介入医疗用镁金属的降解性能及其表面改性
发布时间：2021-06-12 07:04
镁合金由于优异的力学性能、良好的生物安全性和生物相容性以及可降解性被认为是最有应用潜力的新型生物医用材料,在国内外引起了广泛关注。就介入支架领域而言,目前对于镁合金用作植入材料的研究大多集中在冠脉血管支架,在人体其他部位的支架植入可行性研究较少。本论文将设计实验探究镁金属用作人体尿道及胆道植入体的可行性,选用性能优异的高纯镁材为实验材料,m-SBF、人工尿液及人体胆汁为模拟人体不同部位环境的生理溶液,设计电化学实验和体外浸泡实验以探究高纯镁在不同生理溶液中的腐蚀降解性能。同时,本研究对镁金属进行了表面改性,并对经过表面改性的材料进行一系列的性能表征及生物相容性实验。实验结果表明,高纯镁丝组织结构均匀、力学性能优异,Φ1.00mm的镁丝的晶粒尺寸约为1030μm,抗拉强度达到176 MPa,延伸率为7%。镁在胆汁中腐蚀均匀,未出现在m-SBF及人工尿液中的局部腐蚀坑的现象,这表明镁金属是非常有潜力的胆道植入体材料。腐蚀产物的物相分析结果表明,高纯镁在m-SBF及人体胆汁中的腐蚀产物多为无定型的非晶态钙镁磷酸盐及碳酸盐,而在人工尿液中的腐蚀产物主要由难溶性的结晶态钙磷...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
经皮冠脉介入治疗发展史[11]
k[16]和Chapman[17]等率先研制，他们将该高分子支架植入到5只猪的股动脉中，在规定的时间点，通过血管造影术（Angiography）和组织病理学（Histopathology）特征显示，动物的血管通畅率良好，没有明显的炎症反应和严重的血栓形成，这拉开了生物可降解支架的研发序幕。在1998年，第一个真正意义上的可完全降解吸收的左旋聚乳酸（PLLA）支架横空出世，Yamawaki等人[18]在支架表面涂覆ST638或它的无活性代谢物ST494，这是一种特殊的酪氨酸激酶抑制剂，可有效地抑制血管壁新生内膜增生及几何重塑，从而降低管腔内再狭窄率。图1-2AbsorbBVS支架[19]Fig.1-2AbsorbBVScoronarystent[19]美国雅培公司自主研发的Absorb系列支架（BioresorbableVascularStent，BVS）取得了近十年来生物可吸收支架领域最引人瞩目的成绩。它是目前唯一取得美国FDA注册以及欧盟CE认证的完全可降解高分子支架。图1-2展示了雅培BVS支架的外观[19]，该支架采用可吸收的高分子材料左旋聚乳酸（PLLA）作为支架主体，外消旋聚乳酸（PDLLA）作为载药涂层，选用依维莫斯（雷帕霉素的衍生物）作为洗脱药物。支架厚度约为156μm[20,21]。BVS支架在植入前期为病变血管提供了暂时性的力学支撑，同时与体液发生反应逐步降解，通过人体新陈代谢转变为水和二氧化碳排出体外。这解决了不可降解金属支架长期遗留在血管内影响血管正常舒缩的难题，大大降低了严重心脏不良事件发生的风险。但值
上海交通大学硕士学位论文4得注意的是，由于高分子本身的材料特性，其力学性能无法与传统金属的力学性能相匹配，从而导致其植入病变血管的力学支撑强度不足，易发生支架内弹性回缩。另外，高分子材料由于自身降解伴随着过快的力学衰减，导致其有效力学支撑时间与病变血管修复周期不匹配，增加晚期严重心脏不良事件发生率。AbsorbII[22,23]、III[24]以及AIDA[25]临床试验数据表明，相对于传统的不可降解的金属药物洗脱支架（DES）而言，AbsorbBVS不仅再狭窄率高、晚期官腔面积丢失大，总心肌梗死率更是DES组的近3倍，更致命的是，BVS组中出现了8例血栓事件，而DES组中未发现任何一例血栓，种种数据表明，可吸收高分子支架长期安全性明显低于传统药物洗脱支架，其实现良好的临床应用效果还存在很多的难题有待解决。图1-3AbsorbBVS支架吸收时间图[11]Fig.1-3TimingofAbsorbbioabsorbablevascularstentreabsorptionbyOCT[11]由于最新临床结果不佳，在上市不到一年的时间里，美国雅培公司迫不得已主动停止了AbsorbGT1在所有国家的销售，AbsorbBVS的发展前景不容乐观。综合来看，导致可吸收高分子支架的长期临床效果不佳的原因基本可以归结为以下三点。第一：高分子材料本身特性，其支架的机械强度不足，易发生弹性收缩，
本文编号：3226161
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
经皮冠脉介入治疗发展史[11]
k[16]和Chapman[17]等率先研制，他们将该高分子支架植入到5只猪的股动脉中，在规定的时间点，通过血管造影术（Angiography）和组织病理学（Histopathology）特征显示，动物的血管通畅率良好，没有明显的炎症反应和严重的血栓形成，这拉开了生物可降解支架的研发序幕。在1998年，第一个真正意义上的可完全降解吸收的左旋聚乳酸（PLLA）支架横空出世，Yamawaki等人[18]在支架表面涂覆ST638或它的无活性代谢物ST494，这是一种特殊的酪氨酸激酶抑制剂，可有效地抑制血管壁新生内膜增生及几何重塑，从而降低管腔内再狭窄率。图1-2AbsorbBVS支架[19]Fig.1-2AbsorbBVScoronarystent[19]美国雅培公司自主研发的Absorb系列支架（BioresorbableVascularStent，BVS）取得了近十年来生物可吸收支架领域最引人瞩目的成绩。它是目前唯一取得美国FDA注册以及欧盟CE认证的完全可降解高分子支架。图1-2展示了雅培BVS支架的外观[19]，该支架采用可吸收的高分子材料左旋聚乳酸（PLLA）作为支架主体，外消旋聚乳酸（PDLLA）作为载药涂层，选用依维莫斯（雷帕霉素的衍生物）作为洗脱药物。支架厚度约为156μm[20,21]。BVS支架在植入前期为病变血管提供了暂时性的力学支撑，同时与体液发生反应逐步降解，通过人体新陈代谢转变为水和二氧化碳排出体外。这解决了不可降解金属支架长期遗留在血管内影响血管正常舒缩的难题，大大降低了严重心脏不良事件发生的风险。但值
上海交通大学硕士学位论文4得注意的是，由于高分子本身的材料特性，其力学性能无法与传统金属的力学性能相匹配，从而导致其植入病变血管的力学支撑强度不足，易发生支架内弹性回缩。另外，高分子材料由于自身降解伴随着过快的力学衰减，导致其有效力学支撑时间与病变血管修复周期不匹配，增加晚期严重心脏不良事件发生率。AbsorbII[22,23]、III[24]以及AIDA[25]临床试验数据表明，相对于传统的不可降解的金属药物洗脱支架（DES）而言，AbsorbBVS不仅再狭窄率高、晚期官腔面积丢失大，总心肌梗死率更是DES组的近3倍，更致命的是，BVS组中出现了8例血栓事件，而DES组中未发现任何一例血栓，种种数据表明，可吸收高分子支架长期安全性明显低于传统药物洗脱支架，其实现良好的临床应用效果还存在很多的难题有待解决。图1-3AbsorbBVS支架吸收时间图[11]Fig.1-3TimingofAbsorbbioabsorbablevascularstentreabsorptionbyOCT[11]由于最新临床结果不佳，在上市不到一年的时间里，美国雅培公司迫不得已主动停止了AbsorbGT1在所有国家的销售，AbsorbBVS的发展前景不容乐观。综合来看，导致可吸收高分子支架的长期临床效果不佳的原因基本可以归结为以下三点。第一：高分子材料本身特性，其支架的机械强度不足，易发生弹性收缩，
本文编号：3226161
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