透室壁性心肌血运重建生物可降解性药物缓释支架

论文摘要

透室壁性心肌血运重建术（TMR）是近些年发展起来的一项新型外科技术,主要用于治疗冠状动脉旁路移植术（CABG）或经皮腔内冠状动脉成型术（PTCA）不适应症的晚期心绞痛患者,其减轻心绞痛、提高缺血心肌灌注、改善心功能的作用已得到广泛关注。但是TMR术后短时间内,心肌管道便因凝血而闭塞,原始的心肌管道本身并不能对心肌直接供血。将心肌打孔血运重建术和支架置入方法结合起来,在缺血心肌区域进行阵列式打孔,产生多个直通心腔的隧道,置入支架后可以阻止心肌孔道自行闭合,将会增进血流灌注效果。细胞生长因子能够诱发缺血心肌的血管形成、建立侧枝循环、刺激血管再生,细胞生长因子血管再生治疗法已被用于心肌缺血性疾病的治疗,改善组织血液灌流。TMR术结合细胞生长因子血管再生法治疗冠心病等缺血性心脏病在实验研究和临床试验方面取得较好的结果,它能够提高局部心肌灌注效果,促进动脉血管生成,有助于局部心肌功能的修复。但是生长因子在血液循环中的半衰期很短,而且靶向定位差,难以发挥长久的、持续的促血管生成作用,另外,由于肝素与细胞生长因子有很高的亲和性,它能提高细胞生长因子生物活性、延长其半衰期,还有助于凝血现象的抑制。因此能够缓控释细胞生长因子类药物的肝素改性支架可以应用到透室壁性心肌血管重建术中,它不仅能阻止TMR后孔道自行闭合,又能够防止血栓形成,还可促进孔壁生成血管内皮,使之最终成为与壁间微细结构相交通的“血管”,补偿冠状动脉的供血不足,提高血运重建效果。由于心肌支架研究较少,其它用途的支架也不能完全满足于心肌血运重建的需要,而且释放的药物也有较大的差别,因此应该针对心肌血运重建的需要进行专门设计。本文对心肌内生物可降解性复合缓释支架进行深入研究,以生物可降解聚合物聚已内酯（PCL）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）为支架材料,采用静电纺丝法、溶液浇注-溶剂挥发法、熔融挤出成型法等多种方式对支架制备方式进行优化;通过对PLGA药物缓释系统进行研究,分别制备了药物载体嵌入式PCL/PLGA复合支架和药物载体层支架结构层双层结构复合的PCL/PLGA药物支架,对支架结构组成与性能的关系,药物释放动力学等进行了测定和表征;为了制备抗凝血支架材料,通过化学键共价结合方式制备了肝素改性PLGA薄膜,对其结构进行了确证和分析,并测定了薄膜表面亲疏水性能及抗凝血性能;最后综合利用支架制备方式、药物缓释层、抗凝血材料制备等方面结果,制备透室壁性心肌血运重建生物可降解性药物缓释支架进行动物实验评价,通过心肌新生血管密度分析、组织化学染色分析、心功能的超声学评价和心肌灌注核素显像等手段研究生物可降解性药物缓释支架在促进血管再生以及心肌血流灌注方面的效果。实验结果表明,通过熔融挤出成型法制备的PCL支架结构层可以承受心肌压力,保持心肌孔道通畅;PCL/PLGA复合支架不仅阻止心肌孔道闭合,而且可以缓慢释放药物进行治疗;肝素修饰PLGA薄膜可以赋予支架一定的抗凝血性能;动物实验结果肯定了支架结合TMR作用后对心肌功能改善的效果,初步结果表明药物支架与TMR的结合有助于局部缺血心肌功能的改善,能够保持孔道的长期开放,显著增加新生血管密度,改善血流灌注和局部心肌收缩功能,促进心肌血运重建。本文研究的透心室壁生物可降解性药物支架不仅能阻止心肌自行闭合,又能够防止血栓形成,还可促进孔壁生成血管内皮,将是对透室壁性心肌血运重建术的优化,在心肌缺血性疾病的治疗中发挥一定的作用,为真正意义上的全心肌血运重建提供必要的基础条件。另外,该支架研究还可拓展到血管、胆管、食道、尿道等其它腔道内支架方面的应用,优化治疗效果。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 心肌局部缺血治疗方法
• 1.1.1 冠状动脉旁路移植术
• 1.1.2 经皮冠状动脉介入治疗
• 1.1.3 透室壁性心肌血运重建术
• 1.1.4 生长因子促进血管再生治疗
• 1.1.5 TMR结合生长因子促进血管再生治疗法
• 1.2 腔道内生物可降解性支架
• 1.2.1 支架应用范围
• 1.2.2 金属支架
• 1.2.3 聚合物涂层药物支架
• 1.2.4 生物可降解支架
• 1.3 课题的提出
• 第二章 生物可降解支架制备方法优化
• 2.1 引言
• 2.2 PLGA支架制备与评价
• 2.2.1 材料与方法
• 2.2.1.1 试剂与仪器
• 2.2.1.2 静电纺丝法制备支架
• 2.1.1.3 静电纺丝支架及薄膜的表征
• 2.2.1.4 溶剂挥发法制备支架
• 2.3.1.5 动物实验初步评价
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.2.1 静电纺丝法制备支架
• 2.2.2.2 溶剂挥发法制备支架
• 2.3 PCL支架的制备与评价
• 2.3.1 材料与方法
• 2.3.1.1 试剂与仪器
• 2.3.1.2 PCL支架的制备
• 2.3.1.3 动物实验初步评价
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 PLGA纳米传送体系与细胞作用研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 PLGA纳米粒子的制备
• 3.2.3 纳米粒子形貌表征与粒径测试
• 3.2.4 激光共聚焦显微镜观察PLGA纳米粒子与细胞作用
• 3.2.5 TEM观察纳米粒子与细胞作用效果
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 纳米粒子形貌特征
• 3.3.2 荧光标记纳米粒子与细胞作用
• 3.3.3 温度与抑制剂对纳米粒子与细胞作用的影响
• 3.3.4 TEM研究纳米粒子与细胞作用
• 3.4 讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 PCL/PLGA复合药物缓释支架
• 4.1 引言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 PCL/PLGA支架的制备
• 4.2.3 支架上白蛋白含量的测定
• 4.2.4 支架上白蛋白的体外释放测试
• 4.2.5 支架形貌与性能表征
• 4.2.6 动物实验
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 支架的表面形貌
• 4.3.2 药物的包埋及吸附研究
• 4.3.3 支架上白蛋白体外释放研究
• 4.3.4 支架表面亲水性能与力学性能测试
• 4.3.5 动物体内作用后支架
• 4.4 讨论
• 4.5 本章小结
• 第五章 PCL/PLGA双层结构药物支架
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 双层支架的制备
• 5.2.3 支架的结构与形貌分析
• 5.2.4 力学性能测试
• 5.2.5 支架体外降解性能测试
• 5.2.6 体外释放研究
• 5.2.7 动物实验
• 5.3 实验结果
• 5.3.1 支架表面形貌与结构
• 5.3.2 支架XRD分析
• 5.3.3 支架DSC分析
• 5.3.4 支架力学性能
• 5.3.5 体外药物释放行为
• 5.3.6 支架体外降解行为研究
• 5.3.7 体内作用后支架形貌与结构
• 5.4 讨论
• 5.5 本章小结
• 第六章 肝素改性PLGA抗凝血薄膜研究
• 6.1 引言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 试剂与仪器
• 6.2.2 肝素改性PLGA的合成
• 6.2.3 肝素改性PLGA薄膜的制备
• 6.2.4 肝素改性PLGA结构表征
• 6.2.5 肝素改性PLGA薄膜性能测试
• 6.2.6 材料抗凝血性能测试
• 6.3 实验结果
• 6.3.1 肝素改性PLGA反应机理
• 6.3.2 核磁波谱分析
• 6.3.3 红外波谱分析
• 6.3.4 差热扫描量热分析
• 6.3.5 薄膜SEM及能谱分析
• 6.3.6 薄膜XPS分析
• 6.3.7 薄膜DSA及自由能
• 6.3.8 抗凝血性能评价
• 6.4 讨论
• 6.5 本章小结
• 第七章 生物可降解药物支架体内动物实验评价
• 7.1 引言
• 7.2 材料与方法
• 7.2.1 材料与仪器
• 7.2.2 携带bFGF生长因子双层支架的制备
• 7.2.3 动物模型建立
• 7.2.4 HE染色
• 7.2.5 Ⅷ因子抗原（vWF）免疫组织化学染色及血管量化分析
• 7.2.6 Ki-67免疫组织化学染色
• 7.2.7 心功能的超声学评价
• 7.2.8 心肌灌注核素显像
• 7.2.9 统计学分析
• 7.3 实验结果
• 7.3.1 动物存活评价
• 7.3.2 新生血管密度量化分析
• 7.3.3 组织形态学结果
• 7.3.4 Ki-67免疫组化结果
• 7.3.5 心肌灌注核素显像结果
• 7.3.6 心脏超声学评价
• 7.4 讨论
• 7.5 本章小结
• 第八章 全文结论
• 参考文献
• 论文发表、专利申请与参加科研课题
• 致谢