新型钛支架及该新型钛支架表面同载纳米颗粒组合物涂层的制作方法

文档序号:12616107阅读:212来源:国知局

本发明涉及一种医疗用具,更具体地说,它涉及一种新型钛支架及该新型钛支架表面同载纳米颗粒组合物涂层。



背景技术:

70岁以上高龄患者冠脉病变常常具有慢性完全闭塞病变的特点, 致使冠脉内支架介入治疗的血栓形成和再狭窄发生率显著升高, 因而制约了冠脉支架在高龄患者的临床应用。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种解决上述问题的新型钛支架及该新型钛支架表面同载纳米颗粒组合物涂层。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

一种新型钛支架,包括支架本体,由金属钛材料制成的支架本体,经过研磨、抛光后;依次采用丙酮、污水乙醇,单蒸水,分别超声清洗三次,每次2~10分钟,再经沸水干燥备用;天平精确称量10mg NaOH,并用单蒸水配成浓度2.5mol/L的溶液;将支架本体浸泡于2.5mol/L NaOH溶液中;在80℃下活化处理20~30小时;活化后用单蒸水超声清洗,沸水干燥。

一种新型钛支架的纳米颗粒组合物涂层,所述纳米颗粒为GSP、CD34-AB、VEGF、HEP、DM或PLL。

本发明进一步设置为:采用纯度为99%的CSP、甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚乙醇酸均匀喷涂于金属钛材料制成的支架本体表面;

CSP药物浓度为100~300μg,制成支架本体表面含CSP的涂层新型钛支架。

本发明进一步设置为:采用CD34-AB涂于支架本体表面;

在硅烷修饰的支架本体表面接枝双羧基聚乙二醇后, 再进一步共价固定CD34-AB,利用抗原抗体特异性作用,将血液中游离的内皮祖细胞捕获到支架本体表面,构建出具备血液相容性和特异性捕获内皮祖细胞的多功能生物活性表面。

本发明进一步设置为:所述CD34-AB通过静电自组装固定于已氨基化的支架本体表面。

本发明进一步设置为:在抛光的支架本体表面沉积聚DM涂层;

将浓度为50-500ng/ml的VEGF溶液,等体积滴加至浓度为5-20mg/ml的HEP溶液中,37℃静置1~3小时;然后在室温和磁力搅拌条件下,将HEP和VEGF混合液等体积滴加至浓度为0.2-1mg/ml的PLL溶液中,形成纳米颗粒;

沉积有聚DM的支架本体浸泡于纳米颗粒悬液中,在15-50℃振荡条件下反应6~24小时,分别用PBS和双蒸水漂洗,干燥后即得目标物。

通过采用上述技术方案,本发明通过在钛材料制成的支架本体表面构建具有抗凝和再内皮化特性的纳米颗粒修饰层,显著改善材料的血液相容性和内皮损伤修复能力。

具体实施方式

参照实施例对本发明新型钛支架及该新型钛支架表面同载纳米颗粒组合物涂层做进一步说明。

优化提取中药抗氧化青蛤多糖(CSP)采用单因素实验研究提取工艺参数。在单因素研究的基础上,采用二次正交旋转组合实验设计对提取工艺参数进行优化。通过Design expert 7.0统计软件得到抗氧化CSP提取的最佳工艺条件(提取温度90℃,提取时间250 min,水料比29,提取次数2次)。

中药抗氧化CSP的分离纯化和理化性质及结构分析技术采用DEAE-纤维素柱层析法获得多糖组分。采用FT-IR、NMR、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应、GC-MS对多糖结构进行分析。采用苯酚-硫酸法、硫酸-间羟联苯法、考马斯亮蓝法和氯化钡-明胶法分析多糖含量。应用Sephdex G-100凝胶柱层析法纯化多糖。

中药CSP的抗氧化活性测定技术:CSP体内抗氧化活性采用CCl4诱导氧化损伤模型进行评价。多糖能够显著提高SOD、GSH-Px活性,降低MDA水平。采用化学方法对CSP进行体外抗氧化活性测定证实,CSP具有超氧自由基清除能力、羟自由基清除能力、还原力、脂质过氧化抑制活性、金属离子螯合能力。在0.4~4.0 mg/ml的范围内,随着多糖浓度提高,体外抗氧化活性呈上升趋势。

支架本体CD34抗体(CD34-AB)涂层制备技术CD34-AB(Rabbit anti-FTTC)。CD34-AB的固定:CD34-AB的Fc端实现定向固定CD34-AB,并暴露出CD34-AB的Fab端。支架本体载药量:CD34-AB 0.53μg/mm2。支架本体通过静电自组装技术,将CD34-AB固定于已氨基化的支架本体。

血管内皮生长因子(VEGF)制备技术VEGF的制备。将浓度为50-500ng/ml的VEGF溶液 (PBS,pH 7.4) 等体积滴加至浓度为5-20mg/ml的肝素(HEP)溶液 (PBS,pH 7.4) 中,37℃静置1-3小时。然后在室温和磁力搅拌条件下,将HEP和VEGF混合液等体积滴加至浓度为0.2-1mg/ml的多聚赖氨酸(PLL)(MW 15-30万) 溶液(PBS,pH 7.4)中。支架本体载药量:0.53μg/mm2

肝素(HEP) HEP钠(Haperin Sodium, Sigma)。HEP溶液配制:采用无菌PBS 作为配制溶液,配制HEP溶液浓度为0.5mg/mL, 4℃保存备用。HEP常用于材料表面的抗凝修饰。HEP可与多种具内皮细胞生物因子及细胞外基质蛋白结合,延长这些蛋白质在体内的活性和半衰期,促进内皮损伤修复。通过同位素标记的HEP测量涂层支架吸附HEP的量及峰时间,HEP在涂层中的载药量约为160μg/枚,扫描电镜显示涂层厚度5-10μm。

多巴胺 (DM)DM (Dopamine, Sigma)。DM溶液配制:配制摩尔浓度为0.01mol/L的Tris 溶液(pH 8.5) , 4℃保存。沉积DM前,称取0.06g DM 粉末,溶于30ml Tris 溶液中配制成2mg/mL的DM溶液。DM在溶液条件下可发生自聚反应。DM发生自聚的同时,部分儿茶酚基团可与金属或金属氧化物形成配位结合,从而在支架本体表面沉积一层聚DM层。得到的聚DM层具有二次反应性,其氧化得到的邻二琨基团能够与伯氨基(-NH2)、仲胺基(-NH)发生西弗碱反应或麦克尔加成反应。

多聚赖氨酸 (PLL)PLL (Poly-1-lysine, MW150.000-300.000, Sigma)。PLL溶液配制:采用无菌PBS 作为配制溶液,配制PLL溶液浓度为0.5mg/mL, 4℃保存备用。PLL是一种富含-NH2的粘性分子,等电点为10.5。能够与带阴离子的物质产生强静电交互作用,并对生物膜具有良好穿透力。因此,将PLL用于药物载体。在中性条件下PLL与HEP通过自发静电组装作用形成具有三维结构的纳米颗粒,在该种结构下HEP可保持其良好的构象和生物学活性。PLL在PBS溶液中呈正电性,通过静电作用可将PLL吸附于碱活化的支架本体。

PLL和HEP纳米颗粒的制备技术DM在碱性条件下能发生自聚合,并可在支架本体实现牢固粘连,形成具有多种功能团(酚羟基、醌基、氨基)的DM薄膜。PLL可与HEP通过自发静电组装作用形成具有三维结构的纳米颗粒。应用DM与伯氨基可发生麦克尔加成和西弗减反应的特性,可将含有氨基PLL/HEP纳米颗粒共价固定至支架本体。

采用新西兰家兔、小型猪、老龄大鼠,制作冠脉前降支、回旋支和右冠脉狭窄模型。

采用定量数字减影血管造影机、血管内超声仪、光学显微镜、断层成像系统、傅立叶红外掠射、扫描电子显微镜、原子力显微镜和水接触角仪测定,对材料进行定性表征,通过甲苯胺蓝HEP定量、千万分之一天平、石英晶体微天平台阶仪对生物分子进行定量表征。并采用激光粒度分析仪、红外光谱仪、X射线光电子能谱、酶标仪进行研究。

支架本体材料处理研磨;抛光;依次采用丙酮,无水乙醇,单蒸水,分别超声清洗三次,每次5分钟,再经沸水干燥备用;天平精确称量10mg NaOH,并用单蒸水配成浓度2.5mol/L的溶液;将TI浸泡于2.5mol/L NaOH溶液中;在80℃下活化处理24小时;活化后用单蒸水超声清洗,沸水干燥。

支架本体中药抗氧化CSP涂层 纯度为99%的CSP、甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚乙醇酸均匀喷涂于支架本体。CSP药物浓度为100μg、200μg、300μg,制成支架本体含CSP的涂层支架。

支架本体CD34-AB涂层CD34-AB涂于支架本体。在硅烷修饰的支架本体接枝双羧基聚乙二醇后, 再进一步共价固定CD34-AB,利用抗原抗体特异性作用,将血液中游离的内皮祖细胞捕获到支架表面,构建出具备优异血液相容性和特异性捕获内皮祖细胞的多功能生物活性表面,从而促进内皮修复以阻止血栓形成和再狭窄的发生。抗体载药量50ng/支。

支架本体纳米颗粒修饰涂层在支架本体固定装载VEGF的HEP/PLL纳米颗粒的方法。

Ⅰ、在抛光的冠脉纯TI支架表面沉积聚DM涂层;

Ⅱ、将浓度为50-500ng/ml的VEGF溶液,等体积滴加至浓度为5-20mg/ml的HEP溶液中,37℃静置1-3h;然后在室温和磁力搅拌条件下,将HEP和VEGF混合液等体积滴加至浓度为0.2-1mg/ml的PLL溶液中,形成纳米颗粒;

Ⅲ、沉积有聚DM的支架本体材料浸泡于纳米颗粒悬液中,在15-50℃振荡条件下反应6-24小时,分别用PBS和双蒸水漂洗,干燥后即得目标物。

利用HEP与PLL可发生静电交互作用形成纳米颗粒的特性,将载有VEGF的HEP与PLL进行混合,形成载VEGF的纳米颗粒。然后在冠脉TI材料表面制备DM涂层,利用DM与伯氨基可发生麦克尔加成和西弗碱反应的特性,将含有氨基的纳米颗粒共价固定至支架本体,从而构建具有抗凝、促内皮双功能的生物化修饰表面。本发明在支架本体构建具有抗凝和再内皮化特性的纳米颗粒修饰层,显著改善材料的血液相容性和内皮损伤修复能力。

新型支架本体同载组合物涂层制备技术 新型支架本体表面同载中药抗氧化CSP/CD34-AB/HEP/PLL/VEGF纳米颗粒组合物涂层的反应过程与机理主要分为四个部分:

第Ⅰ部分、抗氧化CSP涂层制备。纯度为99%的CSP、甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚乙醇酸均匀喷涂于支架本体。CSP药物浓度为100μg、200μg、300μg,制成支架本体含CSP的支架表面涂层。

第Ⅱ部分、硅烷修饰的支架本体接枝双羧基聚乙二醇,进一步共价固定CD34-AB,利用抗原抗体特异性作用,将血液中游离的内皮祖细胞捕获到支架表面,构建出具备优异血液相容性和特异性捕获内皮祖细胞的多功能生物活性表面。

第Ⅲ部分、载VEGF的HEP/PLL纳米颗粒的制备。首先通过HEP与VEGF的相互作用使VEGF与HEP结合;其次在pH=7.4的PBS体系中,载有VEGF的HEP溶液与呈正电性的PLL溶液进行混合后可发生静电交互作用,通过分子间静电结合及分子缠绕作用,即可形成具有纳米尺寸装载HEP/PLL/VEGF的纳米颗粒。

第Ⅳ部分、纳米颗粒在支架本体的固定。首先将TI浸泡于DM的Tris溶液中,DM中的儿茶酚基团与TI可形成配位结合,并交联聚合,从而在Ti表面形成一层牢固的DM层。得到的DM聚合层具有二次反应性,其氧化得到的邻二琨基团可与DM中的伯氨基(-NH2)发生麦克尔加成反应和西弗碱反应,从而形成多层聚DM层;纳米颗粒中PLL上的氨基也可与聚DM层表面的邻二琨结构发生麦克尔加成和西弗碱反应,从而将纳米颗粒共价固定在TI表面。

新型支架本体和新型支架表面药物涂层研制支架本体同载中药抗氧化CSP和HEP/PLL/CD34-AB/VEGF纳米颗粒组合物,构建抗氧化、血液相容性、抗凝、促内皮修复、抗再狭窄多功能生物化修饰表面涂层,为研制适用于高龄冠脉慢性完全闭塞病变的创新介入方法奠定基础。

氧化应激参与高龄冠脉慢性完全闭塞病变发生发展的机制。高龄冠脉慢性完全闭塞病变支架介入治疗,血栓形成和再狭窄发生率显著高于年轻冠心病患者。因而,制约了冠脉支架在高龄患者的临床应用。通过四个主要机理和反应过程,研制了新型支架本体同载CSP/HEP/PLL/CD34-AB/VEGF纳米颗粒组合物涂层,由于此纳米颗粒组合物具有抗氧化、血液相容性、抗凝、促内皮修复和抗狭窄的多功能,因而适用于高龄冠脉慢性完全闭塞病变介入的治疗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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