Способ нанесения хитозана и антимиграционный стент-эндопротез с покрытием из хитозана

Изобретения относятся к медицине, а именно к способу нанесения биополимерного покрытия из хитозана, предотвращающего врастание стента-эндопротеза в стенки полого органа и устройству с биополимерным покрытием для введения в полые органы с целью увеличения их просвета, в частности к антимиграционному стенту-эндопротезу. Способ нанесения покрытия из хитозана на антимиграционный стент-эндопротез, характеризуется тем, что растворяют хитозан в кислоте, погружают стент в полученный раствор, фиксируют полученное покрытие и сушат. При этом готовят 5 мас.% раствор хитозана в 5%-ном водном растворе лимонной кислоты, стенты-эндопротезы размещают на раме держателя, выполненной с возможностью вращения вокруг ее оси симметрии, опускают раму держателя со стентами в раствор хитозана в кислоте и вращая раму выдерживают её в полученном растворе течение 3 мин. Затем погружают раму в 10%-ный водный раствор триэтаноламинана на 5 мин, обезвоживают погружением в предварительно охлажденный этанол с перенасыщенной гидроокисью натрия на 30 мин, и сушат в вакууме 1 час до полного испарения растворителя. Антимиграционный стент-эндопротез для полых органов выполнен из сплава с памятью формы, с возможностью изменения конфигурации при введении в полость полого органа. Стент-эндопротез содержит участки, выполненные с возможностью их встречного раскручивания. Стент-эндопротез выполнен в форме полого сетчатого цилиндра, образованного переплетением проволоки из сплава с памятью формы и состоит из чередующихся поясов сетки двух видов: пояса первого вида, состоящего из одного ряда сжатых проволочных ячеек сетки, равномерно расширяющихся при нагревании в поперечном направлении, пояса второго вида, состоящего из одного ряда деформированных в сжатом состоянии проволочных ячеек сетки, закрученных по отношению к продольной оси стента и раскручивающихся при нагревании в месте установки. Каждый последующий пояс проволочных ячеек сетки второго вида закручен встречно по отношению к предыдущему поясу второго вида, что реализует возможность встречных сдвиговых перемещений поясов первого вида друг относительно друга при расширении стента в месте установки. При этом стент-эндопротез покрыт хитозаном способом описанным выше. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в расширении арсенала средств восстановления полых органов, а также арсенала способов нанесения на нитинол биосовместимых полимерных материалов, например хитозана. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретения относятся к медицине, а именно к способу нанесения биополимерного покрытия из хитозана, предотвращающего врастание стента-эндопротеза в стенки полого органа и устройству с биополимерным покрытием для введения в полые органы с целью увеличения их просвета.

Из патента РФ на изобретение №2319797 [C25D 11/26, приоритет от 14.08.2006] известен способ получения защитных покрытий на изделиях из нитинола. Изобретение относится к электролитическим способам получения защитных покрытий. Способ включает электрохимическую обработку, которую осуществляют в водном растворе электролита, содержащем, г/л: NaAlO₂ – 15-30; Na₂CO₃ – 10-20; Na₃PO₄·12Н₂O – 10-25; диметилглиоксим – 1,0-1,5, в анодном режиме в течение 10-20 мин при напряжении формирования, изменяющемся от 0 до 180-200 В. со скоростью 0,2-0,3 В/с, а затем в биполярном режиме в течение 5-10 мин. при постоянном анодном напряжении формирования в интервале 180-200 В и плотности катодной составляющей тока 1,0-1,5 А/см². К недостаткам получаемых данным способом покрытий на изделиях из нитинола (никелида титана) следует отнести их малую эластичность и адгезию в условиях сдвиговых деформаций и как следствие невысокие антикоррозионные и электрозащитные свойства.

Из патента на изобретение РФ № 2461575 [МПК C08B 37/08, приоритет от 2010-0802] известен способ получения пленочного покрытия на основе хитозана, обладающего бактерицидным действием, включающий в себя растворение хитозана в органической кислоте с получением формовочного раствора, нанесение полученного формовочного раствора на подложку с последующим выдерживанием раствора на подложке до достижения пленочной структуры, в котором в качестве органической кислоты используют водный раствор 4-6%-ной лимонной или 2-8%-ной молочной кислоты при соотношении компонентов хитозан: органическая кислота 1:2-1:4. Пленочное покрытие на основе хитозана, обладающее бактерицидным действием, полученное описанным способом интересно тем, что величина относительного удлинения при разрыве пленочного покрытия составляет от 42 до 470%. Достоинством изобретения являются высокоэластичные пленки из цитрата или лактата хитозана, обладающие бактерицидным действием.

Из патента на изобретение РФ № 2585576 [МПК A61K 9/00, приоритет от 06.05.2015] известен способ получения биодеградируемого полимерного покрытия с контролируемым выходом лекарственного средства для малоинвазивной хирургии, включающий растворение хитозана в кислотах, добавление лекарственного средства, окунание проволоки из никелида титана в полученный раствор, фиксацию покрытия и сушку, отличающийся тем, что для растворения хитозана в качестве растворителя используются фосфорную, или соляную, или глутаминовую, или уксусную кислоты с концентрацией от 1 до 4% вес., в качестве лекарственного средства используется линкомицин, либо гентамицин, либо цефотоксим с концентрацией от 0,9 до 7% вес., фиксация покрытия происходит в спиртовом аммиачном растворе в соотношении 1:2 с последующей сушкой при температуре 40-45°С в течение 24 часов.

В патенте РФ на изобретение № 2564921 [МПК A61L 27/20, приоритет от 17.04.2014] описан способ, принятый за прототип, нанесения хитозана на металлический стержень, заключающийся в том, что готовят раствор хитозана в органической кислоте, опускают стержень в раствор хитозана в органической кислоте, сушат в сушильном шкафу при 45-50  С до полного испарения растворителя, при этом в качестве кислоты берут 1.5% водный раствор молочной или гликолевой кислоты, причем раствор содержит хитозан в количестве 2.5-4 мас.%; перед сушкой стержень с нанесенным на него слоем раствора хитозана погружают в 50% водный раствор триэтаноламина или в 0.1 М водный раствор додецилбензосульфата натрия на 1 мин, а после сушки стержень с нанесенным на него слоем хитозана погружают в 5% водный раствор NaOH или в 0.1 М водный раствор додецилбензосульфата натрия на 10-20 минут. Полученные данным способом на металлическом стержне хитозановые трубки обладали хорошей эластичностью и растяжимостью.

Общими существенными признаками прототипа с заявляемым способом нанесения хитозана на стент является растворение хитозана в органической кислоте, погружение основы в полученный раствор, фиксация покрытия в водном растворе триэтаноламина и сушка.

Из патента JP5876019B2 [МПК A61F2/90, приоритет 2013-10-09] известен антимиграционный стент-эндопротез, состоящий из полого цилиндрического корпуса, образованного переплетением металлической нитиноловой проволоки и множества выступающих запирающих элементов, расположенных с равными интервалами по поверхности этого корпуса. К достоинствам этого устройства следует отнести его способность удерживаться длительное время в месте установки, к недостаткам – трудности его извлечения, обусловленные конструкцией с выступающими элементами и прорастанием тканей в сетчатую структуру.

Общими существенными признаками с заявляемым устройством является выполнение стента в форме полого цилиндра, образованного переплетением проволоки из сплава с памятью формы нитинола, реализующее возможность изменения конфигурации стента при введении его в полость органа.

Из патента RU №2429804 [МПК A61F2/88, приоритет 01.12.2006] известен стент, выполненный из сплава с памятью формы и изменяющий свою конфигурацию при введении в полость органа тела человека (прототип), состоящий из, как минимум, одной сохраняющей части, предназначенной для сохранения просвета в полости органа, и как минимум одной расширяющейся части, предназначенной для удержания стента в размещенном положении. Причем расширяющаяся часть состоит из, как минимум, одного спирального витка, закрученного в направлении по часовой стрелке, и, как минимум, из одного спирального витка, закрученного в направлении против часовой стрелки. При расширении стента в месте установки одни витки из расширяющейся части, раскручиваясь, поворачиваются против часовой стрелки, а, другие витки, раскручиваясь, поворачиваются по часовой стрелке, тем самым закрепляя расширяющуюся часть стента на стенках органа и позволяя всему стенту поддерживать свое положение без миграции.

Достоинством изобретения является уменьшение риска миграции стента. К недостаткам следует отнести недостаточно прочную фиксацию стента в месте установки вследствие деления его на расширяющуюся (удерживающую) и сохраняющую просвет части.

Общими существенными признаками с заявляемым устройством, является выполнение стента из сплава с памятью формы, реализующее возможность изменения конфигурации стента при введении его в полость органа, а также наличие в конструкции участков, выполненных с возможностью встречного раскручивания.

Основной задачей заявляемой группы изобретений является расширение арсенала способов нанесения биополимерного покрытия из хитозана на стент-эндопротез, а также создание стента-эндопротеза с повышенными антимиграционными свойствами и свойствами, позволяющими уменьшить прорастание тканей органа в его структуру.

Технический результат заявленной группы изобретений заключается в расширении арсенала средств восстановления полых органов, а также арсенала способов нанесения на нитинол биосовместимых, полимерных материалов, например хитозана.

Поставленная задача решена тем, что в способе нанесения покрытия из хитозана на антимиграционный стент-эндопротез растворяют хитозан в кислоте, погружают стент в полученный раствор, фиксируют полученное покрытие и сушат, при этом готовят 5 мас.% раствор хитозана в 5% водном растворе лимонной кислоты, стенты-эндопротезы размещают на раме держателя, выполненной с возможностью вращения вокруг ее оси симметрии, опускают раму держателя со стентами в раствор хитозана в кислоте и вращая раму выдерживают её в полученном растворе течение 3 минут, затем погружают раму в 10%-й водный раствор триэтаноламинана на 5 мин, обезвоживают погружением в предварительно охлажденный этанол с перенасыщенной гидроокисью натрия на 30 мин, и сушат в вакууме 1 час до полного испарения растворителя.

Поставленная задача решена также тем, что антимиграционный стент-эндопротез для полых органов, выполненный из сплава с памятью формы, с возможностью изменения его конфигурации при введении в полость полого органа, и содержащий участки, выполненные с возможностью их встречного раскручивания, выполнен в форме полого сетчатого цилиндра, образованного переплетением проволоки из сплава с памятью формы и состоит из чередующихся поясов сетки двух видов, пояса первого вида, состоящего из одного ряда сжатых проволочных ячеек сетки, равномерно расширяющихся при нагревании в поперечном направлении, пояса второго вида, состоящего из одного ряда деформированных в сжатом состоянии проволочных ячеек сетки, закрученных по отношению к продольной оси стента и раскручивающихся при нагревании в месте установки, при этом каждый последующий пояс проволочных ячеек сетки второго вида закручен встречно по отношению к предыдущему поясу второго вида, что реализует возможность встречных сдвиговых перемещений поясов первого вида друг относительно друга при расширении стента в месте установки, при этом стент обладает биополимерным покрытием из хитозана.

Заявляемое техническое решение позволяет устранить наличие отмеченных выше негативных факторов, присущих прототипам, и позволяет добиться следующих результатов:

1) обеспечить однородное закрепление стента на стенках полого органа по всей его длине;

2) устранить зависимость положения установленного стента от изменения формы восстанавливаемого полого органа;

3) снизить прорастание мягких тканей в сетчатую стуктуру стента;

4) обеспечить нанесение равномерного, устойчивого к деформациям биополимерного покрытия стента-эндопротеза из хитозана.

Основным отличием способа нанесения покрытия из хитозана на антимиграционный стент-эндопротез является получение в результате его реализации высокоэластичного биосовместимого покрытия из хитозана для стента-эндопротеза со встречными сдвиговыми перемещениями соседних поясов.

Основным отличием заявляемого устройства стента-эндопротеза от прототипа является то, что в устройстве используются встречные сдвиговые перемещения соседних поясов стента при его установке с целью предотвращения миграции и биосовместимое покрытие с целью снижения прорастания в него мягких тканей.

Краткое описание графических материалов.

На Фиг. 1 схематически представлена конструкция антимиграционного-стента эндопротеза в сжатом состоянии.

На Фиг. 2 представлен один из вариантов конструкции антимиграционного-стента эндопротеза до и после установки.

На Фиг. 3 показано расположение покрытых хитозаном ячеек антимиграционного стента в контакте со стенкой полого органа.

На фиг.4 показан держатель антимиграционных стентов-эндопротезов для реализации способа нанесения на них покрытия из хитозана.

В исходном (сжатом) состоянии антимиграционный стент-эндопротез представляет собой цилиндрическую сетчатую поверхность с ячейками и состоит из поясов ячеек двух видов, (Фиг.1). Пояса первого вида 1 чередуются с поясами второго вида 2 (Фиг.1.2). В поясе 1 в исходном состоянии расположены ячейки, которые при нагревании в месте установки равномерно расширяются в поперечном направлении. В поясах второго вида в исходном состоянии ячейки деформированы и находятся в закрученном по отношению к продольной оси стента состоянии, причем направление закручивания у соседних поясов второго вида противоположно друг другу (Фиг.1). При нагревании в месте установки ячейки пояса первого вида равномерно расширяются в поперечном направлениях, а скрученные ячейки поясов второго вида расширяются и раскручиваются (Фиг.2) одновременно разворачивая пояса первого вида вокруг оси в направлении противоположном друг другу. Ячейки стента входят в контакт со стенками полого органа в месте установки под небольшим углом (Фиг.3), причем угол этот меняется на противоположный для соседних поясов. За счет такой конфигурации стент прочно удерживается на стенках полого органа.

С точки зрения предотвращения врастания мягких тканей и деформационной стойкости покрытия на антимиграционный стент эндопротез со сдвиговыми деформациями его частей наиболее результативным направлением оказалось нанесение на его поверхность покрытия, состоящего из биосовместимых, полимерных материалов, например хитозана.

Способ нанесения хитозана на антимиграционный стент-эндопротез реализуют следующим образом. Для нанесения хитозана на стент-эндопротез был разработан держатель (Фиг.4) в виде рамки, позволяющий производить обработку нескольких стентов одновременно и выполненный с возможностью его вращения вокруг вертикальной оси симметрии. После фиксации на рамке держателя нескольких стентов-эндопротезов её закрепляют над емкостью с 5 мас. % раствор хитозана в 5% водном растворе лимонной кислоты. Затем опускают раму держателя со стентами в раствор хитозана в кислоте и медленно вращая раму выдерживают стенты в растворе в течение 3 мин. Затем раму держателя стентов последовательно погружают в 10% водный раствор триэтаноламина (используется как добавка, ингибирующая коррозионные проявления) на 5 мин, обезвоживают в предварительно охлажденном этаноле с перенасыщенной гидроокисью натрия 30 мин, и сушат в вакуумной сушке 1 час до полного испарения растворителя.

Пример практической реализации. Были изготовлены 10 нитиноловых стентов эндопротезов сетчатого типа, состоящих из чередующихся поясов двух типов. Полученные стенты-эндопротезы с покрытием из хитозана были размещены на скользящем элементе средства доставки. Для апробации конструкции стента были изготовлены имитирующие полый орган устройства из силиконовых трубок с внутренним диаметром 16 мм и покрытые изнутри тонким слоем желатинового силикона, в которые и была проведена пробная установка стента-эндопротеза разработанной сетчатой конструкции из нитиноловой проволоки. Эксперимент показал, что стенты заявляемой конструкции прочно удерживались на покрытой желатиновым силиконом поверхности трубки при различных ее изгибах. Исследование поверхности стентов, извлеченных из имитирующих полый орган устройств, под микроскопом показало отсутствие трещин и других повреждений в хитозановом покрытии.

Таким образом, заявляемая группа изобретений существенно расширяет арсенал технических средств для восстановления полых органов, а также способов нанесения на нитинол биосовместимых, полимерных материалов, таких как хитозан.

1. Способ нанесения покрытия из хитозана на антимиграционный стент-эндопротез, в котором растворяют хитозан в кислоте, погружают стент в полученный раствор, фиксируют полученное покрытие и сушат, отличающийся тем, что готовят 5 мас.% раствор хитозана в 5%-ном водном растворе лимонной кислоты, стенты-эндопротезы размещают на раме держателя, выполненной с возможностью вращения вокруг ее оси симметрии, опускают раму держателя со стентами в раствор хитозана в кислоте и вращая раму выдерживают её в полученном растворе течение 3 мин, затем погружают раму в 10%-ный водный раствор триэтаноламинана на 5 мин, обезвоживают погружением в предварительно охлажденный этанол с перенасыщенной гидроокисью натрия на 30 мин, и сушат в вакууме 1 час до полного испарения растворителя.

2. Антимиграционный стент-эндопротез для полых органов, выполненный из сплава с памятью формы, с возможностью изменения конфигурации при введении в полость полого органа, и содержащий участки, выполненные с возможностью их встречного раскручивания, отличающийся тем, что выполнен в форме полого сетчатого цилиндра, образованного переплетением проволоки из сплава с памятью формы и состоит из чередующихся поясов сетки двух видов, пояса первого вида, состоящего из одного ряда сжатых проволочных ячеек сетки, равномерно расширяющихся при нагревании в поперечном направлении, пояса второго вида, состоящего из одного ряда деформированных в сжатом состоянии проволочных ячеек сетки, закрученных по отношению к продольной оси стента и раскручивающихся при нагревании в месте установки, при этом каждый последующий пояс проволочных ячеек сетки второго вида закручен встречно по отношению к предыдущему поясу второго вида, что реализует возможность встречных сдвиговых перемещений поясов первого вида друг относительно друга при расширении стента в месте установки, при этом стент-эндопротез покрыт хитозаном способом по п.1.