技术领域
本发明涉及一种医疗器械,尤其是一种放射性支架及其制备方法。
背景技术
恶性肿瘤是威胁人类健康的重大疾病,因恶性肿瘤所引起的血管、消 化道、泌尿生殖道、呼吸道等管腔组织的狭窄和梗阻亦一直困扰着人类。 管腔内支架对于缓解此类症状具有良好效果,但支架本身对肿瘤治疗并无 意义,随着肿瘤增生可能出现再次狭窄,导致需要再次植入支架。而利用 低能放射性核素,如125I和103Pd,进行近距离照射在肿瘤治疗中已经得到 肯定。而且,125I和103Pd已经作为商业化产品应用于临床近距离治疗肿瘤, 临床效果良好。因此,将管腔内支架与放射性核素125I或103Pd结合起来制 成放射性支架,不仅可以利用支架的机械支撑作用预防各种管腔再狭窄等 症状,还可以利用放射性核素的射线杀死杀伤肿瘤细胞,达到治疗或者控 制恶性肿瘤的目的,从而避免再狭窄导致的病情恶化。
鉴于放射性125I支架的优势,其制备技术引起广泛重视,目前将125I 应用在放射性支架领域主要有如下几个思路:在普通支架上捆绑放射性125I 粒子制成放射性支架,但是编织管腔支架的金属丝或塑料丝直径一般很细 (直径0.05-0.2mm),而放射性粒子直径一般为0.8mm,很难将其固定于 管腔支架上;而且该法要借助其他材料包裹或捆绑放射性粒子,体内管腔 组织内径较小,放射性粒子的引入增大了支架的整体体积,植入腔道占用 较大空间,影响正常生理活动,官腔内物质运动亦容易造成放射性粒子脱 落,从而损伤其它组织;另外,放射性核素集中于放射性粒子部位,在支 架表面分布不均匀,靠近放射性粒子的肿瘤细胞能够得到很好的控制,而 远离放射性粒子的肿瘤细胞受射线剂量相对较小,受控效果较差,引入更 多放射性粒子反而会加重前述问题;另有提出使用离子形态放射层,使用 该法制备的放射性支架,因为放射性核素以离子状态存在,易于在各种高 分子材料中扩散,易溶于水性介质,从而会被人体吸收并随代谢分布于体 内各处,造成体内放射性污染,损伤正常组织机能,因此需要及时严格的 监控体内放射性核素水平,一旦发现微量泄露,必须立刻手术取出支架并 进行体内去除放射性污染处理,容易给病人带来痛苦及二次伤害,并且, 离子形态的125I渗透能力更强,而且碘元素易于在甲状腺富集,如果125I 渗透并富集于甲状腺,会造成甲状腺功能不可逆转的损伤,这是临床上不 希望见到的。
103Pd是另外一种常用于放射治疗的核素,其半衰期16.96天,平均射 线能量21-23keV,初始剂量率0.20-0.24Gy/h,相比125I,其对于增殖较 快、分化较差的肿瘤具有更好的疗效,而且其能量较低,易于防护,穿透 射程适中,不会对周围正常组织造成不必要的损害。现有技术中曾有使用 电镀工艺将103Pd电镀于普通支架上,但是由于放射性物质质量极微,其单 分子层总面积不及支架表面积大,在不添加载体的情况下,属于微观世界 范畴,其反应动力学行为难以估摸,一般反应难以控制,亦难以实现在支 架上的均匀分布。而且,电镀工艺与设备一般较为复杂,不适于放射性物 质的操作,也不适用于像放射性粒子、放射性支架之类的体积较小的产品 的批量生产。另外,支架属于弹性体,在使用过程中会经过多次压缩与弹 伸的过程,而该放射性支架中103Pd暴露于表面,植入人体后放射性103Pd 直接与人体接触,由于支架压缩、弹伸的机械力与官腔组织内部物质运动、 腐蚀等作用,容易造成103Pd的脱落,从而随着管腔内部物质的运动扩散迁 移到体内其他部位,造成正常组织的损伤,这是临床中不希望见到的。
鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本 创作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放射性支架,用以克服上述技术缺陷。
为实现上述目的,本发明提供一种放射性支架,其特征在于,包括一 支架本体、一提供放射源的放射层与一保护层,所述保护层包覆所述放射 层;
所述放射层样貌呈微米级微粒状、微米森林状或复合样貌。
较佳的,所述放射层包括放射性物质,所述放射层覆盖支架的全部或 一部分,所述保护层包覆支架的全部。
较佳的,所述放射性物质为Ag125I;所述保护层材料为聚氨酯。
较佳的,所述放射性物质为103Pd;所述保护层材料为聚氨酯。
较佳的,所述放射层厚度为1-10μm,所述保护层厚度为10-100μm。
一种放射性支架的制备方法,其特征在于包括步骤:
S1,支架依次经过喷砂糙化表面、丙酮清洗除油、硝酸浸蚀除去附着 物、水洗除去残留的酸液;
S2,采用喷淋法活化支架表面,使支架表面附着晶粒;
S3,采用化学沉积的方法,使支架表面均匀覆盖放射层;
S4,将支架用去离子水清洗干净,并在温和气流下干燥;
S5,采用旋转固化的方法,使支架表面形成聚氨酯保护层。
较佳的,所述步骤S2具体为,在支架表面喷淋0.5-50g/L银氨溶液, 其中氨水浓度5-25%,随后喷淋1-20%肼溶液,然后干燥至无明显液滴附着。
较佳的,所述步骤S3具体为,
S3a,先将支架置于由0.5-2.5g/L硝酸银、15-25%氢氧化铵、40-80g/L 乙二胺四乙酸二钠、0.2-2%肼组成的溶液中,室温下搅拌反应1-10h;
S3b,将支架取出并用去离子水清洗干净;
S3c,再将支架置于由6-12g/L溴化钠、0.1-0.5g/L碘化钠、1-100mg/L 氢氧化钠、5-10g/L铁氰化钾及放射性125I组成的溶液中,室温下搅拌反应 10-30min。
较佳的,所述步骤S5具体为,旋转条件下在支架表面涂刷5-20%脂肪 族聚碳酸型聚氨酯的四氢呋喃溶液,并一直旋转至干燥,而形成所述保护 层。
较佳的,其还包括步骤S3b’,所述步骤S3b’在所述步骤S3b与所述 步骤S3c之间,具体为,将不需要覆盖所述放射层的支架部分用0.5-5mol/L 的硝酸清洗以除去覆盖的银层,并将支架用去离子水清洗干净。
较佳的,所述步骤S2具体为,在支架表面喷淋0.2-1g/L氯化钯溶液, 随后喷淋5-20%肼溶液,然后干燥至无明显液滴附着。
较佳的,所述步骤S3具体为,将支架置于由0.1-2g/L氯化钯、15-25% 氢氧化铵、50-90g/L乙二胺四乙酸二钠、0.2-2%肼及放射性103Pd组成的溶 液中,35-50℃搅拌反应2-5h。
较佳的,所述步骤S5具体为,旋转条件下在支架表面涂刷5-20%聚醚 型聚氨酯的四氢呋喃溶液,并一直旋转至干燥,而形成所述保护层。
较佳的,对于支架上不需要覆盖放射层的部分,在所述步骤S1结束后, 所述步骤S2开始前,用滤纸包裹支架不需要携带放射性的部位,再转至步 骤S2;所述步骤S2结束后,所述步骤S3开始前,揭去滤纸,转至所述步 骤S3。
与现有技术比较,本发明的有益效果在于:
本发明所述的放射性支架中,放射性物质化学形态,如碘化银(Ag125I) 和钯(103Pd),均难溶于各种介质,且以微米级微粒、微米森林或复合结 构的形式附着于普通支架表面,且在聚氨酯覆膜的保护下,不与人体直接 接触,亦不易发生渗透泄露,安全性强;
放射层与支架为一整体,不易脱落;放射层与保护层厚度共计仅有 10-110μm,体积小,植入腔道不会占用过多空间,不会影响腔道内物质运 动,实用性强;
放射层覆盖部分,放射性核素分布均匀,而且可以根据需要选择性的 覆盖部分支架表面,灵活性强;
所用制备方法简单、易于操作,放射性原料利用率高,所用聚氨酯为 良性弹性体,不易破裂,而且具有良好的生物相容性和稳定性。
附图说明
图1为本发明放射性支架的整体示意图;
图2为本发明放射性支架的部分放大示意图;
图3为本发明放射性支架实施例一的放射层电镜照片;
图4为本发明放射性支架实施例九的放射层电镜照片。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的 说明。
请参阅图1所示,图1为本发明放射性支架的整体示意图,其整体结 构为普通的支架,为管状网式结构,其包括两端的环状收口以及连接所述 环状收口的网状结构。
请参阅图2所示,图2为本发明放射性支架的部分放大示意图,其为 所述环状收口或所述网状结构的部分放大示意图,其包括一本体层1,一 放射层2以及一保护层3。
实施例一:
所述本体层1为支架本体结构,其可以为金属材质、塑料材质或其他 材质。在所述本体层1外,存在一放射层2,所述放射层2包括放射性物 质,作为本发明所述的放射性支架的放射源,所述放射层2为覆盖在所述 本体层1外的一层,其样貌表现为微米级微粒状、微米柱(微米森林)状 或复合样貌,所述复合样貌,为微米级微粒状与支架本体原貌的结合或微 米柱(微米森林)状与支架本体原貌的结合。在实施例一中,所述放射层 2中的放射性物质为Ag125I,所述放射层2还包括非放射性材料,以溴化银 (AgBr)为主,所述放射层2呈微米柱(微米森林)状样貌。所述放射层 2外部存在一保护层3,所述保护层3包覆或包含所述放射层2;所述放射 层2与所述保护层3之间并没有明显的界限。本实施例中,所述保护层3 为脂肪族聚碳酸型聚氨酯,其包覆在所述放射层2之外,并且填充在所述 放射层2中的微粒结构之间、微米柱结构之间的空隙,所述空隙不必然被 所述保护层3完全填满,可能还包括气体。
请参阅图3所示,其为本发明放射性支架所述放射层2的电镜照片, 放大倍数5000倍,所述放射层2主要为AgBr,放射性Ag125I均匀掺杂于其 中,构成所述放射层2材料局部呈现微米柱状,整体所述放射层2形成微 米森林状,具有狭窄的孔洞。
所述保护层3包覆在此种所述放射层2之外,对所述放射层2相对松 散的结构起到一个固定的作用,防止所述放射层2中的物质从所述放射性 支架中脱落,同时,由于所述放射层2结构中存在相对较大、较多的空隙, 所述放射层2同时也起到了对于所述保护层3的保护固定作用,防止保护 层3从所述放射层2外剥离出去。
所述放射层2可以完全覆盖所述本体层1,也可以部分覆盖所述本体 层1;所述保护层3可以完全包覆或部分包覆所述本体层1,但应完全包覆 所述放射层2,通常所述保护层3均为完全包覆所述本体层1,这样无论对 所述放射层2或所述保护层3来说,材料会更加稳定,不易脱落泄露。
实施例一所述放射性支架的制备方法为:
步骤S1,预处理:支架依次经过喷砂糙化表面、丙酮清洗除油、硝酸 浸蚀除去附着物、水洗除去残留的酸液;
步骤S2,活化:采用喷淋法活化支架表面,使支架表面附着晶粒;
步骤S3a,沉积银:采用化学沉积的方法,使支架表面均匀覆盖银层;
步骤S3b,清洗:将支架取出并用去离子水清洗干净;
步骤S3c,卤化:采用化学吸附的方法,使支架表面的银层因卤化而 形成所述放射层;
步骤S4,清洗并干燥:将支架用去离子水清洗干净,并在温和气流下 干燥;
步骤S5,覆膜:采用旋转固化的方法,使支架表面形成聚氨酯保护层。
其中,所述步骤S2中,所述的喷淋法活化支架表面的方法为:在支架 表面喷淋10g/L银氨溶液,其中氨水浓度12.5%,随后喷淋10%肼溶液,然 后干燥至无明显液滴附着;
其中,所述步骤S3a中,所述的化学沉积银的方法为:将支架置于由 2g/L硝酸银、18%氢氧化铵、50g/L乙二胺四乙酸二钠、0.5%肼组成的溶液 中,室温下搅拌反应3h;
其中,所述步骤S3c中,所述的化学吸附的方法为:将支架置于由10g/L 溴化钠、0.3g/L碘化钠、10mg/L氢氧化钠、8g/L铁氰化钾及放射性125I 组成的溶液中,室温下搅拌反应15min,使支架表面的银层卤化而形成所 述放射层,溴化银与放射性碘化银混合存在,局部呈微米柱状、整体呈微 米森林状,所述放射层2整体呈不规则连通,空隙相对较多。
其中,所述步骤S5中,所述的旋转固化的方法为:旋转条件下在支架 表面涂刷一层10%脂肪族聚碳酸型聚氨酯的四氢呋喃溶液,并一直旋转至 干燥,而形成一层聚氨酯保护层;
实施例一所得到的放射性支架,所述放射层2厚度为5μm,所述保护 层3厚度为50μm。
实施例二:
实施例二与实施例一的区别在于,
其中,所述步骤S2中,所述的喷淋法活化支架表面的方法为:在支架 表面喷淋0.5g/L银氨溶液,其中氨水浓度5%,随后喷淋20%肼溶液,然后 干燥至无明显液滴附着;
其中,所述步骤S3a中,所述的化学沉积银的方法为:将支架置于由 0.5g/L硝酸银、15%氢氧化铵、40g/L乙二胺四乙酸二钠、2%肼组成的溶液 中,室温下搅拌反应10h;
其中,所述步骤S3c中,所述的化学吸附的方法为:将支架置于由6g/L 溴化钠、0.5g/L碘化钠、1mg/L氢氧化钠、5g/L铁氰化钾及放射性125I组 成的溶液中,室温下搅拌反应10min,使支架表面的银层卤化而形成所述 放射层,溴化银与放射性碘化银混合存在,呈较疏的微米森林状结构。
实施例二所得到的放射性支架,所述放射层2厚度为1μm。
实施例三:
实施例三与实施例一的区别在于,
其中,所述步骤S2中,所述的喷淋法活化支架表面的方法为:在支架 表面喷淋50g/L银氨溶液,其中氨水浓度25%,随后喷淋1%肼溶液,然后 干燥至无明显液滴附着;
其中,所述步骤S3a中,所述的化学沉积银的方法为:将支架置于由 2.5g/L硝酸银、25%氢氧化铵、80g/L乙二胺四乙酸二钠、0.2%肼组成的溶 液中,室温下搅拌反应1h;
其中,所述步骤S3c中,所述的化学吸附碘的方法为:将支架置于由 12g/L溴化钠、0.1g/L碘化钠、100mg/L氢氧化钠、10g/L铁氰化钾及放射 性125I组成的溶液中,室温下搅拌反应30min,使支架表面的银层卤化而形 成所述放射层,溴化银与放射性碘化银混合存在,所述放射层2整体呈不 规则连通,空隙相对较少,呈较密的微米森林状结构。
实施例三所得到的放射性支架,所述放射层2厚度为10μm。
实施例四:
实施例四与实施例一的区别在于,
在所述步骤S5中,脂肪族聚碳酸型聚氨酯的四氢呋喃溶液的质量浓度 为20%,得到的放射性支架所述保护层3厚度为100μm。
实施例五:
实施例五与实施例一的区别在于,
在所述步骤S5中,脂肪族聚碳酸型聚氨酯的四氢呋喃溶液的质量浓度 为5%,得到的放射性支架所述保护层3厚度为10μm。
实施例六:
由于肿瘤位置集中,且肿瘤附近组织对于放射性敏感,所以需要在支 架上面做部分放射层,实施例六与实施例一的区别在于,实施例六所得到 的放射性支架只在中间三分之一的位置具有所述放射层2。
其具体制备方法与实施例一不同之处在于,
其还包括步骤S3b’,所述步骤S3b结束后,转至所述步骤S3b’,所 述步骤S3b’结束后,转至所述步骤S3c。
所述步骤S3b’具体为:将支架两端各三分之一处用1mol/L的硝酸溶 液清洗并擦除,去除银层,然后将支架用去离子水清洗干净。
本实施例中,所述步骤S3结束后形成所述放射层,呈复合样貌,所述 复合样貌为微米柱(微米森林)状与支架原貌的结合,更确切的说部分支 架为放射层的微米柱(微米森林)状,部分支架为支架本体的原貌。
实施例七:
其具体制备方法与实施例二不同之处在于,
其还包括步骤S3b’,所述步骤S3b结束后,转至所述步骤S3b’,所 述步骤S3b’结束后,转至所述步骤S3c。
所述步骤S3b’具体为:将支架两端各三分之一处用0.5mol/L的硝酸 溶液清洗并擦除,去除银层,然后将支架用去离子水清洗干净。
实施例八:
其具体制备方法与实施例三不同之处在于,
其还包括步骤S3b’,所述步骤S3b结束后,转至所述步骤S3b’,所 述步骤S3b’结束后,转至所述步骤S3c。
所述步骤S3b’具体为:将支架两端各三分之一处用5mol/L的硝酸溶 液清洗并擦除,去除银层,然后将支架用去离子水清洗干净。
实施例九:
所述本体层1为支架本体结构,其可以为金属材质、塑料材质或其他 材质。在所述本体层1外,存在一放射层2,所述放射层2包括放射性物 质,作为本发明所述的放射性支架的放射源,所述放射层2为覆盖在所述 本体层1外的一层,其样貌表现为微米级微粒状或复合样貌,在实施例九 中,所述放射层2中的放射性物质为103Pd,所述放射层2还包括非放射性 材料,以非放射性钯为主,呈微米级微粒状。所述放射层2外部存在一保 护层3,所述保护层3包覆所述放射层2。
本实施例中,所述保护层3为聚醚型聚氨酯,其包覆在所述放射层2 之外,并且填充在所述放射层2中的微粒结构之间的空隙,所述空隙不必 然被所述保护层3完全填满,可能还包括气体。
请参见图4所示,其为本发明实施例九的所述放射层2电镜照片,所 述放射层呈微米级微粒状,为103Pd与冷钯的颗粒状样貌,其中,103Pd均匀 混合于非放射性钯中,被非放射性钯包裹在其中,不会暴露在表面。另外 所述放射层2之外还存在一保护层3,相当于103Pd的双保险。
实施例九所述放射性支架的制备方法为:
步骤S1,预处理:支架依次经过喷砂糙化表面、丙酮清洗除油、硝酸 浸蚀除去附着物、水洗除去残留的酸液;
步骤S2,活化:采用喷淋法活化支架表面,使支架表面附着晶粒;
步骤S3,沉积钯:采用化学沉积的方法,使支架表面均匀覆盖所述放 射层;
步骤S4,清洗并干燥:将支架用去离子水清洗干净,并在温和气流下 干燥;
步骤S5,覆膜:采用旋转固化的方法,使支架表面形成聚氨酯保护层。
其中,所述步骤S2中,所述的喷淋法活化支架表面的方法为:在支架 表面喷淋0.5g/L氯化钯溶液,随后喷淋10%肼溶液,然后干燥至无明显液 滴附着;
其中,所述步骤S3中,所述的化学沉积钯的方法为:将支架置于由 1g/L氯化钯、20%氢氧化铵、70g/L乙二胺四乙酸二钠、0.5%肼及放射性103Pd 组成的溶液中,40℃搅拌反应3h,使支架表面均匀覆盖所述放射层;
其中,所述步骤S5中,所述的旋转固化的方法为:旋转条件下在支架 表面涂刷一层10%聚醚型聚氨酯的四氢呋喃溶液,并一直旋转至干燥,而 形成一层聚氨酯保护层。
实施例十
实施例十与实施例九相似,区别在于,
所述步骤S2具体为:在支架表面喷淋0.2g/L氯化钯溶液,随后喷淋 20%肼溶液,然后干燥至无明显液滴附着;
所述步骤S3具体为:将支架置于由0.1g/L氯化钯、15%氢氧化铵、50g/L 乙二胺四乙酸二钠、0.2%肼及放射性103Pd组成的溶液中,50℃搅拌反应2h, 使支架表面均匀覆盖所述放射层;
所述步骤S5具体为:旋转条件下在支架表面涂刷一层5%聚醚型聚氨 酯的四氢呋喃溶液,并一直旋转至干燥,而形成一层聚氨酯保护层。
实施例十一
实施例十一与实施例九相似,区别在于,
所述步骤S2具体为:在支架表面喷淋1g/L氯化钯溶液,随后喷淋5% 肼溶液,然后干燥至无明显液滴附着;
所述步骤S3具体为:将支架置于由2g/L氯化钯、25%氢氧化铵、90g/L 乙二胺四乙酸二钠、2%肼及放射性103Pd组成的溶液中,35℃搅拌反应5h, 使支架表面均匀覆盖所述放射层;
所述步骤S5具体为:旋转条件下在支架表面涂刷一层20%聚醚型聚氨 酯的四氢呋喃溶液,并一直旋转至干燥,而形成一层聚氨酯保护层。
实施例十二
实施例十二与实施例九相似,区别在于,
实施例十二所得到的支架中,所述放射层2只覆盖支架的一部分,其 制备方法与实施例九的区别在于:
所述步骤S2开始前,所述步骤S1结束后,用滤纸包裹支架不需要携 带放射性的部位,再转至步骤S2;
所述步骤S2结束后,所述步骤S3开始前,揭去滤纸,转至所述步骤 S3。
这样,被滤纸遮盖住的部分在最终不会覆盖所述放射层2。
本实施例中,所述步骤S3结束后形成所述放射层,呈复合样貌,所述 复合样貌为微米微粒状与支架原貌的结合,更确切的说部分支架为放射层 的微米微粒状,部分支架为支架本体的原貌。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对发明而言仅仅是说明性的,而 非限制性的。本专业技术人员理解,在发明权利要求所限定的精神和范围 内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围 内。