[发明专利]一种具有增强、增韧效应的可降解纳米复合空腔脏器支架

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体地说，是一种具有增强、增韧效应的可降解纳米复合空腔脏器支架。

背景技术

引起人体空腔脏器狭窄的原因有很多种，如炎性狭窄、术后吻合口狭窄、肿瘤性狭窄、发育异常、动力性障碍(贲门失迟缓症)及酸碱烧伤等。临床上以上消化道狭窄最为常见，常引起吞咽困难的症状，严重者导致不能进食。如食管狭窄，它包括良性狭窄和恶性狭窄，良性狭窄最常见的原因为食管癌、贲门癌手术后，发生吻合狭窄。目前针对恶性消化道狭窄的治疗方法主要采取金属支架。但是，支架植入术仍然面临着众多挑战。一是管道壁受损后产生的再狭窄，二是支架与腔内液体相互作用而产生的凝血、结石等问题，三是金属支架置入后无法取出，永久存留于脏器狭窄段，以至于发生支架堵塞后唯一的治疗办法就是在原有金属支架中置入新的金属支架，直至完全堵塞为止。这使金属支架在某些场合，如胆道、食管等，一般主要作为恶性肿瘤姑息治疗的手段，所以，对于良性狭窄则一般不采用金属支架的治疗手段。

使用可降解材料来制作支架是解决一个金属支架弊端的一个策略，也是良性狭窄病人的一个不错的选择。可降解高分子材料制备的支架具有很好的生物相容性，控制材料的降解速率，在人体特定的病理过程中完成它的治疗使命后最终在体内降解消失，避免了假体置入对人体的长期异物影响，目前受到材料科学和医学界的广泛关注。近年来多见报道的可降解支架大多数为可降解血管支架或可降解药膜涂层的支架，而可降解食道、胆道支架的报道几乎寥寥无几。目前可降解材料的力学性能较差，需要更合理的材料分子设计来提高物理性能。生物可降解支架前景广阔，具有很大的临床应用潜力，在今后相当长的时期内将是支架相关学科的重要研究方向。

聚乳酸（poly lactide homopolymers，PLA）是一种可生物降解、具有良好生物相容性、可加工性和具备形状记忆功能的高分子复合材料，也是结构最简单的线性聚羟基脂肪酸酯。PLA降解的速度除与聚合物分子量大小有关外，与材料自身的膨胀率亦有密切的关系。左旋聚乳酸(L-PLA，或PLLA)结构规则，已被美国食品与药品管理局(FDA)批准用作医用缝线、暂时性支架和药物控释载体；在过去30年里，PLA已作为缝合材料成功应用于临床，过去15年里，因其具有密度低、弹性好、制造成本低、成型加工性能好的特性，已逐渐应用到整形外科和颅面修复领域。PLA材料已在生物医用各领域替代材料应用于实践。然而单纯聚乳酸聚合材料力学的结晶度与张力强度不能很好地为狭窄胆管提供适宜的径向支撑力(径向支撑力是指支架对径向外压的抗力或支架对作用于其外力的应变力，此特性决定支架展开后能否牢固贴附于胆管壁，是支架最重要的技术指标之一。其过强或过弱可导致管道损伤或支架移位)；PLA内部降解后形成的中空结构无法解决如此中空结构崩塌后大块PLA快速降解的问题，存在因崩解碎片产生并发症的可能，不能达到实际应用要求。

碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)是典型的一维纳米材料，可分为多壁碳纳米管（multi-walled nanotubes，MWNTs）与单壁碳纳米管（single-walled nanotubes SWNTs），一般认为MWNTs因其具有较低的比表面积(表面积/质量比)与凝聚能力而毒性较低，研究发现SWNTs在0.38ug/cm³的低剂量下对肺部巨噬细胞有明显的损伤作用，MWNTs导致损伤的剂量则是SWNTs的十倍以上，酸处理与分散状态下的MWNTs表现出更低的细胞毒性，因此，采取表面酸化的修饰策略将可进一步降低MWNTs应用的毒性作用。CNTs几乎全部由碳元素组成(只在表面有少量氧、氢等异种元素)，其杨氏模量与金刚石相当，可达1TPa，弯曲强度为14.2GPa，剪切模量可达1GPa，强度可达38GPa～52GPa，可承受40%张力应变，应变率为4.9%～6.7%，简言之，CNTs易碎性上的表现比碳纤维要强，其密度是钢的1/6，而强度则是钢的100倍，2% MWNTs与壳聚糖混合，即可增加其弹性模量与抗拉强度一倍以上，被认为是理想的复合材料增强体材料。