本發明涉及高分子材料加工以及生物醫學領域,具體涉及一種具有形狀記憶效應的輸尿管支架管的制備方法及其應用。
背景技術:
隨著人類文明的發展和改革開放的深入,國人的身體健康水平和平均預期壽命近年來都有了顯著地提高。然而,各種與尿路阻塞和損傷相關的疾病也逐漸威脅著越來越多的人們的身體健康,嚴重影響著人們的生活質量。當前,在治療與尿路阻塞和損傷相關的各種疾病的過程中,輸尿管支架管擔當了重要角色,在輸尿管支架管中,作為最關鍵部分的支架管材料,絕大多數是由高分子材料制作的,主要分為三大類:第一類為加聚物,包括聚乙烯和聚四氟乙烯支架管;第二類為縮聚物,包括聚氨基甲酸酯和硅膠支架管;第三類為嵌段共聚物,主要為聚硅氧烷支架管。在這些材料中,聚氨酯和硅膠類支架管在臨床各項指標均很理想,是一種耐熱高分子聚合體,彈性好、生物相容性好。長期置管病人無不適感,是長期置管的首選材料,更適宜用作輸尿管支架管材料。然而,臨床反饋信息表明,其管壁較厚,均勻性較差,內徑小,硬直度差,插管時即使有導絲幫助亦較困難,且材料本身不易降解、較難實現形狀記憶,加大了臨床的應用難度。因此,人們通過各種途徑,以期尋找新型可降解并具有形狀記憶功能的輸尿管支架管材料。
聚乳酸(polylacticacid,pla)和聚羥基乙酸(polyglycolicacid,pga)是最典型的合成可降解聚合物,也是結構最簡單的線性聚羥基脂肪酸酯。它們作為第一批可降解吸收材料被美國fda批準用于臨床,是迄今研究最廣泛、應用最多的可降解生物材料。pla和pga的共聚物:聚乳酸-羥基乙酸共聚物(plga)作為可吸收縫線也有幾十年的應用,目前被廣泛用于組織工程。聚乳酸類高分子是一種非常重要的熱致型記憶材料,由于其結構簡單,制備條件容易實現,性能優異,成為可生物降解形狀記憶高分子中研究最為廣泛的材料。基于聚乳酸而進行的新型可降解形狀記憶輸尿管支架管的研究則更有實際意義和應用價值。
采用丙交酯,乙交酯和ε-己內酯單體為原料制備生物可降解輸尿管支架管已經有一些文獻和專利進行了報道。cn1712426a采用超臨界二氧化碳流體為反應介質,以金屬、金屬氧化物或金屬鹽為引發劑,以丙交酯和乙交酯混合物為原料,制備了共聚物plga。cn1672739中其材料為ε-己內酯-丙交酯共聚物或ε-己內酯與丙交酯或/和乙交酯的共聚物,制備了可降解吸收的輸尿管支架管。cn103374208a將兩種不同降解速度的脂肪族聚酯按照降解速度由低到高或者由高到低的順序排列并通過熔融的方式連接,制成了可梯度降解的線材、片材、管材和藥物控釋載體、增強性網狀織物、藥物載體、軟骨組織培養支架、支架管等。cn101422634通過浸漬成型的方法制備了不同尺寸,降解速率和力學強度的生物可降解輸尿管支架管。cn103041454a將l-丙交酯/ε-己內酯共聚物和交聯聚乙烯吡咯烷酮復合,制備的輸尿管支架管生物相容性好,并且降低了表面摩擦系數,增加了降解速率。但這些研究都側重于其生物可降解性的研究,對輸尿管支架管的形狀記憶效應以及變形溫度提及較少,并且對其生物相容性也沒有詳細報道。輸尿管支架管兩端為卷曲結構,一端置于腎盂中,一端置于膀胱中,而在手術過程中,兩端的卷曲結構對輸尿管支架管的植入帶來了一定的困難。而具有形狀記憶的輸尿管支架管可以在術前進行預處理,將兩端的卷曲結構拉直,這樣就避免了置管過程中卷曲結構產生的不利影響,將預處理的支架管在設定的植入速度下送達相應部位,并在正常人體溫度下恢復為原來的卷曲結構,進而發揮其支撐和引流的作用。
因此,為了滿足輸尿管支架管的臨床性能要求,在上述研究的基礎上,根據醫學應用所需要的形狀記憶性能,利用聚乳酸-羥基乙酸共聚物(plga)以及聚己內酯基聚氨酯,制備出一種不僅具有良好生物可降解性以及生物相容性,而且兼備形狀記憶效應的輸尿管支架管是很有必要的。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種醫用形狀記憶輸尿管支架管的制備和改性方法。為實現上述目的,本發明利用制備的plga以及通過pcl-diol(聚己內酯二醇)為原料制備的聚己內酯基聚氨酯,以一定比例共混進行熔融擠出成型,再用明膠進行修飾,制備變形溫度與體溫相近,彈性好,柔性高,形狀記憶性能好,生物相容性好,具有生物可降解性的明膠修飾輸尿管支架管。改善了插管困難,長期體內植入不適,形狀記憶性能差,材料本身難降解等問題。因此,本發明的可降解形狀記憶輸尿管支架管的研究具有十分重要的實際意義和應用價值。
具有形狀記憶效應的輸尿管支架管,其制備方法如下:
(1)以l-丙交酯和乙交酯單體為原料,采用開環聚合的方法制備plga;
(2)以pcl-diol單體為原料,采用縮聚的方法制備聚己內酯基聚氨酯;
(3)將plga與聚己內酯基聚氨酯共混通過熔融擠出的方法制備中空的輸尿管支架管;
(4)將制備的輸尿管支架管通過等離子處理,在表面固定明膠,對輸尿管支架管的表面進行性能改性。
進一步地,所述步驟(1)具體制備方法如下:
(1)采用開環聚合的方法制備plga:將l-丙交酯和乙交酯單體按摩爾比為5-9:1-5的配比混合,并加入反應劑,所述反應劑的添加量為l-丙交酯和乙交酯總質量百分比1%-2%,并向反應體系內沖入氮氣,進行脫氣處理,待脫氣后,140-160℃恒溫聚合反應6-10小時;待反應結束,按比例加入有機溶劑a,所述有機溶劑a與反應上一步恒溫聚合后的體系總質量比為5-15:1,得到聚合物溶液;將所述聚合物溶液滴加到沉淀劑a中,攪拌,析出沉淀,得到純化產物a,所述聚合物溶液與沉淀劑a的體積比為:1-2:4-16;純化產物a經干燥至恒重得到plga。
進一步地,所述反應劑為催化劑a以及引發劑,添加比例分別為l-丙交酯和乙交酯總質量百分比的0.5%-1%,0.5%-1%;
進一步地,所述的催化劑a為辛酸亞錫,氯化亞錫中的一種,所述引發劑為正十二醇,十八醇中的一種;
進一步地,所述氮氣流量為0.4-0.7l/min,通過雙排管進行脫氣循環2-4次;
進一步地,所述有機溶劑a為三氯甲烷,二氯甲烷,甲苯中的至少一種,所述沉淀劑a為乙醇,甲醇,乙醚,正己烷中的至少一種;
進一步地,所述聚合物溶液的滴加速度為1-10滴/秒;
進一步地,所述純化產物a干燥溫度為40-50℃;
進一步地,所述步驟(2)具體制備方法如下:
采用兩步法縮聚反應制備聚己內酯基聚氨酯:首先將pcl-diol與有機溶劑b按照質量比1-3:3-7混合,得到溶解液;加入pcl-diol質量百分比25%-40%的異氰酸酯,在60-80℃下攪拌2-2.5h;按比例依次加入擴鏈劑,混合后再按比例加入催化劑b,將溫度升高至85-95℃反應10-12h,得到反應液;將所述反應液冷卻至室溫25-35℃,滴加到沉淀劑b中,得到純化產物b,所述反應液與沉淀劑b的體積比為1:4-8,將純化產物b放入冷凍干燥機中干燥24h,最終得到聚己內酯基聚氨酯。
進一步地,所述擴鏈劑添加比例為上一步加入異氰酸酯反應后,反應體系總質量的4%-8%,所述催化劑b的添加比例為上一步添加擴鏈劑后,反應體系總質量的0.3%-0.8%;
所述反應液的滴加速度為1-10滴/秒;
所述有機溶劑b為n,n-二甲基甲酰胺,n,n-二甲基乙酰胺,二甲基亞砜,四氫呋喃,三氯甲烷中的一種;
所述的異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯,甲苯二異氰酸酯,六亞甲基二異氰酸酯,4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯,異佛爾酮二異氰酸酯,l-賴氨酸二異氰酸酯中的一種;所述擴鏈劑為1,4-丁二醇,乙二醇,聚乙二醇,丙二醇,1,6-己二醇中的一種;
所述催化劑b為辛酸亞錫,氯化亞錫,二月桂酸二丁基錫中的一種;
所述沉淀劑b為乙醚,甲醇,乙醇,正己烷中的一種;
進一步地,所述步驟(3)具體制備方法如下:
將plga與聚己內酯基聚氨酯共混,并通過擠出機熔融擠出制備得到輸尿管中空支架管。
進一步地,將plga與聚己內酯基聚氨酯按照質量比5-9:1-5共混,并加入到擠出機內,在螺桿作用下向前輸送,使高分子物料由固體轉變成熔融的流體狀態,通過過濾網、分流板進入機頭成型,使高聚物熔體成管狀,再通過定型、冷卻、牽引,制備得到輸尿管中空支架管。
所述熔融擠出溫度為160-180℃,熱定型溫度為90-110℃,冷卻溫度為室溫25-30℃。
進一步地,所述步驟(4)具體制備方法如下:
明膠改性輸尿管支架管的制備:采用氧等離子體對中空的輸尿管支架管表面進行處理,氣體壓力為100-140mtorr,功率為5-15w,時長為0.5-3min,然后浸泡在質量濃度為1-5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中20-40min,之后轉移到質量濃度為0.1-1%的1,5-戊二醛溶液中浸泡5-15h,再在質量濃度為0.05-0.15%的明膠溶液中浸泡15-30h,將明膠固定在導管支架的表面。
具有形狀記憶效應的輸尿管支架管的應用。
有益效果:
本發明通過plga與聚己內酯基聚氨酯共混,用熔融擠出工藝制備了輸尿管支架管,兼具形狀記憶效應以及生物可降解性能,有效改善了單組份的聚乳酸類記憶材料脆性高,力學強度低等缺點,同時相轉變溫度接近人的正常體溫,并且其管壁較薄,均勻性好,柔韌度高,擴展了其在生物醫學領域的應用,降解產物對人體無毒害副作用。聚己內酯基聚氨酯玻璃化轉變溫度較低,適宜用于生物醫學領域,并且與plga相容性好,且兩者均具有形狀記憶效應,其應用擴展了臨床輸尿管支架管的應用范圍。明膠是從動物體內提取的一種天然高分子材料,其結構與生物體組織結構相似,具有良好的生物相容性和生物可降解性。明膠修飾后,提高了輸尿管支架管的生物相容性,并且能夠更好的適用于體內環境,不產生炎癥反應。
本發明所制備的共聚物擠出性能良好,工藝簡單、成本低、工業化實施容易。所得的智能支架管產品具有很好的溫度響應性,且保持了很好的形狀記憶效應,所選材料經過美國fda認證,生物相容性良好,可用于人體輸尿管支架管。
所得的輸尿管支架管的拉伸斷裂強度達到20mpa,斷裂伸長率達到450%,抗壓縮應力達到1380kpa,徑向壓縮及彈性回復率≥86%,變形溫度≥40℃,形狀固定率≥98%,形狀回復率≥90%,初始水接觸角≤90°,降解時間約為6-23周。
本發明特殊的雙j型輸尿管支架管,在實現現有的輸尿管支架管功能的前提下,解決了輸尿管支架管兩端卷曲結構給手術置管帶來的困難并且避免了病人二次手術取管的痛苦,降低了損失、感染等并發癥的發生。
本發明提供的輸尿管支架管可以在手術前通過升溫賦型以及降溫定型操作,使卷曲結構打開成為一根直管,進而可在保證無菌環境中更加快速而有效地將支架管本體植入體內,操作簡便,避免因操作時間過長而引發細菌感染等風險。僅需預熱輸尿管支架管至略高于體溫的溫度(≥40℃),使得支架管兩端的卷曲結構變直,降溫將形狀固定,在快速植入體內后,支架管兩端拉直的卷曲結構在體溫的作用下逐漸恢復到原來的卷曲狀態。
輸尿管支架管在輸尿管中起支撐和引流的作用,目前普遍認為輸尿管支架管在體內滯留的時間為4周左右。本發明提供的輸尿管支架管的生物降解周期為(6-23)周,并且在4周內可以保持良好的表觀形貌和力學性能。采用明膠修飾后輸尿管支架管的生物相容性得到了明顯的改善,機體并未發生任何的不適或排斥現象。
需要說明的是本發明的技術效果是各工藝步驟及參數相互協同、相互作用的結果,并非簡單的工藝的疊加,各工藝的有機結合產生的效果遠遠超過各單一工藝功能和效果的疊加,具有較好的先進性和實用性。
附圖說明
圖1為輸尿管支架管的形狀記憶循環過程。
其中,(a)為輸尿管支架管的初始形狀(shape1);(b)為將輸尿管支架管加熱到變形溫度ts(ts≥40℃)并在外力作用下拉直后的形狀(shape2);(c)為將輸尿管支架管溫度降至形狀固定溫度ta(ta=15-25℃),有外力作用條件下的形狀(shape2’);(d)為輸尿管支架管在ta溫度下除去外力后保持的形狀(shape2”);(e)為輸尿管支架管在持續加熱到ts后回復的形狀(shape1’)。其中,(a)將輸尿管支架管加熱到ts及施加外力的過程;(b)將輸尿管支架管降溫到ta;(c)除去施加在輸尿管支架管上的力;(d)將輸尿管支架管持續加熱到ts。
具體實施方案
下面通過具體的實施方案敘述本發明。除非特別說明,本發明中所用的技術手段均為本領域技術人員所公知的方法。另外,實施方案應理解為說明性的,而非限制本發明的范圍,本發明的實質和范圍僅由權利要求書所限定。對于本領域技術人員而言,在不背離本發明實質和范圍的前提下,對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本發明的保護范圍。
實施例1一種具有形狀記憶效應的輸尿管支架管的制備方法
(1)采用開環聚合的方法制備plga:將l-丙交酯和乙交酯單體按摩爾比為7:3的配比加入到支管反應瓶中,并加入所述l-丙交酯和乙交酯總質量百分比0.6%的催化劑a、0.6%引發劑,向所述支管反應瓶中充入氮氣,氮氣流量為0.5l/min,在氮氣的保護下,通過雙排管脫氣循環3次,除去體系中的水和氧氣,關閉支管反應瓶活塞;在磁力攪拌下150℃恒溫聚合反應8小時;反應結束后打開支管反應瓶活塞,加入有機溶劑a使聚合物溶解,有機溶劑a與反應體系生成聚合物總質量比為10:1,得到聚合物溶液;將所述聚合物溶液滴加到沉淀劑a中,勻速攪拌直至聚合物溶液完全滴加,繼續攪拌4min,待沉淀完全析出,得到純化產物a,將所述純化產物a晾干后置于45℃真空烘箱中干燥至恒重,最終得到plga。
所述聚合物溶液的滴加速度為5滴/秒;
所述聚合物溶液與沉淀劑a的體積比為:1:6;
所述的催化劑a為辛酸亞錫;所述引發劑為正十二醇;
所述有機溶劑a為三氯甲烷;所述沉淀劑a為乙醇。
(2)采用兩步法縮聚反應制備聚己內酯基聚氨酯:首先將pcl-diol與有機有機溶劑b按照質量比1:3依次加入到帶冷凝管且通有氮氣的三口瓶反應裝置中,通過磁力攪拌使pcl-diol預聚物完全溶解,得到溶解液;加入pcl-diol質量百分比30%的異氰酸酯,在70℃下攪拌2h;加入反應體系原料總質量百分比6%的擴鏈劑,混合均勻后再加入上述步驟(2)中反應物總質量0.5%的催化劑b,將溫度升高至90℃反應11h,得到反應液;將所述反應液冷卻至室溫,并滴加到沉淀劑b中,得到得到純化產物b,所述反應液與沉淀劑b的體積比為1:6,將純化產物b放入冷凍干燥機中干燥24h,最終得到聚己內酯基聚氨酯。
所述聚合物溶液的滴加速度為5滴/秒;
所述有機溶劑b為n,n-二甲基甲酰胺;
所述的異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯;所述擴鏈劑為1,4-丁二醇;
所述催化劑b為辛酸亞錫;
所述沉淀劑b為乙醚。
(3)將plga與聚己內酯基聚氨酯按照質量比7:3共混,并加入到擠出機內,在螺桿作用下向前輸送,使高分子物料由固體轉變成熔融的流體狀態,通過過濾網、分流板進入機頭成型,使高聚物熔體成管狀,再通過定型、冷卻、牽引,制備得到雙j型結構輸尿管中空支架管;在熔融擠出溫度為160-180℃,熱定型溫度為90-110℃,冷卻溫度為室溫25-30℃。
(4)采用氧等離子體對中空的輸尿管支架管表面進行處理,氣體壓力為120mtorr,功率為10w,時長為1min,然后浸泡在質量濃度為1%的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中30min,之后轉移到質量濃度為0.5%的1,5-戊二醛溶液中浸泡12h,再在質量濃度為0.1%的明膠溶液中浸泡24h,將明膠固定在導管支架的表面,即得到一種具有形狀記憶效應的輸尿管支架管,其形狀固定率rf為100%,形狀回復率rr為99%,
實施例2一種具有形狀記憶效應的輸尿管支架管的制備方法
(1)采用開環聚合的方法制備plga:將l-丙交酯和乙交酯單體按摩爾比為5:1的配比加入到支管反應瓶中,并加入所述l-丙交酯和乙交酯總質量百分比0.5%的催化劑a、0.5%引發劑,向所述支管反應瓶中充入氮氣,氮氣流量為0.4l/min,在氮氣的保護下,通過雙排管脫氣循環2-4次,除去體系中的水和氧氣,關閉支管反應瓶活塞;在磁力攪拌下140℃恒溫聚合反應6小時;反應結束后打開支管反應瓶活塞,加入有機溶劑a使聚合物溶解,有機溶劑a與反應體系生成聚合物總質量比為5:1,得到聚合物溶液;將所述聚合物溶液以每秒4-6滴的速率滴加到沉淀劑a中,勻速攪拌直至聚合物溶液完全滴加,繼續攪拌3min,待沉淀完全析出,得到純化產物a,將所述純化產物a晾干后置于40℃真空烘箱中干燥至恒重,最終得到plga。
所述聚合物溶液與沉淀劑a的體積比為:1:4。
所述的催化劑a為氯化亞錫,所述引發劑為十八醇。
所述有機溶劑a為甲苯,所述沉淀劑a為正己烷。
(2)將pcl-diol與有機溶劑b按照質量比3:7依次加入到帶冷凝管且通有氮氣的三口瓶反應裝置中,通過磁力攪拌使pcl-diol預聚物完全溶解,得到溶解液;加入pcl-diol質量百分比25%的異氰酸酯,在60℃下攪拌2h;加入反應體系原料總質量百分比4%的擴鏈劑,混合均勻后再加入上述步驟(2)中反應物總質量0.3%的催化劑b,將溫度升高至85℃反應10h,得到反應液;將所述反應液冷卻至室溫,并以每秒4-6的速度滴加到沉淀劑b中,得到得到純化產物b,所述反應液與沉淀劑b的體積比為1:4,將純化產物b放入冷凍干燥機中干燥24h,最終得到聚己內酯基聚氨酯。
所述有機溶劑b為三氯甲烷;
所述的異氰酸酯為l-賴氨酸二異氰酸酯;所述擴鏈劑為1,6-己二醇;
所述催化劑b為二月桂酸二丁基錫;
所述沉淀劑b為正己烷。
(3)將plga與聚己內酯基聚氨酯按照質量比5:1共混,并加入到擠出機內,在螺桿作用下向前輸送,使高分子物料由固體轉變成熔融的流體狀態,通過過濾網、分流板進入機頭成型,使高聚物熔體成管狀,再通過定型、冷卻、牽引,制備得到雙j型結構輸尿管中空支架管。
所述熔融擠出溫度為160-180℃,熱定型溫度為90-110℃,冷卻溫度為室溫25-30℃。
(4)明膠改性輸尿管支架管的制備:采用氧等離子體對中空的輸尿管支架管表面進行處理,氣體壓力為100mtorr,功率為5w,時長為0.5min,然后浸泡在質量濃度為5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中20min,之后轉移到質量濃度為0.1%的1,5-戊二醛溶液中浸泡5h,再在質量濃度為0.05%的明膠溶液中浸泡15h,將明膠固定在導管支架的表面,即得到一種具有形狀記憶效應的輸尿管支架管,其形狀固定率rf為100%,形狀回復率rr為99%。
實施例3一種具有形狀記憶效應的輸尿管支架管的制備方法
(1)采用開環聚合的方法制備plga:將l-丙交酯和乙交酯單體按摩爾比為9:5的配比加入到支管反應瓶中,并加入所述l-丙交酯和乙交酯總質量百分比1%的催化劑a、1%引發劑,向所述支管反應瓶中充入氮氣,氮氣流量為0.7l/min,在氮氣的保護下,通過雙排管脫氣循環2-4次,除去體系中的水和氧氣,關閉支管反應瓶活塞;在磁力攪拌下160℃恒溫聚合反應10小時;反應結束后打開支管反應瓶活塞,加入有機溶劑a使聚合物溶解,有機溶劑a與反應體系生成聚合物總質量比為15:1,得到聚合物溶液;將所述聚合物溶液以每秒10滴的速率滴加到沉淀劑a中,勻速攪拌直至聚合物溶液完全滴加,繼續攪拌5min,待沉淀完全析出,得到純化產物a,將所述純化產物a晾干后置于50℃真空烘箱中干燥至恒重,最終得到plga。
所述聚合物溶液與沉淀劑a的體積比為:1:8。
所述的催化劑a為氯化亞錫,所述引發劑為十八醇。
所述有機溶劑a為二氯甲烷,甲苯,所述沉淀劑a為甲醇,乙醚。
(2)首先將pcl-diol與有機溶劑b按照質量比2:7依次加入到帶冷凝管且通有氮氣的三口瓶反應裝置中,通過磁力攪拌使pcl-diol預聚物完全溶解,得到溶解液;加入pcl-diol質量百分比40%的異氰酸酯,在80℃下攪拌2.5h;加入反應體系原料總質量百分比8%的擴鏈劑,混合均勻后再加入上述步驟(2)中反應物總質量0.8%的催化劑b,將溫度升高至95℃反應12h,得到反應液;將所述反應液冷卻至室溫,并以每秒10滴的速度滴加到沉淀劑b中,得到得到純化產物b,所述反應液與沉淀劑b的體積比為1:8,將純化產物b放入冷凍干燥機中干燥24h,最終得到聚己內酯基聚氨酯。
所述有機溶劑b為二甲基亞砜;
所述的異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯;所述擴鏈劑為丙二醇;
所述催化劑b為氯化亞錫;
所述沉淀劑b為乙醇。
(3)將plga與聚己內酯基聚氨酯按照質量比9:5共混,并加入到擠出機內,在螺桿作用下向前輸送,使高分子物料由固體轉變成熔融的流體狀態,通過過濾網、分流板進入機頭成型,使高聚物熔體成管狀,再通過定型、冷卻、牽引,制備得到雙j型結構輸尿管中空支架管。
所述熔融擠出溫度為160-180℃,熱定型溫度為90-110℃,冷卻溫度為室溫25-30℃。
(4)采用氧等離子體對中空的輸尿管支架管表面進行處理,氣體壓力為140mtorr,功率為15w,時長為3min,然后浸泡在質量濃度為5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中40min,之后轉移到質量濃度為1%的1,5-戊二醛溶液中浸泡15h,再在質量濃度為0.15%的明膠溶液中浸泡30h,將明膠固定在導管支架的表面,即得到一種具有形狀記憶效應的輸尿管支架管,其形狀固定率rf為100%,形狀回復率rr為99%,
實施例4具有形狀記憶效應的輸尿管支架管應用的體外實驗
本發明提供的輸尿管支架管的形狀記憶性能通過形狀固定率rf和形狀恢復rr來表征。其中rf和rr的計算公式為:rf=(180°-θ)/180°,rr=θr/180°。形狀記憶測試采用“折疊-展開”形狀記憶測試方法,利用實施例制備的,結果表明,輸尿管支架管如圖1所示,其形狀固定率rf≥98%,形狀回復率rr≥90%。
輸尿管支架管的降解性能我們采用體外降解實驗進行測定,實驗組為實施例制備的輸尿管支架管,對照組為普通醫用輸尿管支架管。
將質量為0.2g左右的輸尿管支架管浸泡在健康志愿者的尿液中,在36-39℃的恒溫條件下浸泡20周左右,每周取樣稱重,測定其降解周期為(7-20)周。
由實驗數據可獲得,輸尿管支架管的降解過程是先表面的侵蝕,然后是整體結構的破壞,在整個降解過程中,是大分子分解成小分子,最后隨代謝物排出體外,本發明測定的降解周期指的是整體結構破壞的時間。
本發明可持續使用1-6周,其形狀固定率、形狀回復率以及結構性能等方面可保持良好的功能性,隨著時間的延長,與對照組相比,本發明的輸尿管支架管可自動降解隨尿液排出,無需取出增加病人的痛苦以及感染的風險。
實施例5具有形狀記憶效應的輸尿管支架管應用的臨床實驗
利用本發明實施例1制備的輸尿管支架管,預熱輸尿管支架管至45℃,使得支架管兩端的卷曲結構變直,降溫將形狀固定,在快速植入體內后,支架管兩端的卷曲結構會自行恢復并與體溫保持恒定,穩定地固定在身體內,起到良好的支撐和引流的作用,輸尿管支架管的體內生物降解周期為7-18周,其在使用的第4-6周內仍然可以保持良好的表觀形貌和力學性能;隨著時間的延長,輸尿管支架管在體內就逐漸降解,最后隨著尿液排出體外。
采用明膠修飾后輸尿管支架管的生物相容性得到了明顯的改善,連續至輸尿管支架管自然降解,機體并未發生任何的不適或排斥現象。
在實現現有的輸尿管支架管功能的前提下,解決了輸尿管支架管兩端卷曲結構給手術置管帶來的困難并且避免了病人二次手術取管的痛苦,降低了損失、感染等并發癥的發生。該輸尿管支架管可以在手術前通過升溫賦型以及降溫定型操作,使卷曲結構打開成為一根直管,進而將支架管本體植入體內。植入體內的支架管兩端變直的卷曲結構在體溫的誘導下,隨著溫度的升高,輸尿管支架管又恢復到原來的卷曲狀態。輸尿管支架管在輸尿管中起支撐和引流的作用。