本文選題：Mg-Zn-Y-Nd合金　切入點(diǎn)：體外生物相容性　出處：《北京科技大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：心血管支架發(fā)展至今,經(jīng)歷了金屬裸支架、藥物洗脫支架不同的發(fā)展階段,現(xiàn)在正朝著全降解血管支架發(fā)展。鎂合金以其優(yōu)良的力學(xué)性能和可降解性成為全降解血管支架材料的研究熱點(diǎn)。目前,德國(guó)Biotronik公司的載藥鎂合金血管支架DREAMS已開(kāi)展了少量的臨床試驗(yàn),初步數(shù)據(jù)證實(shí)了鎂合金作為可降解血管支架材料的安全性和可行性。因此,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鎂合金支架產(chǎn)品是當(dāng)下亟待展開(kāi)的工作。 鄭州大學(xué)開(kāi)發(fā)的血管支架用Mg-2Zn-0.5Y-0.5Nd合金(后文中均用Mg-Zn-Y-Nd表示)具有優(yōu)異的力學(xué)性能,其強(qiáng)度和塑性均能夠滿足血管支架應(yīng)用的要求,但是該合金要真正用在血管支架產(chǎn)品走向大規(guī)模臨床使用還需要進(jìn)行大量的體內(nèi)外生物相容性實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)其安全性和有效性。作為血管支架材料,首先必須考慮合金對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的影響,尤其是對(duì)血管支架植入術(shù)后與血管內(nèi)皮化和再狹窄相關(guān)的一些細(xì)胞功能的影響。再者,鎂合金作為血管支架材料普遍存在降解速率較快的缺點(diǎn),而表面改性涂層能夠有效地控制其初期的降解速率。因此,本文主要圍繞Mg-Zn-Y-Nd合金與血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的相容性及表面改性展開(kāi)工作。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下： (1)采用間接法研究Mg-Zn-Y-Nd合金對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的影響 針對(duì)可降解鎂合金體外評(píng)價(jià)生物相容性評(píng)價(jià)新標(biāo)準(zhǔn)亟待建立的現(xiàn)狀,系統(tǒng)研究了鎂合金的體外間接實(shí)驗(yàn)中的浸提參數(shù)對(duì)鎂合金細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。結(jié)果顯示,延長(zhǎng)浸提時(shí)間或縮小浸提介質(zhì)使用量可以提高篩選優(yōu)良鎂合金的靈敏度；不能簡(jiǎn)單通過(guò)采用更接近體內(nèi)環(huán)境的浸提介質(zhì)來(lái)進(jìn)行細(xì)胞毒性評(píng)價(jià),因?yàn)楦淖兘峤橘|(zhì)對(duì)于細(xì)胞本身的生長(zhǎng)狀態(tài)產(chǎn)生很大影響,最終導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果失真。 該部分研究中,仍按照現(xiàn)行IS010993-12標(biāo)準(zhǔn)制備Mg-Zn-Y-Nd合金浸提液,考察合金對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的影響。同時(shí)為了充分評(píng)判分析Mg-Zn-Y-Nd合金的降解過(guò)程潛在的局部高濃度降解產(chǎn)物可能對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的作用,采用細(xì)胞培養(yǎng)基中添加相應(yīng)氯化鹽的方式考察各合金組成元素的影響。結(jié)果表明,Mg-Zn-Y-Nd合金浸提液對(duì)細(xì)胞活性、遷移能力和NO分泌均沒(méi)有影響,血管平滑肌細(xì)胞對(duì)合金浸提液沒(méi)有趨化性；綜合Mg, Zn, YNd元素作用下細(xì)胞活性、細(xì)胞遷移以及NO分泌的考察結(jié)果,發(fā)現(xiàn)Mg元素在一定濃度可以促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移以及NO的分泌;Zn元素臨界毒性濃度最低且對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌NO的功能表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制作用;四種元素均可抑制血管平滑肌細(xì)胞的遷移,且血管平滑肌細(xì)胞對(duì)這四種元素沒(méi)有趨化性；稀土元素Y和Nd在高濃度時(shí)明顯促進(jìn)EA.hy926細(xì)胞分泌NO。 (2)采用直接接觸法研究Mg-Zn-Y-Nd合金與血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的相互影響 在體外直接將血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞接種于Mg-Zn-Y-Nd合金表面,從細(xì)胞生長(zhǎng)覆蓋情況、培養(yǎng)液中離子濃度變化、鎂合金表面腐蝕層成分變化來(lái)探討鎂合金的降解與細(xì)胞在合金表面生長(zhǎng)覆蓋之間的相互影響。結(jié)果表明,血管平滑肌細(xì)胞在材料表面生長(zhǎng)情況要優(yōu)于血管內(nèi)皮細(xì)胞,這提示我們需要對(duì)Mg-Zn-Y-Nd合金表面進(jìn)行改性處理,來(lái)促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖預(yù)防血管平滑肌細(xì)胞的過(guò)度增殖；隨材料表面細(xì)胞數(shù)量增多,細(xì)胞對(duì)鎂合金的降解適應(yīng)性越強(qiáng);EA.hy926細(xì)胞和A7r5細(xì)胞在Mg-Zn-Y-Nd合金表面生長(zhǎng)加速了合金的降解,且隨細(xì)胞量增多作用更明顯。 (3)制備適合鎂合金血管支架表面應(yīng)用特點(diǎn)的涂層,提高其使用性能 針對(duì)鎂合金普遍降解速率較快的不足以及血管支架植入體內(nèi)后快速內(nèi)皮化的需求,本文采用氫氟酸-多巴胺溶液兩步浸泡法在Mg-Zn-Y-Nd表面制備了氟化鎂／聚多巴胺復(fù)合涂層,制備方法簡(jiǎn)單,涂層均勻。該涂層具有優(yōu)良的抗腐蝕性能,電化學(xué)測(cè)試腐蝕速率比沒(méi)有涂層的試樣降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。另外,血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞在該復(fù)合涂層上的粘附生長(zhǎng)均優(yōu)于未作處理的試樣以及單純氟轉(zhuǎn)化處理的試樣,而且血管內(nèi)皮細(xì)胞在該表面的生長(zhǎng)優(yōu)于血管平滑肌細(xì)胞的生長(zhǎng),可見(jiàn)該涂層更利于支架內(nèi)皮化。 綜上所述,Mg-Zn-Y-Nd合金在體外與血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞相容性良好。材料表面制備氟化鎂／聚多巴胺復(fù)合涂層以后,初期降解速率降低,生物相容性顯著提高,更有利于支架的內(nèi)皮化,可進(jìn)行下一步的大規(guī)模動(dòng)物試驗(yàn)及臨床試驗(yàn)。
[Abstract]:The development of cardiovascular stent has undergone a different stage of development of metal bare stent and drug eluting stent . It has become a hot spot for all degradable vascular stent materials . At present , the magnesium alloy stent DREAMS with excellent mechanical properties and degradability has been studied in a small number of clinical trials . The preliminary data confirm the safety and feasibility of magnesium alloy as degradable vascular scaffold material . Therefore , it is urgent to develop magnesium alloy stent product with independent intellectual property rights in China .

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本文編號(hào)：1683988