Процесс изготовления совместимого с кровью изделия сложной конфигурации и изделие, получаемое упомянутым способом

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована для получения имплантируемых протезов и совместимых с кровью покрытий для таких протезов. Способ получения совместимого с кровью изделия (6) включает следующие стадии: получение пресс-формы (7), имеющей конфигурацию изделия (6); подгон политетрафторэтиленовой мембраны к конфигурации изделия (6) путем нагревания мембраны и ее приложения к пресс-форме (7) воздействием разности давлений, созданной между двумя поверхностями мембраны; охлаждение мембраны, подогнанной таким образом, с одновременным поддерживанием ее в состоянии приложения к пресс-форме (7); и извлечение подогнанной мембраны из пресс-формы (7). При этом мембрану выполняют из пористого политетрафторэтилена, который не подвергали термостабилизации до подгонки мембраны к конфигурации изделия (6), и волокна мембраны не имеют предпочтительной ориентации, а нагревание мембраны, при подгонке мембраны к конфигурации изделия (6), проводят при температуре выше температуры желатинизации упомянутого пористого политетрафторэтилена. Изобретение относится также к сердечному протезу, в котором, по меньшей мере, одна из его частей содержит совместимое с кровью покрытие, сформированное путем выполнения указанного способа. Группа изобретений позволяет получать совместимые с кровью изделия, выполненные из политетрафторэтилена, имеющие сложную форму. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Настоящее изобретение относится к изделиям, совместимым с кровью и, в частности, к имплантируемым протезам и совместимым с кровью покрытиям для таких протезов.

Как известно, поверхности имплантируемых медицинских устройств, непосредственно контактирующие с кровью, не должны ни причинять ущерба крови - жидкой ткани, ни задерживать кровоток. Поэтому упомянутые устройства должны быть идеально совместимыми с кровью.

Кроме того, известно, что пористый политетрафторэтилен, обозначаемый в технике, обычно, как e-PTFE, широко применяется для изготовления упомянутых совместимых с кровью изделий (смотри, например, документы US-4 743 480, WO-95/05277, WO-96/00103, US-5 665 114, EP-0 692 264, US-6 039 755, WO-02/100454 и WO-03/093356). Такое применение обусловлено тем, что e-PTFE обладает высокими характеристиками совместимости с кровью, в частности в отношении химической стабильности и пористости. Однако высокая степень кристалличности данного материала (близкая к 95%) и его специфическая трехмерная структура, состоящая из узлов и волокон, сообщает данному материалу значительную память формы, даже при высокой температуре.

Поэтому совместимые с кровью изделия, выполненные из e-PTFE, которые можно получать в настоящее время, непременно имеют простые формы, например пластин или трубок.

Целью настоящего изобретения является устранение данного недостатка посредством создания совместимых с кровью изделий сложной конфигурации.

С данной целью, в соответствии с изобретением, способ получения совместимого с кровью изделия включает следующие стадии:

- получение пресс-формы, имеющей конфигурацию изделия;

- подгон политетрафторэтиленовой мембраны к конфигурации изделия путем нагревания мембраны и ее приложения к пресс-форме посредством создания разности давлений между двумя поверхностями упомянутой мембраны;

- охлаждение мембраны, подогнанной таким образом, с одновременным поддерживанием ее приложенной к пресс-форме; и

- извлечение подогнанной мембраны из упомянутой пресс-формы,

отличается тем, что:

- мембрану выполняют из пористого политетрафторэтилена, который не подвергали термостабилизации до подгонки мембраны к конфигурации упомянутого изделия, и волокна мембраны не имеют предпочтительной ориентации; и

- мембрану нагревают в то время как мембрану подгоняют к конфигурации упомянутого изделия, до температуры выше температуры желатинизации упомянутого пористого политетрафторэтилена.

Заявитель обратил внимание, что до сих пор e-PTFE, применяемые для изготовления изделий, совместимых с кровью, имели структуру, в которой упомянутые волокна имели предпочтительную ориентацию, и что, если, напротив, применяли e-PTFE, в котором волокна не имеют никакой предпочтительной ориентации, то данный e-PTFE можно подгонять посредством термоформования, что обычно бывает в случае обычных политетрафторэтиленов (смотри, например, WO 96/16601).

Тем самым, благодаря настоящему изобретению можно получать совместимые с кровью изделия, выполненные из e-PTFE, имеющие сложную форму.

Упомянутую мембрану целесообразно нагревать горячим воздухом. Температура, до которой нагревают упомянутую мембрану, может быть около 400°C.

В предпочтительном варианте нагретую мембрану прикладывают к упомянутой пресс-форме подведением вакуума через последнюю.

Кроме того, упомянутое охлаждение подогнанной мембраны может быть ускоренным охлаждением, например посредством обдува холодным воздухом.

Упомянутое совместимое с кровью изделие, полученное с применением настоящего изобретения, может формировать полезное покрытие для имплантируемого протеза или части протеза, имеющего упомянутую конфигурацию. В данном случае, после того, как упомянутую мембрану, подогнанную к конфигурации упомянутого протеза или части протеза, извлекают из упомянутой пресс-формы, упомянутую мембрану приклеивают к упомянутому протезу или части протеза, например, с помощью такого эластомера, как силикон.

Для приклеивания подогнанной мембраны к упомянутому протезу или части протеза упомянутую подогнанную мембрану можно закрепить на надувном инструменте сходной формы, и после того как упомянутую подогнанную мембрану приводят в контакт с упомянутым протезом или частью протеза через, по меньшей мере, один слой адгезива, упомянутый инструмент раздувают, чтобы сдавить упомянутый слой и обеспечить, чтобы он имел равномерную толщину.

Само собой разумеется, что способ в соответствии с настоящим изобретением можно применять для изготовления всех видов совместимых с кровью изделий. Однако, в одном случае конкретного полезного применения, совместимое с кровью изделие образует покрытие для сердечного протеза или части сердечного протеза, например искусственного желудочка. Поэтому упомянутый сердечный протез отличается тем, что, по меньшей мере, одна из его частей имеет такое совместимое с кровью покрытие.

Прилагаемые чертежи четко поясняют, каким образом можно реализовать изобретение. На данных чертежах одинаковые позиции обозначают сходные элементы.

Фиг.1 - схематическое представление, с большим увеличением, структуры e-PTFE без предпочтительной ориентации, применяемой в настоящем изобретении, при наблюдении с помощью электронного микроскопа.

Фиг.2 - схематическое сечение части имплантируемого протеза, например искусственного желудочка для сердечного протеза с входным протоком и выходным протоком, содержащего, в целом, совместимое с кровью покрытие, выполненное из e-PTFE, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - схематическое сечение пресс-формы для получения упомянутого совместимого с кровью покрытия.

Фиг.4 - вид в перспективе упомянутой пресс-формы.

Фиг.5 и 6 - схематическое изображение термоформования мембраны, выполненной из e-PTFE, показанного на фиг.1, для получения упомянутого совместимого с кровью покрытия.

Фиг.7 - схематическое сечение полученного совместимого с кровью покрытия.

Фиг.8 и 9 - схематическое изображение закрепления упомянутого совместимого с кровью покрытия к упомянутому искусственному желудочку.

На фиг.1 схематически представлен вид под электронным микроскопом части поверхности мембраны 1, выполненной из e-PTFE, которую можно применять в способе согласно изобретению. Как можно видеть, структура мембраны 1 содержит множество случайно распределенных узлов 2, соединенных многонаправленными волокнами 3. В мембране 1, применяемой в изобретении, ни узлы 2, ни волокна 3 не формируют схемы расположения с предпочтительной ориентацией.

Материал e-PTFE, например материал, имеющий структуру, схематически изображенную на фиг.1, можно получать, например, от компании Gore (Gore Medical Product Division, US), компании Terumo (Vascutek, Japan) или компании Bard (Impra, US).

Пример применения настоящего изобретения представлен на фиг.2, где схематически показана предварительная форма 4 искусственного желудочка для сердечного протеза, содержащая жесткий оболочковый каркас 5, например, выполненный из металла или пластика, например простого полиэфирэфиркетона и т.п., содержащий совместимое с кровью покрытие 6, прикрепленное к каркасу.

Совместимое с кровью покрытие 6 изготовлено из мембраны 1, показанной на фиг.3-7.

Для изготовления покрытия 6 применяют пресс-форму, например пресс-форму, обозначенную позицией 7 на фиг.3 и 4. Пресс-форму 7 выполняют из биосовместимого и термосовместимого материала, форма которого точно воспроизводит искомую форму совместимого с кровью покрытия 6. В пресс-форме выполняют также множество отверстий 8.

Как показано на фиг.5, мембрану 1 закрепляют, с возможностью уплотнения, к краям пресс-формы 7 для ее герметизации, при этом упомянутую пресс-форму подсоединяют к источнику 9 вакуума. Кроме того, нагреватель 10 устанавливают так, чтобы он был обращен к мембране 1.

Таким образом, мембрану 1 можно нагревать до температуры выше температуры желатинизации компоненты e-PTFE (около 400°C) и прижимать к пресс-форме 7 посредством вакуума, создаваемого источником 9 через отверстия 8 (смотри фиг.6).

После того, как мембрану 1 подгоняют к форме покрытия 6, нагревание прекращают, но вакуум поддерживают, пока упомянутая подогнанная мембрана охлаждается. По желанию, упомянутую подогнанную мембрану, зафиксированную вакуумом в состоянии, прижатом к упомянутой пресс-форме 7, подвергают ускоренному охлаждению, например обдувом холодным воздухом. Когда достигается комнатная температура, мембрана 1, подогнанная в виде покрытия 6, является термически стабильной и может быть извлечена из пресс-формы 7 (смотри фиг.7).

Для достижения сцепления покрытия 6 с жестким оболочковым каркасом 5 упомянутое покрытие 6 закрепляют на надувном инструменте 11, например, типа надувной камеры, имеющем конфигурацию, идентичную конфигурации упомянутого жесткого оболочкового каркаса 5 (смотри фиг.8) и допускающую накачивание с помощью средства 12.

Затем поверхности покрытия 6 и/или жесткого оболочкового каркаса 5, подлежащие склеиванию, покрывают слоем адгезива 14 или 15 соответственно, например силиконового адгезива (смотри также фиг.9). Перед нанесением упомянутых слоев 14 и 15 упомянутые поверхности, которые следует скреплять, можно обработать для усиления упомянутого склеивания. Например, с данной целью, упомянутое покрытие 6 можно пропитывать разбавленным раствором низковязкого эластомера, например силиконового эластомера. В последнем случае растворитель упомянутого разбавленного раствора целесообразно медленно удалять горячей экстракцией и/или вакуумной экстракцией.

Затем узел 6, 11, 14 вставляют в оболочковый каркас 5 для приведения слоев 14, 15 в контакт между собой.

Затем инструмент 11 раздувают, чтобы сдавить слои 14 и 15 и обеспечить, чтобы получаемое адгезивное соединение имело равномерную толщину.

После того, как упомянутое соединение отверждается, и концы впускного и выпускного протоков вскрывают, получают предварительную форму искусственного желудочка, показанного на фиг.2.

1. Способ получения совместимого с кровью изделия (6), включающий следующие стадии:
- получение пресс-формы (7), имеющей конфигурацию изделия (6);
- подгон политетрафторэтиленовой мембраны (1) к конфигурации изделия (6) путем нагревания мембраны и ее приложения к пресс-форме (7) воздействием разности давлений, созданной между двумя поверхностями мембраны (1);
- охлаждение мембраны, подогнанной таким образом, с одновременным поддерживанием ее в состоянии приложения к пресс-форме (7) и
- извлечение подогнанной мембраны из пресс-формы (7), при этом:
- мембрану (1) выполняют из пористого политетрафторэтилена, который не подвергали термостабилизации до подгонки мембраны к конфигурации изделия (6), и волокна (3) мембраны не имеют предпочтительной ориентации; и
- нагревание мембраны (1), при подгонке мембраны к конфигурации изделия (6), проводят при температуре выше температуры желатинизации упомянутого пористого политетрафторэтилена.

2. Способ по п.1, в котором упомянутую мембрану нагревают горячим воздухом.

3. Способ по п.1, в котором температура, до которой нагревают упомянутую мембрану (1), приблизительно равна 400°С.

4. Способ по п.1, в котором упомянутую нагретую мембрану (1) прикладывают к упомянутой пресс-форме (7) посредством вакуума, подводимого через последнюю.

5. Способ по п.1, в котором упомянутое охлаждение подогнанной мембраны является ускоренным охлаждением.

6. Способ по п.1, используемый для получения совместимого с кровью изделия сложной конфигурации, которое должно формировать покрытие (6) для имплантируемого протеза или части протеза (4), имеющего упомянутую конфигурацию, при этом, после того как упомянутую мембрану, подогнанную к конфигурации упомянутого протеза или части протеза, извлекают из упомянутой пресс-формы (7), упомянутую мембрану приклеивают к упомянутому протезу или части протеза.

7. Способ по п.6, в котором для приклеивания подогнанной мембраны к упомянутому протезу или части протеза (4) упомянутую подогнанную мембрану закрепляют на надувном инструменте (11) сходной формы и, после того как упомянутую подогнанную мембрану приводят в контакт с упомянутым протезом или частью протеза через, по меньшей мере, один слой адгезива, упомянутый инструмент (11) накачивают, чтобы сдавить упомянутый слой и обеспечить, чтобы он имел равномерную толщину.

8. Способ по п.6, в котором упомянутое приклеивание обеспечивают посредством эластомера, например силикона.

9. Сердечный протез, в котором, по меньшей мере, одна из его частей содержит совместимое с кровью покрытие, сформированное путем выполнения способа по п.1.