生物可降解大血管氮化鐵支架的研制和動物實驗.pdf

1、本文分以下兩個部分進行探討：
　　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，并通過體外實驗測試生物可降解大血管氮化鐵支架的機械性能、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、外實驗，測試

2、自制生物可降解大血管氮化鐵支架的拉伸強度，徑向強度及硬度三項機械性能的主要指標(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，同時檢測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，通過體外血小板粘附性測試、溶血率測試、凝血酶原時間及活化部分凝血活酶時間測定，評價其血液相容性。

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)性能測試和電化學(xué)腐蝕速率測試
　　生物可降解大血管氮化鐵支架拉伸強度，徑向強度及硬度優(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度(MPa):603.28±16.26，徑向強度(kPa):93.62±5.44，硬度(kN/m

4、):55.82±1.87，大血管純鐵支架:拉伸強度(MPa):337.76±3.17，徑向強度(kPa):57.51±4.44，硬度(kN/m):35.13±3.90，兩者機械性能相比P＜0.05，有顯著差異。大血管316L不銹鋼支架:拉伸強度(MPa):614.37±6.82，徑向強度(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試
　　血液相容性測試表明與不銹鋼支架相比，氮化鐵支架對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）30min:35±6，60min:83±14，不銹鋼支架血小板粘附數(shù)量（個）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間(s):13.53±0.45，活化部分凝血活酶時間(s)33.37±0.64，不銹鋼支架凝血酶原時間(s):12.65±0.79，活化部分凝血活酶時間(s)30.43±1.56。氮化鐵支架與不銹鋼支架凝血酶原時間與活化部分凝血活酶時間無明顯差異，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。體外理化實驗充分證實自主研制的生物可降解大血管氮化鐵支架達到設(shè)計要求，滿足進一步進行動物實驗條件。
　　第二部分生物可降解大血管氮化鐵支架在豬髂動脈模型的實驗研究
　　目的:
　　本研究在健康小型幼豬髂動脈模型體內(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新生內(nèi)膜增生的影響，并與316L不銹鋼支架進行對比。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，隨機并平均分成4組，每組5頭，分別于左髂總動脈植入1枚氮化鐵支架，右髂總動脈植入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個月，6個月，12個月和24個月行髂動

9、脈造影，術(shù)后處死動物，分離支架段血管進行病理處理。分別于術(shù)前和各觀察期結(jié)束前測定血漿鐵濃度。分別對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行計算機圖像分析，分析支桿厚度和降解產(chǎn)物的表面積，評價支架降解性能，估測支架降解時間。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、管腔直徑及炎癥評分。
　　結(jié)果:
　　所有的實驗支架均成功植入幼豬髂總動脈內(nèi)，手術(shù)成功率為100％，所有實驗豬飲食、活動正常，存活良好，無

10、鐵中毒表現(xiàn)。術(shù)后隨訪1個月，血管內(nèi)皮完全覆蓋了支架內(nèi)壁，支架形態(tài)完整，擴張完全。支架植入后6個月，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、潰瘍及動脈瘤等表現(xiàn)。各觀察期結(jié)束后檢查支架片段時

11、，未發(fā)現(xiàn)血管外膜出血，動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個月116.83±8.61，6個月101.63±11.81，12個月86.87±8.42，24個月41.24±6.48，降解產(chǎn)物表面積(μm2)逐漸增多:1個月32308.68±238.14，6個月109948.66±519.42，12個月159563.12±688.13，

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

13、0.04，6個月0.51±0.02，12個月0.53±0.10，24個月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。兩組支架在炎癥評分上無顯著差異，P＞0.05。氮化鐵支架組管腔直徑(mm):1個月7.82±0.25，6個月7.44±0.50，12個月7.35±0.38，24個月7.30±0.38，不銹鋼支架組管腔直徑(mm):1個月7.86±0.25，6個月7.35±0.17，12個月7.04±0.19，24

14、個月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個月1.32±0.10，6個月1.34±0.12，12個月1.43±0.19，24個月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