使用等离子体对聚合物泡沫体进行表面修饰制造技术

一种系统，该系统包括：具有第一状态和第二状态的单块形状记忆聚合物(SMP)泡沫体；其中该SMP泡沫体包括：(a)聚氨酯，(b)内半部分，该内半部分具有由内支撑体界定的内网状化单元，(c)外半部分，该外半部分具有由外支撑体界定的外网状化单元，在提供该SMP泡沫体的截面的平面中包围该内部分，(d)以化学方式结合到该内支撑体和外支撑体两者的外表面的羟基基团。本申请还讨论了其他实施方案。

Surface modification of polymer foam by plasma

A system, the system includes: a single piece of shape memory polymer having a first state and a second state (SMP) foam; wherein the SMP foam comprises polyurethane (a), (b) in part, the inner part of the inner plexiform cell has supported by definition, (c) the outer part, the outer part of the outer plexiform cell body supported by definition, enclosing the inner part in plane section of the SMP provide the foam in (d) chemically bonded to the inner support body and an outer support body between the outer surface of the hydroxyl groups. Other implementation schemes are also discussed in this application.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用等离子体对聚合物泡沫体进行表面修饰关于对联邦资助研究和开发所产生的专利技术的权利的声明本专利技术是在美国国立卫生研究院之国立生物医学影像学与生物工程学研究所(NationalInstituteofBiomedicalImagingandBioengineering)批准的第R01EB000462号政府资助下作出的。政府对本专利技术拥有某些权利。此外，根据美国能源部与劳伦斯利弗莫尔国家安全有限公司(LawrenceLivermoreNationalSecurity,LLC)之间关于劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LawrenceLivermoreNationalLaboratory)的运营的第DE-AC52-07NA27344号协议，美国政府对本专利技术拥有权利。优先权本申请要求2015年7月25日提交的名称为“ReticulationandSurfaceModificationofPolymerFoamsUsingPlasma”(使用等离子体对聚合物泡沫体进行网状化和表面修饰)的美国临时专利申请第62/196,966号的优先权。
技术介绍
防止出血性中风的现有标准涉及用裸铂线圈处理颅内动脉瘤；裸铂线圈是通过微导管递送，并留在动脉瘤内以引发凝血反应。在美国，裸铂线圈已有助于使出血性中风的年发作病例减少至大约103,000例，但这种治疗法仍有临床限制。例如，按临床标准被认为非常高的体积填充密度仍不能造成完全栓塞。用更多的线圈增加堆积密度的尝试会导致过度堆积和最终动脉瘤破裂。在大动脉瘤和巨大动脉瘤中，最初有效的栓塞可能仍分别具有高达35％和50％的再通率。另外，当治疗大动脉瘤时，裸铂线圈成本高昂。这个成本与植入的线圈数目及手术时间和复杂性增加有关。因此，由于裸铂GDC的成本和功效上的限制，亟需更有效地进行颅内动脉瘤体积填充的解决方案。已提出了低密度形状记忆聚合物(SMP)栓塞性泡沫体作为减少现有栓塞疗法的缺点的一种解决方案。低密度SMP泡沫体可被压缩至其扩展体积的几分之一，这使其能通过微导管进行递送。在植入后，刺激因素如热可使该缩小的泡沫体恢复至其原始的扩展几何结构。用现有的绕线圈技术采纳这些低密度SMP泡沫体，可显著减少填充动脉瘤所需的线圈的数目，并且还减少手术时间和成本。与其他线圈栓塞器械类似，该栓塞性泡沫体是通过中断血流和造成在动脉瘤体积内形成凝血来堵塞动脉瘤。最近报道的结果证明了在猪静脉袋动脉瘤模型中植入的本体SMP泡沫体具有很好的生物相容性。SMP泡沫体的体积扩展能力和所证明的生物相容性，令其成为一种能使栓塞更有效和使愈合更改善的有前途的解决方案。但是，为了有效地递送和启动这些泡沫体以便用于商业医疗应用，仍需要开展更多的工作。附图说明由随附的权利要求书、下文对一个或更多个示例性实施方案的详细描述以及相应的附图，本专利技术的实施方案的特征和优点将变得显而易见。如认为适当，在各图中重复了附图标记以标示相应的或相似的元件。图1示出用椭圆偏振光谱法对一个实施方案测量的沉积空间图，测量的对象是放置在玻璃比色皿上并用LEA工艺在150瓦下处理7.5分钟的6x6栅格硅片。图2A和2B示出通过椭圆偏振光谱法所测量的，用HE工艺(图2A)和HEA工艺(图2B)处理的硅片的等离子体薄膜沉积状况(profile)。误差条是光学模型拟合的MSE值。图3A和3B示出乙烯工艺(图3A)和丙烯工艺(图3B)的等离子体薄膜沉积速率。对于给定的工艺的每个时间依赖性沉积状况，认为沉积速率是线性拟合的斜率。图4A和4B示出用乙烯工艺(图4A)和丙烯工艺(图4B)处理的硅片上的静态水接触角。未经处理的硅片具有37±1°的接触角(未显示)。误差条为标准偏差(n＝6)。图5A和5B示出掺杂有钨纳米颗粒(图5A)和氧化铝纳米颗粒(图5B)的未经处理和经等离子体处理的SMP泡沫体的无约束扩展状况。工作时间通过与代表0.021”微导管腔的点线相截的标准偏差确定。图6A示出各实施方案的不同网状化水平，图6B示出各实施方案的泡沫体渗透性。图7示出各实施方案的泡沫体体积扩展。图8示出各实施方案的薄膜疏水性恢复和血小板黏附。图9a示出各实施方案在1周时间里薄膜上的细胞铺展(面积)，图9b示出各实施方案在1周时间里薄膜上的细胞铺展(密度)。图10示出一个实施方案中的工艺。具体实施方式现将参考附图，其中同样的结构可能标有同样的后缀附图标记。为了更清楚地显示各个实施方案的结构，本文所包括的附图是结构的概略表示。因此，结构的实际外观(例如在显微照片中)可能看起来不同，然而仍包括所图示的实施方案的要求保护的结构。此外，附图可能仅显示可用于理解所图示的实施方案的结构。为了保持附图的简明，可能未包括本领域已知的其他结构。“一个实施方案”、“各实施方案”等表示所描述的实施方案可包括特定的特征、结构或特性，但并非每一个实施方案都必定包括该特定的特征、结构或特性。一些实施方案可具有针对其他实施方案所描述的特征中的一些特征或全部特征，或者可不具有针对其他实施方案所描述的特征中的任何特征。“第一”、“第二”、“第三”等描述某个共同的对象，并表示同样的对象的不同情况被提到。这种形容词并不暗示所描述的对象必须在时间上、在空间上、在等级上或者在任何其他方式上处于特定的次序。“连接的”可表示各元件相互间处于直接的物理接触或电接触，而“耦联的”可表示各元件相互间配合或相互作用，但它们可能或可能不处于直接的物理接触或电接触。本申请人已确定，动脉瘤填充用SMP栓塞性泡沫体的商业化的一个主要障碍是工作时间的概念；该工作时间是这样一个时间窗口，外科医生不得不在该时间窗口通过微导管递送SMP器械，将该器械在动脉瘤中重新定位，或者在该器械充分扩展而束缚在该导管中之前收回该器械。本申请人已确定，本体材料修饰(例如改变泡沫体的支撑体(strut)内的化学性质，而不是对泡沫体支撑体进行表面处理)已成功地通过增加该聚合物骨架的材料疏水性或刚性而延迟或防止了泡沫体扩展。但是，本申请人进一步确定，这些本体修饰仅仅改变线性扩展速率，这要求对器械最终扩展或者临床最小工作时间(大约5分钟)做出让步。本申请人已确定，在一些实施方案中，泡沫体以非线性方式启动会比较理想，在这种情况下，该器械在大约10分钟时间里扩展千分之几英寸，随后在接着的20分钟时间里恢复千分之二十至三十英寸。这种扩展状况将使得临床上相关的SMP器械能够处理神经动脉瘤。在本文描述的实施方案中提出了使用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)沉积的烃表面扩散屏障，以通过延迟SMP泡沫体的水分塑化速率来实现这个非线性扩展行为，而又不会使该泡沫体受到机械约束。尽管等离子体诱导的生物材料表面有很多种，但未曾有人提出过等离子体方法来延迟SMP聚氨酯泡沫体的水分塑化速率。植入性SMP泡沫体旨在充当组织支架，以便于血栓形成和后续的细胞愈合。但是，吹制的泡沫体固有地在孔隙之间具有膜，这对作为组织支架来说造成限制。网状化，或者说泡沫体的相邻孔隙之间的膜的去除，对于通过产生相互连接的孔隙增加泡沫体的渗透性和改进组织支架而言将是有利的。当泡沫体被暴露于流体流动时，完全相互连接的孔隙能够实现流体向该材料的全部体积中的渗透性提高、流体剪切速率异常和流体停留时间更长。这些流体现象使得网状化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：具有第一状态和第二状态的单块形状记忆聚合物(SMP)泡沫体；其中所述SMP泡沫体包括：(a)聚氨酯，(b)内半部分，所述内半部分具有由内支撑体界定的内网状化单元，(c)外半部分，所述外半部分具有由外支撑体界定的外网状化单元，在提供所述SMP泡沫体的截面的平面中包围所述内部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.25 US 62/1969661.一种系统，包括：具有第一状态和第二状态的单块形状记忆聚合物(SMP)泡沫体；其中所述SMP泡沫体包括：(a)聚氨酯，(b)内半部分，所述内半部分具有由内支撑体界定的内网状化单元，(c)外半部分，所述外半部分具有由外支撑体界定的外网状化单元，在提供所述SMP泡沫体的截面的平面中包围所述内部分。2.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括网状化梯度，使得所述外网状化单元比所述内网状化单元更多地被网状化。3.根据权利要求1所述的系统，其中：所述SMP泡沫体包括远端部分和近端部分；所述远端部分包括所述内半部分和所述外半部分；并且所述远端部分和近端部分中的一者包括这样的单元，所述单元比所述远端部分和近端部分中的另一者更大量地被网状化。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述SMP泡沫体的表面能被设定成随时间推移恢复而使疏水性增加。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述内支撑体和外支撑体均包括N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺(HPED)、三乙醇胺(TEA)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，其中TEA比HPED贡献更高摩尔比的羟基基团。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述SMP泡沫体具有小于0.06g/cm3的密度。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述内支撑体和外支撑体均包括N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺(HPED)、三乙醇胺(TEA)和三甲基六亚甲基二胺(TMHDI)，其中HPED比TEA贡献更高摩尔比的羟基基团。8.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括烃薄膜，其中：所述SMP泡沫体包括另外的内支撑体和另外的外支撑体，在提供所述SMP泡沫体的截面的平面中包围所述内部分；并且所述烃薄膜覆盖所述另外的内支撑体和所述另外的外支撑体两者。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述烃薄膜厚度不超过500nm。10.根据权利要求8所述的系统，其中所述烃薄膜是疏水性的。11.根据权利要求8所述的系统，其中所述另外的内支撑体被包括在所述内半部分中，所述另外的外支撑体被包括在所述外半部分中。12.根据权利要求8所述的系统，其中所述烃薄膜包括还包含乙烯基基团的烃聚合物。13.根据权利要求8所述的系统，其中基于所述烃薄膜，所述SMP泡沫体当被暴露于热刺激时具有非线性扩展速率。14.根据权利要求1所述的系统，其中所述内支撑体和外支撑体均包括N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺(HPED)、甘油、戊二醇和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。15.根据权利要求6所述的系统，其中所述SMP泡沫体包括以化学方式结合到所述内支撑体和外支撑体两者的外表面的羟基基团。16.一种系统，包括：具有第一状态和第二状...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰登·D·纳什，邓肯·J·梅特兰，妮可·里维拉，托马斯·S·威尔森，沃德·艾维·斯莫尔，贾森·奥尔特加，普贾·辛格尔，
申请(专利权)人：劳伦斯·利弗莫尔国家安全有限责任公司，德州农工大学系统，
类型：发明
国别省市：美国,US