药物洗脱性血管内支架载药聚合物基质制备装置及其工艺研究

论文摘要

药物洗脱性支架的开发要求在支架、药物载体涂层、药物和血管壁之间建立起和谐互利的关系,这就需要通过多学科的交叉来解决药物洗脱性支架开发过程中碰到的种种问题,目前国内外支架开发过程中需要解决的问题主要集中在三个方面:支架表面涂层载体材料、支架表面涂层制备方法和药物的筛选、黏附和缓释。本研究选用国产316L不锈钢血管内支架为材料,PLA和PLGA作为载药基质,利用超声雾化喷涂和高流量低压力喷涂制备药物洗脱性血管内支架的载药聚合物涂层,初步评估了涂层的部分性能。首先,根据喷涂法的特点,前期利用超声雾化的原理,设计并实现了超声雾化喷涂实验装置。该实验装置包括雾化模块、载气模块、载液模块、载支架模块四个部分,其中雾化模块包括30WS型投入式雾化器和水槽;载气模块包括高压氮气瓶和气体减压器,实现对载气压力的控制和调节;载液模块为玻璃材质,便于雾化聚合物溶液和实验后仪器的清洗;载支架模块能够实现喷涂过程中支架的旋转往复运动,利于制备出均匀的涂层。后期利用高流量低压力喷涂技术,对实验装置进行了改进。改进型装置包括载气模块、载液模块、喷头和载支架模块,载气模块的改进是采用二级减压器,实现对载气压力的精确控制;载液模块的改进是使用步进电机和微量泵,实现对载液输送量的准确控制;喷头的改进引入了内混式雾化喷头,缩小喷头的体积。然后,配制铬酸洗液对316L不锈钢裸支架表面进行预处理,对比不同酸洗时间下316L不锈钢表面的氧化程度,从而选择出最好的316L不锈钢裸支架表面预处理工艺。通过扫描电子显微镜、能量色散谱仪、接触角测量和原子力显微镜证明该处理工艺对316L不锈钢裸支架表面的微粗糙化处理效果。最后,对喷涂法制备载药聚合物基质的方法进行了工艺研究,通过金相显微镜测量基质涂层厚度确定了最佳的喷涂条件,在此条件下制备载药聚合物涂层,并对载药聚合物涂层的表面形貌和扩张特性进行测定。支架表面形貌使用光学显微镜、扫描电镜和扫描探针显微镜进行观察。涂层的扩张特性通过在体外用球囊多次扩张支架,并用扫描电镜观察支架表面,确认涂层有无断裂、脱落或塑性变形的现象。实验结果表明,使用酸洗处理工艺能够实现对316L不锈钢裸支架表面微粗糙化处理的目的,裸支架的表面粗糙度主要受到酸洗液配比、酸洗处理时间的影响。使用自行设计的喷涂装置并根据一定的喷涂工艺所制备的药物洗脱性血管内支架载药聚合物涂层,其表面形貌良好、具备较好的膨胀特性,能够满足支架植入体内的要求,但是聚合物比例、聚合物浓度、载气压力以及喷涂时间将会影响涂层表面的均匀程度。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 药物洗脱性血管内支架的进展和现状
• 1.2.1 药物洗脱性血管内支架的研究进展
• 1.2.2 药物洗脱性血管内支架的国内外研究现状
• 1.3 药物洗脱支架涂层工艺的研究进展和现状
• 1.3.1 支架预处理
• 1.3.2 活性药物（或与控释载体）的涂覆
• 1.3.3 后处理步骤
• 1.4 本文的研究内容和工作意义
• 1.4.1 本文的研究内容
• 1.4.2 研究意义和创新点
• 2 血管内支架载药聚合物涂层的制备方法及其装置
• 2.1 制备方法选择的依据
• 2.2 超声雾化喷涂装置的原理
• 2.2.1 超声雾化的原理及其应用
• 2.2.2 超声雾化喷涂装置的系统结构
• 2.3 超声雾化喷涂装置的实现
• 2.3.1 雾化模块
• 2.3.2 载气模块
• 2.3.3 载液模块
• 2.3.4 载支架模块
• 2.3.5 装置的组装
• 2.3.6 超声雾化喷涂装置的特点分析
• 2.4 改进型喷涂装置的原理
• 2.4.1 高流量低压力喷涂（HVLP）的原理及应用
• 2.4.2 改进型喷涂装置的系统结构
• 2.5 小结与讨论
• 3 血管内支架表面预处理研究
• 3.1 血管内支架表面预处理的方法
• 3.1.1 血管内支架材料的选择
• 3.1.2 316L 不锈钢裸支架表面预处理的原理
• 3.1.3 316L 不锈钢裸支架表面预处理的方法选择
• 3.1.4 316L 不锈钢裸支架表面预处理的工艺
• 3.2 316L 不锈钢裸支架表面预处理的检测
• 3.2.1 表面预处理对316 L 不锈钢裸支架表面形貌的影响
• 3.2.2 表面酸洗处理时间对316 L 不锈钢表面接触角的影响
• 3.2.3 表面酸洗处理时间对316 L 不锈钢支架表面粗糙度的影响
• 3.3 小结与讨论
• 4 血管内支架载药聚合物涂层的制备工艺及其检测
• 4.1 载药聚合物涂层的制备工艺
• 4.1.1 血管内支架和聚合物材料的选择
• 4.1.2 载药聚合物涂层的喷涂制备工艺
• 4.2 载药聚合物涂层的检测方法
• 4.2.1 涂层表面形貌检测
• 4.2.2 涂层表面元素分布检测
• 4.2.3 载药聚合物涂层厚度的检测
• 4.2.4 载药聚合物涂层表面粗糙度的检测
• 4.2.5 载药聚合物涂层与基体表面的结合力检测
• 4.3 喷涂参数的影响
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.2 实验结果与分析
• 4.4 载药聚合物涂层的检测结果及分析
• 4.4.1 光学显微镜观察
• 4.4.2 扫描电子显微镜观察
• 4.4.3 表面元素分析
• 4.4.4 载药聚合物涂层表面粗糙度的检测及分析
• 4.4.5 体外扩张实验结果与分析
• 4.5 小结与讨论
• 5 结论及后续工作建议
• 5.1 结论
• 5.2 后续工作及建议
• 5.2.1 喷涂装置的改进与喷涂工艺的优化
• 5.2.2 材料的选择与优化
• 5.2.3 涂层载、释药性能
• 5.2.4 安全性和有效性
• 致谢
• 参考文献
• 附录