[发明专利]聚氨酯复合片材、复合片材的制法及其在制造医用植入物中的用途

说明书

本文公开了一种聚氨酯复合片材，所述聚氨酯复合片材包含：生物相容且生物稳定的聚氨酯弹性体，包含聚硅氧烷链段，所述聚氨酯形成所述片材的连续基质；以及机织或编织织物，所述机织或编织织物的厚度为15‑150μm并包含生物相容性高强度聚合物纤维的；其中所述复合片材包含10‑90质量％的聚氨酯，厚度为25‑250μm，并且面密度为5‑300g/m²；并且其中所述复合片材在至少一个方向上具有非线性单轴拉伸行为，表征为20‑200MPa的1％割线模量、10‑45％的硬化转变点、和至少25MPa的拉伸强度(在37℃的水中测量)。

技术领域

所公开的发明涉及适用于制造医用植入部件(如人工心脏瓣膜的小叶)的聚氨酯复合片材、制造此类复合片材的方法、所述聚氨酯复合片材在制造医用植入物中的用途，以及包含此类复合片材的医用植入物，例如心脏瓣膜假体。

背景技术

术语片材通常用于薄片材料，例如纸片或织物片，并且复合物用于由两种或更多种不同的、结构上互补的组分构成的材料，所述组分通常是基质材料和加强材料。复合片材是一种包含聚合物基体和加强纤维的片状形式的复合材料，其可用于制造可植入医疗设备，尤其是用于制造人工心脏瓣膜的小叶。

心脏瓣膜病是导致死亡的主要原因之一。在每年约3000万次的心脏循环负荷期间，心脏瓣膜疾病可能会导致血液进出心脏及其腔室的受控流动受到干扰。尽管优选的是手术修复病变瓣膜，但每年全世界有约300,000名患者需要接受瓣膜置换手术。随着人口平均年龄的持续增长，这一数字预计将迅速增长。

心脏瓣膜假体的临床使用早在半个多世纪以前就开始了。最初，使用由金属-碳组合制成的机械瓣膜并且所述机械瓣膜显示出高耐用性。然而，此类瓣膜通常易感染、发炎和形成血栓，从而需要患者终生使用抗凝药物。此外，这种瓣膜的植入需要心脏直视手术，所述心脏直视手术可能不适合许多患者。

随后，引入了所谓的人造生物瓣膜。这种瓣膜通常为瓣膜小叶应用异种移植物，如化学交联的牛或猪心包，所述小叶安装在支撑结构中。这些人造生物瓣膜可能会发生钙化，从而导致增厚和变硬，并最终导致瓣膜无法充分打开和关闭。这种瓣膜的使用寿命限制为约7-10年。然而，生物瓣膜已成为金标准并提供优于机械瓣膜的明显优势，因为它们可以制成可折叠/可扩张的假体，所述假体可以使用微创技术(如经导管主动脉瓣置换术(transcatheter aortic valve replacement,TAVR)或经导管主动脉瓣植入术(transcatheter aortic valve implantation,TAVI))植入。

通常，这种人造生物心脏瓣膜具有单向瓣膜结构，也被称为瓣膜组件或小叶组件，安装在也被称为支架或框架的支撑结构中，所述支撑结构可以由金属如镍钛诺或聚合物制成。在可折叠/可扩张假体的情况下，带支架的瓣膜可以是自扩张的或球囊可扩张的。瓣膜组件可由两个或(大部分)三个小叶和小叶所附接至的裙部(skirt)或袖口(cuff)组成。裙部及其小叶附接到支架的内表面和/或外表面并至少部分覆盖所述支架的内表面和/或外表面，并且可以帮助防止或减少瓣膜外侧周围的泄漏(通常称为瓣周泄漏)。裙部也可以由经处理的天然组织制成，但通常基于合成材料，如聚酯织物或聚四氟乙烯膜。所述部件可以以各种方式附接到支架，如通过缝合、胶粘或热粘合。每个小叶都有自由边缘，也被称为自由边界，所述边缘朝向彼此移动以接合和关闭瓣膜，并且朝向支撑结构的内壁移动以在变化的血压下打开瓣膜。

关于制造可以比目前的人造生物瓣膜长5到10年起作用的人工瓣膜的替代方法的研究包括应用合成材料和组织工程化，并在过去几十年中受到广泛关注。组织工程化旨在通过将细胞封装或接种在可生物降解的支架中，在生物反应器中在适当条件下培养细胞构建体，并植入经预调理的构建体以逐渐获得体内天然组织的特性来生成可植入组织。这些技术尚未准备好用于临床应用。