生物可降解大血管氮化鐵支架的研制和動(dòng)物實(shí)驗(yàn).pdf

1、本文分以下兩個(gè)部分進(jìn)行探討：
　　第一部分生物可降解大血管氮化鐵支架的研制
　　目的:
　　研制生物可降解大血管氮化鐵支架，并通過體外實(shí)驗(yàn)測(cè)試生物可降解大血管氮化鐵支架的機(jī)械性能、腐蝕速率及血液相容性，探討自主研發(fā)生物可降解大血管支架的可行性。
　　方法：
　　以純鐵管為原材料，通過對(duì)純鐵管材反復(fù)拉拔、激光雕刻、去油、酸洗、電化學(xué)拋光、鈍化工序及氮化處理，制備生物可降解大血管氮化鐵支架.通過體、外實(shí)驗(yàn)，測(cè)試

2、自制生物可降解大血管氮化鐵支架的拉伸強(qiáng)度，徑向強(qiáng)度及硬度三項(xiàng)機(jī)械性能的主要指標(biāo)，并與大血管純鐵支架、316L大血管不銹鋼支架進(jìn)行比較，分析可降解大血管氮化鐵支架提供有效血管支撐的力學(xué)性能可行性，同時(shí)檢測(cè)生物可降解大血管氮化鐵支架體外電化學(xué)腐蝕速率，并與大血管純鐵支架比較，分析其體外降解性能，討論可降解大血管氮化鐵支架體內(nèi)降解可行性。同時(shí)，通過體外血小板粘附性測(cè)試、溶血率測(cè)試、凝血酶原時(shí)間及活化部分凝血活酶時(shí)間測(cè)定，評(píng)價(jià)其血液相容性。

3、r>　　結(jié)果:
　　經(jīng)過一系列工序成功制備出大血管純鐵支架，通過自主研發(fā)的真空氮化爐，實(shí)現(xiàn)大血管純鐵支架氮化，成功制備生物可降解大血管氮化鐵支架。
　　1.生物可降解大血管氮化鐵支架體外力學(xué)性能測(cè)試和電化學(xué)腐蝕速率測(cè)試
　　生物可降解大血管氮化鐵支架拉伸強(qiáng)度，徑向強(qiáng)度及硬度優(yōu)于大血管純鐵支架，生物可降解大血管氮化鐵支架拉伸強(qiáng)度(MPa):603.28±16.26，徑向強(qiáng)度(kPa):93.62±5.44，硬度(kN/m

4、):55.82±1.87，大血管純鐵支架:拉伸強(qiáng)度(MPa):337.76±3.17，徑向強(qiáng)度(kPa):57.51±4.44，硬度(kN/m):35.13±3.90，兩者機(jī)械性能相比P＜0.05，有顯著差異。大血管316L不銹鋼支架:拉伸強(qiáng)度(MPa):614.37±6.82，徑向強(qiáng)度(kPa):96.55±7.75，硬度(kNlm):58.59±3.93。與大血管氮化鐵支架相比二者機(jī)械性能，P＞0.05，無顯著差異。氮化鐵支架其體外

5、電化學(xué)腐蝕速率較純鐵支架增快(Vcorr(mmyear-1):氮化鐵支架0.191±0.018 vs純鐵支架0.100±0.035，P＜0.05)。
　　2.生物可降解大血管氮化鐵支架體外血液相容性測(cè)試
　　血液相容性測(cè)試表明與不銹鋼支架相比，氮化鐵支架對(duì)血小板無明顯粘附和激活。掃描電鏡2000倍視野觀察，氮化鐵支架血小板粘附數(shù)量（個(gè)）30min:35±6，60min:83±14，不銹鋼支架血小板粘附數(shù)量（個(gè)）30min:4

6、0±10，60min:79±15，兩者相比P＞0.05。氮化鐵支架溶血率3.1％。氮化鐵支架凝血酶原時(shí)間(s):13.53±0.45，活化部分凝血活酶時(shí)間(s)33.37±0.64，不銹鋼支架凝血酶原時(shí)間(s):12.65±0.79，活化部分凝血活酶時(shí)間(s)30.43±1.56。氮化鐵支架與不銹鋼支架凝血酶原時(shí)間與活化部分凝血活酶時(shí)間無明顯差異，P＞0.05。
　　結(jié)論:
　　自主研制的生物可降解大血管氮化鐵支架可提供較大

7、血管純鐵支架更為充分的機(jī)械支撐力，不亞于應(yīng)用成熟的大血管316L不銹鋼支架。體外降解速率明顯優(yōu)于大血管純鐵支架，其致栓性低，溶血率低，不激活外源性凝血系統(tǒng)，血液相容性良好。體外理化實(shí)驗(yàn)充分證實(shí)自主研制的生物可降解大血管氮化鐵支架達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足進(jìn)一步進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)條件。
　　第二部分生物可降解大血管氮化鐵支架在豬髂動(dòng)脈模型的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的:
　　本研究在健康小型幼豬髂動(dòng)脈模型體內(nèi)觀察可降解大血管氮化鐵支架降解情況，

8、研究其組織相容性和對(duì)新生內(nèi)膜增生的影響，并與316L不銹鋼支架進(jìn)行對(duì)比。初步探索生物可降解氮化鐵支架體內(nèi)降解性能及生物安全性。為生物可降解大血管氮化鐵支架進(jìn)一步開展臨床研究提供依據(jù)。
　　方法:
　　健康小型幼豬20頭，雌雄不限，隨機(jī)并平均分成4組，每組5頭，分別于左髂總動(dòng)脈植入1枚氮化鐵支架，右髂總動(dòng)脈植入1枚不銹鋼支架。4組小型豬共植入20枚氮化鐵支架和20枚不銹鋼支架。分別在術(shù)后1個(gè)月，6個(gè)月，12個(gè)月和24個(gè)月行髂動(dòng)

9、脈造影，術(shù)后處死動(dòng)物，分離支架段血管進(jìn)行病理處理。分別于術(shù)前和各觀察期結(jié)束前測(cè)定血漿鐵濃度。分別對(duì)大血管氮化鐵支架和大血管不銹鋼支架植入血管病理圖像進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖像分析，分析支桿厚度和降解產(chǎn)物的表面積，評(píng)價(jià)支架降解性能，估測(cè)支架降解時(shí)間。分析比較兩種支架植入后血管的血清鐵濃度、新生內(nèi)膜厚度、管腔直徑及炎癥評(píng)分。
　　結(jié)果:
　　所有的實(shí)驗(yàn)支架均成功植入幼豬髂總動(dòng)脈內(nèi)，手術(shù)成功率為100％，所有實(shí)驗(yàn)豬飲食、活動(dòng)正常，存活良好，無

10、鐵中毒表現(xiàn)。術(shù)后隨訪1個(gè)月，血管內(nèi)皮完全覆蓋了支架內(nèi)壁，支架形態(tài)完整，擴(kuò)張完全。支架植入后6個(gè)月，可以觀察到氮化鐵支架表面開始降解，支架形態(tài)完整，無管腔狹窄。支架植入12個(gè)月后，氮化鐵支架部分發(fā)生了降解，支架形態(tài)不完整。支架植入24個(gè)月后，氮化鐵支架僅剩余部分殘留，支架植入段血管管腔兩端有輕度狹窄。各觀察期結(jié)束前髂動(dòng)脈造影顯示支架段血管通暢，未見明顯狹窄，未見支架移位，未見邊緣效應(yīng)、血栓、潰瘍及動(dòng)脈瘤等表現(xiàn)。各觀察期結(jié)束后檢查支架片段時(shí)

11、，未發(fā)現(xiàn)血管外膜出血，動(dòng)脈瘤或其他異常情況。
　　1.大血管氮化鐵支架體內(nèi)降解情況
　　不同時(shí)間觀察期結(jié)束后，大血管氮化鐵支架支桿（μm）厚度逐漸變薄:1個(gè)月116.83±8.61，6個(gè)月101.63±11.81，12個(gè)月86.87±8.42，24個(gè)月41.24±6.48，降解產(chǎn)物表面積(μm2)逐漸增多:1個(gè)月32308.68±238.14，6個(gè)月109948.66±519.42，12個(gè)月159563.12±688.13，

12、24個(gè)月318453.99±577.52，各觀察期有顯著差異，P＜0.05。計(jì)算支架不同時(shí)間段剩余支桿厚度，進(jìn)行直線回歸分析，估測(cè)支架完全降解所需要的時(shí)間為1118.35天。
　　2.大血管氮化鐵支架組織相容性
　　不同時(shí)間觀察期結(jié)束后，氮化鐵支架新生內(nèi)膜厚度（mm）:1個(gè)月0.13±0.02，6個(gè)月0.43±0.02，12個(gè)月0.45±0.03，24個(gè)月0.48±0.10，不銹鋼支架組新生內(nèi)膜厚度(mm):1個(gè)月0.15±

13、0.04，6個(gè)月0.51±0.02，12個(gè)月0.53±0.10，24個(gè)月0.57±0.13，各觀察期兩組支架數(shù)據(jù)比較無顯著差異，P＞0.05。兩組支架在炎癥評(píng)分上無顯著差異，P＞0.05。氮化鐵支架組管腔直徑(mm):1個(gè)月7.82±0.25，6個(gè)月7.44±0.50，12個(gè)月7.35±0.38，24個(gè)月7.30±0.38，不銹鋼支架組管腔直徑(mm):1個(gè)月7.86±0.25，6個(gè)月7.35±0.17，12個(gè)月7.04±0.19，24

14、個(gè)月6.67±0.03，各觀察期兩組支架數(shù)據(jù)比較無顯著差異，P＞0.05。各觀察期血清鐵濃度(mg/L):術(shù)前1.31±0.37，1個(gè)月1.32±0.10，6個(gè)月1.34±0.12，12個(gè)月1.43±0.19，24個(gè)月1.39±0.16，組間比較無顯著差異，P＞0.05。
　　結(jié)論:
　　生物可降解大血管氮化鐵支架體內(nèi)植入成功率高，降解性能良好。與大血管不銹鋼支架相比，其組織相容性無明顯差異，氮化鐵支架在體內(nèi)降解過程中產(chǎn)生的