CN108837182B - 聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法及所用的镀膜液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于血管内支架表面的镀膜液，其制备方法为：将氟化石墨烯加入到作为溶剂的全氟烷烃中，常温下超声，然后加入聚四氟乙烯，于300℃～400℃下搅拌12h～24h，得作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液。本发明还同时提供了利用上述镀膜液进行的聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法，包括以下步骤：选择与血管形状相吻合的金属模具或血管支架作为架体；将镀膜液注入静电纺丝装置内的由微量注射泵控制且容量为5～10ml的注射器中，镀膜液在静电力的作用下从注射器的针尖喷出，对架体进行静电纺丝，使架体表面附有聚四氟乙烯膜，从而获得聚四氟乙烯多通道血管内支架。采用本发明的方法能获得高弹性多通道血管内支架。

Description

聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法及所用的镀膜液

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法及所用的镀膜液，具体是一种静电纺丝法制备聚四氟乙烯多通道血管内支架的方法。

背景技术

随着人们物质生活水平的改善，心血管疾病的发病率越来越高。是引起死亡的重要原因之一。据报道，全世界每年有300万人接受心血管支架植入手术。随着血管内治疗技术的发展，血管内支架植入已成为治疗心血管疾病的主要方法之一，而支架植入后的一系列并发症，如急性/亚急性血栓形成、支架内再狭窄等越来越引起人们的关注，尤其是支架内再狭窄成为无法回避的问题。

支架植入人体后处于血液环境中，金属支架在血液环境中长期使用，存在血栓和腐蚀两个主要问题。决定血管内支架性能优劣的关键性因素之一是支架材料。目前用于制作血管内支架的材料主要有金属、高分子材料等。临床应用比较广范的冠脉支架为金属材料，金属材料优异的力学性能可满足环境的要求，但金属支架在血液中的腐蚀和诱发的血栓问题会破坏基体性能和生理环境。与金属裸支架相比，覆膜支架对血管的损伤和血管内膜的刺激要轻，具有血栓源性小、炎性反应轻微和内膜增生少等特性,降低了血管的再狭窄率。

CN104383608A公开了一种多通道带膜血管支架及其制备方法，其中多通路血管支架覆膜，包括架体，所述架体的表面覆有聚四氟乙烯膜，所述聚四氟乙烯膜通过在架体表面电纺聚四氟乙烯溶液而制得；所述聚四氟乙烯溶液包括聚四氟乙烯和全氟烷烃，所述聚四氟乙烯的浓度为1～30g/ml。该多通道血管支架在架体的表面覆有聚四氟乙烯层，覆膜的性能类似于膨体聚四氟乙烯，而且可以加工成筒形、圆形、曲面等各种形状，从而使得本多通道血管支架适合于复杂的动脉瘤治疗，并且提高了手术成功率。

CN1568907A公开了一种人工血管内支架及其制备方法，其采用膨体聚四氟乙烯制血管膜和镍钛合金支架用膜压集成方法制成国产化的用于动脉瘤腔内治疗的人工血管内支架。该方法改进了已有的人工血管内支架性能，口径小，适宜动脉的弯曲走行，提高了柔顺性和生物相容性。支架无毒、无组织刺激性、无致热性、无致敏性、无致畸性、在动脉内不会诱发血栓形成，减少了对主动脉壁造成的直接损伤。该支架将大幅降低此类产品价格，使更多动脉瘤患者有机会接受腔内治疗，也有助于推动我国血管腔内治疗的学术水平。

CN104436319A公开了一种多通道带膜血管支架及其制备方法，其中多通道带膜血管支架包括架体，所述架体的表面覆有聚四氟乙烯膜。该多通道血管支架在架体的表面覆有聚四氟乙烯层，本覆膜的性能类似于膨体聚四氟乙烯，而且可以加工成筒形、圆形、曲面等各种形状，从而使得本多通道血管支架适合于复杂的动脉瘤治疗，并且提高了手术成功率。

CN201798829U公开了一种血管内支架，该血管内支架包含：内部中空的镍钛合金管状支架；通过膜压敷设在所述镍钛合金管状支架外表面的膨体聚四氟乙烯外层膜；及通过膜压敷设在所述镍钛合金管状支架内表面的膨体聚四氟乙烯内层膜。该血管内支架主体采用记忆性镍钛合金支撑，镍钛合金支架内外各粘贴光滑柔顺的膨体聚四氟乙烯膜，使得该血管内支架支撑性强，柔顺性佳，能避免摩擦损失患者体内组织，方便导入患者病变的动脉内；而且膨体聚四氟乙烯膜能诱导血管内皮细胞长入，使循环血液保持流动状态，膨体聚四氟乙烯具有电负性，阻止血小板凝聚，防止血栓形成，保持良好的长期通透率。尤其适用于高龄和基础疾病较多的动脉瘤患者。

US4767418(A)公开了一种人造血管的制备方法，该模具制品由聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)组成，其中聚四氟乙烯(PTFE)具有抛光的平坦表面，一种合成血管材料被浇铸在聚四氟乙烯模具上以在合成血管的内部形成盲凹槽，该凹槽具有预定的均匀横截面并以预定的均匀形状存在。该血管支架，表面涂覆聚四氟乙烯材料。

KR20130013206(A)公开了一种非血管性药物释放支架膜及其制造方法，以抑制肿瘤生长。构成：一种用于制造非血管支架药物排出膜包括通过溶解聚氨酯和有机溶剂中的一种抗癌药物制备药物涂层溶液，通过与硅管或聚四氟乙烯覆盖的金属支架上形成金属支架的第一层，并涂覆到金属支架上。

WO2013015495(A1)、RU2552875(C1)公开了一种使用静电纺丝制备的非血管药物洗脱支架膜。非血管药物洗脱支架膜是覆盖在聚四氟乙烯管金属支架，然后将旋转一辊或***金属支架植入聚四氟乙烯管和硅管或聚四氟乙烯覆盖上以形成金属支架一次涂覆层和然后将旋转一轮制造，和静电纺丝溶液药物涂层包括聚氨酯和抗癌剂，为了获得均匀的表面，影响厚度均匀，并通过稳定的控制相比，药物洗脱支架通过浸渍工艺制膜方法连续的药物洗脱，并以明显的限制肿瘤的生长，显著降低肿瘤的重量。因此，可以用于扩大管腔狭窄，抑制肿瘤的生长，或防止管腔再狭窄。

氟化石墨烯表面能降低、疏水性增强，同时还具有耐高温、化学性质稳定等特点，可以用作隧道障碍或作为高质量的绝缘体或屏障材料，也可用于发光二极管和显示器，在界面、新型纳米电子器件、润滑材料等领域具有广泛的应用前景。

氟化石墨烯作为石墨烯的新型衍生物，既保持了石墨烯高强度的性能，又因氟原子的引入带来了表面能降低、疏水性增强及带隙展宽等新颖的界面和物理化学性能。同时，氟化石墨烯耐高温、化学性质稳定，表现出类似聚四氟乙烯的性质，被称之为“二维特氟龙”。

氟化石墨烯可以容易地转移至不同衬底上，特别是氟化石墨烯的杨氏模量和持续应变可分别高达100N/m和15％,如果将其转移到柔性衬底上则能够实现具有可弯曲、抗冲击和质量轻等特点的柔性光电探测器件。

但是，目前没有氟化石墨烯用于血管内支架表面镀膜的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高弹性多通道血管内支架及其制备方法及所用的镀膜液。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于血管内支架表面的镀膜液(即，用于血管内支架表面镀膜的聚四氟乙烯溶液)，该镀膜液的制备方法为：

将氟化石墨烯加入到作为溶剂的全氟烷烃中，常温(10～30℃)下超声(400～600w)15h～30h，然后加入聚四氟乙烯，于300℃～400℃下搅拌12h～24h(从而使聚四氟乙烯溶于全氟烷烃中)，得镀膜液(聚四氟乙烯溶液)；

氟化石墨烯与全氟烷烃的料液比为0.1～0.6g/ml，聚四氟乙烯与全氟烷烃的料液比为1～30g/ml。

作为本发明的用于血管内支架表面的镀膜液的改进：

全氟烷烃为全氟已烷、全氟环己烷、全氟庚烷。

氟化石墨烯为层数≤20，厚度0.8～5.0nm，粒径2.0～5.0μm，氟含量20～40wt.％。

本发明还同时提供了利用上述镀膜液(聚四氟乙烯溶液)进行的聚四氟乙烯多通道血管内支架(高弹性多通道血管内支架)的制备方法，包括以下步骤：

(1)、选择架体；

所述架体为与血管形状相吻合的金属模具或血管支架；

(2)血管支架制备：

将镀膜液(聚四氟乙烯溶液)注入静电纺丝装置内的由微量注射泵控制且容量为5～10ml的注射器中，镀膜液(聚四氟乙烯溶液)在静电力的作用下从注射器的针尖喷出，对架体(金属模具或血管支架)进行静电纺丝，使架体表面附有聚四氟乙烯膜，从而获得聚四氟乙烯多通道血管内支架(即，多通道带膜血管支架)。

作为本发明的聚四氟乙烯多通道血管内支架(高弹性多通道血管内支架)的制备方法的改进：

步骤(2)静电纺丝工艺条件是：控制微量注射泵从而使针尖喷出的聚四氟乙烯溶液的流速为1～5ml/h(此时微量注射泵的马达转速约为1500～2000r/min)；控制电源的电压为10～25KV，接收距离(针尖至架体的距离)为10～25cm，温度为10～30℃，相对湿度20～40％。

作为本发明的聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法的进一步改进：

所述金属模具或血管支架通过3D打印获得。

注射器的容量为5～10ml。

本发明具有如下技术效果：

(1)本发明利用静电纺丝装置能对各种形状的血管支架(金属模具)进行表面的镀膜；工艺简洁，易操作；

(2)血管支架(金属模具)表面覆盖含有氟化石墨烯的聚四氟乙烯膜后，能提高其力学性能。

(3)涉及的含有氟化石墨烯的聚四氟乙烯膜，不仅可以用于血管支架的覆膜，而且可以用做各种心脏和血管植入性器械的覆膜材料。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。需要说明的是，下述实施例不能作为对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上作出的改进都不违背本发明的精神。

实施例1、一种聚四氟乙烯多通道血管内支架(直径为8mm、长度为30mm)的制备方法，依次进行以下步骤：

(1)选择直径为8mm、长度为30mm的血管支架作为架体。

(2)聚四氟乙烯溶液的制备：

将0.2g氟化石墨烯(氟化石墨烯为层数≤20，厚度0.8～5.0nm，粒径2.0～5.0μm，氟含量20～40wt.％)加入到1ml全氟已烷中，常温下超声(500w)20h，然后加入5g聚四氟乙烯，于320℃搅拌20h，使聚四氟乙烯溶于全氟已烷中，得作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液。

(3)血管支架制备：

选用常规的静电纺丝装置，包括由微量注射泵控制且容量为5～10ml的注射器，电源阳极输出端与注射器的针头相连，电源阴极输出端与金属接收轴相接，架体(金属模具或血管支架)被设置在金属接收轴上。

将聚四氟乙烯溶液(镀膜液)3ml注入静电纺丝装置的5ml的注射器中，通过控制微量注射泵从而使针尖喷出的聚四氟乙烯溶液的流速为5ml/h(此时，微量注射泵的马达转速约为2000r/min)，控制环境温度为10～30℃，相对湿度20～40％；控制电源的电压为10KV，设置接收距离为10cm。

聚四氟乙烯溶液在静电力的作用下从针尖喷出，通过注射器的针头对金属模具或血管支架进行静电纺丝，从而使血管支架表面形成一层均匀的膜，获得一种多通道带膜血管支架。

实施例2、一种聚四氟乙烯多通道血管内支架(直径为3mm、长度为10mm)的制备方法，依次进行以下步骤：

(1)选择直径为3mm、长度为10mm的血管支架作为架体。

(2)聚四氟乙烯溶液的制备：

将0.3g氟化石墨烯加入到1ml全氟环己烷中，常温下超声(400w)30h，然后加入10g聚四氟乙烯，于300℃搅拌12h，使聚四氟乙烯溶于全氟环己烷中，得作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液。

(3)血管支架制备：

将聚四氟乙烯溶液(镀膜液)3ml注入静电纺丝装置的5ml的注射器中，通过控制微量注射泵从而使针尖喷出的聚四氟乙烯溶液的流速为2ml/h，控制环境温度为10～30℃，相对湿度20～40％；控制电源的电压为10KV，设置接收距离为10cm。从而获得一种多通道带膜血管支架。

实施例3、一种聚四氟乙烯多通道血管内支架(直径为10mm、长度为20mm)的制备方法，依次进行以下步骤：

(1)选择直径为10mm、长度为20mm的血管支架作为架体。

(2)聚四氟乙烯溶液的制备：

将0.6g氟化石墨烯加入到1ml全氟庚烷中，常温下超声(600w)25h，然后加入30g聚四氟乙烯，于350℃搅拌16h，使聚四氟乙烯溶于全氟庚烷中，得作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液。

(3)血管支架制备：

将聚四氟乙烯溶液(镀膜液)6ml注入静电纺丝装置的10ml的注射器中，通过控制微量注射泵从而使针尖喷出的聚四氟乙烯溶液的流速为5ml/h，控制环境温度为10～30℃，相对湿度20～40％；控制电源的电压为25KV，设置接收距离为25cm。从而获得一种多通道带膜血管支架。

实施例4、一种聚四氟乙烯多通道血管内支架(直径为6mm、长度为10mm)的制备方法，依次进行以下步骤：

(1)选择直径为6mm、长度为10mm的血管支架作为架体。

(2)聚四氟乙烯溶液的制备：

将0.5g氟化石墨烯加入到1ml全氟环己烷中，常温下超声(500w)20h，然后加入15g聚四氟乙烯，于400℃搅拌12h，使聚四氟乙烯溶于全氟环己烷中，得作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液。

(3)血管支架制备：

将聚四氟乙烯溶液(镀膜液)5ml注入静电纺丝装置的10ml的注射器中，通过控制微量注射泵从而使针尖喷出的聚四氟乙烯溶液的流速为3ml/h，控制环境温度为10～30℃，相对湿度20～40％；控制电源的电压为15KV，设置接收距离为15cm。从而获得一种多通道带膜血管支架。

对比例1-1、取消实施例1步骤(2)中的氟化石墨烯的使用，即，氟化石墨烯的用量为0；其余等同于实施例1。

对比例1-2、将实施例1步骤(2)中“氟化石墨烯”的用量由0.2g改成1g；其余等同于实施例1。

对比例2-1、将实施例1步骤(2)中的氟化石墨烯改成碳纳米管，用量不变；其余等同于实施例1。

对比例2-2、将实施例1步骤(2)中的氟化石墨烯改成碳纤维，用量不变；其余等同于实施例1。

对比例3、将实施例1的步骤(2)改成：将0.2g氟化石墨烯、5g聚四氟乙烯加入到1ml全氟已烷中，于320℃搅拌20h，得聚四氟乙烯溶液。

其余等同于实施例1。

实验一、力学性能实验，

实验方法为：将血管支架材料剪成长10mm、宽6mm的矩形，在电子万能试验机(CMT8502，深圳)上进行单向拉伸实验，拉伸速度为5mm/min，直至样本拉断，测试温度为常温。

所得结果为：见表1。

表1

故结合表1中断裂强度和断裂伸长率进行分析，由表1可知上述对比例断裂强度和断裂伸长率均远不如本发明，故证明上述对比例制备获得的支架材料较脆，弹性性能不佳。

注：实施例1弹性模量具体为3.75±1.5MPa、实施例2弹性模量具体为4.65±0.9MPa、实施例3弹性模量具体为8.98±0.5MPa、实施例4弹性模量具体为11.23±0.5MPa。

现有技术公开橡胶的弹性模量为0.0078GPa，即78MPa。

综上，本发明在血管支架(金属模具)表面覆盖含有氟化石墨烯的聚四氟乙烯膜后，能提高其力学性能。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.利用镀膜液进行的聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）、选择架体；

所述架体为与血管形状相吻合的金属模具或血管支架；

（2）、制备：

将镀膜液注入静电纺丝装置内的由微量注射泵控制且容量为5~10ml的注射器中，镀膜液在静电力的作用下从注射器的针尖喷出，对架体进行静电纺丝，使架体表面附有聚四氟乙烯膜，从而获得聚四氟乙烯多通道血管内支架；

镀膜液的制备方法为：

将氟化石墨烯加入到作为溶剂的全氟烷烃中，常温下超声15 h~30h，然后加入聚四氟乙烯，于300℃~400℃下搅拌12h~24 h，得作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液；

氟化石墨烯与全氟烷烃的料液比为0.1~0.6g/ml，聚四氟乙烯与全氟烷烃的料液比为1~30g/ml；

所述全氟烷烃为全氟已烷、全氟环己烷、全氟庚烷；

所述氟化石墨烯为层数≤20，厚度0.8~5.0nm，粒径2.0~5.0μm，氟含量20~40wt.%。

2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法，其特征是：

步骤（2）静电纺丝工艺条件是：控制微量注射泵从而使针尖喷出的聚四氟乙烯溶液的流速为1~5ml/h；控制电源的电压为10~25KV，接收距离为10~25cm，温度为10~30℃，相对湿度20~40 %。

3.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法，其特征是：

所述金属模具或血管支架通过3D打印获得。

4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯多通道血管内支架的制备方法，其特征是依次进行以下步骤：

（1）选择直径为3mm、长度为10mm的血管支架作为架体；

（2）聚四氟乙烯溶液的制备：

将0.3g氟化石墨烯加入到1ml全氟环己烷中，常温下400w超声30h，然后加入10g聚四氟乙烯，于300℃搅拌12h，使聚四氟乙烯溶于全氟环己烷中，得作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液；

（3）血管支架制备：

将作为镀膜液的聚四氟乙烯溶液3ml注入静电纺丝装置的5ml的注射器中，通过控制微量注射泵从而使针尖喷出的聚四氟乙烯溶液的流速为2ml/h，控制环境温度为10~30℃，相对湿度20~40 %；控制电源的电压为10KV，设置接收距离为10cm；从而获得一种多通道带膜血管支架。