[發明專利]基于4D打印的具有記憶效應的三維矢量膨脹心血管支架及制造方法

有效

• 申請號: 201810207348.6
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108403256B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 宋長輝;龐業忠;梁怡富;楊永強
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61F2/07
• 分類號: A61F2/07;A61F2/90;B33Y10/00;B33Y50/02;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種基于4D打印的具有記憶效應的三維矢量膨脹心血管支架及制作方法，支架由具有矢量膨脹效應的金屬材料經金屬打印制成，包括多個沿軸向均勻排列的由內凹六面體網格基本單元組成的網環狀絲材，并由多層所述網環狀絲材沿陣列構成支架主體，位于支架主體兩端的網環狀絲材分別連接有上支撐環和下支撐環，通過上支撐環和下支撐環將支架主體固定。其制造方法為，通過控制激光選區熔化的能量密度，調控奧氏體?馬氏體相變溫度，用不同能量密度成形基體結構不同部位，達到成形心血管支架基于溫度依賴性變化的變形可調控性，從而使支架不同部位基于溫度具備不同的膨脹系數，使得本發明更加適應血管形狀的特異性和熱脹冷縮性。

技術領域

本發明屬于醫用血管支架領域，涉及一種基于4D打印的具有記憶效應的三維矢量膨脹心血管支架及制造方法。

背景技術

所謂4D打印技術，就是在傳統3D打印的概念中加入了“時間”元素，被打印物體可以隨著時間的推移而在形態上發生自我調整。這項技術甚至不需要打印機器，就可以直接讓材料快速成型，堪稱革命性技術。4D打印技術將可以應用到家具、自行車、汽車甚至是醫療領域。

NiTi合金由于具有形狀記憶效應及超彈性行為，在生物醫療,航空航天,智能機器人等方面得到了廣泛的應用。激光選區熔化3D打印具有記憶效應的NiTi合金髖關節股骨柄假體形成了一種新型4D打印髖關節假體方法。

血管支架是當前常用的醫療器械之一，對某些疾病療效較佳。但現有產品存在著不少局限，如：堵塞血管內流物致使血栓，細小金屬邊緣損害血管壁，植入后支架收縮內孔變窄。故而急需將支架的品質提升，使之能夠克服或改善當前的缺陷，如易膨脹扭轉而不易收縮變形、可自動適應血管熱脹冷縮的支架。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于4D打印的具有記憶效應的三維矢量膨脹心血管支架的設計與制造方法，采用三維矢量膨脹效應進行支架的設計，同時結合4D打印技術，通過控制激光選區熔化直接制造時的能量密度，旨在提供一種拉伸后各點的軸向、徑向尺寸擴張不同，總體均增大，從而既擁有良好的擴張力和變形量，又具備適當的外表面金屬致密度，同時便于根據不同患者個體差異定制的血管支架。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明基于4D打印的具有記憶效應的三維矢量膨脹心血管支架，由具有矢量膨脹效應的金屬材料經金屬3D打印制成，包括多個沿軸向均勻排列的由內凹六面體網格基本單元組成的網環狀絲材，并由多層所述網環狀絲材沿陣列構成支架主體，位于支架主體兩端的網環狀絲材分別連接有上支撐環和下支撐環，通過上支撐環和下支撐環將支架主體固定。

作為優選的技術方案，具有矢量膨脹效應的金屬材料為具有記憶效應生物兼容性材料，包括鎳鈦合金或銅基記憶合金。

作為優選的技術方案，所述網環狀絲材為沿軸向及徑向排列的多個內凹六面體網格基本單元組成，軸向和徑向的兩相鄰內凹六面體網格基本單元均通過圓狀絲材連接在一起。

作為優選的技術方案，所述上支撐環和下支撐環均采用內外雙層結構，所述網環狀絲材呈正弦曲線，并固定在上支撐環和下支撐環的雙層結構之間。

作為優選的技術方案，所述內凹六面體網格基本單元為尚未展開的六面體，該六面體左右面無絲材連接，前后上下面的絲材沿各個面的對角線的交點向內凹入。

作為優選的技術方案，所述網環狀絲材由金屬絲組成，截面為圓形，壁厚采用負泊松比的三維結構構成。

本發明基于4D打印的具有記憶效應的三維矢量膨脹心血管支架及制造方法，包括下述步驟：

S1、三維矢量膨脹心血管支架CAD模型延陣列方向進行層切面，每層層厚為20-40μm，獲得層面二維信息；