近日,重慶大學生物工程學院王貴學教授團隊的研究論文 “Design and testing of hydrophobic core/hydrophilic shell nano/micro particles for drug-eluting stent coating” 在Nature出版集團旗下學術期刊《NPG Asia Materials》(三年平均影響因子9.349)作為封面文章在線發表 (DOI: 10.1038/s41427-018-0064-z),論文第一作者為2014級博士研究生杜若林和青年教師王亞洲博士,通訊作者為王貴學教授和尹鐵英副教授,重慶大學為論文的第一完成單位及唯一通訊作者單位。重慶大學附屬中心醫院/重慶市急救中心都定元教授、重慶市人民醫院介入科李正恭主任醫師等對該研究動物實驗提供了長期合作支持。英國格拉斯哥大學Sean McGinty博士,意大利應用數學研究所Giuseppe Pontrelli博士參與了該研究的藥物釋放模擬研究。
根據《中國心血管病報告2017》,我國心血管病死亡率城市43%、農村45%,占居民疾病死亡構成的首位,高于腫瘤及其他疾病。經皮冠狀動脈介入治療是心血管狹窄類疾病的一種有效治療手段,其中藥物洗脫支架可顯著降低術后再狹窄的發生率。然而,支架的植入改變了血管生理環境,促使血小板等聚集,引發炎癥。支架涂層一定程度上抑制受損內皮修復,延遲新生內皮對支架的覆蓋,延長了支架及內皮損傷對血小板的激活時間,不同程度誘導了支架內再狹窄和晚期血栓的發生。提高涂層生物相容性,尋找更適合血管功能的藥物、改進藥物的攜帶方式,通過設計合理涂層包載新型藥物實現時序性釋放,依次經過抗早期局部血栓形成、支架段血管受損內皮完好修復是本文涂層設計的要點。
王貴學教授團隊通過簡單的“一步法”同軸靜電噴涂,制備了由核殼結構微粒組成的載雙藥涂層支架,微粒殼層可包載抗血栓的藥物如 sz-21,核層包載抗平滑肌細胞增殖的藥物如多西他賽。這種涂層設計使兩種藥物經過快速釋放和慢速釋放兩個過程,實現對兩種藥物的時序性差異釋放,更接近理想的支架藥物緩釋方式即符合受損內皮的修復過程,有利于降低支架內再狹窄和晚期血栓的風險。
涂層設計和藥物釋放原理
通過改變和優化噴涂參數,進而控制微粒的親疏水結構、微粒尺寸,可以滿足更多藥物釋放的需要,得到功能更加完善的血管內皮。同時,本研究提供的涂層制備方法還可用于更多植入物如可降解血管支架、人工血管、骨科支架等涂層的制備,且不需要昂貴的儀器設備、復雜的表面處理,在將來實現產業化生產中占有極大的優勢。
該研究工作得到了十二五國家科技支撐計劃重點項目(2012BAI18B02)、十三五國家重點研發計劃項目(2016YFC1102305)、國家自然科學基金重點項目(11332003)、中央高校研究基金(106112017CDJPT230001, 106112017CDJZRPY 0202)等項目的大力支持,同時得到蘇州大學阮長耿院士、南華大學劉錄山教授、佛羅里達州立大學Richard Nowakowski 教授、以色列理工大學 Hossam Haick教授和北京美中雙和醫療器械股份有限公司等的幫助。已授權2項國家發明專利、1項美國發明專利。
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