植入型高分子材料

在微创介入治疗器械中,覆膜支架、栓塞剂、可降解支架和治疗药物等需要控制来释放体系的载体均可以用高分子材料满足需求。而这类器材被植入后通常长期与人体共存。由此,所使用的高分子材料应确保具备良好的抗血栓性、优异的相容性、稳定的物理化学性质和较高的机械强度。

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1.覆膜支架材料(PU,PTFE)

覆膜支架中分为覆膜和支架两个部分,由覆膜(一层高分子膜)附着在金属支架表层并随着支架长期地被植入在人体。所以其使用的高分子材料需具备优异的生物相容性和较好的机械性能,而在治疗不同疾病时所使用的覆膜通常还需要具备特定的功能。目前聚氨酯(PU)和膨体聚四氟乙烯材料(ePTFE)最广为使用。

PU的机械强度高、抗老化、耐腐蚀、化学性质稳定、支撑力强,并且能充分展开。另一方面,PU的制备工艺较为简单,可以使用合适的溶剂将聚氨酯树脂溶解为液体后,后将其附在支架上烘干即可。

对于ePTFE,在其制备过程中可以通过受控条件来对PTFE管进行膨胀而形成,所制备的ePTFE 的结构上将会产生许多微小气孔,可以利用这个特点再对其进行修饰,赋予其更多的特定功能(如透气、多微孔结构、 化学稳定性、低摩擦系数等)。在这几十年的观察中,ePTFE 无致敏性、无毒、无致癌性,人体内的血管组织或是其他的组织细胞可通过微孔结构生长在支架上,而不形成纤维囊肿,不与人体环境组织发生排异行为。

2. 栓塞剂高分子材料(PVA)

栓塞治疗在微创介入治疗中起到重要作用,通常应用于肿瘤治疗、出血控制和消除器官功能等。在通过静脉内导管或动脉时往往需要人为地将塞物注入到病变位置的供应血管或部位中,此时需要闭塞血管或中断供血的栓塞剂。这就要求栓塞剂能保证栓塞时间(几天到几周)的同时不影响人体活动。常用的栓塞剂有吸收固体栓塞剂材料、永久性固体栓塞材料、微弹簧圈栓塞材料等。

可吸收固体栓塞剂材料中明胶海绵由于其具备优异的遇水膨胀性、可压缩性、抗原性、廉价、无明显生物毒性等特点最为突出。但是明胶海绵栓塞剂在进入人体后只能暂时起到闭塞作用。它常用于肿瘤切除前的栓塞止血、小动脉出血栓塞等。

永久性栓塞材料中常用的是聚乙烯醇颗粒,它不溶于水且在体内不会发生降解,同时具备优异的生物相容性。当其在血管中聚集时,将会堵塞血管形成血栓,接着阻碍栓塞治疗时所建立的侧支循环。

然而,聚乙烯醇易产生“黏管”,这将会带给患者疼痛和并发症。微弹簧圈栓塞材料是一类机械栓塞材料,在治疗过程中,它将在导丝的牵引下通过微导管保护人体正常身体组织的前提下,对体内存在损伤的血管进行结扎。

3. 可降解高分子支架(PLLA)

近几年,生物可降解高分子材料所制成的支架材料引起广泛关注。其中, 聚乳酸材料(PLLA)作为突出。它具有体内可溶解、高张力强度、较高模量和机械性能等优点。

PLLA支架的机械强度与金属支架相近,所以可以将其直接用于微创介入治疗支架的制备。生物可吸收支架植入人体后,1年内支撑力与金属支架相当,完成支撑血管帮助重建的任务。2-3年左右将逐渐降解成水和二氧化碳,被身体完全吸收,体内不再有异物。

由于在医疗过程中必须与患者直接接触,所以对于医用高分子材料性能要求是十分严苛,必须同时满足生物相容性好、机械性能强等特点。特别是在与患者的皮肤、血液或是体液直接接触时,这些含有高分子材料的医疗器械或长或短都将被植入或置于患者体内。

随着科技进步和时代的发展,医疗方式逐渐倾向于快速、稳定、健康可靠,而微创介入医疗在未来必将起到至关重要的作用。通过推动生物医药高分子材料在医疗器械中的研发和应用,将会充分发挥微创介入医疗器械和聚合物材料在医疗服务中的作用。

超声药物洗脱支架喷涂系统可用于制备聚合物涂层,以防止可植入药物洗脱支架表面的血管再狭窄。与传统的双流体喷嘴相比,超声波喷嘴可以喷涂更均匀的药物涂层,该涂层完全覆盖支架,且没有橘皮。柔软的雾化喷雾可以很好地粘附在表面上,并且可以通过修改工艺参数来调整涂层的形态特征。另外,通过超声喷涂技术获得的支架涂层比浸涂薄。超声波喷涂技术可以精确控制支架上的药物喷涂量,从而使喷涂控制更加精确。

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