等離子體沉積SiO-,x-：H納米涂層結(jié)合表面微粗糙化改性血管內(nèi)支架的研究.pdf

1、冠心病是由于脂質(zhì)沉積于血管壁造成的冠狀動(dòng)脈狹窄或阻塞，從而引起的心肌缺血和供氧不足。經(jīng)皮冠脈成形術(shù)(Percutaneous transluminal coronaryangioplasty，PTCA)是冠心病治療的常用手段，但術(shù)后引起的損傷反應(yīng)一再狹窄是困擾介入治療的難題。冠脈內(nèi)支架植入術(shù)的廣泛應(yīng)用使PTCA術(shù)后再狹窄率明顯降低，但支架植入又會(huì)引起支架內(nèi)再狹窄(In-stent restenosis，ISR)，其發(fā)生率為15-20％。

2、目前，防治ISR的研究主要集中在藥物涂層支架和血管內(nèi)放射治療，它們都能抑制或破壞DNA合成，從而顯著抑制新生內(nèi)膜增生，但同時(shí)也會(huì)影響內(nèi)皮細(xì)胞再生，有遲發(fā)血栓形成和使支架裸露的危險(xiǎn)。血管內(nèi)支架的體外內(nèi)皮化被認(rèn)為是提高生物材料生物相容性，降低ISR的較為理想的途徑。但支架的體外內(nèi)皮化涉及到種子細(xì)胞的來(lái)源、細(xì)胞的黏附、生物學(xué)功能以及內(nèi)皮化支架的運(yùn)輸、儲(chǔ)存等方面的問(wèn)題。更多的研究者把目光聚集到新材料的開(kāi)發(fā)和支架的設(shè)計(jì)上，希望能找到一種生物相容性

3、更好的材料，耐腐蝕性和抗血栓性能優(yōu)異，同時(shí)在支架的設(shè)計(jì)方面尋求更好的制備技術(shù)，使支架的徑向抗壓性和柔順性更好，能通過(guò)彎曲的血管且對(duì)血管壁的損傷盡量小，從而減少內(nèi)膜增生引起的支架再狹窄。如鈷基合金支架(Co-Cr-Ni-Mo-Mn)由于在關(guān)鍵性能上優(yōu)于316L不銹鋼，從而被認(rèn)為是更好的支架材料，但造價(jià)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)不銹鋼支架。
　　 由于藥物洗脫性支架、細(xì)胞內(nèi)皮化支架或新材料支架均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，目前尚無(wú)定論究竟哪種支架會(huì)最終解決IS

4、R的發(fā)生。在本論文的研究中，采用材料表面改性的方法綜合藥物洗脫性支架、細(xì)胞內(nèi)皮化支架或新材料支架的一些優(yōu)缺點(diǎn)，利用等離子體沉積技術(shù)在材料表面制備SiOx∶H納米涂層以提高現(xiàn)有支架材料如316L不銹鋼，NiTi合金的抗腐蝕性、抗凝血性等生物相容性，保持其原有金屬基體的機(jī)械性能，從而降低新材料研究和制備的成本；另一方面，利用材料表面的微粗糙化與等離子體沉積技術(shù)相結(jié)合，加速支架植入后快速內(nèi)皮化過(guò)程。
　　 本文采用機(jī)械刻蝕，化學(xué)浸蝕等

5、方法制備微孔及微凹槽的材料表面，并結(jié)合低溫等離子體技術(shù)制備具有優(yōu)良生物相容性的SiOx∶H(0＜x＜2)納米涂層，進(jìn)一步深入研究材料表面形貌、納米級(jí)粗糙度以及親疏水性對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞、血小板黏附的影響，以及等離子體SiOx∶H納米涂層支架材料的體外生物相容性和體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明：(1)化學(xué)浸蝕和機(jī)械刻蝕的方法可以在NiTi合金基體表面制備微孔和微凹槽等不同微觀形貌；(2)制備的微粗糙化NiTi合金表面平均粗糙度Ra在納米數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)；

6、(3)通過(guò)單體選擇及單體流速比、沉積時(shí)間等參數(shù)，可控制等離子體SiOx∶H納米涂層厚度及親(疏)水性；(4)等離子體沉積SiOx∶H納米涂層的最優(yōu)化條件為TMS∶02=1sccm∶4sccm，4min，D.C.5W，系統(tǒng)壓力25毫托(mtorr)在此條件下，所制備的涂層厚度為約為45nm(450(A))，Si片上去離子體水接觸角約為30-40°；(5)結(jié)合微粗糙化表面和等離子體沉積SiOx∶H納米涂層兩種表面改性技術(shù)，可明顯促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞

7、的黏附；在納米粗糙度數(shù)量級(jí)上，具有微孔結(jié)構(gòu)的材料表面細(xì)胞黏附數(shù)量最多，且細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)良好；材料表面微凹槽結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞的早期黏附具有接觸誘導(dǎo)效應(yīng)。等離子體沉積SiOx∶H納米涂層改性后材料表面血小板黏附數(shù)量減少；(6)等離子體沉積SiOx∶H納米涂層可顯著增加NiTi基體的抗腐蝕性，降低Ni2+溶出率，提高材料的抗凝血性，溶血率、細(xì)胞毒性和致熱源性等顯著降低，并符合材料生物安全性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；(7)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明等離子體沉積SiOx∶H納米涂層與

8、未改性的裸支架相比，加速了支架表面內(nèi)皮化進(jìn)程，極顯著的抑制了內(nèi)膜增生和降低了支架內(nèi)再狹窄。
　　 綜上所述，本文通過(guò)結(jié)合微孔及微凹槽的微粗糙化材料表面和低溫等離子體沉積SiOx∶H納米涂層表面改性兩種技術(shù)，在提高材料基體的生物相容性的同時(shí)，加速支架植入后的內(nèi)皮化進(jìn)程，有望解決支架內(nèi)再狹窄問(wèn)題。研究結(jié)果等將對(duì)新型血管支架的研究和開(kāi)發(fā)，以及應(yīng)用于其他大多數(shù)植入性生物醫(yī)用材料的表面改性有重要的指導(dǎo)意義，并對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞、蛋白質(zhì)等生物大分子