纳米Ti-O薄膜/Co合金体系的变形、疲劳行为及其在冠状动脉血管支架表面改性中的应用

钴合金因其高强度、抗疲劳等特性成为制备细金属丝冠脉支架的主选材料。然而无论是其裸支架，还是药物洗脱性支架都存在再狭窄或晚期血栓的风险。为了发展再狭窄率低、血栓率低的多功能化血管支架，本项目创新性地提出在Co合金支架表面沉积纳米Ti-O 薄膜/可降解高分子药物涂层的复合表面改性技术。支架植入的初期，利用药物的释放抑制平滑肌增殖，降低血管支架的再狭窄率；可降解高分子药物涂层释放完毕，利用纳米Ti-O薄膜优异的血液相容性和引导内皮细胞生长的性能，使血管正常化，抑制血栓形成。本项目针对纳米Ti-O薄膜在Co合金支架植入及体内服役情况，优化Ti-O薄膜制备工艺，研究薄膜/合金体系的界面结构、变形、疲劳行为。研究纳米Ti-O 薄膜表面改性Co合金支架在体外模拟环境的服役行为及其生物安全性，探索纳米Ti-O薄膜表面改性血管支架的失效规律及其影响因素，为无机薄膜表面改性血管支架的临床应用提供理论依据。

为了发展再狭窄率低、血栓率低的多功能化血管支架，本课题组人员创新性地提出在Co合金支架表面沉积纳米Ti-O 薄膜/可降解高分子药物涂层的复合表面改性技术。本项目针对这种新型血管支架在临床植入及服役中所涉及的以下科学问题开展了研究：（A）纳米Ti-O薄膜制备工艺优化及纳米Ti-O薄膜/Co合金复合体系的拉伸变形、疲劳失效行为；（B）Ti-O薄膜/Co合金复合体系在拉伸变形、交变应力作用下的耐腐蚀行为；（C）纳米Ti-O薄膜对Co合金支架的表面改性以及血管支架临床应用工况下Ti-O薄膜的牢固度、稳定度问题；（D）TiO2纳米晶薄膜材料的生物安全性问题。通过四年的研究，以上内容都已基本完成，并取得了一些重要成果和结论。比如，获得了在Co合金支架表面制备满足临床应用工况的Ti-O薄膜优化工艺、提出了一种具有自主知识产权的评价薄膜弯曲疲劳寿命的方法、获得到了纳米晶TiO2薄膜材料具有生物安全性、拉伸变形和交变循环加载不影响Ti-O薄膜/Co合金复合体系临床耐蚀性要求等判决性结果。此外项目研究中也发现了新的研究方向，开展了一些原计划没有列入的工作，比如基于第一性原理的纳米Ti-O薄膜的力学行为、纳米薄膜/金属界面结合能研究等。以上研究结果为无机薄膜表面改性血管支架的临床应用提供出充分的理论依据和实践指导。