阅读说明：本技术 一种贯膜支架及其制备方法 (Through-membrane stent and preparation method thereof ) 是由 罗红林 万怡灶 杨姗姗 杨志伟 于 2019-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种贯膜支架,该支架由多孔结构的金属、陶瓷或聚合物管状支架骨架与贯穿于骨架的细菌纤维素膜(即贯膜)组成,细菌纤维素膜中纤维穿过支架骨架的孔,形成纤维贯穿、缠绕支架骨架的结构,贯膜与支架骨架形成不可分割的贯穿结构。贯膜的厚度可控,最小厚度可以达到10μm。本发明的贯膜支架具有一体化结构,其支架结构稳定,即便支架受拉伸、挤压、弯曲、扭转、折叠,覆膜也不会滑动或脱落,因此,手术过程中不存在覆膜与骨架滑动或脱离的风险；本发明的制备不受孔径的限制；使用该贯膜支架用作医用多孔管状医疗器械有利于细胞的黏附、增殖和最终的内皮化,有望获得更为有效的治疗效果。(The invention discloses a through membrane stent, which consists of a metal, ceramic or polymer tubular stent framework with a porous structure and a bacterial cellulose membrane (namely a through membrane) penetrating through the framework, wherein fibers in the bacterial cellulose membrane penetrate through holes of the stent framework to form a structure that the fibers penetrate through and wind the stent framework, and the through membrane and the stent framework form an inseparable through structure. The thickness of the through film is controllable, and the minimum thickness can reach 10 mu m. The membrane penetrating bracket has an integrated structure, the bracket structure is stable, and the membrane can not slide or fall off even if the bracket is stretched, extruded, bent, twisted and folded, so that the risk of sliding or separating the membrane from the framework does not exist in the operation process; the preparation of the invention is not limited by the aperture; the use of the transmembrane membrane bracket as a medical porous tubular medical appliance is beneficial to cell adhesion, proliferation and final endothelialization, and is expected to obtain more effective treatment effect.)

一种贯膜支架及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，尤其涉及一种医用支架。

背景技术

随着人口的老龄化和生活习惯的改变，心血管病人呈现日益增长的趋势，血管支架的临床应用与日俱增。根据植入位置和治疗病种的不同，血管支架的种类、结构和植入方式也各不相同。目前，广泛使用的支架包括裸支架、涂层支架和覆膜支架，其中覆膜支架是在金属裸支架上覆有一层与组织相容的膜状物理屏障。覆膜支架置入血管内可以将血管病变隔绝于血流之外，将载瘤动脉和动脉瘤腔完全隔绝，瘤腔内压力降低，血流停止，动脉瘤腔内血栓形成而自行闭塞，能在保持载瘤动脉通畅的同时，恢复正常血流灌注，从而达到治疗的目的。覆膜支架的应用可简化介入治疗的手术操作步骤、降低手术费用、避免加重占位效应；并可在不阻断血流的情况下扩张血管内腔，使动脉瘤腔隔绝于载瘤动脉外，阻断血流对瘤壁的冲击，从而防止瘤腔破裂，降低瘤体对周围组织的压迫；并可促进瘤腔内的血栓形成，防止原动脉瘤腔内附壁血栓脱落致远端动脉栓塞，从而改善和恢复载瘤动脉远端的供血。覆膜支架植入被认为是目前消除病变、保留载瘤动脉最快捷、最有效的方法。

覆膜支架一般由两部分组成，其一为起支撑作用的支架骨架，其二为附着在该骨架上的覆膜。尽管覆膜支架的临床效果已经得到验证，但仍然存在明显缺陷。主要表现为：

(1)由于覆膜一般通过缝合连接在支架上，工艺上难以缝合小尺寸规格的支架，而小直径血管恰恰最容易发生冠状动脉穿孔等突发疾病。

(2)由于支架多为永久性支架，其覆膜材料长期存在于冠脉内，容易导致冠状动脉穿孔部位边支闭塞。更为重要的是，由于覆膜的阻隔使其不能有效黏附内皮细胞和诱导细胞分化，限制了支架的内皮化，引发内皮层剥落，导致血小板聚集、炎症反应、血管平滑肌细胞增殖迁移、细胞外基质形成等一系列病理反应，并有可能增加迟发血栓风险。

(3)现行的覆膜通常是聚氨酯、聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯等高分子合成材料，表面孔隙率低，不利于细胞黏附、增殖而延缓病变部位内皮化愈合。

(4)覆膜与骨架形成分层结构，二者结合强度低，在覆膜支架压握、释放以及弯折等过程中覆膜极易移位或破损，最终造成无法完全覆盖病变部位等情况，从而造成血管植入后由于不能和血管贴合而形成内漏或血栓，造成临床失败。

由此可见，克服上述缺陷，提高现行覆膜支架的性能对人类健康具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种新型的贯膜支架。其支架结构稳定，其制备不受孔径的限制，将该贯膜支架用作医用多孔管状医疗器械(诸如血管支架、食管、气管、胆管和输尿管等)有利于细胞的黏附、增殖和最终的内皮化。本发明中，由于其中的细菌纤维素纳米纤维贯穿骨架的网孔，形成相互交织的一体化贯膜支架，因此，将该细菌纤维素膜称之为“贯膜”。

为了达到上述目的，本发明提出的一种贯膜支架采用以下技术方案，该贯膜支架由多孔结构的金属、陶瓷或聚合物管状支架骨架与贯膜组成，所述贯膜由细菌纤维素纤维组成，细菌纤维素纳米纤维穿过支架骨架的孔，形成纤维贯穿、缠绕支架骨架的结构，所述贯膜与支架骨架形成不可分割的贯穿结构。

进一步讲，本发明贯膜支架，所述支架骨架为医用多孔管状医疗器械。

所述医用多孔管状医疗器械至少包括血管支架、食管、气管、胆管和输尿管。

所述细菌纤维素纤维为细菌纤维素纳米纤维。

所述贯膜的厚度0.01～5mm，贯膜支架的内径为1～20mm，贯膜支架的长度为2～50mm。

本发明中还提出了上述贯膜支架的制备方法，

采用膜液界面培养法将支架骨架竖直地放置在原位培养得到的细菌纤维素基底膜表面上，间歇喷洒培养基10～600次，实现膜液接触培养，细菌纤维素纤维贯穿支架骨架的网孔、最终形成相互交织的一体化细菌纤维素贯膜支架。

具体步骤如下：

步骤一、配制培养基，并置入灭菌锅高温高压灭菌30～60min；

步骤二、制备细菌纤维素基底膜：在无菌环境下，将菌种接种到培养基中；取已接种的培养基在30℃条件下静态培养2d，得到细菌纤维素基底膜；

步骤三、将经紫外灭菌的支架骨架套在合适大小的玻璃棒上，并固定在上端设有进样孔的透氧硅胶管内，竖直地放置在步骤二中得到的细菌纤维素基底膜表面上；

步骤四、以雾状形式、并按照0.012～0.025mL/cm²的喷洒量将步骤一得到的培养基从硅胶管上端的进样孔喷洒在支架骨架与细菌纤维素基底膜的接触面上，待细菌纤维素基底膜上的培养基消耗完毕后，再次进行喷洒，重复喷洒10～600次；最终形成长度为2～50mm、贯膜厚度为0.01-5mm、内径为1-20mm的被细菌纤维素贯穿的支架，清洗至中性后除去基底膜，即得贯膜支架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)该支架由多孔结构的金属、陶瓷或聚合物管状支架与贯膜(即细菌纤维素纳米纤维膜)组成，贯膜中的部分或全部纤维穿过支架的孔，形成纤维贯穿、缠绕支架的结构，即贯膜与支架形成不可分割的贯穿结构。由于细菌纤维素纳米纤维贯穿支架，形成互相穿插的结构，因而不会出现相对滑动、分层的可能，维持支架结构的稳定性。

(2)由于细菌纤维素纳米纤维组成的贯膜为多孔结构，有利于细胞的黏附、增殖和最终的内皮化。

(3)由于不需人工缝合，贯膜支架的制备不受孔径的限制。

本发明制备工艺简单，易操作，过程安全、绿色、环保，所得产品的性能将优于现行的产品，可为人类健康带来福音。

附图说明

图1为本发明贯膜支架的结构示意图。

图2-1和图2-2均为本发明实施例1制备得到的贯膜支架的宏观照片，其中，图2-1为该贯膜支架的轴向视图，图2-2为该贯膜支架的端向视图；该支架骨架的长度为19mm，贯膜支架的长度为17mm，贯膜支架的内径为3mm，贯膜的厚度为0.25mm。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，但本发明不受这些实施例的限制。

本发明贯膜支架以支架骨架和细菌纤维素为原料，采用膜液界面培养方法，首先通过原位培养得到细菌纤维素基底膜，再在上面多次喷洒培养液，实现膜液接触，细菌纤维素纤维贯穿支架骨架的网孔、最终形成相互交织的一体化细菌纤维素贯膜支架。其中，细菌纤维素纳米纤维穿过支架骨架的孔，形成纤维贯穿、缠绕支架骨架结构的细菌纤维素膜，该膜称为贯膜，所述贯膜与支架骨架形成不可分割的贯穿结构，由此形成了一体化贯膜支架。本发明中的支架骨架可以是多孔结构的金属、陶瓷或聚合物管状支架骨架，包括但不限于血管支架、食管、气管、胆管和输尿管等各种医用多孔管状医疗器械。所述细菌纤维素纤维为细菌纤维素纳米纤维。

本发明贯膜支架按照如下步骤制备：

S1、配制培养基：配好培养基并置入灭菌锅高温高压灭菌30～60min；

S2、制备细菌纤维素基底膜：在无菌环境下，将菌种接种到培养基中。取已接种的培养基在30℃条件下静态培养2d，得到厚度为2mm的细菌纤维素膜，作为膜液界面培养贯膜支架的基底膜；

S3、放置支架骨架：将经紫外灭菌的支架骨架套在合适大小的玻璃棒(本发明中，该玻璃棒的直径也就是最终制备得到的贯膜支架的内径，一般支架骨架的直径比该玻璃棒的直径大0.05mm即可)上，并固定在上端设有进样孔的透氧硅胶管内，竖直放置在S2中得到的细菌纤维素基底膜表面上；

S4、在细菌纤维素基底膜上喷洒混合培养基：以雾状形式、并按照0.012～0.025mL/cm²的喷洒量将S1得到的培养基从硅胶管上端的进样孔喷洒在支架与细菌纤维素基底膜的接触面上，待细菌纤维素膜上的培养基消耗完毕后，再次进行喷洒，重复喷洒10～600次，最终形成贯膜厚度为0.01-5mm、内径为1-20mm、长度为2-50mm的被细菌纤维素纤维贯穿的贯膜支架。

实施例1、以血管支架骨架和细菌纤维素为原料，采用膜液界面培养方法，制备细菌纤维素贯膜支架。具体步骤如下：

步骤一、配制培养基：将葡萄糖(25g/L)、酵母粉(7.5g/L)、蛋白胨(10g/L)和磷酸氢二钠(10g/L)依次加入装有1000ml超纯水的烧杯中，搅拌直至其完全溶解；用冰醋酸调节体系的pH值至4-5之间配制成培养基，并置入灭菌锅中在115℃、0.1MPa下灭菌30min，备用；

步骤二、制备细菌纤维素基底膜：在无菌环境下，将菌种接种到培养基中。取已接种的培养基在30℃条件下静态培养2d，得到厚度为2mm的细菌纤维素膜，作为膜液界面培养贯膜支架的基底膜；

步骤三、放置支架骨架：取直径为3.05mm的支架骨架，经紫外灭菌后套在直径为3.0mm的玻璃棒上，并固定在上端设有进样孔的内径为3.5mm的透氧硅胶管内，竖直放置在步骤二中得到的细菌纤维素基底膜表面上；

步骤四、在细菌纤维素基底膜上喷洒混合培养基：以雾状形式、并按照0.025mL/cm²的喷洒量将步骤一得到的培养基从硅胶管上端的进样孔喷洒在支架与细菌纤维素基底膜的接触面上，待细菌纤维素膜上的培养基消耗完毕后，再次进行喷洒，重复喷洒200次，最终形成长度为17mm，内径为3mm，贯膜厚度0.25mm的被细菌纤维素纳米纤维贯穿的血管支架，将获得的贯膜支架清洗至中性后除去基底膜。

实施例2、以血管支架骨架和细菌纤维素为原料，采用膜液界面培养方法，制备细菌纤维素贯膜支架。具体步骤如下：

步骤一、配制培养基：同实施例1；

步骤二、制备细菌纤维素基底膜：同实施例1；

步骤三、放置支架骨架：取直径为2.05mm的支架骨架经紫外灭菌后套在直径为2.0mm的玻璃棒上并固定在上端设有进样孔的内径为2.1mm的透氧硅胶管内，竖直放置在步骤二中得到的细菌纤维素基底膜表面上；

步骤四、在细菌纤维素基底膜上喷洒混合培养基：以雾状形式、并按照0.012mL/cm²的喷洒量，将步骤一得到的培养基从硅胶管上端的进样孔喷洒在支架与细菌纤维素基底膜的接触面上，待细菌纤维素膜上的培养基消耗完毕后，再次进行喷洒，重复喷洒10次，最终形成长度为2mm，内径为2mm，贯膜厚度0.05mm的被细菌纤维素贯穿的血管支架，将获得的贯膜支架清洗至中性后除去基底膜。

实施例3、以血管支架骨架和细菌纤维素为原料，采用膜液界面培养方法，制备细菌纤维素贯膜支架。具体步骤如下：

步骤一、配制培养基：同实施例1；

步骤二、制备细菌纤维素基底膜：同实施例1；

步骤三、放置支架骨架：取直径为10.05mm的支架骨架，经紫外灭菌后套在直径为10.0mm的玻璃棒上，并固定在上端设有进样孔的内径为12mm的透氧硅胶管内，竖直放置在步骤二中得到的细菌纤维素基底膜表面上；

步骤四、在细菌纤维素基底膜上喷洒混合培养基：以雾状形式、并按照0.025mL/cm²的喷洒量将步骤一得到的培养基从硅胶管上端的进样孔喷洒在支架与细菌纤维素基底膜的接触面上，待细菌纤维素膜上的培养基消耗完毕后，再次进行喷洒，重复喷洒600次，最终形成长度为50mm，内径为10mm，贯膜厚度1mm的被细菌纤维素贯穿的血管支架，将获得的贯膜支架清洗至中性后除去基底膜。

综上，按照本发明制备方法制得的贯膜支架，其中的细菌纤维素纤维穿过(即贯穿)骨架的网孔，形成相互交织的一体化贯膜支架，该贯膜支架的厚度可控，最小厚度可以达到10μm。由于本发明制得的贯膜支架具有一体化结构，即便支架受拉伸、挤压、弯曲、扭转、折叠，其中的细菌纤维素贯膜也不会滑动或脱落，因此，手术过程中不存在覆膜与骨架滑动或脱离的风险。采用本发明贯膜支架有望获得更为有效的使用效果。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。