一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架及其制备方法

1.本发明涉及医疗材料制造技术领域，特别涉及一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架及其制备方法。


背景技术：

2.肠道支架是治疗因肠道癌症等原因引起的肠梗阻、肠瘘等疾病常用的支架；罹患肠道癌的患者一般需实施肠道及肠道组织切除术，肠道支架作为肠腔内支撑为肠道癌患者提供了新的选择。然而普通肠道支架植入后，由于与患者术口、疤痕摩擦等会造成佩戴不适会导致肠道黏膜破损或感染；同时在肠道支架植入患处后，部分患者还会出现肠道再狭窄的问题，从而影响到肠道支架的治疗效果，对伤口的愈合和患者的生命安全产生了潜在的危险。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架及其制备方法，所提供的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架不仅能解决现有肠道支架植入后与患者术口、疤痕摩擦甚至造成肠道黏膜破损或感染的问题，还具有抗再狭窄功能，以更好地预防肠道支架术后再狭窄问题，保障患者的生命安全。
4.第一方面，本发明提供了一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，所述肠道支架包括管状支架和嵌入所述管状支架的载药层；
5.所述管状支架与所述载药层均为生物降解材料；所述管状支架由至少两种具有不同驱动条件的形状记忆材料组成；所述载药层的材料包括药物和水凝胶；
6.所述肠道支架包括初始形状、中间形状和临时形状；所述初始形状的体积大于所述中间形状和所述临时形状的体积；所述中间形状的体积大于所述临时形状的体积；其中，所述肠道支架在不同驱动条件下形变为不同的形状。
7.优选地，所述形状记忆材料为形状记忆聚合物或包含功能填料的形状记忆聚合物；
8.所述形状记忆聚合物为聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚己内酯、聚乳酸、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、丙烯酸化环氧大豆油或聚(d，l-丙交酯-co-三亚甲基碳酸酯)中的至少一种；
9.所述功能填料为磁性填料或光热填料。
10.优选地，所述肠道支架在材料转变温度下变形为所述临时形状；
11.所述肠道支架在第一驱动条件下由所述临时形状变形为所述中间形状；
12.所述肠道支架在第二驱动条件下由所述中间形状变形为所述初始形状；其中，所述第一驱动条件与所述第二驱动条件不同。
13.优选地，所述管状支架包括网状结构和负泊松比结构；所述网状结构和所述负泊松比结构的驱动条件不同，且所述负泊松比结构位于所述网状结构的结点上。
14.优选地，所述网状结构采用的形状记忆材料包括聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇或聚乙二醇中的至少一种。
15.优选地，所述负泊松比结构由形状记忆聚合物和功能填料组成；所述功能填料为磁性填料或光热填料；所述形状记忆聚合物为聚己内酯、聚乳酸、聚氨酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、丙烯酸化环氧大豆油或聚(d，l-丙交酯-co-三亚甲基碳酸酯)中的至少一种。
16.优选地，所述负泊松比结构中所述形状记忆聚合物和所述功能填料的质量之比为(3～5):1。
17.更优选地，所述磁性填料为γ-三氧化二铁、四氧化三铁、钕铁硼、羰基铁、镍锌铁氧体中的至少一种。
18.更优选地，所述光热填料为金纳米粒子、炭黑、氧化石墨烯或黑磷中的至少一种。
19.优选地，所述肠道支架在材料转变温度下变形为所述临时形状；
20.所述网状结构在第一驱动条件下回复至第一初始形状，使所述肠道支架由所述临时形状变形为所述中间形状；
21.所述负泊松比结构在第二驱动条件下回复至第二初始形状，使所述肠道支架由所述中间形状变形为所述初始形状。
22.优选地，所述水凝胶为具有应激响应性能的壳聚糖、纤维素、透明质酸、肝素、藻酸盐、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚(n-异丙基丙烯酰胺)中的至少一种；
23.所述载药层响应于外部刺激以控制药物释放速率；所述外部刺激包括ph、光、磁、温度、特定离子或酶中的一种或多种。
24.更优选地，所述药物与所述水凝胶的质量之比为1:(10～20)。
25.第二方面，本发明提供了上述第一方面所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法，所述制备方法包括：
26.(1)设计包括管状支架和载药层的肠道支架的三维结构模型；
27.(2)确定所述管状支架和所述载药层所用的形状记忆材料，采用4d打印技术进行多材料打印，成型后获得具有初始形状的4d打印的肠道支架。
28.优选地，所述载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，所述药物与所述水凝胶的质量之比为1:(10～20)。
29.优选地，所述管状支架包括网状结构和负泊松比结构；所述网状结构和所述负泊松比结构的驱动条件不同，且所述负泊松比结构位于所述网状结构的结点上。
30.本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
31.(1)本发明提供的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架由至少两种具有不同驱动条件的形状记忆材料组成，使得肠道支架能在不同驱动条件下形变为不同的形状，且初始形状的体积＞中间形状的体积＞临时形状的体积，当肠道支架由临时形状形变为中间形状时，起到现有肠道支架所具备的支撑肠道的功能；当肠道支架由临时形状形变为中间形状时，可以应用于患者的肠道患处发生再狭窄时，进一步提升肠道支架的支撑效果，从而起到抗肠道再狭窄的作用，保证了肠道支架在面临患者肠道再狭窄的情况下依然能够发挥很好的治疗效果。
32.(2)本发明提供的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架上嵌入了载药层，相比于其
他药物载体，水凝胶具有更好的稳定性、更高的封装有效性、更优异的生物相容性和生物降解性，可在患处持续释放药物。此外，对于具有应激响应性能的水凝胶，载药层可响应于ph、光、磁、温度、特定离子或酶等外部刺激，从而进一步控制药物释放速率，显著提高药物输送的便利性和输送效率。
33.(3)本发明提供的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法，利用4d打印技术制备多材料形状记忆聚合物肠道支架，不受复杂结构的限制，具有快速成型的特点，适于肠道支架的个性化定制，具有较广泛的应用前景。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本发明一实施例提供的一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的平面结构示意图；
36.图2是本发明一实施例提供的一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的结构单元示意图；
37.图3是本发明一实施例提供的一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的临时形状的结构示意图；
38.图4是本发明一实施例提供的一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的中间形状的结构示意图；
39.图5是本发明一实施例提供的一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的初始形状的结构示意图；
40.图6是本发明一实施例提供的一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的回复形状变化示意图；
41.附图标记：
42.1-网状结构，2-负泊松比结构，3-载药层。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.本发明实施例提供了一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，肠道支架包括管状支架和嵌入管状支架的载药层；
45.管状支架与载药层均为生物降解材料；管状支架由至少两种具有不同驱动条件的形状记忆材料组成；载药层的材料包括药物和水凝胶；
46.肠道支架包括初始形状、中间形状和临时形状；初始形状的体积大于中间形状和临时形状的体积；中间形状的体积大于临时形状的体积；其中，肠道支架在不同驱动条件下
形变为不同的形状。
47.在本发明中，抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架由至少两种具有不同驱动条件的形状记忆材料组成，使得肠道支架能在不同驱动条件下形变为不同的形状，且初始形状的体积＞中间形状的体积＞临时形状的体积，当肠道支架由临时形状形变为中间形状时，起到现有肠道支架所具备的支撑肠道的功能；当肠道支架由临时形状形变为中间形状时，可以应用于患者的肠道患处发生再狭窄时，进一步提升肠道支架的支撑效果，从而起到抗肠道再狭窄的作用，保证了肠道支架在面临患者肠道再狭窄的情况下依然能够发挥很好的治疗效果。
48.在本发明中，抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架上嵌入了载药层，相比于其他药物载体，水凝胶具有更好的稳定性、更高的封装有效性、更优异的生物相容性和生物降解性，可以实现药物在患处的受控缓慢释放，达到靶向性治疗目的，获得更好的治疗效果。
49.在本发明中，肠道支架由生物降解材料制备而成，具有生物相容性的肠道支架在植入人体后可以减少排异反应的发生，有效减轻患者病痛；同时，在肠道愈合时间内，肠道支架会逐渐被生物降解成无毒且无免疫源性的产物，产物被人体吸收或排出体外，安全性更高。
50.需要说明的是，抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的初始形状、中间形状和临时形状均为三维网状的管状结构。
51.根据一些优选的实施方式，形状记忆材料为形状记忆聚合物或包含功能填料的形状记忆聚合物；
52.形状记忆聚合物为聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚己内酯、聚乳酸、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、丙烯酸化环氧大豆油或聚(d，l-丙交酯-co-三亚甲基碳酸酯)中的至少一种；
53.功能填料为磁性填料或光热填料。
54.需要说明的是，至少一种即为任意一种或任意几种以任意比例混合的混合物。
55.根据一些优选的实施方式，肠道支架在材料转变温度下变形为临时形状；
56.肠道支架在第一驱动条件下由临时形状变形为中间形状；
57.肠道支架在第二驱动条件下由中间形状变形为初始形状。
58.需要说明的是，第一驱动条件与第二驱动条件不同。肠道支架在材料玻璃化转变温度下赋形为临时形状，通过将该肠道支架压缩至体积小、易微创植入的临时形状后，将具有临时形状的肠道支架植入人体或放置在模拟人体体液的环境中，在第一驱动条件下肠道支架可以回复至中间形状，从而起到支撑肠道的作用；在第二驱动条件下肠道支架可以继续回复至初始形状最终达到预设的三维空间形状，进一步支撑肠道。如此，在本发明中，由于管状支架由至少两种具有不同驱动条件的形状记忆材料组成，因此在不同的驱动条件下相应的形状记忆材料会发生变形，经过两次驱动条件后，肠道支架可以发生两次变形，由临时形状先变形至中间形状再变形初始形状，因此能通过再次变形解决肠道支架术后再狭窄问题。
59.根据一些优选的实施方式，管状支架包括网状结构和负泊松比结构；网状结构和负泊松比结构的驱动条件不同，且负泊松比结构位于网状结构的结点上。
60.需要说明的是，负泊松比结构均为分步在网状结构上。在本发明中，由于负泊松比
结构均为分步在网状结构的结点上，因此在达到负泊松比结构的驱动条件时，负泊松比结构可使肠道支架在径向及轴向方向拥有负泊松比效应，并具有负泊松比结构特殊的力学性能，即在植入后达到驱动条件时使肠道支架在径向、轴向尺寸同时扩张。
61.具体地，负泊松比结构包括但不限于旋转四边形结构单元、内凹六边形结构单元、星形结构单元、双箭头结构单元。
62.根据一些优选的实施方式，网状结构采用的形状记忆材料包括聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇或聚乙二醇中的至少一种。
63.根据一些优选的实施方式，负泊松比结构由形状记忆聚合物和功能填料组成；功能填料为磁性填料或光热填料；形状记忆聚合物为聚己内酯、聚乳酸、聚氨酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、丙烯酸化环氧大豆油或聚(d，l-丙交酯-co-三亚甲基碳酸酯)中的至少一种。
64.根据一些优选的实施方式，负泊松比结构中形状记忆聚合物和功能填料的质量之比为(3～5):1(例如，可以为或3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1)。
65.在本发明中，经实验证实，若负泊松比结构中形状记忆聚合物和功能填料的质量之比为低于3:1，则形状记忆聚合物和功能填料难分散均匀，甚至会发生团聚，难以制备负泊松比结构；若负泊松比结构中形状记忆聚合物和功能填料的质量之比高于5:1，则会导致所制备的负泊松比结构在相应驱动条件下的响应差，变形量小。
66.根据一些更优选的实施方式，磁性填料为γ-三氧化二铁、四氧化三铁、钕铁硼、羰基铁、镍锌铁氧体中的至少一种。
67.根据一些更优选的实施方式，光热填料为金纳米粒子、炭黑、氧化石墨烯或黑磷中的至少一种。
68.需要说明的是，磁性填料、光热填料的粒径均为小于20nm。
69.根据一些优选的实施方式，载药层嵌入网状结构中。
70.在本发明中，载药层嵌入到肠道支架的网状结构主体中，嵌入但不会完全替换该段网状结构，使得网状结构作为承载载药层的支架，这样可以使载有药物的水凝胶随肠道支架发生形变时不易发生脱落。载药层上载有的药物可以减轻因肠道支架的植入而引起的炎症反应，同时药物可以随肠道支架更好的到达患处，提升药效。
71.根据一些优选的实施方式，肠道支架在材料转变温度下变形为临时形状；
72.网状结构在第一驱动条件下回复至第一初始形状，使肠道支架由临时形状变形为中间形状；
73.负泊松比结构在第二驱动条件下回复至第二初始形状，使肠道支架由中间形状变形为初始形状；其中，第一驱动条件与第二驱动条件不同。
74.在本发明中，在第一驱动条件下，仅网状结构发生变形，负泊松比结构不变形，肠道支架由临时形状变形为中间形状；在第二驱动条件下，网状结构不再发生变形，负泊松比结构发生变形，肠道支架由中间形状变形为初始形状。需要说明的是，第一初始形状用于表示网状结构由缩小的临时形状回复至原本形状时的初始形状；第二初始形状用于表示负泊松比结构分别由缩小的临时形状回复至原本形状时的初始形状。
75.根据一些优选的实施方式，水凝胶为具有应激响应性能的壳聚糖、纤维素、透明质酸、肝素、藻酸盐、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚(n-异丙基丙烯酰胺)中的至少一种；
76.载药层响应于外部刺激以控制药物释放速率；外部刺激包括ph、光、磁、温度、特定离子或酶中的一种或多种。
77.在本发明中，人体体液对载有药物的水凝胶的侵蚀和降解使药物缓慢释放溶解。载药层的降解速率通常由其组成决定，可以使用标准pk动物测试来选择一种或多种聚合物，以确认聚合物在植入后45至90天完成降解。
78.根据更一些优选的实施方式，药物与水凝胶的质量之比为1:(10～20)(例如，可以为1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或1:20)。
79.在本发明中，经实验证实，若药物与水凝胶的质量之比高于1:10，则水凝胶用量过少，载药层的应激响应性能较差，进而会影响药物的释放速率以及药物输送便利性；若药物与水凝胶的质量之比低于1:20，则药物用量过低，载药层所载药物过少，治疗效果有所降低。
80.具体地，药物选择抗肿瘤药物、抗感染药物、抗病毒药物、抗真菌药物，抗炎镇痛药物、免疫增强剂中的一种或几种。肠道支架植入后与患者术口、疤痕摩擦等会造成佩带不适甚至皮肤破损或感染，加入抗癌药物、抗感染药物、抗炎镇痛药物、免疫增强剂等药物的肠道支架在患者的患病肠道释放药物，达到抑制癌细胞生长扩散、预防或治疗伤口感染、抗炎镇痛或提高免疫力等疗效。
81.更具体地，抗肿瘤药物为奥沙利铂、异常春花碱、紫杉醇、多西他赛、吉西他滨、卡培他滨、利妥昔单抗、羟基喜树碱、吡柔比星或表柔比星中的一种或几种；抗感染药物为β内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素、大环内酯类抗生素或喹诺酮类中的一种或几种；抗病毒药物为利巴韦林、阿昔洛韦或更昔洛韦中的一种或几种；抗炎镇痛药物为阿司匹林、对乙酰氨基酚、吲哚美辛、萘普生、萘普酮、双氯芬酸、布洛芬、尼美舒利、罗非昔布或塞来昔布等中的一种或几种；抗真菌药物为克霉唑或酮康唑等；免疫增强剂为化学合成药物(如左旋咪唑、异丙肌苷)、人或动物免疫产物(如胸腺素、转移因子、干扰素、白介素)、微生物来源的药物(如卡介苗)、真菌多糖类(如香菇多糖等)或中药有效成分中的一种或几种。
82.本发明还提供了一种上述抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法，该制备方法包括：
83.(1)设计包括管状支架和载药层的肠道支架的三维结构模型；
84.(2)确定管状支架和载药层所用的形状记忆材料，采用4d打印技术进行多材料打印，成型后获得具有初始形状的4d打印的肠道支架。
85.在本发明中，4d打印技术包括但不限于熔融沉积成型制造技术、直写式成型制造技术、立体光固化快速成型制造技术或聚合物喷射技术。本发明提供的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法，利用4d打印技术制备肠道支架，不受复杂结构的限制，适于肠道支架的个性化定制，具有较广泛的应用前景；而且具有快速成型的特点，大缩短了肠道支架模具的制备时间，制备成本较低、制备方法简单、实用性强，容易被消费者接受，具有显著的社会和经济效益。
86.根据一些优选的实施方式，载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，药物与水凝胶的质量之比为1:(10～20)。
87.根据一些优选的实施方式，管状支架包括网状结构和负泊松比结构；网状结构和负泊松比结构的驱动条件不同，且负泊松比结构位于网状结构的结点上。
88.在本发明中，在实际应用时，将抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架在玻璃化转变温度下赋形为体积更小的临时形状，以该临时形状植入人体后，通第一驱动条件(例如，37℃左右的水)使肠道支架的网状结构回复为初始形状，起到支撑肠道的作用，此时肠道支架呈中间形状；当人体中肠道患处发生再狭窄时，通过第二驱动条件(例如，磁场或光照的驱动)使肠道支架的负泊松比结构回复为初始形状，此时肠道支架由中间形状变形为初始形状，进一步提升肠道支架的支撑效果，起到抗肠道再狭窄的作用。
89.需要说明的是，抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的初始形状和中间形状是在术前应用人体三维扫描仪、磁共振成像技术(mri)、ct扫描技术等采集患者的肿瘤、肠道瘘口或切口及周围组织的医学影像数据，通过医学仿真软件、计算机辅助设计等软件对所得的数据进行处理，设计并建立的，从而使得回复至初始形状的肠道支架可以对患者肠道起到更好的支撑和给药功能。
90.在本发明中，由于网状结构和负泊松比结构的驱动条件相对独立，能够在肠道支架发挥支撑肠道的功能的同时，根据患者的实际情况选择是否驱动肠道支架的负泊松比结构以治疗患者的肠道再狭窄问题，配合可以控制药物释放速率的载药水凝胶表皮，有利于针对不同的患者进行个性化治疗，从而减轻患者痛苦。
91.为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面通过几个实施例对一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架及其制备方法进行详细说明。
92.实施例1
93.抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法包括：
94.s1、诊断肠道梗阻或瘘口部位的大小和形状，设计管状支架三维结构模型，如图1和图2所示；其中，管状支架包括网状结构1和负泊松比结构2，且负泊松比结构2位于网状结构1的结点上，载药层3嵌入网状结构1中；
95.s2、确定网状结构、负泊松比结构的材料(其中，形状记忆聚合物和功能性填料的质量比为3：1)；载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，其中药物和水凝胶的质量比为1：10；
96.按步骤s1设计的模型采用熔融沉积或直写打印方法进行多材料打印，成型后获得嵌入载药层的4d打印的管状支架，即获得具有初始形状的肠道支架。
97.肠道支架的应用：将肠道支架于玻璃化转变温度下赋形为临时形状，在植入人体后，通过水的驱动作用使肠道支架的网状结构回复为初始形状，为患者的肠道起到支撑作用，此时肠道支架呈中间形状；当患者在术后回复的过程中产生了肠道再狭窄时，通过磁场或光照的驱动作用使肠道支架的负泊松比结构也回复为初始形状，此时肠道支架呈初始形状，起到抗肠道再狭窄的作用。
98.具体地，针对肠道支架的应用，如图3至图6所示，在获得如图5所示的肠道支架的初始形状后，将肠道支架升温至玻璃化转变温度并对肠道支架进行赋形，施加外力保持5-10s至肠道支架降至室温，肠道支架被赋予如图3所示的临时形状。肠道支架的临时形状可以设置成体积小易微创植入的形状，在植入人体后发生变形，从临时形状回复为预设的三维空间形状，为实现微创手术植入肠道支架提供了可能。抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架在材料转变温度下变形为如图3所示的临时形状，压缩变小后降至室温，植入人体后或放置在模拟人体体液的环境中，在水的驱动作用下肠道支架的网状结构于37℃左右可以回复
至初始形状，从而起到支撑肠道的作用，此时肠道支架呈如图4所示的中间形状。当患者在术后回复的过程中产生了肠道再狭窄时，可通过磁场或光照的驱动作用使肠道支架中的负泊松比结构于45℃左右回复为初始形状，此时肠道支架呈如图5所示的初始形状，进一步提升肠道支架的支撑效果，从而起到抗肠道再狭窄的作用，保证了肠道支架在面临患者肠道再狭窄的情况下依然能够发挥很好的治疗效果。其中，图6由左至右依次为肠道支架的临时形状、中间形状、初始形状，图6示出了肠道支架的回复形状变化。
99.实施例2
100.抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法包括：
101.s1、诊断肠道梗阻或瘘口部位的大小和形状，设计管状支架三维结构模型；其中，管状支架包括网状结构和负泊松比结构，且负泊松比结构位于网状结构的结点上，载药层嵌入网状结构中；
102.s2、确定网状结构、负泊松比结构的材料(其中，形状记忆聚合物和功能性填料的质量比为4：1)；载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，其中药物和水凝胶的质量比为1：10；
103.按步骤s1设计的模型采用熔融沉积或直写打印方法进行多材料打印，成型后获得嵌入载药层的4d打印的管状支架，即获得具有初始形状的肠道支架。
104.肠道支架的应用：将肠道支架于玻璃化转变温度下赋形为临时形状，在植入人体后，通过水的驱动作用使肠道支架的网状结构回复为初始形状，为患者的肠道起到支撑作用，此时肠道支架呈中间形状；当患者在术后回复的过程中产生了肠道再狭窄时，通过磁场或光照的驱动作用使肠道支架的负泊松比结构也回复为初始形状，此时肠道支架呈初始形状，起到抗肠道再狭窄的作用。
105.实施例3
106.抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法包括：
107.s1、诊断肠道梗阻或瘘口部位的大小和形状，设计管状支架三维结构模型；其中，管状支架包括网状结构和负泊松比结构，且负泊松比结构位于网状结构的结点上，载药层嵌入网状结构中；
108.s2、确定网状结构、负泊松比结构的材料、(其中，形状记忆聚合物和功能性填料的质量比为5：1)；载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，其中药物和水凝胶的质量比为1：10；
109.按步骤s1设计的模型采用熔融沉积或直写打印方法进行多材料打印，成型后获得嵌入载药层的4d打印的管状支架，即获得具有初始形状的肠道支架。
110.肠道支架的应用：将肠道支架于玻璃化转变温度下赋形为临时形状，在植入人体后，通过水的驱动作用使肠道支架的网状结构回复为初始形状，为患者的肠道起到支撑作用，此时肠道支架呈中间形状；当患者在术后回复的过程中产生了肠道再狭窄时，通过磁场或光照的驱动作用使肠道支架的负泊松比结构也回复为初始形状，此时肠道支架呈初始形状，起到抗肠道再狭窄的作用。
111.实施例4
112.抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法包括：
113.s1、诊断肠道梗阻或瘘口部位的大小和形状，设计管状支架三维结构模型；其中，
管状支架包括网状结构和负泊松比结构，且负泊松比结构位于网状结构的结点上，载药层嵌入网状结构中；
114.s2、确定网状结构、负泊松比结构的材料(其中，形状记忆聚合物和功能性填料的质量比为5：1)；载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，其中药物和水凝胶的质量比为1：15；
115.按步骤s1设计的模型采用熔融沉积或直写打印方法进行多材料打印，成型后获得嵌入载药层的4d打印的管状支架，即获得具有初始形状的肠道支架。
116.肠道支架的应用：将肠道支架于玻璃化转变温度下赋形为临时形状，在植入人体后，通过水的驱动作用使肠道支架的网状结构回复为初始形状，为患者的肠道起到支撑作用，此时肠道支架呈中间形状；当患者在术后回复的过程中产生了肠道再狭窄时，通过磁场或光照的驱动作用使肠道支架的负泊松比结构也回复为初始形状，此时肠道支架呈初始形状，起到抗肠道再狭窄的作用。
117.实施例5
118.抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法包括：
119.s1、诊断肠道梗阻或瘘口部位的大小和形状，设计管状支架三维结构模型；其中，管状支架包括网状结构和负泊松比结构，且负泊松比结构位于网状结构的结点上，载药层嵌入网状结构中；
120.s2、确定网状结构、负泊松比结构的材料(其中，形状记忆聚合物和功能性填料的质量比为5：1)；载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，其中药物和水凝胶的质量比为1：20；
121.按步骤s1设计的模型采用熔融沉积或直写打印方法进行多材料打印，成型后获得嵌入载药层的4d打印的管状支架，即获得具有初始形状的肠道支架。
122.肠道支架的应用：将肠道支架于玻璃化转变温度下赋形为临时形状，在植入人体后，通过水的驱动作用使肠道支架的网状结构回复为初始形状，为患者的肠道起到支撑作用，此时肠道支架呈中间形状；当患者在术后回复的过程中产生了肠道再狭窄时，通过磁场或光照的驱动作用使肠道支架的负泊松比结构也回复为初始形状，此时肠道支架呈初始形状，起到抗肠道再狭窄的作用。
123.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述肠道支架包括管状支架和嵌入所述管状支架的载药层；所述管状支架与所述载药层均为生物降解材料；所述管状支架由至少两种具有不同驱动条件的形状记忆材料组成；所述载药层的材料包括药物和水凝胶；所述肠道支架包括初始形状、中间形状和临时形状；所述初始形状的体积大于所述中间形状和所述临时形状的体积；所述中间形状的体积大于所述临时形状的体积；其中，所述肠道支架在不同驱动条件下形变为不同的形状。2.根据权利要求1所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述形状记忆材料为形状记忆聚合物或包含功能填料的形状记忆聚合物；所述形状记忆聚合物为聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚己内酯、聚乳酸、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、丙烯酸化环氧大豆油或聚(d，l-丙交酯-co-三亚甲基碳酸酯)中的至少一种；所述功能填料为磁性填料或光热填料。3.根据权利要求1所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述肠道支架在材料转变温度下变形为所述临时形状；所述肠道支架在第一驱动条件下由所述临时形状变形为所述中间形状；所述肠道支架在第二驱动条件下由所述中间形状变形为所述初始形状。4.根据权利要求1所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述管状支架包括网状结构和负泊松比结构；所述网状结构和所述负泊松比结构的驱动条件不同，且所述负泊松比结构位于所述网状结构的结点上。5.根据权利要求4所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述网状结构采用的形状记忆材料包括聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇或聚乙二醇中的至少一种；和/或所述负泊松比结构由形状记忆聚合物和功能填料组成；所述功能填料为磁性填料或光热填料；所述形状记忆聚合物为聚己内酯、聚乳酸、聚氨酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、丙烯酸化环氧大豆油或聚(d，l-丙交酯-co-三亚甲基碳酸酯)中的至少一种。6.根据权利要求5所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述负泊松比结构中所述形状记忆聚合物和所述功能填料的质量之比为(3～5):1；优选地，所述磁性填料为γ-三氧化二铁、四氧化三铁、钕铁硼、羰基铁、镍锌铁氧体中的至少一种；优选地，所述光热填料为金纳米粒子、炭黑、氧化石墨烯或黑磷中的至少一种。7.根据权利要求4所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述肠道支架在材料转变温度下变形为所述临时形状；所述网状结构在第一驱动条件下回复至第一初始形状，使所述肠道支架由所述临时形状变形为所述中间形状；所述负泊松比结构在第二驱动条件下回复至第二初始形状，使所述肠道支架由所述中间形状变形为所述初始形状。8.根据权利要求1至7中任一所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架，其特征在于，所述水凝胶为具有应激响应性能的壳聚糖、纤维素、透明质酸、肝素、藻酸盐、聚丙烯
酸、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚(n-异丙基丙烯酰胺)中的至少一种；所述载药层响应于外部刺激以控制药物释放速率；所述外部刺激包括ph、光、磁、温度、特定离子或酶中的一种或多种；优选地，所述药物与所述水凝胶的质量之比为1:(10～20)。9.一种权利要求1至8中任一所述的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)设计包括管状支架和载药层的肠道支架的三维结构模型；(2)确定所述管状支架和所述载药层所用的形状记忆材料，采用4d打印技术进行多材料打印，成型后获得具有初始形状的4d打印的肠道支架。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述载药层由药物和具有应激响应性能的水凝胶组成，所述药物与所述水凝胶的质量之比为1:(10～20)；和/或所述管状支架包括网状结构和负泊松比结构；所述网状结构和所述负泊松比结构的驱动条件不同，且所述负泊松比结构位于所述网状结构的结点上。

技术总结
本发明提供了一种抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架及其制备方法，肠道支架包括管状支架和嵌入管状支架的载药层；管状支架与载药层均为生物降解材料；管状支架由至少两种具有不同驱动条件的形状记忆材料组成；载药层的材料包括药物和水凝胶；肠道支架包括初始形状、中间形状和临时形状；初始形状的体积大于中间形状和临时形状的体积；中间形状的体积大于临时形状的体积；其中，肠道支架在不同驱动条件下形变为不同的形状。本发明提供的抗再狭窄形状记忆聚合物肠道支架不仅能解决现有肠道支架植入后与患者术口、疤痕摩擦甚至造成肠道黏膜破损或感染的问题，还具有抗再狭窄功能，能预防术后再狭窄问题。防术后再狭窄问题。防术后再狭窄问题。


技术研发人员：张风华 鄢施宇 王林林 刘彦菊 冷劲松
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/15