摘要
经皮冠状动脉植入术能够有效治疗动脉粥样硬化引起的动脉阻塞性疾病，降低心肌梗死相关的死亡率。经过几代药物洗脱支架（DES）的发展，支架植入后晚期并发症的发生率仍然维持在一个需要降低的水平，由并发症导致的死亡风险很高。其中，晚期并发症的发生与DES植入后其装载的抗炎或抗增生类药物存在早期突释和晚期释放不足的问题有关，药物的被动扩散释放不能有效地适配支架植入的靶血管修复过程需求。在血管支架植入后的不同病理和修复过程，靶血管部位的局部微环境呈现出不同的状态，以局部微环境变化作为支架药物释放的触发因素可以增强药物释放的可调控性。本论文根据动脉粥样硬化病变血管支架植入的病理微环境中活性氧（ROS）水平和相关酶表达水平的变化，在血管支架表面设计构筑了三种响应性载药涂层。系统地评估了涂层的ROS和酶响应能力，体外模拟病理环境进行了生物学评价，探究涂层在病理环境下的生物学功能，并在动物体内评价了涂层改性血管支架体内服役时的表现。通过构建微环境响应性药物洗脱支架，实现可控智能的药物释放，为新型血管支架的研发提供研究基础和理论指导。 本论文首先以表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）与胱胺二盐酸盐交联涂层作为载体，以匹伐他汀钙作为药物制备ROS响应性载药涂层（EGCG-Cys-Pi）。胱胺分子中的二硫键赋予了涂层氧化响应能力，氧化应激微环境中，ROS 水平升高，二硫键在ROS作用下逐步氧化，最终断键形成磺酸根（-SO3H）。研究了改性涂层的材料学性能、ROS响应能力、生物学功能。结果表明，EGCG-Cys-Pi涂层在血管支架材料表面构筑成功，且具有ROS响应能力，在ROS作用下能够加快药物释放速率。在氧化环境中， EGCG-Cys-Pi涂层能够通过抗氧化的形式对细胞产生保护作用，也对ROS敏感从而加快药物释放实现药物的细胞学功能。此外，涂层表现出良好的抗炎能力。在动物体内服役时，EGCG-Cys-Pi 涂层能够有效促进内皮化进程并降低支架内再狭窄发生的风险。在血液评价中，改性涂层表现出较好的血液相容性，但涂层中二硫键的存在导致涂层极易与含半胱氨酸的蛋白质发生反应，存在一定的支架内血栓风险。 为进一步提高改性涂层对 ROS 的敏感性，选用键能更低的二硒键（172 kJ/mol）替换上述涂层中的二硫键（251 kJ/mol），构建出以二硒键为响应核心的 ROS 敏感涂层（EGCG-SeCys-Pi）。EGCG-SeCys-Pi改性涂层的材料学性能得到了全面的评估。EGCG-SeCys-Pi 涂层在氧化环境中的药物释放水平、质量的动态变化证明了 EGCG-SeCys-Pi涂层相对EGCG-Cys-Pi涂层具有更好的ROS响应能力。体外细胞评价证明了EGCG-SeCys-Pi 改性涂层具有较好的促内皮、抑制平滑肌的能力，并在氧化环境中保持着这种趋势。EGCG-SeCys-Pi涂层具有较好的抗炎能力。体外血液评价证明EGCG-SeCys-Pi改性涂层相对EGCG-Cys-Pi涂层具有更好的血液相容性，降低了支架材料表面的血栓形成。动物实验证明了EGCG-SeCys-Pi涂层的良好的生物相容性，在服役时具有促进内皮化进程和抑制支架内再狭窄的潜力。 论文以血管支架服役环境中高表达的Ⅱ型胶原酶作为药物释放的触发因素，构建了具有Ⅱ型胶原酶响应性的载药涂层。以多巴胺（DA）与聚乙烯亚胺（PEI）构建富氨基涂层，并在该涂层表面将对Ⅱ型胶原酶具有酶响应降解的明胶与肝素通过静电作用层层自组装形成涂层，并装载雷帕霉素构建Gel/Hep-RAPA酶响应性药物洗脱涂层。在Ⅱ型胶原酶作用下检测了 Gel/Hep-RAPA 涂层的药物释放速率和涂层质量动态变化，并用SEM观察了涂层的表面形貌，证明了Gel/Hep-RAPA涂层具有Ⅱ型胶原酶响应能力。体外细胞评价证明了 Gel/Hep-RAPA 涂层具有良好的内皮细胞安全性，并显著抑制平滑肌细胞增殖。在新西兰大白兔颈动脉构建了Ⅱ型胶原酶高表达的动脉粥样硬化模型，并进行了血管支架植入，结果显示 Gel/Hep-RAPA 涂层能有效降低支架内再狭窄发生的风险。
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