一种介入治疗用微纤维医疗机器人及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种介入治疗用微纤维医疗机器人及其制备方法。本发明专利技术的介入治疗用微纤维医疗机器人，包括：磁性复合层以及包覆于磁性复合层外周的功能层。本发明专利技术在微纤维机器人的制备过程中引入兼容热拉制技术的外支撑层材料，从而提高了热软化拉丝过程中材料的兼容性，同时，在机器人制备过程中引入磁化

【技术实现步骤摘要】
一种介入治疗用微纤维医疗机器人及其制备方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种介入治疗用微纤维医疗机器人及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着微创介入技术的不断发展，传统的导管/导丝介入器械由于其本征致动机理，难以满足对人体崎岖、狭窄区域的进入和到达。由于连续的介入器械本身具有一定的弯曲刚度，在经过弯曲半径过小的腔道时不可避免会形成头部压弯，影响其对难达区域的到达。人们开始探索传统致动机理外的无绳介入机器人，其中，磁控技术由于其能量密度大、对人体良好、且安全的渗透特性，无绳磁控微机器人迅速发展。如现有技术公开了一种磁性螺旋形游动微机器人的制备方法及其操控系统；现有技术还公开了一种基于记忆合金的螺旋微机器人；现有技术公开了一种用于输尿管结石清除的螺旋磁驱动微机器人；现有技术公开了一种旋转磁场和磁梯度双重推进的泳动微机器人及其驱动装置和方法。但上述的磁驱动微机器人均不具备介入治疗所需的适应性，且不兼容大规模制备技术。
[0003]目前磁控微机器人的制备方法：瑞士联邦理工的Bradley Nelson团队使用的双光子聚合技术成本昂贵、不具备大规模制备能力。美国麻省理工学院的Xuanhe Zhao团队提出的3D打印磁畴技术难以实现微米尺度的机器人，德国马普所Metin Sitti团队提出的固化卷绕磁化技术制备周期长。且上述磁控微机器人均不具有3D结构，在无磁场状态下的平面结构难以适应人体内复杂的生理结构。
[0004]基于目前的磁控微机器人存在的缺陷，有必要对此进行改进。
专利
技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种介入治疗用微纤维医疗机器人及其制备方法，以解决现有技术中远端崎岖、狭窄的解剖结构难以介入的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种面向介入治疗用微纤维医疗机器人，包括：磁性复合层以及包覆于所述磁性复合层外周的功能层；所述磁性复合层包括磁性颗粒和基体材料，所述功能层包括具有多孔结构的药物递送层、润滑层、显影层、亲水性涂层、磁热层中的至少一种。
[0007]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，所述具有多孔结构的药物递送层包括括造孔剂与基材聚合物的复合材料；
[0008]和/或，所述显影层包括显影剂与基材聚合物的复合材料。
[0009]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，所述显影剂包括硫酸钡、钆
‑
二乙烯二胺五醋酸的络合物、碳酸氢铵、甲基异腈类化合物的至少一种；
[0010]和/或，所述磁热层包括磁热内核以及包覆于所述磁热内核外的包覆层；
[0011]所述磁热内核所用的材料包括四氧化三铁纳米颗粒、伽马
‑
三氧化二铁纳米颗粒、铁钴纳米颗粒中的至少一种；
[0012]所述包覆层所采用的材料包括高分子聚合物、硅、羟基磷灰石、二氧化硅、金、镍、以及磁性蛋白纳米笼中的任一种；
[0013]和/或，所述造孔剂包括盐、聚乙烯醇中的至少一种；
[0014]和/或，所述润滑层包括水凝胶、派瑞林、亲水性聚氨酯中的至少一种。
[0015]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，所述基体材料、所述基材聚合物均包括苯乙烯
‑
乙烯/丁烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇、热塑性弹性体、苯乙烯
‑
异戊二烯
‑
丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。
[0016]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，所述磁性颗粒包括钕铁硼合金颗粒、铁铂合金颗粒、四氧化三铁颗粒、铁钴镍颗粒、钐钴合金颗粒中的至少一种。
[0017]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，还包括支撑层，所述支撑层包覆于所述功能层外周。
[0018]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，所述支撑层包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯
、
苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚偏氟乙烯
、
聚对苯二甲酸乙二酯、聚乳酸中的至少一种。
[0019]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，所述微纤维医疗机器人呈螺旋弯曲，螺旋弯曲的直径为0.5～10mm，所述微纤维医疗机器人的截面直径为0.02～1mm。
[0020]优选的是，所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，所述磁性复合层中磁性颗粒的体积分数为5～60％，所述磁性复合层的杨氏模量范围为0.8
‑
5.33MPa。
[0021]第二方面，本专利技术还提供了一种所述的介入治疗用微纤维医疗机器人的制备方法，包括以下步骤：
[0022]制备磁性预制棒，所述磁性预制棒包括磁性复合层、功能层和支撑层；
[0023]对磁性预制棒进行热拉伸，得到磁性纤维；
[0024]将磁性纤维进行充磁，得到磁化后的磁性纤维；
[0025]将磁化后的磁性纤维缠绕在模具上，在高于磁性纤维热固化温度、低于磁性纤维的熔点温度下加热，溶解去除支撑层，即得介入治疗用微纤维医疗机器人。
[0026]本专利技术的一种介入治疗用微纤维医疗机器人及其制备方法相对于现具有以下有益效果：
[0027]1、本专利技术的介入治疗用微纤维医疗机器人的制备方法，采用多材料层热软化拉伸的方法，可以通过预制棒设计、送棒速度、拉丝速度、加热温区等参数对磁性纤维丝径和结构进行精准调控；本专利技术的磁化、热固化定形的制备方法，可以实现磁化编程结构外的3D定形结构，通过外磁场和内部分布磁畴的响应机理，可以实现微纤维机器人在体内生理环境的多形态变化及运动。所制备的介入治疗用微纤维医疗机器人未来在精密介入医疗等领域具有光放的应用前景。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术的介入治疗用微纤维医疗机器人的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术的预制棒制造、热软化拉伸及磁化、热固化定形和水凝胶涂敷示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例3中的介入治疗用微纤维医疗机器人在磁场下拉伸、压缩变形示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例4中的介入治疗用微纤维医疗机器人在体内腔道环境中转向运动、驻留及变形示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术提供了一种介入治疗用微纤维医疗机器人，如图1中的4所示，包括：磁性复合层2以及包覆于磁性复合层外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介入治疗用微纤维医疗机器人，其特征在于，包括：磁性复合层以及包覆于所述磁性复合层外周的功能层；所述磁性复合层包括磁性颗粒和基体材料，所述功能层包括具有多孔结构的药物递送层、润滑层、显影层、亲水性涂层、磁热层中的至少一种。2.如权利要求1所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，其特征在于，所述具有多孔结构的药物递送层包括括造孔剂与基材聚合物的复合材料；和/或，所述显影层包括显影剂与基材聚合物的复合材料。3.如权利要求2所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，其特征在于，所述显影剂包括硫酸钡、钆
‑
二乙烯二胺五醋酸的络合物、碳酸氢铵、甲基异腈类化合物的至少一种；和/或，所述磁热层包括磁热内核以及包覆于所述磁热内核外的包覆层；所述磁热内核所用的材料包括四氧化三铁纳米颗粒、伽马
‑
三氧化二铁纳米颗粒、铁钴纳米颗粒中的至少一种；所述包覆层所采用的材料包括高分子聚合物、硅、羟基磷灰石、二氧化硅、金、镍、以及磁性蛋白纳米笼中的任一种；和/或，所述造孔剂包括盐、聚乙烯醇中的至少一种；和/或，所述润滑层包括水凝胶、派瑞林、亲水性聚氨酯中的至少一种。4.如权利要求2所述的介入治疗用微纤维医疗机器人，其特征在于，所述基体材料、所述基材聚合物均包括苯乙烯
‑
乙烯/丁烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇、热塑性弹性体、苯乙烯
‑
异戊二烯
‑
丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶光明，向远卓，
申请(专利权)人：武汉格物感知信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：