飞秒激光诱导复合梯度载药层预防再狭窄及抗早/晚期血栓洗脱支架的制备与机理研究

通过控制入射激光的能量、脉冲宽度、数量、中心波长及偏振特性等参数，应用飞秒激光在金属血管支架外表面加工利于血管内皮细胞(VEC)攀附生长的图案化结构，探讨表面物质去除及显微结构形成的机理。应用飞秒激光场产生的光学势阱、等离子体和热效应诱导溶液中的羟基磷灰石(HAp)与血管内皮细胞生长因子(VEGF)在支架图案化表面原位共沉积，分析载有VEGF的钙磷溶液的配比、透过性、pH值及激光能量、焦点位置、脉冲宽度、偏振特性等参数对共沉积的影响，探讨飞秒激光场效应诱导载VEGF纳米HAp自组装的机理。图案化处理后，支架表面整体涂覆载雷帕霉素/肝素的聚乳酸-羟基乙酸共聚物，最终获得具有图案化微结构的复合梯度涂层药物洗脱支架，通过药物释放试验及生物学实验，优化支架表面所载药物的对症、分期、梯度释放行为。新型支架将同时具有防止早、晚期血栓及再狭窄，后期促进内皮化,消除晚期支架贴壁不良的能力,提高其应用水平。

随着生活水平的提高，冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病)的发病率逐年提高，严重影响了人们的身体健康。目前，药物洗脱血管内支架(Drug Eluting Stents, DES)置入术是治疗冠心病最为有效的方法之一，已经成为冠状动脉血运重建的主要治疗手段。为了进一步降低支架内再狭窄（In-stent Restenosis，ISR）发生率，本项目采用飞秒激光对血管支架表面进行处理，获得了类平滑肌细胞表面结构的仿生图案。体外实验研究表明，200微焦耳飞秒激光处理的表面能够促进血管内皮细胞ANKRD46、SLIT1、MYO3B、MYH11、HSD17B13、KDR等基因的表达，从而提高细胞在样品表面的粘附力，促进血管内皮细胞增殖，同时诱导细胞定向生长并为细胞提供更强的迁移能力。药物释放分析表明，飞秒激光处理表面的药物释放过程较光滑表面更平稳，植入初期突释现象低，同时，梯度载药层能够在植入初期释放抑制平滑肌增殖的雷帕霉素，而在后期释放血管内皮细胞生长因子。动物体内实验表明，飞秒激光处理血管支架植入后较抛光支架的内皮形成速度更快、更均匀。