本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種鍍鋅血管支架。
背景技術(shù):
血管支架是用于治療動(dòng)脈粥樣硬化等血管疾病的一種植入血管狹窄性病變區(qū)的金屬絲網(wǎng)管狀器械。自問世以來,血管支架在臨床得到了廣泛應(yīng)用并取得了令人矚目的成就,目前已被公認(rèn)為治療血管疾病最有效的手段之一。
然而,血管支架在臨床應(yīng)用中也暴露出了許多問題,雖然研究人員和醫(yī)生共同對(duì)血管支架進(jìn)行了許多改進(jìn),仍存在一些缺陷。其中,支架內(nèi)再狹窄無疑是支架植入術(shù)后最顯著也是最棘手的問題。支架內(nèi)再狹窄是指在支架植入術(shù)后一段時(shí)間,因血管平滑肌細(xì)胞過度增殖而導(dǎo)致血管腔變窄,從而導(dǎo)致患者臨床癥狀的復(fù)發(fā)及靶血管缺血的再次發(fā)生。它嚴(yán)重影響了治療效果,限制了患者從支架植入手術(shù)中獲益。支架內(nèi)再狹窄的防治依然是我們面臨的重要難題,如何解決支架內(nèi)再狹窄一直是當(dāng)今心血管病治療領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于,針對(duì)現(xiàn)有血管支架存在支架內(nèi)再狹窄的缺陷,提供一種通過增設(shè)鍍鋅膜層來抑制血管平滑肌細(xì)胞過度增生的血管支架。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種鍍鋅血管支架,包括用作支撐結(jié)構(gòu)的管狀支架本體,以及鍍覆于所述管狀支架本體上的鍍鋅層,且所述鍍鋅層的厚度為30um-100um。更優(yōu)選地,所述鍍鋅層的厚度為40-60um。
在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的鍍鋅血管支架中,所述管狀支架本體為單層管狀結(jié)構(gòu)或者雙層管狀結(jié)構(gòu),其中管狀結(jié)構(gòu)由若干閉合的波浪形環(huán)狀單元組成,相鄰的環(huán)狀單元之間通過連接桿實(shí)現(xiàn)沿管狀結(jié)構(gòu)軸向的連接。優(yōu)選地,所述波浪形環(huán)狀單元呈正弦波形。
在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的鍍鋅血管支架中,所述鍍鋅血管支架還包括在鍍覆有鍍鋅層的管狀支架本體的外側(cè)面和/或內(nèi)側(cè)面上覆蓋的被膜。
在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的鍍鋅血管支架中,所述被膜間斷覆蓋在所述管狀支架本體上,覆蓋有被膜的管狀支架本體上的鍍鋅層厚度為40-50um,未覆蓋被膜的管狀支架本體上的鍍鋅層厚度為50-60um。
在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的鍍鋅血管支架中,每段被膜的寬度為2mm-30mm,且被膜之間的間隙為0.1mm-1mm。
在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的鍍鋅血管支架中,所述管狀支架本體為不銹鋼、鎳鈦合金、鈷鉻合金、鈦、鉭、鎂、鐵或聚合物制成的支架。
在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的鍍鋅血管支架中,所述鍍鋅血管支架為直管型支架、網(wǎng)管型支架或具有分支的支架。
在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的鍍鋅血管支架中,所述鍍鋅血管支架為球囊擴(kuò)張支架或者自膨支架。
實(shí)施本實(shí)用新型的鍍鋅血管支架,具有以下有益效果:本實(shí)用新型通過在管狀支架本體上增設(shè)鍍鋅層,既能保證支架的力學(xué)性能,又能利用降解產(chǎn)生的鋅離子對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的二元性影響,在早期產(chǎn)生低濃度的鋅離子促進(jìn)支架盡快完成內(nèi)皮化,在晚期產(chǎn)生高濃度的鋅離子抑制支架內(nèi)再狹窄。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明,附圖中:
圖1為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的鍍鋅血管支架的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1中剖面A-A處的剖視圖;
圖3為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的鍍鋅血管支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
請(qǐng)結(jié)合參閱圖1和圖2,其中圖1為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的鍍鋅血管支架的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2為圖1中剖面A-A處的剖視圖。如圖1和圖2所示,該實(shí)施例提供的鍍鋅血管支架包括用作支撐結(jié)構(gòu)的管狀支架本體1,以及鍍覆于所述管狀支架本體1上的鍍鋅層2,該鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為30um-100um。更優(yōu)選地,該鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為40-60um。其中管狀支架本體1優(yōu)選但不限于不銹鋼、鎳鈦合金、鈷鉻合金、鈦、鉭、鎂、鐵和聚合物制成的支架。
本實(shí)用新型經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),鋅離子不僅具有良好的生物相容性,適中的體內(nèi)降解性能,而且發(fā)現(xiàn)鋅離子對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞具有二元性影響。該二元性影響體現(xiàn)為:低濃度的鋅離子對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的活性、增殖、粘附、遷移等有促進(jìn)作用,而高濃度的鋅離子則有抑制作用。因此,金屬鋅材料非常適于制備血管支架。然而,由于金屬鋅的塑性較差,如果制備純鋅支架則力學(xué)性能不夠理想,純鋅支架較脆、徑向支撐力欠佳,尚不能滿足臨床應(yīng)用的要求。
本實(shí)用新型提供了一種鍍鋅血管支架,在力學(xué)性能較佳的不銹鋼或者鎳鈦合金的支架表面鍍鋅,這樣既能保證支架的力學(xué)性能,又能發(fā)揮出鋅的優(yōu)點(diǎn),即早期促進(jìn)支架盡快完成內(nèi)皮化,晚期抑制支架內(nèi)再狹窄。
本實(shí)用新型通過實(shí)驗(yàn)對(duì)鍍鋅血管支架的體內(nèi)性能進(jìn)行了研究。該實(shí)驗(yàn)納入健康雄性成年日本大耳兔20只,植入本實(shí)用新型中的鍍鋅血管支架40枚作為實(shí)驗(yàn)組。該鍍鋅血管支架采用316低碳鋼制備,鋼絲直徑為150um,鍍覆的鍍鋅層厚度為50um。實(shí)驗(yàn)還納入健康雄性成年日本大耳兔5只,植入10枚未鍍鋅的該不銹鋼支架作為對(duì)照組。所有支架均成功植入兔腹主動(dòng)脈的目標(biāo)位置,術(shù)中即刻造影血管通暢。手術(shù)順利,術(shù)中、術(shù)后無實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡,所有25只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均存活至觀察終點(diǎn)。術(shù)后進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)研究:
1、造影結(jié)果分析
該實(shí)驗(yàn)在術(shù)后不同觀察時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行了腹主動(dòng)脈造影及測(cè)量,其中分別在術(shù)后第1月、第3月、第6月和第12月。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所有支架植入部位的血管直徑大致相同,組間無明顯差異。根據(jù)術(shù)后即刻復(fù)查造影所獲得的支架直徑數(shù)據(jù),可發(fā)現(xiàn)各組支架植入局部管腔擴(kuò)張,與臨近主動(dòng)脈管徑比為1.1-1.3∶1。觀察終點(diǎn)隨訪時(shí),各實(shí)驗(yàn)組腹主動(dòng)脈管腔通暢,支架內(nèi)均未見明顯內(nèi)膜增生。而對(duì)照組的內(nèi)膜增生程度較重,植入一年后管腔直徑狹窄率超過30%??傮w而言,與對(duì)照組相比,鍍鋅血管支架植入后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的內(nèi)膜增生程度較輕、管腔未見明顯丟失,所有實(shí)驗(yàn)組的直徑狹窄率均未超過10%,展現(xiàn)出了比較理想的組織相容性。
2、內(nèi)膜增生分析
實(shí)驗(yàn)觀察了不同時(shí)間點(diǎn)的支架內(nèi)膜增生程度,其中1月組,大多數(shù)支架表面形成了連續(xù)的內(nèi)膜結(jié)構(gòu),未見明顯內(nèi)膜增生,部分切片甚至可見裸露的支架桿。未見血小板及炎癥細(xì)胞浸潤,未見附壁血栓形成。3月組,所有支架已全部完成內(nèi)皮化,未見裸露支架桿,未見內(nèi)膜過度增生,管腔未見狹窄,未見血小板、炎癥細(xì)胞浸潤及附壁血栓形成。6月組,內(nèi)皮細(xì)胞排列緊密、整齊,內(nèi)膜較前稍增厚,但無管腔狹窄,未見明顯血管炎性反應(yīng)。12月組,內(nèi)膜厚度與6月組相比有所增加,血管內(nèi)無血栓,無明顯炎癥反應(yīng)。而對(duì)照組雖然在第1月和第3月未見明顯內(nèi)膜增生,但是從第6月開始內(nèi)膜較前增厚,管腔開始狹窄,第12月則存在明顯內(nèi)膜增生。
3、血管損傷及支架周圍炎癥反應(yīng)
在術(shù)后即刻,以及術(shù)后第1、3、6、12月,實(shí)驗(yàn)組血管損傷評(píng)分均在1分以下,提示雖有部分血管內(nèi)彈力膜斷裂,但血管中膜均保持完整,間接反映了支架擴(kuò)張程度較為一致。第1、3、6、12月各組的支架桿周圍均有少量炎癥細(xì)胞浸潤,炎癥反應(yīng)較輕。隨著支架植入時(shí)間的延長,炎癥有逐漸加重的趨勢(shì),提示支架周圍炎癥反應(yīng)可能與局部支架刺激或降解產(chǎn)物增多有關(guān)。對(duì)照組的血管損傷評(píng)分與實(shí)驗(yàn)組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但其支架桿表現(xiàn)出了較明顯的炎癥反應(yīng),各時(shí)間點(diǎn)的炎癥評(píng)分均大于實(shí)驗(yàn)組。
4、掃描電鏡評(píng)價(jià)支架表面內(nèi)皮覆蓋程度
通過掃描電鏡觀察,實(shí)驗(yàn)組1月組支架大部分區(qū)域已被內(nèi)皮覆蓋,但仍有少數(shù)區(qū)域內(nèi)皮覆蓋不完全的現(xiàn)象,局部放大后可見內(nèi)皮細(xì)胞正在向裸露支架桿爬行。3月組支架已完全被內(nèi)皮覆蓋,未發(fā)現(xiàn)裸露的支架桿,內(nèi)膜光滑,內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)正常、排列緊密,表面無血小板及炎癥細(xì)胞等附著。6月組及12月組內(nèi)皮已完全恢復(fù)至正常形態(tài),內(nèi)膜有一定程度的增厚,但不顯著。對(duì)照組則內(nèi)皮化進(jìn)程較實(shí)驗(yàn)組有所延遲,植入3月后仍可見少許裸露支架桿,且在植入12月后內(nèi)膜有明顯的增厚,內(nèi)皮細(xì)胞排列紊亂,內(nèi)膜欠光滑。
綜上所述,在前述進(jìn)行的鍍鋅血管支架的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,鍍鋅血管支架展現(xiàn)出了非常理想的血管腔通暢率,經(jīng)過一年的觀察仍未發(fā)現(xiàn)明顯的支架內(nèi)再狹窄。支架植入段血管無明顯炎癥反應(yīng),支架內(nèi)皮化良好,且內(nèi)膜增生不顯著。如此良好的效果與鋅離子對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的二元性影響有關(guān)。研究證實(shí),在我們的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,在植入早期,當(dāng)支架尚未完成內(nèi)皮化時(shí),支架降解釋放出的鋅離子被血流帶走,因此支架局部鋅離子呈低濃度狀態(tài),有利于促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移及粘附,加速內(nèi)皮化進(jìn)程;當(dāng)支架完成內(nèi)皮化后,支架降解產(chǎn)物不能被血流沖走,在支架周圍積聚,局部鋅離子濃度上升,抑制內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌的增殖,因此在隨訪長達(dá)一年后仍表現(xiàn)出較低的支架內(nèi)狹窄率。而且研究結(jié)果還顯示,動(dòng)物重要臟器病理及血液檢測(cè)無明顯異常,未發(fā)現(xiàn)鋅對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生全身毒性作用,說明鋅的生物安全性較好。
本實(shí)用新型還對(duì)鍍鋅血管支架的厚度進(jìn)行了深入研究。選取鍍鋅層厚度分別為10um、20um、30um、40um、50um、60um、70um、80um、90um、100um、110um和120um的鍍鋅血管支架作為樣品,進(jìn)行了多組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型中構(gòu)成管狀支架本體的細(xì)絲的直徑范圍優(yōu)選為60-200um。結(jié)果表明,當(dāng)鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為30um-100um時(shí),可以保障鍍鋅層2的降解速率與血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長相匹配,進(jìn)而避免植入體內(nèi)后支架的過度增厚,也在一定程度上抑制了血管內(nèi)狹窄。同時(shí),在血管完成內(nèi)皮化后,該鍍鋅層2幾乎完全降解,只需要保留少量鋅,以維持局部的鋅離子高濃度即可。這是因?yàn)橹Ъ茉谕瓿蓛?nèi)皮化后,支架降解產(chǎn)物不會(huì)被血流沖走,因此極少量的鋅也能在支架周圍聚集,維持鋅離子高濃度。更優(yōu)選地,該鍍鋅層2的厚度優(yōu)選為40-60um。
本實(shí)用新型并不對(duì)鍍鋅血管支架適用的支架種類做出限制。該鍍鋅血管支架可以為單層支架或者雙層支架。該鍍鋅血管支架也可以為直管型支架、網(wǎng)管型支架或具有分支的支架。該鍍鋅血管支架還可以為球囊擴(kuò)張支架或者自膨支架等。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中,管狀支架本體1可以為單層管狀結(jié)構(gòu)或者雙層管狀結(jié)構(gòu)。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1,該管狀結(jié)構(gòu)優(yōu)選由若干閉合的波浪形環(huán)狀單元3組成,相鄰的環(huán)狀單元3之間通過連接桿4實(shí)現(xiàn)沿管狀結(jié)構(gòu)軸向的連接。優(yōu)選地,該波浪形環(huán)狀單元3呈正弦波形。采用該正弦波形設(shè)計(jì)的支架,可以提高鍍鋅血管支架的擴(kuò)張安全性,同時(shí)減少了由于應(yīng)變不均所造成的不均勻降解。應(yīng)該理解地是,該實(shí)施例中雖然給出了一種優(yōu)選的支架圖案,但是本實(shí)用新型不限于此,而可以采用任何本領(lǐng)域基礎(chǔ)技術(shù)人員熟知的支架圖案。
本實(shí)用新型的鍍鋅血管支架也適用于覆膜支架。該鍍鋅血管支架還包括在鍍覆有鍍鋅層的所述管狀支架本體的外側(cè)面和/或內(nèi)側(cè)面上覆蓋的被膜。也就是說,先將管狀支架本體浸入電鍍液中鍍上預(yù)定厚度的鍍鋅層,隨后覆上被膜。
請(qǐng)參閱圖3,為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的鍍鋅血管支架的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示,在本實(shí)用新型的該優(yōu)選實(shí)施例中,被膜5間斷覆蓋在鍍鋅的管狀支架本體上,即在被膜5上每隔一定距離具有間隙6,整個(gè)被膜5被間隙6分成多段被膜。本實(shí)用新型的被膜5優(yōu)選但不限于聚四氟乙烯、聚酯、尼龍、滌綸和聚氨基甲酸乙酯等材料。更優(yōu)選地,該被膜5采用生物可吸收材料。該被膜不連續(xù)的鍍鋅血管支架,使得血管內(nèi)皮細(xì)胞可經(jīng)被膜5上預(yù)留的間隙6遷移入血管腔內(nèi)面,既能達(dá)到防止內(nèi)皮過度增生的目的,又能有效解決普通覆膜支架內(nèi)皮化延遲的問題。
管狀支架本體1上的鍍鋅層2在被被膜5覆蓋后,將導(dǎo)致鋅的降解速率降低,局部鋅離子濃度升高。因此,本實(shí)用新型根據(jù)管狀支架本體1是否覆膜設(shè)計(jì)了不同的鍍鋅層厚度。其中,覆蓋有被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2的厚度為40-50um,未覆蓋被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2厚度為50-60um。更優(yōu)選地,覆蓋有被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2的厚度為40-45um,未覆蓋被膜5的管狀支架本體1上的鍍鋅層2厚度為55-60um。本實(shí)用新型中未覆蓋被膜5的鍍鋅層2的厚度較大,從而保障因血流降解速率較快的情況下,能夠保留足夠的鍍鋅量,使其降解時(shí)間維持至血管完成內(nèi)皮化的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)證明,通過該設(shè)計(jì),使得覆膜支架上不同位置的鍍鋅層降解速率與該位置的內(nèi)皮細(xì)胞生長速度相匹配。
在本實(shí)用新型中,每段被膜5的寬度及間隙6的寬度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。在優(yōu)選實(shí)施例中,每段被膜5的寬度為2mm-30mm,被膜5之間的間隙6為0.1mm-1mm。更優(yōu)選地,每段被膜5的寬度為4mm-10mm,被膜5之間的間隙6為0.4mm-0.6mm。本實(shí)用新型通過實(shí)驗(yàn)證明,采用上述尺寸設(shè)計(jì)的鍍鋅血管支架得到的內(nèi)皮化速度能夠很好地與術(shù)后恢復(fù)時(shí)間相匹配。
可以理解地是,本實(shí)用新型雖然給出了優(yōu)選的間斷式覆膜的實(shí)施例,但是本實(shí)用新型并不限于此,而可以采用現(xiàn)有技術(shù)中使用的任何覆膜形式,例如連續(xù)覆膜形式的支架。
綜上所述,本實(shí)用新型通過在管狀支架本體上增設(shè)鍍鋅層,既能保證支架的力學(xué)性能,又能利用降解產(chǎn)生的鋅離子對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的二元性影響,在早期產(chǎn)生低濃度的鋅離子促進(jìn)支架盡快完成內(nèi)皮化,在晚期產(chǎn)生高濃度的鋅離子抑制支架內(nèi)再狹窄。并且與現(xiàn)有藥物涂層支架相比,鍍鋅血管支架具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、完整的血管內(nèi)皮具有抑制血栓形成、間接舒張血管、抗炎癥因子、抗血小板凝聚、纖溶等功能。藥物涂層支架在非選擇性地抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖的同時(shí)也可導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷,導(dǎo)致支架內(nèi)皮化延遲,進(jìn)而可能引起急性或亞急性血栓形成。而鍍鋅支架早期可促進(jìn)支架的內(nèi)皮化進(jìn)程。
2、藥物涂層支架可引起嚴(yán)重的炎癥反應(yīng),而鋅已被證實(shí)具有良好的生物相容性,鍍鋅支架不會(huì)引起血管壁的明顯炎癥反應(yīng)。
3、鍍鋅支架的治療費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于藥物涂層支架。
4、藥物涂層支架所載藥物多為化療藥物,可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用;鋅是人體的營養(yǎng)元素,不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用。
本實(shí)用新型是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本實(shí)用新型范圍時(shí),可進(jìn)行各種變化和等同替換因此,本實(shí)用新型并不限于在此公開的特定實(shí)施例,而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實(shí)施例。