本发明专利技术是一种用于多种医疗目的的改良的生物相容性表面。所述生物相容性表面采用独特的紧微结构，尤其当与血液接触时，这种结构在体内证明有增强的细胞响应。作为血液接触表面，本发明专利技术可以有益地用于多种可植入装置和许多与血液接触的其他装置和设备。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改良的生物相容性表面及含有这类表面的装置相关申请的交叉引用本申请要求2012年3月2日提交的美国临时专利申请序列号61/606,020的优先权，通过引用将该申请全文纳入本文。专利技术背景
本专利技术涉及适用于多种医疗装置的材料，尤其适用于运输或接触血液的医疗装置，包括植入或暂时用于体内的装置和体外运输或接触血液的装置。相关领域说明使用多种装置在哺乳动物体内和体外运输血液或以其他方式与血液接触。这类装置包括人造血管、支架和支架移植物以及其他内腔装置、导管、血管贴片、缺口闭合装置、血液试管等。通常，所有这些装置必须实现它们设计的功能而不会产生不需要的血块，闭塞物质的聚集或其他来自血管或各种血液组分的副反应。一些研究人员相信需要某些可植入的医疗装置(如人造血管)足够多孔以使得某些血液组分粘附其上并且在装置中生长，但是又不过于多孔以至于血液和/或血清会漏过该装置。例如，Goldfarb的美国专利6,436,135描述了膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)移植物，其具有结和原纤维的微结构以及特定的壁厚度，其中“……沿着膨胀轴12测量时，(人造血管的)平均结间距离必须落入相对狭窄的数值范围内，即大约6-80微米。”第5栏，第31-34行。该专利说明：“在平均结间距离低于一般红细胞的主要尺寸或大约6微米的情况中，观察到不充分的细胞内生长。在这类情况下，结/原纤维超结构紧密堆积以阻碍活的新内膜的建立或持续营养。”第5栏，第48-53行。Goldfarb的专利的特征在于需要特定参数来提供合适的可外科植入的人造血管，具体如下：“……人造血管装置形成自聚四氟乙烯的小口径管，其经过加热、膨胀和烧结以具有通过原纤维互相连接的均匀分布的结的微观超结构，并且特征在于：(a)平均结间距离(i)足够大以允许一般红细胞和成纤维细胞[原文如此]的透壁迁移，并且(ii)足够小以抑制正常压力下的透壁血液流动和过量的组织内生长；以及(b)平均壁厚度，其(i)足够小以向相邻的心血管结构提供合适的机械一致性，并且(ii)足够大，当与相应的结间距离联用时，以防止泄漏和过量的组织内生长，允许自由且均匀的输送[原文如此]营养流，并且确保机械强度和植入的容易性。”第3栏，第40-55行。其他研究人员表示在Goldfarb的专利中所述的这些血管性质的理论在具体应用于人时可能是错误的。例如，Brauker等的美国专利6,517,571教导了可以通过提供极端平滑的血液接触表面来改善人造血管或支架-移植物的性能。Brauker等推荐采用具有5-90微米的结间距离的基础移植物，但是向该基础管上施加非常平滑的膜以提供抵抗或阻止闭塞性血液组分粘附的管腔表面。参见例如，第4栏，第18-24行；第6栏，第1-5行。Brauker等揭示了：“表面平滑度被认为避免或减少包括血小板(其通常为2-4微米直径)的闭塞性血液组分的粘附。小孔径(通常表征为ePTFE微结构的平均原纤维长度)优选低于约5微米并且更优选低于约3微米。原纤维长度或孔径被认为可以降低至平滑表面是无孔的，基本无孔的或者甚至完全无孔的。”第4栏，第47-55行。Brauker等如下定义“平滑度”：“本专利技术关于管腔表面平滑度的参数(表面值)是Rq，其是均方根粗糙度，定义为由在样品长度内测量的平均线的粗糙度分布曲线的几何平均值，表示为微米单位RMS。本专利技术的人造血管的管腔表面(即，血液接触表面)具有至少约1.80微米RMS的平滑的表面……”第4栏，第25-33行。通过提供这种例外的平滑血液接触(管腔)表面，Brauker等寻求避免闭塞性组分的聚集同时仍然保持人造血管的功能。该专利说明：“该管腔表面内层倾向于向人造血管提供平滑表面，其被认为基本不粘附诸如血小板、血纤蛋白和凝血酶的闭塞性血液组分并且不可从血液中透过细胞，从而避免形成闭塞性涂层，其可能最终随着时间增加厚度并最终导致移植物堵塞。已知这些增加的厚涂层在人造血管的远端接合处是特别有问题的，其中经常有文献表明在该位置处出现的内膜增生会导致堵塞和移植物通畅性的丧失。虽然这些闭塞性血液组分基本不会粘在本专利技术的移植物的表面，但是各种其他血液组分，诸如各种蛋白和/或内皮细胞被认为可能仍然粘附于表面而不导致闭塞性血液组分的覆盖，这造成新内膜随时间增厚。”第4栏，第64行至第5栏，第15行。虽然Brauker等的专利在可植入血液接触装置性能上提供了显著的改良，我们已经发现可以通过显著修饰血液接触表面的微结构来实现好得多的血液-血管-装置相互作用。
技术实现思路
本专利技术提供了优选用作改良的血液接触表面的新型生物材料，特征在于特殊的结和原纤维微结构以及本专利技术提供了含有这类表面的血液接触装置。本专利技术的生物相容性表面包含几个特征的组合，包括具有约5微米或更小的平均结间距离(“IND”)和相对小的结的微结构(有时称为“紧结构”)，并且在x和y方向上IND分布相对平衡。任选地，本专利技术的表面可以包括生物活性涂层以进一步增强血液接触表面的性能。含有这类本专利技术表面的装置的具体优势在于它们可以制得非常薄，通常小于100微米。这使得能够产生更小或更低轮廓(profile)的装置，其可以被植入或使用而对患者带来较少的创伤，并且对于宿主的解剖结构有更好的相容性。本文使用的术语“生物相容性表面”包括设计或用于与宿主的生物体相互作用的合成材料的一个或多个暴露的表面。在本专利技术的生物材料与宿主的血流相互作用的程度上，本专利技术的生物相容性表面可以更具体地被称为“血管接触表面”。本专利技术的生物相容性表面可包含于多种医疗装置，包括永久性植入装置，如人造血管、支架-移植物、瓣膜、贴片等；暂时导入身体的装置，如导管、气囊、血液过滤器等；体外装置，如用于透析的血液试管、心-肺机器和相似的应用。本领域技术人员也会理解本专利技术的材料也可用于多种非血液接触医疗应用，包括用于修复各种身体损伤和缺陷的可植入装置，以及接触和/或运输非血液流体的可植入装置或体外装置。附图简要说明附图提供了对本专利技术的进一步理解并且展示了本专利技术的实施方式：图1是已经作为股动脉段植入犬中8个月的现有技术人造血管的一部分血管壁的250倍放大显微照片。这是Goldfarb的美国专利6,436,135中的图1；图2是通过扫描电子显微镜(SEM)拍摄的1000倍放大的显微图，显示了表征现有技术膨胀的聚四氟乙烯(ePTFE)血管假体管腔表面的结和原纤维超结构。这是Goldfarb的美国专利6,436,135中的图2；图3是现有技术的平滑管腔表面ePTFE人造血管纵向截面的4900倍放大的SEM显微图。这是Brauker等的美国专利6,517,571中的图4C；图4是显示本专利技术的实施方式的生物相容性表面的微结构的10000倍SEM显微图，并且包括1微米的比例尺；图5是显示图4的生物相容性表面的微结构的5000倍放大的SEM显微图，并且包括1微米的比例尺；图6是显示本专利技术的实施方式的生物相容性表面的微结构的10000倍SEM显微图；图7是图4的SEM显微图，其标示出32根最粗的原纤维；图8A是图4的SEM显微图，其表示代表性的相邻的结对之间的结间距离测量值；图8B是图4的SEM显微图，其表示代表性的结宽度的测量值；图8C和8D是图4的SEM显微图，其表示随机选择结的结间距离的测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种血液接触表面，所述表面包括在x方向和基本垂直的y方向上的结和原纤维的聚四氟乙烯微结构；其中，所述的结和原纤维具有5微米或更小的相邻结间的平均距离；并且其中，在代表性的10000倍SEM显微图中32个最大的结的平均宽度小于约1.5微米。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.02 US 61/606,020;2013.02.22 US 13/773,9371.一种血液接触表面，所述表面包括在x方向和垂直的y方向上双轴向分布的结和原纤维的聚四氟乙烯微结构；其中，所述的结和原纤维具有5微米或更小的相邻结间的平均距离；并且其中，在代表性的10000倍SEM显微图中32个最大的结的平均宽度小于1.5微米。2.如权利要求1所述的血液接触表面，其特征在于，所述结和原纤维在所述x和y方向上相邻结间的平均距离之比为2:1-1:1。3.如权利要求2所述的血液接触表面，其特征在于，所述x和y方向上相邻结间的平均距离之比为1:1。4.如权利要求1所述的血液接触表面，其特征在于，所述聚四氟乙烯包含多轴向膨胀的聚四氟乙烯。5.如权利要求4所述的血液接触表面，其特征在于，所述多轴向膨胀的聚四氟乙烯包含双轴向膨胀的聚四氟乙烯。6.如权利要求1所述的血液接触表面，其特征在于，所述聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·尼斯利，V·T·玛拉，R·拉德斯宾纳，P·A·希尔瓦格尼，J·J·斯特里德，M·J·弗内什，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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