複合假體分流器裝置製造方法
2023-06-08 03:26:26
複合假體分流器裝置製造方法
【專利摘要】根據本發明的某些實施方案，描述了一種複合假體裝置。一般地，該裝置包括至少一層ePTFE，至少一種熱塑性彈性體組分，和框架。在某些方面中，熱塑性彈性體組分滲透至少一層ePTFE的微結構，從而提供改變ePTFE孔隙率的方式。
【專利說明】複合假體分流器裝置
【背景技術】
[0001]患有腎衰竭的患者的透析治療要求他們的血液經透析機引出並穿過。該方法稱為血液透析且必須規則地進行。血液透析要求插入大孔針到患者的血管內，進行血液的除去和循環。重複插入這種針會損害血管，和因此不是長期的解決方法。開發了假體動靜脈(AV)分流器(shunt)移植物(它提供動脈和靜脈之間的連接)，它提供插針的可接近位置。
[0002]假體分流器移植物通常由聚合物材料構造。然而，對於聚合物分流器材料來說，重要的是滿足提供主要挑戰的一些要求。這些挑戰亦即包括生物相容性，連接並錨定在體內某一位置的能力，容易被針穿透的能力，但在除去針之後，具有自密封的能力，和具有充足的回彈性(例如，使得可發現分流器，但足夠保形和撓曲，允許除去針時分流器復原)。
[0003]膨脹性聚四氟乙烯(ePTFE)擠塑管作為合成可移植的人工血管或管狀移植物(特別是為這些應用而設計的)的成功應用是為人們所熟知並記載的。通過有效的臨床研究所驗證的ePTFE，尤為適宜作為人工血管和/或管狀移植物材料，因為它顯示出優良的生物相容性，並且可機械操控以形成明確定義的多孔微細構造(已知促進內皮化)並因此連接並錨定在體內。已證實在血管應用中PTFE顯示出低的血栓形成反應。當移植到血管系統內時，由結點和原纖維形成的微孔結構允許天然組織向內生長且內皮化，這有助於該管狀移植物的長期癒合和開放(patency)。當埋入(seeded)或注入生物活性劑時,癒合速率,組織繁殖，和內皮化全部可被操控。
[0004]授予Goldfarb的美國專利6，436, 135描述了由ePTFE形成的合成人工血管或管狀移植物的微細構造為由纖維狀態來進行分類，該纖維狀態進一步通過不規則隔開的結點定義，所述結點通過細 長的原纖維或微纖維交互連接。用於製備這種結構的方法和技術在30多年前就已經知道了。原纖維所跨的結點表面之間的距離定義為結間距(IND)。具有特定範圍IND的管狀移植物增強了組織向內生長和細胞內皮化，因為該管狀移植物本身是多孔的。所述IND範圍通常足夠小到足以防止透壁血流和血栓症，而不是小於平均紅血細胞的最大尺寸(6 μ m至80 μ m)。
[0005]具有微孔ePTFE管狀人工血管或管狀移植物的許多實例。ePTFE人工血管或管狀移植物的孔隙率由IND的機械形成或管的微孔結構控制。具有提及的限定結構的IND可產生組織向內生長以及細胞沿著人工血管或管狀移植物的內和/或外表面內皮化的結果。最近，研究表明，通過引入多層複合材料到該裝置內，可製造具有新型和/或改進特徵的改進的移植物和/或支架-移植物。亦即，授予Anneaux等人的美國專利N0.8262979 (在此通過參考將其引入)描述了這種假體裝置的實例。
[0006]支架通常用於修復和維持身體通道，例如血管。通常，可以在支架的內和/或外表面上提供生物相容性材料(包括移植物)，以減少支架和身體接觸有關的反應。
[0007]支架-移植物的另一潛在用途是在「分流器」領域內。本文所使用的分流器是連接兩根血管(例如，靜脈和動脈)所使用的支架且可用於將流體輸入到體內或者從身體中除去血液或者血液組分。這樣的裝置的一個實例是用於透析的分流器。存在著對於具有足夠以此容量使用的物理性能的生物相容性裝置的需求。
【發明內容】
[0008]依照本發明公開內容的某些實施方案，提供了假體裝置的說明。該裝置包括框架(frame)(例如，支架)，至少一層ePTFE層，和至少一種熱塑性彈性體。在某些實施方案中，構造該裝置，以便ePTFE層構成該裝置的內徑(ID)和外徑(OD)。在這些實施方案中，框架在該裝置的內部中。熱塑性彈性體組分典型地在兩個或更多個裝置組件之間提供粘合。例如，在某些實施方案中，可在熱塑性彈性體組分內部埋入框架；該熱塑性彈性體組分可進一步粘附和/或滲透一層或更多層ePTFE層。
[0009]在一些實施方案中，熱塑性彈性體組分提供控制裝置的孔隙率/滲透率的方式。例如，在某些實施方案中，熱塑性彈性體可完全填充一層或多層ePTFE層的孔隙(即在結點/原纖維之間的空間)。
[0010]在本發明的一個方面中，提供一種複合假體分流器，它包括內部管腔；圍繞內部管腔的具有結點和原纖維的膨脹的聚四氟乙烯(ePTFE)的第一管狀層；圍繞ePTFE的第一管狀層周圍定位且覆在其上方的包埋入熱塑性彈性體內的管狀框架；和圍繞所述包埋入熱塑性彈性體內的管狀框架定位且覆在其上方的具有結點和原纖維的ePTFE的第二管狀層；其中熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管狀層至少一個中的結點和原纖維之間的空間至少約50%。熱塑性彈性體可以變化；在某些實施方案中，熱塑性彈性體包括聚氨酯。
[0011]在一些實施方案中，分流器的平均截面厚度為約0.25_至約0.51_。在某些實施方案中，分流器壁可顯示出小於約20%的平均孔隙率，例如約0%的平均孔隙率。在一些實施方案中，熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管狀層這兩層中的結點和原纖維之間的空間至少約50%，ePTFE的第一和第二管狀層至少一個中的結點和原纖維之間的空間至少約80%，或者ePTFE的第一和第二管狀層這兩層中的結點和原纖維之間的空間至少約80%。
[0012]在某些實施方案中，複合假體分流器顯示出徑向力，結果使得在壓縮分流器，使內部管腔閉合48小時之後，當除去壓縮時，分流器完全再打開。例如，可壓縮管腔直徑為4_的分流器，使管腔閉合，和當除去壓縮時，在除去壓縮之後的30秒內獲得直徑至少3_的分流器。在一些實施方案中，分流器顯示出大於約200g ;如約200-約300g的開啟力。
[0013]在一些實施方案中，在壓縮，使內部管腔閉合，然後打開大於或等於約2000次或者大於或等於約3000次之後，複合假體分流器沒有顯示出性能顯著下降。在本發明上下文中，在某些實施方案中，可通過下述中的一種或更多種證明「性能沒有顯著下降」:分流器的內部或外部尺寸沒有顯著變化；沒有可觀察到的磨損或變形；分流器的恢復力沒有顯著變化；和來自分流器的粒狀物質沒有顯著損失。
[0014]在本發明的另一方面中，提供一種血液通路閥門(hemoaccessvalve)系統,它包括本文描述的複合假體分流器。該系統除了包括複合假體分流器以外，可包括各種組件，且可在血液透析中使用。
[0015]在本發明進一步的方面中，提供製造複合假體分流器的方法，該方法包括施加熱塑性彈性體片材或管材到結構體上，所述結構體包括覆在第一 ePTFE管狀結構之上的管狀框架；施加第二 ePTFE管狀結構，所述第二 ePTFE管狀結構覆在熱塑性彈性體片材或管材之上，形成層狀複合材料；壓縮該層狀複合材料；和加熱該層狀複合材料，使得熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管狀層至少一個中的結點和原纖維之間的空間至少約50%。[0016]在某些實施方案中，同時進行壓縮和加熱步驟。加熱步驟例如在等於或高於熱塑性彈性體的熔融溫度的溫度下進行。在一些實施方案中，壓縮步驟包括用壓縮卷纏繞該層狀複合材料。
[0017]根據本發明公開內容的某些具體的實施方案，提供一種裝置，它包括ePTFE (雙軸)管道，管狀框架，聚氨酯管道，和覆蓋全部的第二 ePTFE(雙軸)管道。在構造中，管狀框架，例如支架定位在管狀雙軸ePTFE聚合物上。然後圍繞支架框架放置聚氨酯管道，接著在整個上放置另一管狀雙軸ePTFE管道，形成假體裝置。壓縮該結構體，並加熱，和聚氨酯輕微熔融，提供雙軸層與支架之間的粘合。
[0018]以下更加詳細地討論本發明公開內容的其他特徵和方面。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]更具體地在本說明書剩餘部分中列出完整和可授權的公開內容(包括其針對本領域普通技術人員的最佳方式)，本說明書剩餘部分提及附圖，其中:
[0020]圖1闡述了根據本發明公開內容的某些實施方案，假體裝置結構的截面視圖；
[0021]圖2闡述了根據本發明公開內容的某些實施方案，含徑向膨脹的完全燒結的ePTFE雙軸管道的結構的裡面部分(ID)；
[0022]圖3闡述了根據本發明公開內容的某些實施方案，含徑向膨脹的完全燒結的ePTFE雙軸管道的結構的外面部分(OD)；
[0023]圖4闡述了根據本發明公開內容的某些實施方案的ePTFE/框架/PU/ePTFE結構；
[0024]圖5闡述了根據本發明公開內容的某些實施方案，表明加熱之後各層粘合性(沒有脫層)的ePTFE/框架/PU/ePTFE結構的截面視圖；
[0025]圖6闡述了根據本發明公開內容的某些實施方案，表明PU熔融到ePTFE雙軸層內的ePTFE/框架/PU/ePTFE結構的截面圖像；和
[0026]圖7闡述了 ePTFE/框架/PU/ePTFE結構的兩個實施方案的截面圖像。
【具體實施方式】
[0027]現在將詳細參照本發明公開內容的多種實施方案，下文列出了其中的一個實施例。該實施例通過本發明公開內容的示例而提供，並不限制本發明的公開內容。實際上，本領域的技術人員顯然可以在不脫離本發明公開內容範圍或精神的前提下基於本發明公開內容做出多種修飾和變化。例如，作為一個實施方案的部分闡述或描述的特徵，可以用於另一個實施方案以得到進一步的實施方案。因此，本發明公開內容意欲涵蓋所附權利要求和它們等同物的範圍內所引起的這類修飾和變化。
[0028]本發明提供管狀假體裝置(在本文中還稱為「管狀人工血管」和/或「管狀移植物」)，該管狀假體裝置包括了一層或更多層膨脹的聚四氟乙烯(本文中還稱為「膨脹的ePTFE」或「ePTFE」)，框架(例如，支架)，和合適的非孔彈性聚合物材料(熱塑性彈性體組分)，例如聚醯胺，聚氨酯(PU)，聚酯，氟化乙烯丙烯(FEP)或類似物。要理解，除了本文描述的通用結構以外，本發明的公開內容意欲涵蓋在複合結構內或者交疊該複合結構的具有一層或更多層額外不同化學 結構的層的裝置。
[0029]在某些實施方案中，在本發明公開內容中所述的複合裝置相對於常規方法和裝置提供許多優點，其中包括，但不限於:1)引入具有不同(例如，極大不同)孔結構和孔徑的層的能力，這些不同的結構層可以用以操控機械性能、細胞增殖、細胞通透性、流體通透性、附著於結構框架、和/或加入一種或更多種的活性治療組分；2)製備具有不同部件(例如，極大不同部件)(滿足更廣泛範圍的治療用途和結構)的複合構造的能力；3)改善ePTFE層對結構框架以及該構造的其它層的結合；和/或4)塗布在其他情況下不可能被單獨的ePTFE或其他材料覆蓋的各種複雜幾何形狀的能力。
[0030]有利的是，在某些實施方案中，提供一種管狀假體裝置，其中內徑(ID)，外徑(OD)，或者ID和OD 二者包括ePTFE層。在這些實施方案中，支架或框架在該裝置內部中。參考圖1，闡述了根據本發明公開內容的例舉的複合裝置的截面。該裝置包括ePTFE雙軸層I，熱塑性彈性體組分2，框架3，和另一 ePTFE雙軸層I。
[0031]膨脹的PTFE通常顯示出由被微細、高度取向的原纖維互連的固體結點組成的微結構。膨脹的PTFE結點和原纖維提供獨特的可生物相容的多孔結構。在某些情況下，可微調該材料的微結構，提供基體以供細胞固定和向內生長。可設計並微調膨脹性PTFE，以提高，抑制或延遲癒合的早期階段期間內皮的遷移。作為一個實例，具有約10微米-約20微米結間距(IND)的ePTFE微結構允許非常小的透壁細胞向內生長。對於細胞向內生長來說，最佳的IND範圍為約20微米至約80微米。研究表明，大於約120微米的INDs與減少的向內生長和基於細胞粘合與運動可獲得的較小表面積導致的差的新生內膜粘合有關。
[0032]根據本發明，構造複合裝置所使用的ePTFE的性能(例如，孔徑，孔結構，結間距(IND)，和孔隙率)可以變化。進一步地，在給定的複合裝置內一層或更多層ePTFE可具有相同的性能或者可具有不同的性能。由於該複合材料的構造導致在複合材料的截面內孔徑，孔結構，IND和孔隙率可以從一層於另一層不同，這取決於構造。一個實例是不對稱的構造，其中孔徑從大到小變 化，基於貫穿介質的從表面到表面的層評價。
[0033]在某些實施方案中，ePTFE孔徑(這通過ASTM F316定義，在此通過參考將其引入)範圍可以是約0.05微米-約50微米，例如約0.1微米-約20微米，或約0.2微米-約10微米(例如，約I微米-約3微米)。有利的是，根據本發明，可使用具有任何IND值的ePTFE。例如，在某些實施方案中，ePTFE IND可以是約0.1微米-約200微米(例如，約10微米-約50微米，例如約20微米-約40微米)。在某些實施方案中，構造該裝置所使用的ePTFE的孔隙率範圍為約20%-約90%(要注意，這一孔隙率在一些實施方案中，在本文描述的加熱/壓縮步驟之後會變化，結果最終的複合裝置顯示出較低的ePTFE孔隙率)。
[0034]可併入到本文描述的複合裝置內的框架可以具有各種形式，其中包括，但不限於，支架，阻塞線圈或框架、再生醫學支架、結構加強物、起搏或監測導聯、組織錨或平頭釘、生物刺激裝置、仿生移植物、信號接收器或傳送器、矯形外科固定裝置，或者任何其他金屬，聚合物，陶瓷或其他治療裝置。該框架可以是例如金屬，陶瓷或聚合物框架。一種例舉的材料是鎳鈦諾。在一些實施方案中，框架是支架，它是恢復和/或維持身體通道，例如血管常用的管狀裝置。
[0035]在複合裝置內的框架通常起到增加整個構造體的徑向強度的作用且也可促進使用該構造體期間的復原。在本發明公開內容的某些實施方案中，框架是支架。支架框架在該結構內提供結構支柱，這可防止縫合壁撕裂。
[0036]有益地使用熱塑性彈性體組分，使支架或框架粘合到一層或更多層ePTFE層上。本文公開的裝置中的熱塑性彈性體組分可以變化，但通常是具有低孔隙率和/或液體通透性的任何聚合物材料。在某些實施方案中，熱塑性彈性體組分是聚氨酯(PU)。I3U就性質來說是一種撓曲的高度回彈的聚合物，這是由於它的化學性能，尤其它的低玻璃化轉變溫度導致的。因此，PU對於諸如假體分流器移植物之類的應用來說是理想的，其中需要彈性以提供回彈性和自癒合能力。PU當用作薄膜時，具有低的孔隙率(〈0.5微米)，這也會防止向內生長和因此可視需要起到本發明的不可滲透層的作用。
[0037]有利地，熱塑性彈性體組分夾在裝置壁內。在某些實施方案中，熱塑性彈性體組分流經框架，且使框架粘合到框架內部上的ePTFE層上和/或粘合到框架外部上的ePTFE層上。
[0038]熱塑性彈性體組分不僅可提供粘合，而且在一些實施方案中，可使在裝置的ID和/或OD上的ePTFE的物理性能(例如，孔隙率和/或通透性)改性。在某些實施方案中，熱塑性彈性體組分滲透一層或兩層ePTFE層到某一程度，從而填充至少一些孔隙(即，在含ePTFE微結構的結點/原纖維之間的空間)。本文進一步描述加熱和壓縮步驟，它們影響熱塑性彈性體組分的粘合與滲透。
[0039]熱塑性彈性體組分可以以變化的用量滲透裝置的ID和/或OD上的ePTFE的孔隙(結點和原纖維之間的空間)。例如，在某些實施方案中，熱塑性彈性體組分填充至少約50%在裝置的ID和OD上的至少一層ePTFE層的結點和原纖維之間的空間。在例舉的實施方案中，熱塑性彈性體可填充至少約60%，至少約70%，至少約80%，至少約90%，至少約95%，至少約98%，至少約99%，或約100%(包括100%)在ID上的ePTFE，在OD上的ePTFE，或者在該裝置的ID上的ePTFE與在OD上的ePTFE 二者中的結點和原纖維之間的空間。要注意，滲透/填充可導致ePTFE層中的一個或更多個孔隙堵塞。熱塑性彈性體組分滲透到ePTFE層內的深度可以變化。在某些實施方案中，熱塑性彈性體組分使ePTFE滲透到ePTFE厚度的約5%至約100%的深度。在一 些實施方案中，熱塑性彈性體不可能滲透ePTFE層的整個厚度，和因此，可在該裝置的表面(ID或0D)上存在一定程度的結點/原纖維結構。
[0040]正因為如此，熱塑性彈性體組分可減少ePTFE的孔隙率和/或通透性。正因為如此，根據本發明的裝置壁的總孔隙率可以低至0%(其中熱塑性彈性體滲透且完全填充在ID, OD或ID與OD 二者上的ePTFE中的孔隙)。該複合裝置的孔隙率有利地接近於0%(例如，小於約5%,小於約2.5%,小於約1%,小於約0.5%,小於約0.1%，小於約0.01%,小於約
0.001%,或為約0%(包括0%))。
[0041]因此，本文公開的複合裝置可被描述為包括在一定程度上滲透一層或更多層ePTFE層的微結構的熱塑性聚合物。
[0042]在一些實施方案中，本文描述的裝置可包括一種或更多種生物活性劑。可與本發明公開內容的裝置結合使用的生物活性劑的實例包括，但不限於，抗生素、抗真菌劑和抗病毒劑，例如紅黴素、四環素、氨基糖苷類、頭孢菌素類、喹諾酮類、青黴素類、磺胺類、酮康唑、咪康唑、阿昔洛韋、更昔洛韋、齊多夫定、維生素類、幹擾素；例如苯妥英和丙戊酸等的抗驚厥藥；例如阿米替林和曲唑酮等的抗抑鬱藥；抗帕金森症候群藥；例如鈣通道阻斷劑、抗心律不齊藥、β阻斷劑等的心血管藥劑；例如順鉬和甲氨蝶呤等的抗腫瘤藥，例如地塞米松、氫化可的松、潑尼松龍和曲安西龍等的皮質類固醇；例如布洛芬、水楊酸鹽類吲哚美辛、批羅昔康等的非類固醇抗炎藥(NSAIDs);例如黃體酮、雌激素、睪酮等的激素類；生長因子類；例如乙醯唑胺等的碳酸酐酶抑制劑；前列腺素類；抗血管生成因子劑；神經保護劑；神經營養蛋白；生長因子類；細胞因子；趨化因子；例如幹細胞、原代細胞和基因工程細胞之類的細胞；組織；以及本領域的技術人員已知的其它藥劑。
[0043]多層的典型構造可產生在約0.08cm到約30cm的寬度處，壁厚範圍為約0.0025mm到約6.5mm的裝置。在某些例舉的實施方案中，複合裝置的壁厚(在加熱和壓縮之後)為約0.01英寸至0.05英寸(約0.25mm到約1.3mm),例如約0.015英寸(約0.38mm)。單獨的層的厚度可以變化，例如為約0.0025mm到約6.5mm。例如，在某些實施方案中，ePTFE層各自為約0.01英寸至約0.02英寸(約0.25mm到約0.5mm),例如約0.012英寸至約0.013英寸(約0.30mm-約0.33mm)厚。在某些實施方案中，在加熱和壓縮之前，最初以約0.001英寸至0.01英寸(約0.025mm-約0.25mm)(例如，約0.005英寸(約0.13mm))厚的材料形式提供熱塑性彈性體組分。最終的材料尺寸變化很大，因為可在連續的輥長度下，作為片材或管道形式生產複合材料。
[0044]本文公開的複合裝置的性能和特徵是框架，熱塑性彈性體和ePTFE膜層的性能匯集(compilation)的結果。在某些實施方案中，在該裝置內的ePTFE具有控制的纖維，結點，和原纖維尺寸，且可機械操控，例如改善最終的複合材料的粘結強度，伸長性能，和拉伸強度。在某些實施方案中，甚至在其中熱塑性彈性體組分流動並填充IDePTFE層和OD ePTFE層之一或二者內的一定百分比的孔隙的情況下，這些層之一或二者仍然可顯示出一定程度的孔隙率。例如，在一個具體的實施方案中，複合裝置的OD可顯示出一定程度的孔隙率，結果在裝置的OD上鼓勵細胞生長。有利地，ID通常顯示出很少或者沒有孔隙率，結果不鼓勵在裝置的ID上細胞生長(例如，防止ID的生物結垢)。
[0045]儘管本文描述的裝置可獨立地使用(例如，作為支架，恢復和/或維持身體通路，例如血管)，但在某些實施方案中，可將它們併入到其他可移植的系統內。例如，本文描述的裝置的一個代表性的應用是作為血液通路閥門系統中的部件。在這些系統中，分流器(例如本文描述的裝置)與閥門結`合使用，以便當患者需要動脈通路以供透析時，可以打開通過裝置的血液流，和當患者沒有透析時，可以關閉。在這一類的系統中，當患者沒有透析時，可以在移植位點處恢復正常的血液流動到動脈和靜脈中。在某些實施方案中，可使用閥門，關閉該裝置，和任選地允許它被鹽水衝刷和/或填充，直到患者的下一次透析開始。
[0046]本發明的裝置可有利地在典型的血流壓力(包括高的血流壓力，例如約175mmHg)下操作。在優選的實施方案中，在典型的血流壓力(包括高的血流壓力，例如約175mmHg)下，該裝置很少或者沒有顯示出洩露。例如，在某些實施方案中，在閥門關閉且在175_Hg下相對於該裝置泵送液體的流動時的48小時之後，在裝閥的血液透析系統中使用的本發明的裝置可顯示出小於約Icc的流體洩露。例如，在一些實施方案中，該裝置在這些條件下，可顯示出小於約0.8或者小於約0.5cc的流體洩露。這證明在一些實施方案中，該裝置提供可靠的密封，在通過血液透析系統的閥門關閉該裝置之後，防止血液進入裝置的能力。
[0047]在本發明公開內容的某些實施方案中，該裝置具有超過常規裝置的回彈性和彈回強度。在某些實施方案中，該裝置可顯示出大於約200g的開啟力，大於約250g，或大於約260g。例如，在某些實施方案中，本發明公開內容的裝置顯示出約200-約300g的開啟力，更特別地約250-約290g，仍更特別地約260-約280g。
[0048]在某些實施方案中，本發明公開內容的裝置顯示出相同的開啟力，當該裝置的相對壁保持在一起約48小時(例如20+PSI壓力)時。在血液透析系統中，這是相關的，因為這一時間段可再現透析開始之間的時間。在本發明的上下文中，重要的是，在擠壓關閉48小時之後，確保該裝置打開，從而再次允許流體流動的開放通路以供透析。在一些實施方案中，在除去壓力之後，該裝置在30秒內顯示出至少約3_直徑的再打開的內腔。
[0049]令人驚奇地，在某些實施方案中，本文描述的裝置能反覆地打開和閉合，且性能沒有下降。例如，在某些實施方案中，該裝置可完全閉合和再打開大於或等於約1000次，大於或等於約2000次，或者大於或等於約3000次，且沒有導致任何可觀察到的磨損或者變形。例如，在某些實施方案中，在這些閉合和再打開循環之後，該裝置有益地沒有顯示出內部或外部尺寸的任何顯著的變化。在一些實施方案中，在這些閉合和再打開循環過程中，由該裝置顯示的變形/恢復力沒有顯示出任何顯著的變化。在某些實施方案中，在這些循環期間內，該裝置沒有損失任何顯著量的粒狀物。
[0050]在例如其中要求血管通路的生成和維護的血液透析中，這一能力是有利的。在某些實施方案中，對本文描述的裝置進行反覆打開和閉合研究，且證明在37°C (體溫)的水浴中，在3000次打開和閉合循環之後，沒有磨損或變形的跡象(例如，撕裂，變形，龜裂，脫層，完整度的喪失)。在某些實施方案中，這一數據闡明了根據本發明公開內容的裝置可經受得住至少約19年的透析使用(基於計算:19年X3次/周X52周/年=2964次循環的壓力和放氣)。這一數據是重要的，考慮到支架通常沒有被構造為經歷反覆的打開和閉合過程。本文提供的裝置的獨特設計使得它們按照這一方式有效地使用。
[0051]製備本文描述的複合裝置的方式可以變化。一般地，提供例如管道形式(例如雙軸管道)的ePTFE層。在某些實施方案中，在ePTFE層上設置管狀框架。然後施加熱塑性彈性體組分到該管狀框架上。熱塑性彈性體(例如，聚氨酯)層優選作為管道施加；然而，它也可作為薄膜或片材形式施加。要注意熱塑性彈性體組分的厚度有利地使得當熔融並流動時，熱塑性彈性體組分 存在於該裝置內，其濃度足以允許實現所需的性能(即，在各層之間的粘合，和熱塑性彈性體組分一定程度地滲透到ePTFE層之一或二者內)。在一些實施方案中，在熱塑性彈性體組分上施加額外的ePTFE層(例如，以第二 ePTFE雙軸管道形式)。
[0052]然後典型地加熱和/或壓縮該層狀結構。在一些實施方案中，加熱和/或壓縮可起到在熱塑性彈性體組分內埋入框架的作用。有利地，加熱和/或壓縮步驟足以在相鄰的ePTFE層之一或二者上/其內使熱塑性彈性體層流動(例如，通過加熱層狀裝置到合適的溫度)，從而使得熱塑性彈性體組分能滲透到其內的孔隙。加熱的合適溫度是本領域技術人員會很好地理解的，該溫度為熱塑性彈性體輕微熔融時的溫度(和因此，顯示出一定程度的「流動」)。
[0053]加熱步驟的溫度和時間選擇基於材料的選擇且對於成功地粘結複合層來說是重要的。若沒有充分加熱，則熱塑性彈性體沒有熔融和粘合到該構造的其他層上，從而可能導致脫層，和因此非撓曲的、不可耐久的複合材料。若施加太多的熱量，則將存在粘結，但複合材料可能變脆且可能不堅固。太多地加熱也可導致熱塑性彈性體非所需的變性。當燒結或粘結複合層時，需要確保選擇溫度，以便合適地燒結該材料，使得所得產品具有良好的機械完整性，合適的粘合性，各層沒有脫層，且聚合物沒有變性。
[0054]壓縮程度和實現壓縮的性質可以變化。有利地，在某些實施方案中，可同時進行壓縮和加熱步驟(例如，通過施加壓縮卷到層狀結構體上並加熱壓縮-纏繞的結構體)。變化的處理程度和類型可提供變化質量的材料。圖7是兩種ePTFE/PU複合裝置的截面的比較，其中(a)是次佳的裝置和(b)是更佳的裝置。
[0055]本發明的公開內容可以參考下列實施例來更好的理解。這些實施例不打算限制本發明。
[0056]實施例
[0057]下列一般指導原則用於本文所描述的多種ePTFE和熱塑性彈性複合體構造的加工實施例。
[0058]1.將徑向膨脹的完全燒結的ePTFE雙軸管道放置在圓形心軸底板上以形成所需的管狀幾何形狀。
[0059]2.然後在該雙軸管道上放置支架框架。
[0060]3.然後在雙軸管道/支架構造上放置所需厚度，典型地約0.5-1000微米的熱塑性彈性體(例如聚氨酯)的聚合物管道，充當粘合劑以及不可滲透層。
[0061]4.然後在雙軸管道/支架/熱塑性彈性體管道構造上放置相同或不同的IND和/或厚度的第二徑向膨脹的完全燒結的ePTFE雙軸管道。
[0062]5.然後施加壓縮卷到最終的構造上，並在約35°C_約485°C的溫度下加熱，允許所有物質粘結在一起。
[0063]6.一旦加熱和壓縮了的複合裝置從烘箱中取出並冷卻，則除去壓縮卷，並測試複合材料的特定性能。
[0064]實施例1: ePTFE/ 框架 /PU/ePTFE
[0065]將具有結間距(IND)為30 μ m的雙軸(Biax)膨脹的ePTFE管在不鏽鋼棒上拉伸，並在385°C下置於烘箱內6分鐘，冷卻，並切割成所需的長度。IND為20微米的取向的6mmID的管道充當該構造的ID (圖2)，而IND為20微米的取向的7mm ID的管道充當該構造的OD (圖 3)。
[0066]在心軸上放置ID管道，接著放置支架。6mm ID的Chronof IexC80A (PU)管道在支架和ID組裝件上滑動。添加OD管道，並置於整個構造上。在已完成的構造上牢固地放置壓縮卷，並在240°C下置於烘箱內8分鐘。除去壓縮卷，並從心軸上取下該複合材料(圖4和5)。測定支架複合材料的厚度為0.35mm(圖6)。
[0067]本領域普通技術人員在不偏離本發明公開內容的精神和範圍(在所附權利要求書中更具體地列出)的前提下，可以實踐本發明公開內容的這些和其它修飾和變體。此外，應當理解所述的多種實施方案的各方面可以在整體上或部分上進行互換。此外，本領域那些普通技術人員將理解之前的描述僅僅是為了舉例說明，並無意限制本發明的公開內容。
【權利要求】
1.一種複合假體分流器(Shunt)，它包括: 內部管腔； 圍繞內部管腔的具有結點和原纖維的膨脹的聚四氟乙烯(ePTFE)的第一管狀層； 圍繞ePTFE的第一管狀層周圍定位且覆在其上方的包埋入熱塑性彈性體內的管狀框架；和 圍繞所述包埋入熱塑性彈性體內的管狀框架定位且覆在其上方的具有結點和原纖維的ePTFE的第二管狀層； 其中熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管狀層至少一個中的結點和原纖維之間的空間至少約50%。
2.權利要求1的複合假體分流器，其中熱塑性彈性體包括聚氨酯。
3.權利要求1的複合假體分流器，其中分流器壁的平均截面厚度為約0.25mm至0.51mm0
4.權利要求1的複合假體分流器，其中分流器壁顯示出小於約20%的平均孔隙率。
5.權利要求1的複合假體分流器，其中分流器壁顯示出約0%的平均孔隙率。
6.權利要求1的複合假體分流器，其中熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管道層二者中的結點和原纖維 之間的空間至少約50%。
7.權利要求1的複合假體分流器，其中熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管狀層至少一個中的結點和原纖維之間的空間至少約80%。
8.權利要求1的複合假體分流器，其中熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管狀層二者中的結點和原纖維之間的空間至少約80%。
9.權利要求1的複合假體分流器，其中分流器顯示出徑向力，使得在壓縮分流器以閉合內部管腔48小時之後，當除去壓縮時，分流器完全再打開。
10.權利要求1的複合假體分流器，其中分流器顯示出大於約200g的開啟力。
11.權利要求1的複合假體分流器，其中分流器顯示出約200g-約300g的開啟力。
12.權利要求1的複合假體分流器，其中在壓縮以使內部管腔閉合併然後打開大於或等於約2000次之後，分流器沒有顯示出性能顯著下降。
13.權利要求1的複合假體分流器，其中在壓縮以使內部管腔閉合併然後打開大於或等於約3000次之後，分流器沒有顯示出性能顯著下降。
14.權利要求12或13的複合假體分流器，其中通過下述中的一種或更多種證明性能沒有顯著下降:分流器的內部或外部尺寸沒有顯著變化；沒有可觀察到的磨損或變形；分流器的恢復力沒有顯著變化；和來自分流器的粒狀物質沒有顯著損失。
15.一種血液通路閥門系統，它包括權利要求1-13任何一項的複合假體分流器。
16.製造複合假體分流器的方法，該方法包括: 施加熱塑性彈性體片材或管材到結構體上，所述結構體包括覆在第一 ePTFE管狀結構之上的管狀框架； 施加第二 ePTFE管狀結構，所述第二 ePTFE管狀結構覆在熱塑性彈性體片材或管材之上，形成層狀複合材料； 壓縮該層狀複合材料；和 加熱該層狀複合材料，使得熱塑性彈性體滲透ePTFE的第一和第二管狀層至少一個中的結點和原纖維之間的空間至少約50%。
17.權利要求16的方法，其中同時進行壓縮和加熱步驟。
18.權利要求16的方法，其中在等於或高於熱塑性彈性體的熔融溫度的溫度下進行加熱。
19.權利要求16的方法，其中熱塑性彈性體是聚氨酯。
20.權利要求 16的方法，其中壓縮步驟包括用壓縮卷纏繞層狀複合材料。
【文檔編號】A61L31/12GK103826669SQ201280045956
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月21日 優先權日:2011年9月23日
【發明者】R·L·巴拉德, B·L·阿諾, S·D·普克特 申請人:宙斯工業產品股份有限公司