完全可降解聚L-乳酸的生物相容性及其用于冠脈支架的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、第一部分完全可降解聚L-乳酸的生物相容性研究
　　 支架涂層對(duì)支架內(nèi)血栓(stent thrombosis，ST)有重要影響。當(dāng)前FDA批準(zhǔn)的藥物洗脫支架(drug eluting stent，DES)均采用了不可降解的永久聚合物涂層，可能導(dǎo)致血管壁慢性炎癥。聚L-乳酸(poly-L-lactic acid，PLLA)涂覆于金屬支架表面作為支架涂層，植入冠脈內(nèi)后可在一定時(shí)間后完全降解。殼聚糖/肝素層層自組裝(chitosan/h

2、eparin layer-by-layer self assembly，C/H LBL)涂層具有促進(jìn)內(nèi)皮修復(fù)的作用。
　　 研究目的:
　　 評(píng)價(jià)乙烯-醋酸乙烯共聚物(polyethylene-co-vinyl acetate，PEVA)、N-甲基丙烯酸正丁酯(poly-n-butyl methacrylate，PMBA)、PLLA、C/H LBL和亞乙烯基氟化物十六氟丙烯(poly-vinylidene fluorid

3、e，PVDF+hexafluoropropylene，HFP)等涂層的血液相容性和細(xì)胞相容性。
　　 研究方法:
　　 制備PEVA、PBMA、PLLA、C/H LBL及PVDF+HFP等涂層，并采用空白玻璃皿(BLANK)作為對(duì)照。血液相容性評(píng)價(jià)方法：(1)抽取健康志愿者靜脈全血，與不同涂層于37℃培養(yǎng)箱內(nèi)孵育2h離心去血漿，上機(jī)檢測(cè)凝血功能(凝血酶原時(shí)間，PT和活化部分凝血活酶時(shí)間，APTT)。(2)抽取健康志愿者靜

4、脈全血，輕離心后得上層富含血小板的血漿(platelet rich plasma，PRP)。計(jì)數(shù)每mlPRP中的血小板數(shù)(X)。將該P(yáng)RP與不同涂層于37℃培養(yǎng)箱內(nèi)分別孵育30min、60min和120min后，吸除玻璃皿內(nèi)的液體，計(jì)數(shù)吸出液內(nèi)的血小板數(shù)(Y)。不同涂層在不同時(shí)間點(diǎn)的血小板粘附率定義為X-Y/X×100％。細(xì)胞相容性評(píng)價(jià)方法：取人動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cell，SMC)和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human

5、unbilical vein endothelial cell，HUVEC)分別與不同涂層于37℃、5％CO2培養(yǎng)箱內(nèi)共培養(yǎng)。第1、3、7天倒置顯微鏡觀察細(xì)胞生長(zhǎng)情況，并通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件(LeicaQwin V3)計(jì)算細(xì)胞覆蓋率。
　　 研究結(jié)果:
　　 血液相容性研究結(jié)果：各組涂層對(duì)PT無(wú)影響(P=0.334)，測(cè)定值在22-25s之間。各組APTT測(cè)定值均較BLANK組有輕度延長(zhǎng)，其中C/H LBL組APTT測(cè)定值為1

6、47.07±16.9s，顯著高于另外5組(P<0.0001)。此外，PLLA組APTT值與PEVA組、PBMA組、PVDF+HFP組相比均無(wú)差異。隨著觀察時(shí)間延長(zhǎng)(30min→120min)，各組涂層(PVDF+HFP組除外)血小板粘附率均有不同程度的升高?？傮w來(lái)講PEVA和PBMA在隨訪過(guò)程中具有相對(duì)較高的血小板粘附率，高于空白對(duì)照組。而PLLA和C/H LBL血小板粘附率相對(duì)較低，低于或接近空白對(duì)照組。PVDF+HFP雖60min時(shí)

7、血小板粘附率較高，但至120min時(shí)血小板粘附率明顯降低，甚至低于空白對(duì)照水平。細(xì)胞相容性研究結(jié)果：SMC和HUVEC在各組涂層表明均能良好生長(zhǎng)。SMC培養(yǎng)結(jié)果顯示，隨著觀察時(shí)間延長(zhǎng)，各玻璃皿內(nèi)細(xì)胞數(shù)量明顯增多，細(xì)胞覆蓋率明顯上升。隨訪過(guò)程中PEVA和PBMA組SMC覆蓋率始終高于PLLA和PVDF+HFP組。C/H LBL組SMC覆蓋率在早期(第1、3天)低于PEVA和PBMA組，后期(第7天)則與之接近。HUVEC培養(yǎng)結(jié)果顯示C/H

8、 LBL和PVDF+HFP組HUVEC覆蓋率始終高于PEVA和PBMA組，PLLA組HUVEC覆蓋率在第3、7天時(shí)雖低于C/H LBL和PVDF+HFP組，但高于PEVA和PBMA組。
　　 研究結(jié)論
　　 PEVA、PBMA、PLLA、C/H LBL、PVDF+HFP等涂層均具有良好的血液相容性和細(xì)胞相容性。
　　 第二部分可降解聚L-乳酸涂層鈷鉻合金雷帕霉素洗脫支架對(duì)豬冠脈再狹窄及支架內(nèi)血栓的影響
　　

9、 第一代藥物洗脫支架(drug-eluting stent，DES)均以316L不銹鋼為支架平臺(tái)，表面涂覆永久聚合物涂層。這種DES會(huì)誘發(fā)血管炎癥反應(yīng)，嚴(yán)重者可導(dǎo)致支架內(nèi)血栓。鈷鉻合金可在降低支架壁厚度的情況下提供不弱于316L不銹鋼的支撐力，并可改善支架輸送性。聚L-乳酸(poly-L-lactic acid，PLLA)作為支架涂層，可在植入冠脈后一定時(shí)間內(nèi)完全降解。:
　　 研究目的
　　 本研究目的在于評(píng)價(jià)以鈷鉻

10、合金為支架平臺(tái)并涂覆可降解PLLA涂層的雷帕霉素洗脫藥物支架(Simrex支架)植入豬冠脈后的療效和安全性。
　　 研究方法:
　　 實(shí)驗(yàn)用Simrex支架(鈷鉻合金支架平臺(tái)，PLLA可降解涂層，攜帶雷帕霉素。由山東華安生物技術(shù)有限公司提供)及對(duì)照用EXCEL支架(316L不銹鋼平臺(tái)、PLLA可降解涂層、攜帶雷帕霉素。購(gòu)自山東吉威醫(yī)療醫(yī)療器械有限公司)、未攜帶抗增殖藥物的鈷鉻合金PLLA涂層支架(Polymer支架，由山

11、東華安生物技術(shù)有限公司提供)分別被植入豬左前降支、左回旋支和右冠狀動(dòng)脈中。第4、12、24周隨訪冠脈造影，定量冠脈造影(quantitative coronary angiography，QCA)分析三組支架的最小管腔直徑(minimal luminal diameter，MLD)、晚期丟失(lateloss，LL)和管徑狹窄百分?jǐn)?shù)(percentage of diameter stenosis，％DS)。隨后處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，取支架病理進(jìn)

12、行組織學(xué)定量分析支架段平均管腔面積(luminal area，LA)、新生內(nèi)膜面積(neointima area，NA)、內(nèi)彈力膜面積(internal elastic membranearea，IEMA)和管腔面積狹窄百分?jǐn)?shù)(percentage of area stenosis，％AS)。電鏡考察支架表面內(nèi)膜覆蓋情況。以炎癥積分和血管損傷積分半定量評(píng)價(jià)三組支架植入后的血管炎癥和損傷情況。
　　 研究結(jié)果:
　　 共5

13、0頭小型豬入選了本研究，共植入98枚支架(Simrex支架40枚，EXCEL30枚，Polymer28支架)。第24周隨訪QCA顯示Simrex支架MLD、LL和％DS分別為2.26±0.03mm、0.33±0.02mm和12.9±0.4％；EXCEL支架MLD、LL和％DS分別為2.28±0.05mm、0.33±0.03mm和12.5±1.4％；Polymer支架MLD、LL和％DS分別為1.34±0.02mm、1.21±0.04mm

14、和47.6±0.9％。第24周組織病理學(xué)定量分析顯示，Simrex支架LA、NA、IEMA和％AS分別為4.3±0.3mm2、1.4±0.4mm2、5.7+0.2mm2和24.5±4.2％；EXCEL支架LA、NA、IEMA和％AS分別為3.9±0.3mm2、1.5±0.4mm2、5.4±0.2mm2和27.7±5.6％；Polymer支架LA、NA、IEMA和％AS分別為3.0±0.4mm2、2.6±0.4mm2、5.6±0.3mm2

15、和46.4±7.8％。第24周隨訪時(shí)Polymer組內(nèi)膜增生和支架內(nèi)狹窄程度明顯重于另兩組，而Simrex組和EXCEL組內(nèi)膜增生和支架內(nèi)狹窄程度相似。炎癥積分顯示在3個(gè)時(shí)間點(diǎn)，三組支架支架梁周?chē)鷥H有少量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，炎癥積分均在1分左右。血管損傷積分顯示在3個(gè)時(shí)間點(diǎn)，三組支架均未見(jiàn)血管中膜斷裂，血管損傷積分均在2分以下。炎癥積分和血管損傷積分在組間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。電鏡顯示4周時(shí)Polymer支架表面已有較為完整的內(nèi)膜覆蓋，而此時(shí)Sim

16、rex支架和EXCEL支架表面仍有較多裸露的支架梁；第12周隨訪時(shí)Simrex支架和EXCEL支架表面內(nèi)皮化較為完全。整個(gè)隨訪過(guò)程中所有支架均未發(fā)生血栓相關(guān)事件。
　　 研究結(jié)論:
　　 鈷鉻合金完全可降解PLLA涂層雷帕霉素洗脫藥物支架(Simrex支架)具有良好的生物相容性。植入豬冠脈24周時(shí)間內(nèi)能有效抑制新生內(nèi)膜增生、降低支架內(nèi)狹窄發(fā)生，療效與EXCEL支架相似，未見(jiàn)支架內(nèi)血栓相關(guān)事件。Simrex支架可在植入豬冠

17、脈后4-12周時(shí)間內(nèi)完成支架表面內(nèi)皮化，并具有較輕的血管炎癥反應(yīng)。
　　 第三部分完全可降解聚L-乳酸雷帕霉素洗脫支架與金屬支架即刻彈性回縮的對(duì)比研究
　　 完全可降解聚L-乳酸(poly-L-lactic acid，PLLA)藥物洗脫支架是近年來(lái)冠脈支架的研究熱點(diǎn)，因其完全由聚合物構(gòu)成，該支架是否具有足夠的徑向支撐力、植入血管后是否會(huì)發(fā)生彈性回縮始終是研究者關(guān)注的問(wèn)題。
　　 研究目的:
　　 將雷帕霉

18、素洗脫完全可降解PLLA支架(XINSORB支架，完全可降解PLLA為支架骨架，表面涂覆PLLA、PDLA混合物作為載藥涂層，攜帶雷帕霉素。由上海微特生物技術(shù)有限公司提供)和316L不銹鋼EXCEL支架(購(gòu)自山東吉威醫(yī)療醫(yī)療器械有限公司)同時(shí)植入豬冠脈，考察前者是否會(huì)發(fā)生即刻支架彈性回縮。
　　 研究方法:
　　 將XINSORB支架和EXCEL支架隨機(jī)植入豬左前降支、左回旋支和右冠狀動(dòng)脈內(nèi)，每支血管最多植入1枚支架。記

19、錄球囊擴(kuò)張釋放支架時(shí)的影像以及術(shù)后即刻復(fù)查冠脈造影的影像。根據(jù)定量冠狀動(dòng)脈造影(quantitative coronaryangiography，QCA)分析，支架即刻彈性回縮量定義為釋放支架時(shí)的球囊平均直徑(X，mm)和術(shù)后即刻復(fù)查冠脈造影所示的支架平均直徑(Y，mm)之差；即刻彈性回縮百分?jǐn)?shù)定義為X-Y/X×100％。支架術(shù)后即刻和術(shù)后24小時(shí)行血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound，IVUS)檢查。通過(guò)比較術(shù)

20、后即刻和術(shù)后24小時(shí)的支架橫截面積(cross-sectional area，CSA)，判斷是否存在支架塌陷、支架貼壁不良或即刻支架彈性回縮。
　　 研究結(jié)果:
　　 共8頭小型豬入選了本研究，共植入16枚支架(XINSORB支架8枚，EXCEL支架8枚)。術(shù)后即刻XINSORB支架和EXCEL支架的即刻彈性回縮量分別為0.02±0.13mm和-0.08±0.08mm(P=0.19)；即刻彈性回縮百分?jǐn)?shù)分別為0.66±4

21、.32％和.1.4±3.83％(P=0.45)。術(shù)后即刻XINSORB支架內(nèi)遠(yuǎn)段、中段和近段CSA分別為6.96±0.46mm2、6.95±0.50mm2和7.05±0.62mm2；EXCEL支架內(nèi)遠(yuǎn)段、中段和近段CSA分別為7.04±0.24mm2、7.07±0.31mm2和7.18±0.36mm2，與前者相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。術(shù)后24小時(shí)XINSORB支架內(nèi)遠(yuǎn)段、中段和近段CSA分別為6.99±0.06mm2、6.97±0.06mm2和

22、7.01±0.08mm2，EXCEL，支架內(nèi)遠(yuǎn)段、中段和近段CSA分別為7.02±0.05mm2、7.02±0.07mm2和7.07±0.07mm2，兩者相比也無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。組內(nèi)分析，將XINSORB支架術(shù)后即刻與術(shù)后24小時(shí)相應(yīng)支架節(jié)段的CSA進(jìn)行比較，也未發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差異。術(shù)后即刻及術(shù)后24小時(shí)IVUS檢查，均未發(fā)現(xiàn)支架貼壁不良征象。
　　 研究結(jié)論:
　　 雷帕霉素洗脫完全可降解聚L-乳酸支架(XINSORB

23、支架)植入豬冠脈后支架即刻彈性回縮量、即刻彈性回縮百分?jǐn)?shù)均與316L不銹鋼EXCEL支架相似，通過(guò)對(duì)比術(shù)后即刻和術(shù)后24小時(shí)IVUS測(cè)量的支架橫截面積，未發(fā)現(xiàn)支架彈性回縮或支架貼壁不良。提示XINSORB支架具有與EXCEL支架一樣的徑向支撐力。
　　 第四部分光學(xué)相干斷層成像評(píng)價(jià)完全可降解聚L-乳酸雷帕霉素洗脫支架植入豬冠脈的短期療效
　　 完全可降解聚L-乳酸(poly-L-lactic acid，PLLA)藥物洗脫

24、支架是近年來(lái)冠脈支架的研究熱點(diǎn)。光學(xué)相干斷層成像(optical colaerence tomography，OCT)是一種具有高分辨率的冠脈成像技術(shù)。OCT可評(píng)價(jià)完全可降解PLLA雷帕霉素洗脫支架植入豬冠脈后的短期療效。
　　 研究目的:
　　 本研究的目的在于考察雷帕霉素洗脫完全可降解PLLA支架(XINSORB支架，完全可降解PLLA為支架骨架，表面涂覆PLLA、PDLA混合物作為載藥涂層，攜帶雷帕霉素。由上海微特

25、生物技術(shù)有限公司提供)植入豬冠脈后的短期療效。
　　 研究方法:
　　 XINSORB支架和316L不銹鋼EXCEL支架(316L不銹鋼平臺(tái)、PLLA可降解涂層、攜帶雷帕霉素。購(gòu)自山東吉威醫(yī)療醫(yī)療器械有限公司)隨機(jī)植入豬左前降支、左回旋支和右冠狀動(dòng)脈，每支血管最多植入1枚支架。術(shù)后1月隨訪冠脈造影、OCT、組織病理定量分析及電鏡檢查。通過(guò)定量冠脈造影(quantitativecoronary angiography，QC

26、A)分析兩組支架的最小管腔直徑(minimal luminaldiameter，MLD)、晚期丟失(late loss，LL)和管徑狹窄百分?jǐn)?shù)(percentage ofdiameter stenosis，％DS)。通過(guò)OCT采用兩種不同的分析標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)兩組支架的支架面積(stent/scaffold area，SA)、管腔面積(luminal area，LA)、支架梁核心區(qū)面積(strut core area，SCA)、新生內(nèi)膜面積(n

27、eointima area，NA)、新生內(nèi)膜厚度(neointima thickness，NT)和管腔面積狹窄百分?jǐn)?shù)(percentage of areastenosis，％AS)，并考察有無(wú)支架貼壁不良及支架內(nèi)血栓形成。通過(guò)OCT對(duì)可降解PLLA支架支架梁降解過(guò)程中的不同影像學(xué)表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)XINSORB支架支架梁的降解過(guò)程。隨后處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，取支架病理進(jìn)行組織學(xué)定量分析支架段平均LA、內(nèi)彈力膜面積(internal elastic me

28、mbrane area，IEMA)、外彈力膜面積(externalelastic membrane area，EEMA)、NA、NT和％AS。通過(guò)可降解PLLA支架降解過(guò)程中不同的支架梁病理表現(xiàn)考察XINSORB支架支架梁的降解過(guò)程，并將病理結(jié)果與OCT影像進(jìn)行對(duì)照。電鏡考察支架表面內(nèi)膜覆蓋情況。以炎癥積分和血管損傷積分半定量評(píng)價(jià)三組支架植入后的血管炎癥和損傷情況。
　　 研究結(jié)果:
　　 共8頭小型豬入選了本研究，共植

29、入16枚支架(XINSORB支架8枚，EXCEL支架8枚)。術(shù)后1月冠脈造影隨訪，XINSORB支架MLD為1.97±0.23mm，LL為1.02±0.25mm，％DS為19±9％，與EXCEL支架相比均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。OCT檢查未發(fā)現(xiàn)支架貼壁不良及支架內(nèi)血栓征象。按照ABSORB研究定義的測(cè)量方法，XINSORB支架SA、LA、SCA、NA、NT和％AS分別為8.51±0.38mm2、6.54±0.66mm2，0.36±0.08mm2、

30、1.43±0.57mm2，0.29±0.06mm和16.92±6.81％。除SCA在兩組間無(wú)比較意義，LA在兩組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異外，XINSORB支架SA、NA、NT和％AS均明顯大于EXCEL支架。按Gomez-Lara J等人的方法重新分析OCT影像可發(fā)現(xiàn)，XINSORB支架SA、LA、NA、NT和％AS分別為7.07±0.29mm2、6.54±0.66mm2、0.79±0.23mm2、0.16±0.07mm和10.30±2.98％，

31、除NA大于EXCEL支架外，其余參數(shù)差異在兩組間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。根據(jù)支架降解過(guò)程的OCT影像學(xué)表現(xiàn)，XINSORB支架在術(shù)后1月仍有98％的支架梁呈preserved box表現(xiàn)。組織病理學(xué)定量分析顯示，術(shù)后1月XINSORB支架LA、IEMA、EEMA、NA、NT和％AS分別為4.79±0.48mm2、5.69±0.47mm2、7.36±0.47mm2、0.89±0.27mm2、110.85±34.20μm和15.73±4.59％，與

32、EXCEL支架相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。病理所分析的支架梁均定義為1級(jí)，這些支架梁對(duì)應(yīng)的OCT表現(xiàn)均為preserved box。電鏡檢查顯示，術(shù)后1月XINSORB支架梁之間有90％的區(qū)域被內(nèi)皮覆蓋，而支架梁表面僅有30％的區(qū)域被內(nèi)皮覆蓋；EXCEL支架表面有60-70％的區(qū)域被內(nèi)皮覆蓋。術(shù)后1月血管損傷積分和炎癥積分統(tǒng)計(jì)顯示兩組支架均為輕度血管損傷，炎癥反應(yīng)程度均為輕度。
　　 研究結(jié)論:
　　 雷帕霉素洗脫完全可降解