壳聚糖肝素涂层镁合金完全可降解药物洗脱支架的实验研究

Coronary stent implantation is an effective means of treating coronary heart disease, but it faces three issues: ① the rate of bare implantation restenosis of bare metal stent is as high as 20%～30%; ② drug-eluting stents can increase the incidence of stent thrombosis; ③ The clinical application of the stent can not be completely degraded, by long-term retention in the vessel, it will impact vasomotor function, increase the risk of local inflammation, restenosis and stent thrombosis. The new research to prevent in-stent restenosis, thrombosis completely biodegradable drug-eluting stent is a key to solve the problem. The aim of the project is to design a material coated with chitosan and heparin which can promote endothelial repair and reduce the incidence of stent thrombosis, a biodegradable stent carrying antiproliferative drugs which can reduce the incidence of in-stent restenosis.Blood and organization compatibility will be observed in vitro,and endothelial cells, smooth muscle cell migration, proliferation and secretion of the new magnesium alloy material will be observed on a cellular level; the efficacy of stents preventing thrombosis and restentosis will be observed in vivo. The significance is to clarify the stent biological characteristics, and access to a chitosan-heparin-coated completely biodegradable new magnesium alloy stent which can prevent restenosis and in-stent thrombosis with independent intellectual property rights.

冠脉支架植入是治疗冠心病的有效手段，但面临三个问题：①裸金属支架植入术后再狭窄率高达20%～30%；②药物洗脱增加支架内血栓的发生； ③支架不能完全降解，影响血管舒缩功能，增加炎症、再狭窄及血栓风险。目前研究的镁合金可降解支架，降解速度过快，支撑力较差，仍面临支架内再狭窄及血栓问题。本项目研究新型的镁合金系，通过添加微量元素锡、锰，延缓支架的降解速度，增加支撑力，涂敷可促进内皮修复，减少支架内血栓形成的壳聚糖肝素涂层材料，携带抗增殖的减少支架内再狭窄的药物，支架可完全降解。离体研究新型镁合金材料的组织、血液相容性；细胞水平观察新型镁合金材料对内皮细胞移行、增殖及分泌的影响；在体研究壳聚糖肝素涂层镁合金完全可降解药物洗脱支架防止血栓形成、再狭窄的疗效，降解特征及对血管功能的影响。意义在于阐明支架生物学特征，获得具有自主知识产权,防止再狭窄及支架内血栓的壳聚糖肝素涂层完全可降解新型镁合金支架。

可降解支架是目前支架研究的热点，各种类型的材料已在可降解支架的发展中被使用。L-聚乳酸支架已临床应用，镁合金支架正处于研发应用中。镁是具有良好生物相容性的金属，作为冠脉支架的材料具有优势。本课题对镁合金支架进行系统的研究，为增加支架的支撑力同时延长降解时间，添加锡锰等元素，用于增加支架支撑力，同时减慢其降解速度，最终制成的镁合金支架具有良好的性能。.本课题制备了含有锡锰等元素的新型镁合金支架，同时制备了壳聚糖雷帕霉素涂层的镁合金支架。体外进行了支架的力学性能检测，检测了支架的延展性和径向支撑力；同时进行了体外的生物相容性及降解实验。.体内实验：将制成的镁合金支架、壳聚糖雷帕霉素支架及316L不锈钢裸金属对照支架植入动物动脉血管内。在不同时间段（12、18及24周），运用动脉造影及OCT技术，检测动脉血管重构及降解特征。支架处血管取材，病理检测：管腔面积、管腔狭窄率、内膜增生及组织炎症及纤维化；用能谱分析镁合金支架的降解特征及成分变化。.镁合金支架降解过程会产生氢气，氢气对心血管系统的生物学效应尚不明确，本课题在氢气对缺血再灌注大鼠及心衰大鼠的保护作用机制方面也进行了研究。.本研究发现：镁合金拥有较铸态大幅提高的强度，延伸率也提高,符合医用材料的使用要求。挤压态Mg-Sn-Mn合金耐腐蚀性有较大提高，适合应用于生物医用材料。挤压态合金pH值上升慢，失重率低，降解周期得到了极大的提高。体内研究显示： 4周、12周时镁合金支架管腔狭窄较重，而内膜增生尚可，炎症反应、纤维化程度较重；24周时镁合金支架内膜增生趋于稳定，管腔发生正性重塑逐渐恢复正常管腔。镁合金随着时间的延长，支架被逐渐降解，4W时镁重量百分比为74.28%，12W时镁大部分被降解，主要转化成了碳酸钙及磷酸盐的形式；24W时降解转化成的碳酸钙及磷酸盐也逐渐被机体所代谢，管腔发生了正性重塑，血管逐渐恢复成正常。关于氢气的研究，目前研究结果证实了氢气具有抗炎、抗凋亡的作用，进而对心肌产生保护作用。.本课题研究的新型镁合金支架具有良好的力学特征及生物相容性，体内动物实验明确了血管重构的特征、炎症及纤维化变化情况；明确了其降解规律；镁合金讲解过程中产生氢气，实验证实氢气具有抗炎抗凋亡等心肌保护作用。.培养博士2人，硕士7人，发表SCI论文3篇，中文核心期刊9篇。建立了完善的镁合金体系研发平台。