针对可吸收冠脉支架在临床应用中的实际要求,本项目提出以生物可降解高分子材料聚乳酸/聚乙醇酸共聚物(PLGA)为基体,开发出一种具有形状记忆功能的可吸收冠脉支架。本项目综合考虑冠脉支架的形状记忆功能、形态结构、力学性能、生物相容性等各项要求,利用材料的形状记忆功能,调节支架的形变温度,继而对材料选择、支架制备方法、吸收行为等各个方面进行综合设计,对建立支架的机械强度、吸收、生物相容性与支架的表面形式、空间结构、材料组成的相关性进行深入的探讨。对可吸收冠脉支架的激光加工技术,支架体内吸收过程等核心技术进行深入研究,实现可吸收冠脉支架从原料的设计加工、注塑成型、激光切割到体内外降解模型建立等诸方面的全面突破,研制出一种具有自主知识产权,符合临床应用要求的生物相容性好、可自行降解的具有形状记忆功能的冠脉支架。
Biodegradable stent;PLLA;PLGA;PPDO;mechanical property
大量的可降解支架研究工作显示,左旋聚乳酸(Poly-l-lactic Acid,PLLA),聚乳酸/聚乙醇酸共聚物(Polylactide-co-gly-collide,PLGA),聚对二氧环己酮(poly-ρ-dioxanone,PPDO)等脂肪族聚酯材料由于其优异的生物相容性和降解特性,是心血管支架研究的重点材料。然而,单一组分的高分子材料要么脆性较大、要么强度不够,还有降解的速度也不易控制,因此在制备心血管支架的过程中总会因材料性能而限制支架的设计。为此,本研究针对心血管支架对材料的各项基本要求出发,通过简单有效的聚合物共混改性的方法,制备了一系列高分子复合材料,对其物理化学性能进行研究。其一,以较柔韧PPDO材料增韧的方法改善PLGA较脆的力学性质,并提升结晶性能。本文首次通过溶液共沉淀方法制备了一系列PLGA/PPDO复合材料,并对PLGA,PPDO两组分的相容性、复合材料的热力学性能,等温结晶行为,球晶形态,力学性能,亲水性和体外降解性能进行了研究分析。结果显示,PLGA与PPDO的相容性差,但PPDO的加入,可以促进PLGA 的结晶,同时增加PLGA 的韧性,但会对结晶度产生负面的影响,添加量不宜过高。本文中制备的85/15PLGA/PPDO复合材料的增韧效果明显,综合性能最佳。第二为了提高PLLA和PPDO共混物的机械性能,采用左旋丙交酯和对二氧环己酮的共聚物(PDOLLA)作为增容剂来改善PLLA/PPDO 85/15共混物的相容性。采用溶液共沉淀法制备了PLLA/PPDO/PDOLLA三元共混物。DSC结果表明PDOLLA的加入除了稍微抑制PLLA的结晶外,几乎不改变PLLA和PPDO共混物的热力学性质。扫描电子显微镜的照片表明3wt% PDOLLA 可以几乎使PLLA和PPDO两相的相界面消失。拉伸测试结果表明含有3wt%PDOLLA 的三元共混物具有优异的机械性能,其中拉伸强度为48MPa,断裂伸长率高达214%,较PLLA/PPDO共混物的力学性能有很大的提高。第三,在上个工作,研究了含有不同含量PDOLLA的PLLA/PPDO/PDOLLA三元共混物的降解行为。结果表明8周降解后,含有1wt%和3wt% PDOLLA的三元共混物失重率分别为6.8% 和7.4%,较不含PDOLLA的复合材料降解时间明显延长。