一种温敏水凝胶复合涂层血管支架的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种温敏水凝胶复合涂层血管支架的制备方法，步骤包括裸金属血管支架表面碱化处理、药物涂层、羟丁基壳聚糖涂层和肝素涂层等，达到羟丁基壳聚糖涂层材料先溶解、再成胶的智能变化效果，所得温敏水凝胶复合涂层血管支架具有良好的生物相容性和生物可降解性，耐冲刷，对于血管内膜具有更适宜的机械强度，形成的多孔的水性结构能够对包载的雷帕霉素、紫杉醇等临床治疗药物实现控制释放，抑制平滑肌细胞过度增生，加速血管内皮化，防止血栓和再狭窄，该技术是载药技术和温敏水凝胶技术在支架表面涂层材料研究上的结合和突破，有望成为理想的心血管功能界面涂层材料，使支架置入后再狭窄医学难题得到解决，具有重要的理论意义和应用价值。
【专利说明】一种温敏水凝胶复合涂层血管支架的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种支架制备方法。特别涉及一种温敏水凝胶复合涂层血管支架的制备方法。
【背景技术】[0002]心血管疾病是人类健康的最大杀手之一，目前临床的主要治疗方法是经皮腔冠状动脉介入治疗，该治疗方法中需要将一个血管支架置入血管中，帮助保持血管中血流通畅。金属裸支架有着非常好的初始临床效果，但据统计术后会有20-30%患者出现动脉的再狭窄，这种再狭窄是由支架内再狭窄引起的。由于金属材料本身的局限性，支架植入后，球囊扩张导致血管内膜损伤，进而引起平滑肌细胞的过度增殖是再狭窄的直接原因，如何避免内皮细胞损伤，或者，使得内皮细胞能够迅速再内皮化，同时抑制平滑肌细胞的增殖和迁移，才是降低再狭窄发生的关键。为改进金属裸支架的副作用，研制开发出了药物洗脱支架，利用药物在目标位点的可控性洗脱释放达到对细胞增殖进行调控的目的。临床应用结果表明药物洗脱支架的有效性优于金属裸支架，但雷帕霉素、紫杉醇等药物能使细胞分裂停止，在抑制平滑肌细胞增殖的同时，也能抑制血管内皮细胞的再生，增加了因内皮延迟愈合而导致的再狭窄及延迟血栓形成的危险。
[0003]完全可生物吸收的药物洗脱支架能够满足长期安全性的要求，但其持久的治疗效果又很难保证。因此，提高长期安全性和有效性，选择理想的聚合物涂层材料并提高其对所携载药物控制释放效果是解决问题的关键，目前支架涂层材料的研究主要集中于高分子聚合物。聚亚胺酯、硅树脂、聚乙烯等不可生物降解的聚合物是目前常用的聚合物载体，最有利于药物粘附并有利于药物从支架中释放。但美国食品药品监督管理局已相继报道了50余例由冠状动脉植入术后6个月发生如皮疹、呼吸困难、荨麻疹、瘙痒症和发热等过敏反应，并导致支架内或全身系统性过敏反应，支架载体涂层的聚合物是导致过敏反应发生的最主要原因。这些永久性聚合物引起的局部炎症反应，可能导致完全的血管重塑、晚期支架的移位，而且在某些特殊情况下会导致支架血栓。因此，研究开发出有效的生物可降解聚合物涂层材料具有重要意义，与聚乙二醇、聚乳酸等人工合成生物可降解聚合物相比，天然生物高分子聚合物在生物相容性和生物安全性方面更具优势，磷酰胆碱(PC)、透明质酸(HA)和纤维蛋白是广泛用于支架涂层研究的天然生物聚合物，有利于促进再内皮化，具有微小的炎症反应。
[0004]壳聚糖是一种天然阳离子聚合物，能够促进血管内皮细胞的增殖，被广泛应用于心血管支架的涂层研究，如:壳聚糖/肝素复合涂层膜、丝素肽/壳聚糖聚合物涂层、聚氨酯/ (羧甲基壳聚糖/壳聚糖)n复合涂层等，但壳聚糖只能溶于酸性溶液，对其生物相容性造成一定的影响。2007年，张世轩等利用CD133抗体能够起到特异性迅速捕获外周血液中的血管内皮祖细胞的作用，将壳聚糖和酸性胺糖聚糖材料用于金属血管支架涂层，制备出胺糖聚糖负载CD133抗体涂层的金属血管支架，并于2010年6月取得了中国发明专利(zl200710157449.9)，但目前该类产品尚未应用到临床。研究发现，壳聚糖大分子链上分布着许多氨基和羟基，能够形成分子内和分子间氢键，导致壳聚糖的结晶性较高、溶解性差，而壳聚糖衍生物一一羟丁基壳聚糖具有良好的水溶性和温敏性，其水溶液在温度低时保持液体流动状态，在正常体温范围(35-37 ° C)，短时间内即可转变成水凝胶状态，水凝胶的机械强度和生物组织相容性良好，可被生物体降解，无残留吸收，且具有良好的抑菌性和药物缓释控释能力，对人脐静脉内皮细胞生长有促进作用。
[0005]本发明的目的是提供一种金属血管支架表面的新型涂层的制备方法，以克服现有技术的不足。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种温敏水凝胶复合涂层血管支架的制备方法。
[0007]—种温敏水凝胶复合涂层血管支架的制备方法，包括以下步骤:
(I)表面碱化:将裸金属血管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗，真空干燥30min ;然后将裸金属血管支架置入NaOH溶液中，浸泡处理,取出后用双蒸水冲洗3次以上，放入双蒸水中超声清洗，真空干燥30min。
[0008](2)药物涂层:将步骤(1)中所得金属血管支架浸入药物溶液中，室温下放置30~60min,然后真空干燥30min,得到药物涂层金属血管支架。
[0009](3)羟丁基壳聚糖涂层:将步骤(2)中所得金属血管支架浸入羟丁基壳聚糖水溶液中，室温下放置30~60min，真空干燥2h后浸入中性PBS中洗涤3次。重复上述过程O~9次，得到药物及羟丁基壳聚糖复合涂层金属血管支架。
[0010](4)肝素涂层:将步骤(3)中所得金属血管支架浸入肝素溶液中，室温下放置30min，真空干燥30min后浸入中性PBS中洗涤3次，得到温敏水凝胶复合涂层金属血管支架。
[0011]其中，步骤(1)中将裸金属血`管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗30~60 min，浸入NaOH溶液浓度为3~5 M，浸泡温度为40~70 °C，浸泡时间为24~72 h,双蒸水中超声清洗30~60 min ；
步骤(2)中涂层药物可以是雷帕霉素或紫杉醇，药物涂层量为50~150 μ g/cm2 ；
步骤(3)中羟丁基壳聚糖水溶液的浓度为0.1%~1%(W/V)，所用的羟丁基壳聚糖的成胶温度为15~30°C ；
步骤(4)中肝素溶液的浓度为0.01%~0.1%(W /V)，涂层部位为羟丁基壳聚糖涂层的外侧。
[0012]本发明的积极效果在于:
a、本发明步骤(1)中的强碱处理的金属支架表面会产生微孔和-OH基团，能够储存药物，并有利于紧密结合羟丁基壳聚糖。
[0013]b、将本发明羟丁基壳聚糖温敏水凝胶复合涂层金属血管支架植入动物体内，2周实验结果显示，支架表面已经完全内皮化，内皮层较薄，内皮层下支架纹理清晰可见；8周实验结果显示，支架表面血管内皮轻微增厚，证实本发明产品能够有效促进血管快速内皮化，防止再狭窄发生。
[0014]C、血液相容性研究结果表明，本发明涂层支架溶血率〈5%，符合生物材料和医疗器械对溶血性的要求，与裸金属支架相对比，涂层支架的溶血率明显降低，且动态凝血时间延长，证实本发明产品具有良好的稳定性和生物相容性。
[0015]d、本发明以天然高分子聚合物壳聚糖的衍生物——轻丁基壳聚糖为材料，通过裸金属血管支架表面碱化处理、药物涂层、羟丁基壳聚糖涂层和肝素涂层等步骤，制备温敏水凝胶复合涂层金属血管支架，达到羟丁基壳聚糖涂层材料先溶解、再成胶的智能变化效果，所得温敏水凝胶复合涂层血管支架保湿性能强，具有良好的生物相容性和生物可降解性，耐冲刷，对于血管内膜具有更适宜的机械强度，形成的多孔的水性结构能够对包载的雷帕霉素、紫杉醇等临床治疗药物实现控制释放，抑制平滑肌细胞过度增生，加速血管内皮化，防止血栓和再狭窄，该技术是载药技术和温敏水凝胶技术在支架表面涂层材料研究上的结合和突破，有望成为理想的心血管功能界面涂层材料，使支架置入后再狭窄医学难题得到解决，具有重要的理论意义和应用价值。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围并不受此限制。
[0017]实施例1:
(I):将裸金属血管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗30 min，去除表面残垢，真空干燥30min;然后将裸金属血管支架置入5 M NaOH溶液中，60 1:浸泡处理24 h，取出后用双蒸水冲洗3次以上，放入双蒸水中超声清洗30 min，真空干燥30min。
[0018](2):将(I)得到的裸金属血管支架浸入雷帕霉素药物溶液中，药物涂层量为50μ g/cm2,室温下放置30min,真空干燥30min,得到药物涂层金属血管支架。
[0019](3):将(2)得到的金属血管支架浸入0.1% (W/V)羟丁基壳聚糖水溶液中(羟丁基壳聚糖的成胶温度为15°C，羟丁基取代度为2.0)，室温下放置30min，真空干燥2h，然后浸入中性PBS中洗涤3次 ，重复上述过程9次。得到羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架。
[0020](4):将(3)得到的羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架浸入浓度为0.01% (W/V)的肝素溶液中，室温下放置30min，真空干燥30min，然后浸入中性PBS中洗涤3次，得到本发明温敏水凝胶复合涂层金属血管支架。
[0021]实施例2:
(I):将裸金属血管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗60 min，去除表面残垢，真空干燥30min ;然后将裸金属血管支架置入3M NaOH溶液中，70 1:浸泡处理48h，取出后用双蒸水冲洗3次以上，放入双蒸水中超声清洗60 min，真空干燥30min。
[0022](2):将(I)中得到的金属血管支架浸入紫杉醇药物溶液中，药物涂层量为150μ g/cm2,室温下放置60min,真空干燥30min,得到药物涂层金属血管支架。
[0023](3):将(2)得到的药物涂层金属血管支架浸入1% (W/V)羟丁基壳聚糖水溶液中(羟丁基壳聚糖的成胶温度为30°C，羟丁基取代度为0.5)，室温下放置60min，真空干燥3h，然后浸入中性PBS中洗涤3次。得到羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架。
[0024](4):将(3)得到的羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架浸入浓度为0.05% (W/V)的肝素溶液中，室温下放置30min，真空干燥30min，然后浸入中性PBS中洗涤3次，得到本发明温敏水凝胶复合涂层金属血管支架。
[0025]实施例3:
(I):首先将裸金属血管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗40 min,去除表面残垢，真空干燥30min ;然后将裸金属血管支架置入3.5M NaOH溶液中，40 °C浸泡处理72 h，取出后用双蒸水冲洗3次以上，放入双蒸水中超声清洗40 min，真空干燥30min。
[0026](2):将(I)得到的金属血管支架浸入雷帕霉素药物溶液中，药物涂层量为150μ g/cm2,室温下放置50min,真空干燥30min,得到药物涂层金属血管支架。
[0027](3):将(2)得到的药物涂层 金属血管支架浸入0.3% (W/V)羟丁基壳聚糖水溶液中(羟丁基壳聚糖的成胶温度为21°C，羟丁基取代度为1.1)，室温下放置40min，真空干燥2h,然后浸入中性PBS中洗涤3次，重复上述过程5次。得到羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架。
[0028](4):将(3)得到的羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架浸入浓度为0.1% (W/V)的肝素溶液中，室温下放置30min，真空干燥30min，然后浸入中性PBS中洗涤3次，得到本发明温敏水凝胶复合涂层金属血管支架。
[0029]实施例4:
(I):将裸金属血管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗50 min，去除表面残垢，真空干燥30min;然后将裸金属血管支架置入4.5M NaOH溶液中，50 1:浸泡处理60 h，取出后用双蒸水冲洗3次以上，放入双蒸水中超声清洗50 min，真空干燥30min。
[0030](2):将(I)中得到的裸金属血管支架浸入紫杉醇药物溶液中，药物涂层量为50μ g/cm2,室温下放置40min,真空干燥30min,得到药物涂层金属血管支架。
[0031](3):将⑵中得到的药物涂层金属血管支架浸入0.8% (W/V)羟丁基壳聚糖水溶液中(羟丁基壳聚糖的成胶温度为26°C，羟丁基取代度为1.8)，室温下放置50min，真空干燥3h，然后浸入中性PBS中洗涤3次；重复上述过程2次。得到羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架。
[0032](4):将(3)中得到的羟丁基壳聚糖涂层金属血管支架浸入浓度为0.08% (W/V)的肝素溶液中，室温下放置30min，真空干燥30min，然后浸入中性PBS中洗涤3次，得到本发明温敏水凝胶复合涂层金属血管支架。
[0033]为了证实本发明的实施效果，将本发明所得羟丁基壳聚糖温敏水凝胶复合涂层金属血管支架植入动物体内，2周实验结果显示，支架表面已经完全内皮化，内皮层较薄，内皮层下支架纹理清晰可见；8周实验结果显示，支架表面血管内皮轻微增厚，证实本发明产品能够有效促进血管快速内皮化，防止再狭窄发生。
[0034]血液相容性研究结果表明，本发明涂层支架溶血率〈5%，符合生物材料和医疗器械对溶血性的要求，与裸金属支架相对比，涂层支架的溶血率明显降低，且动态凝血时间延长，证实本发明产品具有良好的稳定性和生物相容性。
【权利要求】
1.一种温敏水凝胶复合涂层血管支架的制备方法，其特征在于:所述制备方法包括以下步骤: (1)表面碱化:将裸金属血管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗，真空干燥30min ;然后将裸金属血管支架置入NaOH溶液中，浸泡处理,取出后用双蒸水冲洗3次以上，放入双蒸水中超声清洗，真空干燥30min。 (2)药物涂层:将步骤(1)中所得金属血管支架浸入药物溶液中，室温下放置30~60min,然后真空干燥30min,得到药物涂层金属血管支架。 (3)羟丁基壳聚糖涂层:将步骤(2)中所得金属血管支架浸入羟丁基壳聚糖水溶液中，室温下放置30~60min，真空干燥2_3h后浸入中性PBS中洗涤3次。重复上述过程0_9次，得到药物及羟丁基壳聚糖复合涂层金属血管支架。 (4)肝素涂层:将步骤(3)中所得金属血管支架浸入肝素溶液中，室温下放置30min，真空干燥30min后浸入中性PBS中洗涤3次，得到温敏水凝胶复合涂层金属血管支架。
2.根据权利要求1所述的一种温敏水凝胶复合涂层血管支架制备方法，其特征在于:步骤(1)中将裸金属血管支架依次于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗30~60min，浸入NaOH溶液浓度为3~5 M，浸泡温度为40~70 V，浸泡时间为24~72 h，双蒸水中超声清洗30~60 min。
3.根据权利要求1所述的一种温敏水凝胶复合涂层血管支架制备方法，其特征在于:步骤(2)中涂层药物可以是雷帕霉素或紫杉醇，药物涂层量为50~150μ g/cm2。
4.根据权利要求1所述的一种温敏水凝胶复合涂层血管支架制备方法，其特征在于:步骤(3)中羟丁基壳聚糖水溶液的浓度为0.1%~1%(W/V)，所用的羟丁基壳聚糖的成胶温度为15~30°C。
5.根据权利要求1所述的一种温敏水凝胶复合涂层血管支架制备方法，其特征在于:步骤(4)中肝素溶液的浓度为0.01%~0.1% (W /V)，涂层部位为羟丁基壳聚糖涂层的外侧。
【文档编号】A61L31/10GK103691007SQ201310682421
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】安毅, 李健, 李丹 申请人:安毅, 李健, 李丹