上的不透辐射标记间，将带有金属支架的球囊插入捆绑机中，闭合捆绑腔，完成捆绑。
[0019] 本发明公开了一种无聚合物涂层药物支架系统及制作工艺，通
过喷砂处理后将药物涂层涂覆在支架的外表面，不需要聚合物载体，有效解决了聚合物对人体产生的副作用，使植入支架后发生再狭窄现象的概率降到最低。采用三氧化二铝进行喷砂处理，在金属支架表面形成的粗糙面十分均匀，有利于药物牢固的结合，并且生产工艺的条件更易控制，适用于大规模生产。此外，只在外表面涂覆有药物涂层，不但能节省生产成本，还避免了载药量过多，而对治疗造成误区。
附图说明
[0020] 图1为本发明无聚合物涂层药物支架系统的结构示意图。
[0021] 图2为图1中金属支架与球囊的结构示意图。
[0022] 图3为图1中内腔管的结构示意图。
[0023] 图4为图1中海波管与导管座的连接结构示意图。
[0024] 图5为本发明的金属支架展开示意图。
[0025] 图6为图5中直线型连接部的结构放大示意图。
[0026] 图7为图5中S型连接部的结构放大示意图。
[0027] 图8为图1中球囊部分纵剖图。
[0028] 图9为本发明金属支架与药物涂层的结构示意图。
[0029] 图中：1、尖端导管；2、球囊；3、金属支架；4、不透辐射标记；5、外套管；6、动力支撑杆；7、内腔管；8、导引导丝出口；9、过渡导管；10、海波管；11、导管加强件；12、导管座；13、药物涂层；31、支架单元；32、直线型连接部；33、S型连接部。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0031] 如图1-4所示的一种无聚合物涂层药物支架系统，包括药物涂层系统和支架输送系统；如图9所示，药物涂层系统包括金属支架3和药物涂层13，金属支架3的外表面上设置有若干个粗糙度均匀的凹坑，凹坑的直径大小为20～35微米，药物涂层13涂覆在金属支架3外表面上；支架输送系统包括球囊2、外套管5、内腔管7、过渡导管9、海波管10、导管座12；
[0032] 如图8所示，金属支架3套置在球囊2外，球囊2的前端连接有尖端导管1、球囊2的后端连接有外套管5，外套管5通过过渡导管9与海波管10相连接，海波管10通过导管加强件11与导管座12固定相接；球囊2、外套管5的内部共同插置有内腔管7，内腔管7的前端从球囊2的内部伸出并插置在尖端导管1内，内腔管7的后端从外套管5的内部伸出并插置在过渡导管9内；过渡导管9上开设有开口，内腔管7的后端向上倾斜并形成导引导丝出口8，导引导丝出口8位于过渡导管9的开口处；内腔管上7设置有不透辐射标记4，不透辐射标记4位于球囊2的内部且对称设置在金属支架3的两侧；不透射线标记4通过环锻工艺组装在内腔管7上，既有利于显影定位，还能够协助金属支架3的安装。
[0033] 海波管10的内部插置有动力支撑杆6，动力支撑杆6从海波管10的前端伸出并向前延伸至过渡导管9内，动力支撑杆6的前端呈倾斜面并位于内腔管7的下方；当本产品用于手术过程中，通常须施加较大的力量，以
引导导管穿过动脉，有时，病变部位阻塞严重，致使导管在动脉内难以行进，甚至会使海波管扭结，因此，在海波管9内设置其加强支撑作用的动力支撑杆5，可有效提高手术的操作
精度以及效率。
[0034] 如图5-7所示，金属支架3包括支架单元31、直线型连接部32、S型连接部33，金属支架3的两端均是由支架单元31通过直线型连接部32连接而成，金属支架3的其他部分均是由支架单元31通过S型连接部33连接而成。金属支架具有独特的图案造型，S型连接部的拉伸性更强，当球囊扩张时，确保金属支架能随之拉伸。直线型连接部拉伸性低于S型连接部，因此，在球囊扩张时能将金属支架牢固的稳定在球囊上，防止金属支架脱落，保证了治疗效果。
[0035] 对于金属支架的表面直接与药物涂层结合，通过三氧化二铝的作用，在金属支架的外表面进喷砂处理形成粗糙度平衡的众多凹陷，能够有效的将药物牢固的结合。此种方式无需聚合物作为药物载体，有效解决了聚合物对人体产生的副作用，使植入支架后发生再狭窄现象的概率降到最低。
[0036] 本产品主要用于通过相应的介入治疗器械经人体股动脉或桡动脉将其植入到人的
冠状动脉有狭窄性病变的部位，支撑血管壁。金属支架上所涂的药物用以阻
止血管平滑肌细胞的增生，以防止血管再狭窄。金属支架上涂覆的药物为BA9的简称为Biolimus A9，为公司自主研发的抗增生药物，其英文名称为Umirolimus，中文名称为优美莫司，化学分子式为：
[0037]
[0038] 其中，金属支架由钴铬合金制成。钴铬合金首先在20世纪初由Elwood Haynes在融化钴金属和铬金属时发现，该合金可以抵抗氧化和
腐蚀，甚至在
沸腾的硝酸中也不会失去光泽，具有优异的
耐腐蚀性、
生物相容性、高熔点及优异的力学性能，采用钴铬合金作为金属支架，在植入人体时，能减少和植入部位周围的组织、血液及器官的不良反应，其化学惰性可以减小刺激反应、过敏反应及免疫反应。
[0039] 表1展示了用于金属支架的管材的物理和机械性能，主要是
密度、
弹性模量、极限
抗拉强度、
屈服强度和断裂伸长率。
[0040] 表1：用于金属支架的钴铬合金及316L不锈
钢的物理及机械性能比较
[0041]
[0042] 从表1中可以看出，和316L
不锈钢相比，钴铬合金的高密度有利于其射线不透射性，方便定位支架的
位置；较高的弹性模量可以限制其回弹；较高的力学性能有利于缩小支架的尺寸，使支架设计外径更小，壁厚更薄，能到达更小的病变处；同时提升支架的柔顺性和输送性，相关的文献研究表明，支架的壁厚越薄，其远期临床效果越好。
[0043] 综上可知，钴铬合金优异的生物相容性、
耐磨性和力学性能，可以改善支架的结构和尺寸设计，得到尺寸更小，壁厚更薄，柔顺性和通过性更好的支架。
[0044] 一种药物涂层系统的制作工艺，包括如下步骤：
[0045] 1)管材检验：对用于制备金属支架的管材进行初步检验，排除不可使用的管材；
[0046] 2)激光切割：使用激光切割设备，预先设计好金属支架的图形，错位摆放后的多个图形在主机设备上生成NC程序并通过激光切割机对将步骤1)检验合格的管材进行切割，获得所需长度的金属支架；
[0047] 3)抛光：将切割后的金属支架放置在托盘上，使用自动抛光机进行抛光，设置自动抛光机的抛光程序对金属支架的内、外及侧表面均进行抛光处理；程序运行结束后，将托盘上的金属支架依次在纯化水、无水乙醇内蘸洗，蘸洗完成后将管材放置在无纺布上沥干，完成抛光；抛光采用
电解抛光，是以被抛
工件为
阳极，不溶性金属为
阴极，两极同时浸入到
电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光
亮度提高的效果。使用自动抛光机，设置抛光时间及抛光
电流，进行自动生产，由抛光夹具夹持金属支架至抛光槽，开始抛光；程序运行结束后，托盘沿轨道返回起始点，取下托盘，用
镊子将金属支架依次调转，然后放入原位，再次进行抛光。
[0048] 4)喷砂：利用高速喷射机进行喷砂处理，首先将金属支架的内表面及侧面使用封口膜封住，再将金属支架插入芯棒上并固定，然后共同置于工作区域，确保其完全固定在墨盒区域；同时确保喷嘴无泄漏，然后启动装置和电机，使用20～35微米的氧化铝粉对金属支架的外表面进行多次喷砂处理，优选地，喷砂时的压力为30～50psi，芯棒沿Y轴的转动速度为35mm/s～50mm/s，喷砂处理次数为4～8次；其中，封口膜有助于实现单面喷砂，保护支架内表面及侧面不被喷砂，节省了工艺程序和成本，提高了生产效率。
[0049] 喷砂工艺利用了高速砂流的冲击作用，达到清理和粗化基体表面的过程。以压缩空气为动力形成高速喷射束，将喷料(即微米级的三氧化二铝)高速喷射到需要处理的金属支架外表面，使金属支架的外表面形状发生改变，形成众多粗糙度均衡的凹陷，用以承载药物。由于喷料对金属支架的表面造成冲击和切削作用，使金属支架的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，从而使金属支架的机械性能得到改善，因此提高了工件的疲劳性，增强了它和药物涂层之间的
附着力，延长了涂膜的耐久性。
[0050] 5)钝化及外观检验：喷砂处理后，将金属支架置于烘箱内预热至55～66℃，使用20％～30％的硝
酸溶液进行钝化处理，钝化时间12～18min；即向空的洁净的容器中添加
20％～30％的硝酸溶液(优选的，硝酸溶液为20％的硝酸溶液)，用铝箔环绕整个容器，使用钝化夹具将金属支架固定，将两者共同放在盛有硝酸溶液的容器中，确保所有的支架都完全浸没在硝酸溶液中，将容器放到烘箱中钝化处理12～18min，优选的钝化15min。
[0051] 钝化完成后进行钝化清洗，在干净玻璃容器中倒入纯化水，确保纯化水可以完全浸没支架，将夹持有金属支架的钝化夹具放在纯化水中浸泡30s，按此步骤清洗两次。再使用100％的异丙醇，将夹持有金属支架的钝化夹具在100％的异丙醇中浸泡和多次旋转，优选的旋转5次。在使用丙酮，将夹持有金属支架的钝化夹具在丙酮中浸泡并来回多次旋转，优选的旋转5次，使用压缩空气(大约10秒)吹干支架上的丙酮，完成钝化清洗。
[0052] 吹干后的金属支架需要在轮廓仪下进行精确的外观检验，排出不符合标准的金属支架；具体的检验标准为：
[0053] (一)对于金属支架内表面的损伤：
[0054] ①轻微的表面损伤可以接受；
[0055] ②表面损伤宽度超过金属支架(金属支架)宽度的50％，长度超过两倍金属支架宽度，则不可以接受；
[0056] ③内表面被喷砂，不可以接受。
[0057] (二)对于金属支架侧面的损伤；
[0058] ①金属支架侧面损伤的宽度超过支架厚度的75％，不可以接受。
[0059] (三)对于金属支架外表面的损伤：
[0060] 金属支架外表面若未完全被喷砂
覆盖，按以下标准判定：
[0061] ①金属支架边缘处未喷砂位置的宽度(宽度之和)不超过金属支架宽度的20％，可以接受，
[0062] ②未被喷砂的位置出现在金属支架中间位置，或宽度超过金属支架宽度的20％，则不可以接受；
[0063] 如果支架表面附着异物，使用氮气冲刷(<10psi，距离支架表面不小于6inch)，如果不能去除，按以下标准判断：
[0064] ①
纤维的长度不超过金属支架宽度或厚度，可以接受；
[0065] ②所有黑色斑点长度不超过金属支架宽度，可以接受；
[0066] ③支架表面任何一个黑色斑点的长度超过金属支架宽度，不可以接受；
[0068] 6)涂层：将检验合格的金属支架再次插入芯棒上并固定，将其共同安装到自动涂层机上，自动涂层机内安装好预先配制好的药液，设置好工序，对金属支架喷砂处理后的外表面进行药物喷涂。为确保单面涂层，需调整流量计，控制氮气流速，再喷涂药物前，将
注射器安装到注射
泵上，移动
注射泵滑
块挨近针管，保证针管能被推动，随后将注射器和输药管连接后，缓慢将药液推入输药管，继续推动注射器直到针头处出现药滴，然后将清洗过的芯棒(mandrel)安装到支架涂层工装上，把金属支架穿到芯棒上，
锁住支架涂层工装，把工装安装到自动涂层机上，输入所要进行药物涂层的金属支架长度、数量及喷涂速度，机器将移动到准备喷涂位置进行喷涂。在涂层时，只是对金属支架的外表面喷涂药物涂层，既节约了生产成本，还避免了负载药量过多，对治疗造成误区。
[0069] 7)成型工艺：首先按球囊规格选择相应规格的模具，通过模具成型工艺定制球囊；再采用热粘接工艺制备出支架输送系统。
[0070] 8)捆绑工艺：将涂覆有药物涂层的金属支架与支架输送系统进行捆绑，利用塞规设置捆绑腔直径，调制至松紧合适的状态，并将金属支架定位在球囊上的不透辐射标记间，将带有金属支架的球囊插入捆绑机中，闭合捆绑腔，完成捆绑；期间在不同捆绑腔直径、捆绑时间下进行预捆绑及终捆绑。
[0071] 本发明提供了一种无聚合物涂层药物支架系统及制作工艺，通过喷砂处理后将药物涂层涂覆在支架的外表面，不需要聚合物载体，有效解决了聚合物对人体产生的副作用，使植入支架后发生再狭窄现象的概率降到最低。采用三氧化二铝进行喷砂处理，在金属支架表面形成的粗糙面十分均匀，有利于药物牢固的结合，并且生产工艺的条件更易控制，适用于大规模生产。此外，只在外表面涂覆有药物涂层，不但能节省生产成本，还避免了载药量过多，而对治疗造成误区。
[0072] 上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，
本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
