用于假體心臟瓣膜的彈性體小葉的制作方法
【技術領域】
[0001] 本文所公開的主題設及醫療植入物中使用的材料，更具體地設及包含至少一層復 合材料的小葉，所述復合材料包含具有曲折原纖（serpentinefibril)的膨脹型聚四氣乙 締（ePT陽）薄膜和彈性體。所述彈性體可位于ePTFE薄膜的全部或基本上全部的孔中。
【背景技術】
[0002] 假體屯、臟瓣膜優選在體內持續使用至少十年。為了堅持那么久，假體屯、臟瓣膜應 展現足夠的耐久性，至少能循環4億次或W上。所述瓣膜，更具體的為屯、臟瓣膜小葉，必須 抵御結構退化和不良生物學結果，前者包括形成孔桐、裂縫等，后者包括巧化和血栓癥。
[0003] 含氣聚合物，如膨脹型和非膨脹型聚四氣乙締（PT陽）、改性PT陽和PT陽的共聚 物，提供了許多有益的性能，包括優異的化學惰性和優越的生物相容性，因而成為假體屯、臟 瓣膜的理想候選材料。此外，PT陽和膨脹型PT陽(ePT陽）已用于制造屯、臟瓣膜小葉。但是 已證明，PTFE反復彎曲后會硬化，運會導致不可接受的流動性能。還觀察到因在材料中形 成孔桐和裂縫而導致的失效。此前已有多種聚合物材料用作假體屯、臟瓣膜小葉。運些聚合 物小葉在植入后兩年內通常就因發生硬化或形成孔而失效。人們嘗試通過加厚小葉W提高 小葉耐用性，卻導致了瓣膜的不可接受的血液動力學性能，即穿過張開瓣膜的壓降過高。常 規小葉還會起皺，成為屯、臟瓣膜發生潛在失效的位置。
[0004] 因此，本領域仍然需要包括小葉的生物相容性假體屯、臟瓣膜，且當屯、臟瓣膜在張 開狀態與閉合狀態之間循環時，屯、臟瓣膜經久耐用，而且降低起皺的發生率。

【發明內容】
陽〇化]根據一個實施方式，提供了一種用于調節人類患者中血流方向的假體瓣膜。運種 假體瓣膜包括但不限于屯、臟瓣膜或靜脈瓣膜。
[0006] 本發明提供的實施方式采用含氣聚合物薄膜，其具有顯著的伸長率，同時基本上 保持含氣聚合物薄膜的強度性質。運種含氣聚合物薄膜特征性地具有曲折原纖。
[0007] 其他實施方式提供了用于調節患者中血流方向的假體瓣膜，該假體瓣膜包含具有 至少一層復合材料的小葉，該復合材料層含有至少一種具有曲折原纖的膨脹型含氣聚合物 薄膜和彈性體。在一些實施方式中，彈性體存在于含氣聚合物薄膜的全部或基本上全部的 孔中。所述含氣聚合物薄膜可具有基本上僅由曲折原纖構成的微結構。在一些實施方式中， 所述膨脹型含氣聚合物薄膜包括多個曲折原纖。此外，含氣聚合物可W是聚四氣乙締。小 葉可由單層或多層復合材料形成。此外，小葉可操作地連接到支承結構上，并可在張開狀態 與閉合狀態之間相對于支承結構運動，形成屯、臟瓣膜。小葉的彈性允許小葉彎曲，而且在瓣 膜張開和閉合時降低起皺發生率。在驅動小葉運動至少1億個周期之后，復合材料形成的 小葉沒有可見的孔桐、裂縫或脫層的跡象，而是保持不變。
[0008] 其他實施方式提供了用于調節患者血流方向的可植入假體瓣膜，其包括可在閉合 狀態與張開狀態之間循環的小葉，其中閉合狀態基本上阻止血液流過假體瓣膜，而張開狀 態允許血液流過假體瓣膜。小葉由至少一層復合材料形成，該復合材料包含至少一種具有 曲折原纖的膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體。彈性體存在于膨脹型含氣聚合物薄膜的全部 或基本上全部的孔中。此外，膨脹型含氣聚合物薄膜可包含基本上僅由曲折原纖構成的微 結構。所述膨脹型含氣聚合物薄膜可W包括多個曲折原纖。在一些實施方式中，所述含氣 聚合物是聚四氣乙締。在假體瓣膜的張開狀態和閉合狀態，小葉降低了起皺發生率。此外， 小葉可通過常規方式連接到剛性或彈性支承結構上，形成屯、臟瓣膜。
[0009] 本文提供的實施方式提供了一種調節患者血流方向的可植入假體瓣膜中的小葉 的形成方法，包括：提供復合材料，該復合材料包含至少一種具有曲折原纖的膨脹型含氣聚 合物薄膜和彈性體；通過包覆復合材料片材，且將起點和終點限定為粘和到該復合材料片 材自身的軸向接縫，使至少一個復合材料層接觸其他復合材料層。彈性體可存在于膨脹型 含氣聚合物薄膜的全部或基本上全部的孔中。根據一個實施方式，小葉的彈性存在于小葉 的軸向上。所述含氣聚合物可W是聚四氣乙締。此外，膨脹型含氣聚合物薄膜可包含基本 上僅由曲折原纖構成的微結構。在另一個實施方式中，所述膨脹型含氣聚合物薄膜包括多 根曲折原纖。
[0010] 其他實施方式提供了用于調節患者中血流方向的可植入假體瓣膜，其包含支承結 構和由至少一個包含復合材料的層形成的小葉，所述復合材料含有至少一種具有曲折原纖 的膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體。所述膨脹型含氣聚合物薄膜包含多個孔，所述彈性體 存在于全部或基本上全部的孔中。此外，小葉可相對于支承結構運動，并且可在閉合狀態與 張開狀態之間循環。在張開狀態和閉合狀態中，小葉都具有降低的起皺發生率。在一些實 施方式中，所述含氣聚合物是聚四氣乙締。膨脹型含氣聚合物薄膜可包含基本上僅由曲折 原纖構成的微結構。所述膨脹型含氣聚合物薄膜可W包括多根曲折原纖。
[0011] 其他實施方式提供了包含小葉的假體瓣膜，所述小葉具有至少一個包含復合材料 的層，該復合材料在拉伸到至少約30%應變時表現出剛度增加。所述復合材料包括至少一 種膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體。膨脹型含氣聚合物薄膜可包含曲折原纖。另外，所述 膨脹型含氣聚合物薄膜可W包含多根曲折原纖。在一個實施方式中，膨脹型含氣聚合物薄 膜包含多個孔，彈性體存在于基本上全部的孔中。
[0012] 一種形成小葉的方法的一個實施方式包括：提供復合材料，該復合材料在拉伸到 至少約30%應變時表現出剛度增加；通過包覆復合材料片材，且將起點和終點限定為粘和 到該復合材料片材自身的軸向接縫，使至少一個復合材料層接觸其他復合材料層。所述復 合材料包含至少一種膨脹型含氣聚合物薄膜和彈性體，并且在一些實施方式中可包含曲折 原纖。
[0013] 用復合材料形成的小葉可操作地連接到支承結構上，并可在張開狀態與閉合狀態 之間相對于支承結構運動，形成屯、臟瓣膜。
[0014] 根據本文提供的一些實施方式，當屯、臟瓣膜在張開狀態與閉合狀態之間循環時， 小葉表現出起皺減少。
[0015] 本文提供的實施方式限定彈性體可存在于含氣聚合物薄膜的全部或基本上全部 的孔中。
[0016] 其他實施方式限定可在膨脹型含氣聚合物薄膜的孔中或者在形成小葉的復合材 料層之間加入其他材料，W提高小葉所需的性質。
[0017] 附圖簡要說明
[0018] 圖1是一個實施方式中示例性的、理想化的曲折原纖的示意圖；
[0019] 圖2是一個實施方式中除去含氣彈性體后小葉表面的掃描電子顯微照片（SEM)， 拍攝放大率為10000倍；
[0020] 圖3A是顯示一個實施方式中樣品的不可恢復應變能密度的圖示；
[0021] 圖3B是顯示圖3A中樣品的可恢復應變能密度的圖示；
[0022] 圖3C是顯示圖3A中樣品的總應變能密度的圖示；
[0023] 圖4是一個實施方式中按照實施例1制備的樣品的不可恢復應變能密度百分比的 圖示；
[0024] 圖5是一個實施方式中復合材料按照一個實施方式在與強度最大方向正交的方 向上的應力-應變圖示，其中切線相交處顯示了復合材料的停止點（stoppoint);
[0025] 圖6是一個實施方式中切割后的圓筒形支承結構的示意圖； 陽0%] 圖7是一個實施方式中所示的大體具有圓筒形狀的屯、軸的示意圖；
[0027] 圖8是一個實施方式中顯示支承結構在屯、軸上的位置的示意圖；W及
[002引圖9A和9B是一個實施方式中分別處于閉合狀態和張開狀態的瓣膜的俯視圖。
[0029] 發明詳述
[0030] 下面將述及附圖所示的實施方式W及用來描述附圖的具體文字。然而，應當理解 的是，運并非意在限制本發明的范圍，諸如對圖示方法和裝置的改造和進一步改進，進而對 附圖所示本發明原理的進一步應用，都應視為在構思范圍之內，正如本發明相關領域的技 術人員能正常想到的那樣。
[0031] 除非另有限定，在此使用的所有技術和科學術語的含義均與本發明所屬領域的普 通技術人員的通常理解一致。在圖中，為了清晰起見，放大了線、層和區域的厚度。圖中相 同的數字表示相同的元件。
[0032] 如本文中所用，術語"曲折原纖"是指朝一個方向彎曲或折彎然后再朝另一個方向 彎曲或折彎的多根原纖。
[0033] 如本文中所用，術語"受控回縮"是指通過加熱、用溶劑潤濕或其他任何合適的方 法或它們的組合，使制品在至少一個方向上長度變短，通過運樣的方法抑制后續制品出現 裸眼可見的折疊、打權或起皺。
[0034] 術語"起皺"也指形成小葉的無皺復合材料經彎折或伸縮之后復合材料的外觀。
[0035] 如本文中所用，術語"無皺"意在表示在彎折或伸縮復合材料之前，復合材料沒有 皺紋。
[0036] 本文中所用的術語"經滲透或滲透"意在描述用于至少部分填充至少一部分多孔 材料（如ePTFE或類似物）的孔的任何方法。
[0037] 本文中所用的術