本项目紧紧抓住现有药物洗脱支架的缺陷所反映出来的科学问题,即已开发的药物涂层的生物相容性仍然不能满足生命医疗需要,利用多年来项目组在抗凝血领域内的研究积累,在分子水平上设计并合成特定的聚乙二醇-磷铵两性离子复合物结构,探索将其通过共价键或配位键结合方式构建到冠脉裸金属支架材料表面的化学修饰途径,研究聚乙二醇与磷铵两性离子结构的生物相容性复合效应,并通过体外试验与动物活体实验,对此类无聚合物药物涂层、表面化学修饰聚乙二醇-磷铵两性离子复合物结构的新型冠脉金属支架的安全性和有效性以及相关生物相容性机理,做出系统的生物医学检测与分析,为开发性能良好的新型冠脉金属支架类高端生物医疗器械进行基础研究。
Metal coronary stent;Surface chemical modification;P(PEGMA)-MPC structure;Biocompatibility;
冠状动脉支架置入术因其自身诸多优点已成为冠心病介入治疗的首选方法。然而作为置入术主要用的器械---药物洗脱支架(Drug Eluting Stent, DES)存在着晚期血栓形成、术后抗血小板治疗复杂、多聚物载体永久存留体内所带来的血栓以及慢性炎症、动脉瘤形成、DES置入后再狭窄、DES有效期限需要延长等缺陷,而这些缺陷与洗脱药物对支架内皮化进程的延缓作用、术后阿司匹林与氯吡格雷的治疗方案、晚期支架贴壁不良以及多聚物载体的持续存在有直接关系。这些缺陷背后的科学问题其实可以归结于现有药物涂层的生物相容性尚不能完全满足植入要求。如何解决这个科学问题以及其潜在的巨大社会与经济效益,使得对于冠脉金属支架的改良和革新正成为生物医学领域的研究热点。在此项目中,我们利用多年来本项目组在抗凝血生物材料领域内的工作积累,将研究内容确定为冠脉金属支架表面聚乙二醇-磷铵两性离子复合物结构(聚(聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯)—2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱,P(PEGMA)-MPC)的化学修饰及其生物相容性的基础研究。并对此类无聚合物药物涂层、表面化学修饰聚P(PEGMA)-MPC复合结构的新型冠脉金属支架的安全性和有效性,做出了较为详细的生物医学检测与分析,为开发性能良好的新型冠脉金属支架类高端生物医疗器械进行了基础理论研究的有益探索。其新颖的研究结果,主要归纳如下(1)根据多巴胺氧化聚合反应机理,采用多巴胺水溶液对金属基材料表面进行涂覆改性,既可以减弱裸金属支架在生物医学应用中的不利因素(金属基体材料生物相容性欠佳和金属离子渗漏),又可以利用聚多巴胺层表面的基团进行进一步反应,以求可以在金属支架表面形成其它的特定功能分子结构;(2)研究了聚乙二醇与磷铵两性离子结构的生物相容性复合效应,并利用ATRP技术,将P(PEGMA)-MPC结构构建在裸金属支架表面,从而有效改善了裸金属支架的血液相容性,为降低冠脉金属支架再狭窄率提供了理论基础研究;(3)我们从细胞和分子水平出发,建立了较为完善的不锈钢基冠状动脉支架体外血液相容性评价体系。