西羅莫司涂層氣管支架的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、氣管狹窄是呼吸危重癥醫(yī)學(xué)科常見(jiàn)的重癥疾病之一。置入氣管支架后可迅速解除呼吸困難癥狀，是目前臨床上治療氣管狹窄的重要手段之一。隨著支架適應(yīng)癥逐漸拓寬，發(fā)現(xiàn)支架置入后會(huì)出現(xiàn)支架內(nèi)再狹窄、咳嗽、感染、出血等各種并發(fā)癥，嚴(yán)重阻礙氣管支架的臨床廣泛應(yīng)用。支架內(nèi)再狹窄的機(jī)制與成纖維細(xì)胞的異常激活引起肉芽組織增生有關(guān)，所以抑制成纖維細(xì)胞活性減少肉芽組織增生成為治療氣管狹窄的研究重點(diǎn)?？乖鲋乘幬镂髁_莫司不僅有抗感染、抗增殖、抗排斥的作用，研究發(fā)現(xiàn)還可抑

2、制肉芽組織生長(zhǎng)，是治療氣管狹窄比較有前景的藥物之一。但全身應(yīng)用抗增殖藥物會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞毒性反應(yīng)、水鈉潴留等副作用。因此，通過(guò)局部應(yīng)用抗增殖藥物使藥物特異性直接作用于靶向病灶，抑制氣管成纖維細(xì)胞的過(guò)度增殖，直接發(fā)揮藥物治療效果，又避免藥物全身應(yīng)用對(duì)全身其他器官的影響，是解決該氣管狹窄的一個(gè)研究方向。為此，是否可以設(shè)計(jì)一種特殊的支架，既可以有足夠的支撐力保持管腔通暢，又可以局部持續(xù)釋放藥物抑制支架置入后的肉芽組織增生，防止支架內(nèi)再狹窄，從而拓展

3、氣管支架在臨床上的應(yīng)用呢？
　　本課題以鎳鈦合金支架為平臺(tái)，以PLGA為載藥材料，西羅莫司為抗增殖藥物，利用浸涂法制備西羅莫司氣管支架。評(píng)估自制西羅莫司涂層支架的結(jié)構(gòu)及性能;在體外環(huán)境下，評(píng)估西羅莫司涂層支架體外藥物釋放過(guò)程，并在動(dòng)物上初步探索西羅莫司涂層支架的有效性及安全性，為改進(jìn)支架設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　目的:
　　1.西羅莫司涂層氣管支架的制備方法;
　　2.西羅莫司涂層氣管支架體外藥物釋放過(guò)程;

4、　　3.西羅莫司氣管涂層支架在動(dòng)物模型上應(yīng)用的有效性及安全性。
　　方法:
　　1.西羅莫司氣管支架的制備方法
　　用超聲波及有機(jī)溶劑將裸鎳鈦合金支架清洗干凈。在避光條件下，按不同西羅莫司/PLGA質(zhì)量比配置浸涂液，采用浸涂法制各藥物涂層支架。用掃描型電鏡觀察支架表面及涂層結(jié)構(gòu)的形態(tài)。
　　2.西羅莫司氣管支架體外藥物釋放過(guò)程
　　將制作好的藥物涂層支架置入含磷酸鹽緩沖液的試管中完全浸泡，于37℃恒溫同時(shí)在

5、75轉(zhuǎn)/分不斷攪拌的培養(yǎng)搖床箱中48小時(shí)，收集溶出介質(zhì)用于藥物濃度測(cè)定，并用新鮮磷酸鹽緩沖液完全取代，重復(fù)上述過(guò)程直至42天結(jié)束。用酶放大免疫測(cè)定法，測(cè)定磷酸鹽緩沖液中西羅莫司的含量。
　　3.西羅莫司氣管支架在動(dòng)物模型上應(yīng)用的安全性及有效性研究
　　將16只成年新西蘭白兔隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(n=8)和對(duì)照組(n=8)，橫向切開(kāi)兔氣管1/2周徑，實(shí)驗(yàn)組置入自制西羅莫司涂層支架后閉合氣管，對(duì)照組同等條件下置入裸金屬支架。分別于術(shù)后

6、第2、4周使用超細(xì)氣管鏡觀察支架及支架內(nèi)肉芽組織生長(zhǎng)情況，并根據(jù)肉芽組織阻塞氣道的程度估算氣管狹窄程度。術(shù)后第4周處死所有動(dòng)物，取氣管大體標(biāo)本，HE染色后進(jìn)行組織學(xué)觀察。
　　結(jié)果:
　　1.掃描電鏡觀察清洗過(guò)的裸支架，支架表面干凈無(wú)雜質(zhì)，提示超聲波及有機(jī)溶劑法可用于清洗支架;電鏡掃描藥物涂層支架顯示支架表面光滑，藥膜均勻光滑地附著在支架上，支架涂層厚度約4-5um，浸涂法可成功制備西羅莫司涂層氣管支架。
　　2.西羅

7、莫司/PLGA質(zhì)量比為1∶10的支架上攜帶的藥物量最多，繼續(xù)增加西羅莫司/PLGA量(1∶5)卻不能提高支架的載藥量，提示支架涂層的載藥量存在飽和效應(yīng)。氣管涂層支架平均載藥量為80.07±2.26ug，處于西羅莫司安全治療窗內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生藥物相關(guān)毒副作用。連續(xù)6周的體外藥物濃度測(cè)定發(fā)現(xiàn)，西羅莫司氣管支架的藥物釋放在前10天內(nèi)呈快速釋放過(guò)程，此后緊跟一個(gè)緩慢釋放過(guò)程。支架攜帶的藥物大約有50％左右在2周時(shí)藥物被釋放，28天時(shí)大約近70％藥物

8、被釋放，而42天時(shí)大約支架上80％的藥物被釋放。
　　3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組各有1只動(dòng)物死亡，余實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均存活至實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)，且均出現(xiàn)不同程度的氣管狹窄。超細(xì)氣管鏡觀察顯示，術(shù)后2周，對(duì)照組動(dòng)物氣管內(nèi)支架區(qū)輕度肉芽組織生長(zhǎng)，部分動(dòng)物可見(jiàn)大量黏液潴留。實(shí)驗(yàn)組未見(jiàn)明顯肉芽組織生長(zhǎng)，部分動(dòng)物可見(jiàn)較多黏液潴留。術(shù)后4周，對(duì)照組動(dòng)物氣管內(nèi)支架區(qū)出現(xiàn)輕至中度肉芽組織增生，個(gè)例出現(xiàn)氣管?chē)?yán)重堵塞，肉芽組織增生部位尤以支架上緣及下緣為著，氣管切開(kāi)

9、處未見(jiàn)狹窄。實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物氣管內(nèi)支架區(qū)輕度肉芽組織增生，增生部位主要位于支架上緣。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)支架移位、斷裂等現(xiàn)象。
　　取支架內(nèi)肉芽組織增生部位及氣管切開(kāi)縫合處的氣管大體標(biāo)本進(jìn)行組織學(xué)觀察，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組(812.95+235.89)肉芽組織厚度(μm)小于對(duì)照組(1577.53±507.97)(t=3.612，P=0.004);實(shí)驗(yàn)組（平均秩次4.93）炎癥反應(yīng)程度輕于對(duì)照組（平均秩次10.07）(Mann-Whitney U

10、=6.500，P=0.014)，且炎癥反應(yīng)越強(qiáng)，肉芽組織增生越明顯（相關(guān)系數(shù)r=0.809，P=0.000）。
　　結(jié)論:
　　1.超聲波及有機(jī)溶劑法可用于清潔支架;浸涂法可成功制作符合實(shí)驗(yàn)要求的西羅莫司氣管支架模型;
　　2.西羅莫司/PLGA的最佳藥物/涂層比例為1∶10，且支架涂層的載藥量存在飽和效應(yīng);西羅莫司涂層支架體外藥物釋放是先快速釋放，后緩慢釋放的過(guò)程;西羅莫司涂層支架攜帶的藥物量在安全治療窗內(nèi)，是一個(gè)較