本文選題：Mg-Zn-Y-Nd合金　切入點：體外生物相容性　出處：《北京科技大學》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)良的力學性能和可降解性成為全降解血管支架材料的研究熱點。目前,德國Biotronik公司的載藥鎂合金血管支架DREAMS已開展了少量的臨床試驗,初步數(shù)據(jù)證實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,開發(fā)設(shè)計具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的鎂合金支架產(chǎn)品是當下亟待展開的工作。 鄭州大學開發(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)異的力學性能,其強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行大量的體內(nèi)外生物相容性實驗來檢驗其安全性和有效性。作為血管支架材料,首先必須考慮合金對血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的影響,尤其是對血管支架植入術(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,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)皮細胞和血管平滑肌細胞的相容性及表面改性展開工作。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下： (1)采用間接法研究Mg-Zn-Y-Nd合金對血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的影響 針對可降解鎂合金體外評價生物相容性評價新標準亟待建立的現(xiàn)狀,系統(tǒng)研究了鎂合金的體外間接實驗中的浸提參數(shù)對鎂合金細胞毒性評價結(jié)果的影響。結(jié)果顯示,延長浸提時間或縮小浸提介質(zhì)使用量可以提高篩選優(yōu)良鎂合金的靈敏度；不能簡單通過采用更接近體內(nèi)環(huán)境的浸提介質(zhì)來進行細胞毒性評價,因為改變浸提介質(zhì)對于細胞本身的生長狀態(tài)產(chǎn)生很大影響,最終導(dǎo)致評價結(jié)果失真。 該部分研究中,仍按照現(xiàn)行IS010993-12標準制備Mg-Zn-Y-Nd合金浸提液,考察合金對血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的影響。同時為了充分評判分析Mg-Zn-Y-Nd合金的降解過程潛在的局部高濃度降解產(chǎn)物可能對血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的作用,采用細胞培養(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合金浸提液對細胞活性、遷移能力和NO分泌均沒有影響,血管平滑肌細胞對合金浸提液沒有趨化性；綜合Mg, Zn, YNd元素作用下細胞活性、細胞遷移以及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血管內(nèi)皮細胞的遷移以及NO的分泌;Zn元素臨界毒性濃度最低且對血管內(nèi)皮細胞分泌NO的功能表現(xiàn)出強烈的抑制作用;四種元素均可抑制血管平滑肌細胞的遷移,且血管平滑肌細胞對這四種元素沒有趨化性；稀土元素Y和Nd在高濃度時明顯促進EA.hy926細胞分泌NO。 (2)采用直接接觸法研究Mg-Zn-Y-Nd合金與血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的相互影響 在體外直接將血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞接種于Mg-Zn-Y-Nd合金表面,從細胞生長覆蓋情況、培養(yǎng)液中離子濃度變化、鎂合金表面腐蝕層成分變化來探討鎂合金的降解與細胞在合金表面生長覆蓋之間的相互影響。結(jié)果表明,血管平滑肌細胞在材料表面生長情況要優(yōu)于血管內(nèi)皮細胞,這提示我們需要對Mg-Zn-Y-Nd合金表面進行改性處理,來促進血管內(nèi)皮細胞的增殖預(yù)防血管平滑肌細胞的過度增殖；隨材料表面細胞數(shù)量增多,細胞對鎂合金的降解適應(yīng)性越強;EA.hy926細胞和A7r5細胞在Mg-Zn-Y-Nd合金表面生長加速了合金的降解,且隨細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)用特點的涂層,提高其使用性能 針對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,制備方法簡單,涂層均勻。該涂層具有優(yōu)良的抗腐蝕性能,電化學測試腐蝕速率比沒有涂層的試樣降低了兩個數(shù)量級。另外,血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞在該復(fù)合涂層上的粘附生長均優(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)皮細胞在該表面的生長優(yōu)于血管平滑肌細胞的生長,可見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)皮細胞和血管平滑肌細胞相容性良好。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,可進行下一步的大規(guī)模動物試驗及臨床試驗。
[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：1683988