CN109381751B - 一种可降解金属支架及其制备方法 - Google Patents

一种可降解金属支架及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可降解金属支架及其制备方法，所述可降解金属支架上开设有若干个容置空间，所述容置空间内涂覆有包含螯合剂的螯合剂涂层。本发明提供了一种可降解金属支架，具有螯合剂涂层，可以对支架在降解过程中释放的金属离子进行螯合，在不影响支架完全降解的条件下实现对金属离子毒性的控制，而且，对机体本身的金属离子不造成干扰，有效的提高了可降解金属支架的生物安全性。

Description

一种可降解金属支架及其制备方法
技术领域
本发明属于医疗器械领域，涉及一种可降解金属支架及其制备方法。
背景技术
冠脉支架植入是治疗血管堵塞引起的心脏疾病的有效手段，从第一代裸金属支架研发至今，冠脉支架经历了三次变革。
第一代支架为裸金属支架，其具有很好的支撑血管的效果，并且内皮化良好，但由于无法抑制血管平滑肌增生，导致血管再狭窄概率高。
第二代支架为带药物缓释涂层的金属支架，其在第一代裸金属支架表面制备了药物缓释涂层，利用药物抑制平滑肌增生，大大降低了再狭窄发生率。然而，药物在抑制平滑肌增生的同时也抑制了内皮细胞的生长，使得血管内皮组织在长期难以修复，支架长期暴露在血液环境中，提高了晚期血栓的风险。
第三代支架为可降解高分子支架，在疏通和修复血管病变之后，支架会在一段时间后降解吸收，不会在血管中作为异物存留，解决了晚期血栓发生的问题。然而，临床实验证明高分子材料制备的可降解支架相比于金属支架具有严重的炎症反应，并且高分子材料的支撑力远不如金属材料。所以开发一种生物可吸收的金属支架十分必要。
镁、铁、锌是人体必须的微量元素，并且可以在生理环境中被反应吸收，因而成为可吸收金属支架的备选材料。但是，金属镁降解速率快、显影性差、机械性能差、降解过程产生大量氢气，金属铁点蚀效应强，很容易使支架失去支撑力，都不是理想的生物可吸收金属支架材料。相比之下，锌具有适宜的降解速率、显影性好、机械性能好、降解过程不产生氢气、无点蚀效应等优点，因此金属锌及锌合金更适宜制备生物可吸收金属支架。
然而，对金属锌及锌合金的生物安全性评价研究表明，金属锌具有一定的细胞毒性，其毒性主要来源于金属锌在细胞培养液中释放出的锌离子，当锌离子浓度被稀释到一定程度后毒性会消失。如果将锌制备成金属支架，待新生内膜将锌支架包裹之后，局部降解产生的锌离子很可给血管壁带来毒性危害。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种可降解金属支架，解决现有技术中可降解金属支架由于金属离子释放导致的支架植入部位的毒性问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可降解金属支架，所述可降解金属支架上开设有容置空间，所述容置空间内涂覆有包含螯合剂的螯合剂涂层。
进一步的，所述可降解金属支架为可降解的金属锌或锌合金支架，所述螯合剂为锌离子螯合剂。
进一步的，所述可降解金属支架为金属裸支架或具有药物涂层的金属支架。
进一步的，所述具有药物涂层的金属支架中，所述药物涂层涂覆在所述金属支架的外壁和/或内壁上。
进一步的，所述容置空间开设于所述可降解金属支架的外壁和/或内壁上。
进一步的，所述容置空间为通孔或凹槽。
进一步的，所述锌离子螯合剂选自依地酸钙钠、二乙烯三胺五乙酸、环己二胺四乙酸、氯碘羟喹、四吡啶甲基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠和乙二胺四乙酸四钠中的一种或几种组合。
进一步的，所述螯合剂涂层还包括载体，所述螯合剂涂层采用所述螯合剂与所述载体混合后涂覆至所述容置空间内制成。
进一步的，还包括保护层，所述保护层涂覆在所述螯合剂涂层的表面，其采用不包含螯合剂但包括载体的溶液涂覆在所述螯合剂涂层的表面制成。
进一步的，所述载体选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚偏氟乙烯、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚乙烯-醋酸乙烯酯、羟基磷灰石、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、聚砜、透明质酸钠、壳聚糖、肝素、海藻酸钠、纤维素和聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的一种或几种组合。
进一步的，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度均匀分布。
进一步的，所述容置空间为通孔时，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由通孔的中间向所述可降解金属支架的内壁和外壁两侧呈梯度递减分布。
进一步的，所述容置空间为凹槽时，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由所述凹槽的槽底向槽口呈梯度递减分布。
进一步的，所述可降解金属支架单位面积上的螯合剂的浓度为10μg/mm2～1mg/mm2。
进一步的，所述可降解金属支架单位面积上的螯合剂的浓度为100μg/mm2～1mg/mm2，优选地为100μg/mm2～500μg/mm2。
进一步的，所述螯合剂与所述载体的质量比为0.1～2。
本发明还提供了一种可降解金属支架的制备方法，包括如下步骤：
S1：将金属支架切割成带容置空间的结构；
S2：配置包含螯合剂和载体的螯合剂涂层溶液；
S3：将所述螯合剂涂层溶液滴加至所述容置空间内，待溶剂挥发。
进一步的，在所述S1中，将所述金属裸支架切割成带容置空间的结构后，在支架的外壁和/或内壁喷涂药物涂层。
进一步的，所述药物涂层包括药物和药物承载。
进一步的，所述药物选自雷帕霉素，所述药物承载选自聚乳酸。
进一步的，还包括S4：重复步骤S3，直至所述容置空间被填满。
进一步的，所述方法还包括：
S4：重复步骤S3若干次；
S5：配置不含螯合剂但包括载体的涂层溶液，将包含载体的涂层溶液滴加至所述容置空间内，待溶剂挥发；
S6：重复步骤S5，直至所述容置空间被填满。
进一步的，所述S2中，以螯合剂涂层溶液中螯合剂的浓度计，配置多个浓度梯度的螯合剂涂层溶液；所述S3中，将不同浓度的螯合剂涂层溶液依次滴加至所述容置空间内，其中越靠近所述容置空间开口处的螯合剂涂层浓度越低。
进一步的，所述容置空间的最外层螯合剂涂层中螯合剂的浓度为0。
与现有技术相比，本发明提供了一种可降解金属支架，具有螯合剂涂层，可以对支架在降解过程中释放的金属离子进行螯合，在不影响支架完全降解的条件下实现对金属离子毒性的控制，而且，对机体本身的金属离子不造成干扰，有效的提高了可降解金属支架的生物安全性。
而且，通过在螯合剂涂层中设置不同浓度梯度的螯合剂，可以与支架的金属离子释放速度相匹配，显著提高了螯合剂螯合金属离子的效果。
此外，还通过在螯合剂涂层表面设置保护层，减缓了早期螯合剂的释放速度，使其与支架的金属离子释放速度的匹配程度更高，进一步提高了螯合效果。
本发明提供的可降解金属支架的制备方法简单，可操作性好，便于实现产业化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图2是图1的A部放大图；
图3是本发明实施例提供的一种可降解金属支架的支架部分放大图；
图4是图3的B部放大图；
图5是本发明另一实施例提供的一种可降解金属支架的支架部分放大图；
图6是图5的C部放大图；
图7是本发明实施例1提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图8是本发明实施例2提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图9是本发明实施例3提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图10是本发明实施例4提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图11是本发明实施例5提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图12是本发明实施例6提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图13是本发明实施例7提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图14是本发明实施例8提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图15是本发明实施例9提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图16是本发明实施例10提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图17是本发明实施例11提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图18是本发明实施例12提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图19是本发明实施例13提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图20是本发明实施例14和15提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图21是本发明实施例16提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图22是本发明实施例17提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图23是本发明实施例18提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图24是本发明实施例19提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图25是本发明实施例20提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图26是本发明实施例21提供的一种可降解金属支架的结构示意图；
图27是一种可降解锌金属支架锌离子的释放示意图；
图28是螯合剂突释的示意图；
图29是螯合剂缓释的示意图；
图30是本发明实施例22中远离植入位置的血管中锌离子浓度的柱状图；
图31是本发明实施例22中植入位置的血管中锌离子浓度的柱状图；
图32是本发明实施例22中植入位置远端血管中锌离子浓度的柱状图；
图33是本发明实施例23中锌支架降解释放锌离子和锌离子螯合剂的释放曲线图。
其中，1-外壁；2-内壁；3-容置空间；4-螯合剂；5-载体；6-药物涂层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种可降解金属支架及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
请参考图1-图26，本发明提供了一种可降解金属支架，所述可降解金属支架上开设有若干个容置空间3，所述容置空间3内涂覆有包含螯合剂4的螯合剂4涂层。其中，本实施例中的所述可降解金属支架优选为可降解的金属锌或锌合金支架，所述螯合剂4为锌离子螯合剂4。在不影响可降解的金属锌或锌合金支架的锌完全降解的条件下，将锌螯合剂4负载到锌支架中，可以螯合锌支架降解释放的锌离子，避免锌离子浓度累积导致较高的毒性，提高了锌支架的生物安全性。同时，螯合剂4负载在支架的本体上，仅在植入位置的局部组织发挥药效，不会影响生物体的整体离子代谢平衡。
本实施例中，所述可降解金属支架可以为金属裸支架，也可以是具有药物涂层6的金属支架。利用药物可以抑制平滑肌增生，大大降低了冠脉再狭窄的发生率，同时，由于带药物涂层6的支架为可降解，因此不会影响血管内皮组织的后期修复。
另外，所述具有药物涂层6的金属支架中，所述药物涂层6可以涂覆在所述金属支架的外壁1上，也可以涂覆在支架的内壁2上，或在外壁1和内壁2同时涂覆药物涂层6。
进一步的，在本实施例中，所述容置空间3开设于所述可降解金属支架的外壁1和/或内壁2上，所述容置空间3可以为贯穿支架外壁1和内壁2的通孔或开设在支架的外壁1和/或内壁2上的凹槽。
上述锌离子螯合剂4可以选自依地酸钙钠(CaNa2EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、环己二胺四乙酸(CDTA)、氯碘羟喹(CQ)、四吡啶甲基乙二胺(TPEN)、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)和乙二胺四乙酸四钠(Na4EDTA)中一种或几种组合。这些锌离子螯合剂4均可以有效的螯合锌离子，降低锌离子的毒性。
进一步的，所述螯合剂4涂层还包括载体5，所述螯合剂4涂层采用所述螯合剂4与所述载体5混合后涂覆至所述容置空间3内制成。作为优选的，所述载体5选自任意分子量、晶型的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIBS)、聚乙烯-醋酸乙烯酯(PEVA)、羟基磷灰石(Hydroxyapatite)、碳化硅(SiC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚砜(PSU)、透明质酸钠、壳聚糖、肝素、海藻酸钠、纤维素和聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(包括F127、F108等)中的一种或几种组合。其中，聚乳酸(PLA)可以是右旋聚乳酸(PDLA)、左旋聚乳酸(PLLA)、消旋聚乳酸(PDLLA)。进一步优选的，所述载体5选自具有较好生物相容性和生物可降解性的材料，包括：PLGA、PLA、PDLA、PLLA、PDLLA和PCL。
本实施例中，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度为均匀分布，也可是非均匀分布。
具体来说，当所述容置空间为通孔时，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由通孔的中间向所述可降解金属支架的内壁和外壁两侧呈梯度递减分布。当所述容置空间为凹槽时，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由所述凹槽的槽底向槽口呈梯度递减分布。
由于金属支架例如锌支架在金属锌的降解过程中，锌离子的释放方式为先慢后快，直至完全降解锌离子浓度达到最高峰，之后锌离子被组织或随体循环吸收，浓度再逐渐下降，如图27所示。而螯合剂的释放与药物释放类似，当螯合剂在涂层中均匀分布时，早期的螯合剂突释会使螯合剂浓度快速升高，后期再慢慢下降，如果使用较好的螯合剂载体负载螯合剂，可以在突释后的一段时间内控制螯合剂释放在一个恒定的水平，如图28和29所示。
由于螯合剂与锌支架释放机制的差异，利用普通的涂层负载方式无法使螯合剂的释放曲线和锌离子的释放曲线做到相匹配。为了使螯合剂的释放曲线和锌离子的释放曲线尽量匹配，我们可以采用制备梯度浓度的螯合剂涂层的方式，由外层向内层螯合剂的负载浓度逐渐递增。这样在支架植入的早期，螯合剂释放浓度较低，到中后期待锌支架降解加快之后，内层的高浓度螯合剂释放，并且越向内层释放的浓度越高，直至锌支架完全降解，螯合剂完全释放，通过这种方式实现螯合剂的释放曲线和锌离子的释放曲线相匹配。
进一步的，本发明的可降解金属支架还可以包括保护层，所述保护层涂覆在所述螯合剂涂层的表面，其采用不包含螯合剂但包括载体的溶液涂覆在所述螯合剂涂层的表面制成。例如可以在螯合剂涂层最外层采用不含螯合剂但包括载体如PLA的溶液进行涂覆，这样，由于螯合剂涂层最外层的PLA的保护，使得螯合剂涂层中螯合剂的释放较慢，进一步降低螯合剂的释放浓度，到中后期待锌支架降解加快之后，外层的PLA也已完全降解，内层螯合剂释放加快，以便进一步实现螯合剂的释放曲线和锌离子的释放曲线相匹配。
由于螯合剂浓度过低将会造成螯合效果不明显，在后期锌离子释放过量时会由于螯合剂的量不足无法压制锌离子的毒性；反之，当螯合剂浓度过高时，又会过量螯合细胞或组织中原本就有的锌离子，造成组织局部缺锌，影响细胞和组织的生物功能。申请人经过大量试验，发现可降解金属支架单位面积上的螯合剂的浓度为10μg/mm2～1mg/mm2为较佳的浓度范围。更进一步优选的，所述可降解金属支架单位面积上的螯合剂的浓度范围为100μg/mm2～1mg/mm2。当螯合剂的浓度在100μg/mm2～500μg/mm2的范围内时效果最好。
螯合剂涂层中螯合剂与载体之间的配比也会影响螯合剂的释放速度，比值过低，螯合剂释放缓慢，螯合作用弱；比值过高，螯合剂释放速度快，长效性降低。较佳的，所述螯合剂与所述载体的质量比为0.1～2。
本发明提供的一种可降解金属支架的制备方法，包括如下步骤：
S1：将金属支架切割成带容置空间的结构，切割完成后，还可以在支架的外壁和/或内壁喷涂药物涂层，所述药物涂层包括药物和药物承载，所述药物可以为雷帕霉素，所述药物承载可以为聚乳酸。
S2：配置包含螯合剂和载体的螯合剂涂层溶液。
S3：将所述螯合剂涂层溶液滴加至所述容置空间内，待溶剂挥发。
S4：重复步骤S3，直至所述容置空间被填满。
在本发明的另一实施例中，还提供了一种包含保护层的可降解金属支架的制备方法，其制备方法的S1-S3与上述相同，不同之处在于，S4：重复步骤S3若干次；S5：配置不含螯合剂但包括载体的涂层溶液，将包含载体的涂层溶液滴加至所述容置空间内，待溶剂挥发；S6：重复步骤S5，直至所述容置空间被填满。
进一步的，所述S2中，以螯合剂涂层溶液中螯合剂的浓度计，配置多个浓度梯度的螯合剂涂层溶液；所述S3中，将不同浓度的螯合剂涂层溶液依次滴加至所述容置空间内，其中越靠近所述容置空间开口处的螯合剂涂层浓度越低。其中，当所述容置空间的最外层螯合剂涂层中螯合剂的浓度为0时，即最外层为不包含螯合剂的保护层。
在上述制备方法中，所述S1步骤中，将金属裸支架切割成带容置空间的结构时，容置空间可以为贯穿支架外壁和内壁的通孔，也可以是开设于支架外壁和/或内壁上的槽。
具体来说，当容置空间为通孔时，所述S2具体还包括：以螯合剂涂层溶液中螯合剂的浓度计，配置多个浓度梯度的螯合剂涂层溶液。所述S3具体包括：S31：按照螯合剂涂层溶液从低到高的顺序，将每个浓度的螯合剂涂层溶液依次进行如下操作：滴加螯合剂涂层溶液数层至所述容置空间内，待溶剂挥发。S32：按照螯合剂涂层溶液从高到低的顺序，将每个浓度的螯合剂涂层溶液依次进行如下操作：滴加螯合剂涂层溶液数层至所述容置空间内，待溶剂挥发。其中，作为优选方案，当所述S31步骤完成后，涂层的厚度等于所述通孔的高度的1/2；所述S32步骤完成后，涂层的厚度等于所述通孔的高度。以螯合剂涂层中螯合剂的浓度计，每个浓度的螯合剂涂层的厚度相等。利用该法方法制备得到的可降解金属支架中，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由通孔的中间向所述可降解金属支架的内壁和外壁两侧呈梯度递减分布。
当容置空间为槽时，所述S2具体包括：以螯合剂涂层溶液中螯合剂的浓度计，配置多个浓度梯度的螯合剂涂层溶液。所述S3具体包括：按照螯合剂涂层溶液从高到低的顺序，将每个浓度的螯合剂涂层溶液依次进行如下操作：滴加螯合剂涂层溶液数层至所述容置空间内，待溶剂挥发。作为优选的，当所述S3步骤完成后，涂层的厚度等于所述槽的深度；以螯合剂涂层中螯合剂的浓度计，每个浓度的螯合剂涂层的厚度相等。利用该法方法制备得到的可降解金属支架中，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由所述凹槽的槽底向槽口呈梯度递减分布。
为了进一步理解本发明，下面将结合更加详细具体的实施方式对本发明的优选方案进行描述，以凸显本发明提供的可降解金属支架及其制备方法的特点和特征。这些描述只是举例说明本发明方法的特征和优点，而非限制本发明的保护范围。
实施例1
请参考图7，是本发明提供的一种可降解金属支架的局部放大图。制备方法具体如下：
S1：将可降解金属支架切割成支架杆带通孔的结构。
S2：以依地酸钙钠(CaNa2EDTA)作为螯合剂，PLA作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PLA与乙酸正丙酯的溶液；将依地酸钙钠(CaNa2EDTA)首先用水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLA的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解，得到螯合剂涂层溶液，其中CaNa2EDTA在溶液中的最终浓度为1.5mg/mL。
S3：将螯合剂涂层溶液滴加在支架孔内，待溶剂挥发后重复滴加直至支架孔被填满。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，单位面积的依地酸钙钠的浓度是15μg/mm2。
实施例2
请参考图8，是本发明实施例2提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成支架杆带通孔的结构，并在支架的两个表面即外壁和内壁均喷涂上雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为10μg/mm2，单位面积的依地酸钙钠的浓度是15μg/mm2。
实施例3
请参考图9，是本发明实施例3提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例1和实施例2基本相同，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成支架杆带通孔的结构，并仅在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为5μg/mm2，单位面积的依地酸钙钠的浓度是15μg/mm2。
实施例4
请参考图10，是本发明提供的一种可降解金属支架的局部放大图。制备方法具体如下：
S1：将可降解金属支架切割成支架杆带通孔的结构。
S2：以依地酸钙钠(CaNa2EDTA)作为螯合剂，PLA作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PLA与乙酸正丙酯的溶液；将依地酸钙钠(CaNa2EDTA)首先用水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLA的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解。与前面几个实施例不同的地方在于，本实施例中，配制得到的螯合剂涂层溶液中，螯合剂CaNa2EDTA的浓度包括多个浓度梯度，分别为0.5mg/mL、1.5mg/mL、3mg/mL。
S3：首先向孔底部滴加0.5mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发；然后滴加浓度为1.5mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发；再滴加浓度为3mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发，此时，涂层的厚度达到通孔高度的1/2。接着按浓度从高到低的顺序，以相同的溶液量依次滴加浓度为3mg/mL、1.5mg/mL和0.5mg/mL的上述螯合剂涂层溶液，重复上述操作，直至通孔被涂层填满，并可以在操作过程中，控制每个浓度的涂层厚度相等。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由通孔的中间向所述可降解金属支架的内壁和外壁两侧呈梯度递减分布。其中，所述支架单位面积的依地酸钙钠的浓度是30μg/mm2。
实施例5
请参考图11，是本发明实施例5提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例4基本相同，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成支架杆带通孔的结构，并在支架的两个表面即外壁和内壁均喷涂上雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为10μg/mm2，单位面积的依地酸钙钠的浓度是30μg/mm2。
实施例6
请参考图12，是本发明实施例6提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例4和实施例5基本相同，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成支架杆带通孔的结构，并仅在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为10μg/mm2，单位面积的依地酸钙钠的浓度是30μg/mm2。
实施例7
请参考图13，是本发明实施例7提供的一种可降解金属支架的局部放大图。制备方法具体如下：
S1：将可降解金属支架切割成单侧带槽的结构，槽的位置可以是支架的内壁，也可是支架的外壁。
S2：以依地酸钙钠(CaNa2EDTA)作为螯合剂，PLGA作为载体，溶剂采用二氯甲烷。配制浓度为2％(w/v)的PLGA与二氯甲烷的溶液。将依地酸钙钠(CaNa2EDTA)首先用水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLGA的二氯甲烷溶液中，搅拌至均匀溶解，得到螯合剂涂层溶液，其中CaNa2EDTA在溶液中的浓度为1.5mg/mL。
S3：将螯合剂涂层溶液滴加在支架槽内，待溶剂挥发后重复滴加直至槽被填满。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，单位面积的依地酸钙钠的浓度是15μg/mm2。
实施例8
请参考图14，是本发明实施例8提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例7基本相同，不同之处在于S1：将支架切割完成后，在支架的两个表面即外壁和内壁均喷涂上雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
所述S2中，采用环已二胺四乙酸(CDTA)作为螯合剂，PDLA作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PDLA与乙酸正丙酯的溶液。将环已二胺四乙酸(CDTA)用浓度1M的NaOH溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLDA的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解，得到螯合剂涂层溶液，其中CDTA在溶液中的最终浓度为1mg/mL。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为10μg/mm2，单位面积的CDTA的浓度是20μg/mm2。
实施例9
请参考图15，是本发明实施例9提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例8基本相同，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成外壁带槽的结构，即槽的位置在支架的外壁上，切割完成后，也仅在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为5μg/mm2，单位面积的CDTA的浓度是20μg/mm2。
实施例10
请参考图16，是本发明实施例10提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例7、实施例8和实施例9相似，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成内壁带槽的结构，即槽的位置在支架的内壁上，切割完成后，在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
所述S2中，采用乙二胺四乙酸(EDTA)作为螯合剂，PLA作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PLA与乙酸正丙酯的溶液。将乙二胺四乙酸(EDTA)用浓度1M的NaOH溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLA的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解，得到螯合剂涂层溶液，其中EDTA在溶液中的最终浓度为1mg/mL。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为5μg/mm2，单位面积的EDTA的浓度是10μg/mm2。
实施例11
请参考图17，是本发明实施例11提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例7相似，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成外壁和内壁两侧均带槽的结构。
所述S2中，采用二乙烯三胺五乙酸(DTPA)作为螯合剂，PCL作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PCL与乙酸正丙酯的溶液。将二乙烯三胺五乙酸(DTPA)用热水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PCL的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解，得到螯合剂涂层溶液，其中DTPA在溶液中的最终浓度为1.5mg/mL。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，单位面积的DTPA的浓度是15μg/mm2。
实施例12
请参考图18，是本发明实施例12提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例11相似，不同之处在于S1：将支架切割完成后，在支架的两个表面即外壁和内壁均喷涂上雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
所述S2中，采用乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)作为螯合剂，PLA作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PLA与乙酸正丙酯的溶液。将乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)用水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLA的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解，得到螯合剂涂层溶液，其中Na2EDTA在溶液中的最终浓度为1.5mg/mL。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为10μg/mm2，单位面积的Na2EDTA的浓度是15μg/mm2。
实施例13
请参考图19，是本发明实施例13提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例12相似，不同之处在于S1：将支架切割完成后，仅在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
所述S2中，采用乙二胺四乙酸二钠(Na4EDTA)作为螯合剂，PLA作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PLA与乙酸正丙酯的溶液。将乙二胺四乙酸二钠(Na4EDTA)用水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLA的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解，得到螯合剂涂层溶液，其中Na4EDTA在溶液中的最终浓度为1.5mg/mL。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为5μg/mm2，单位面积的Na2EDTA的浓度是15μg/mm2。
实施例14
请参考图20，是本发明实施例14提供的一种可降解金属支架的局部放大图。制备方法具体如下：
S1：将可降解金属支架切割成单侧带槽的结构，槽的位置可以是支架的内壁，也可是支架的外壁。
S2：以依地酸钙钠(CaNa2EDTA)作为螯合剂，PLGA作为载体，溶剂采用二氯甲烷。配制浓度为2％(w/v)的PLGA与二氯甲烷的溶液；将依地酸钙钠(CaNa2EDTA)首先用水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLGA的二氯甲烷溶液中，搅拌至均匀溶解。与前面几个实施例不同的地方在于，本实施例中，配制得到的螯合剂涂层溶液中，螯合剂CaNa2EDTA的浓度包括多个浓度梯度，分别为0.5mg/mL、1.5mg/mL、3mg/mL。
S3：首先向槽底部滴加3mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发；然后滴加浓度为1.5mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发；最后再滴加浓度为0.5mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发，直至槽被涂层填满，并可以在操作过程中，控制每个浓度的涂层厚度相等。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由所述凹槽的槽底向槽口呈梯度递减分布。其中，所述支架单位面积的依地酸钙钠的浓度是20μg/mm2。
实施例15
请继续参考图20，是本发明实施例15提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例14相似，不同之处在于：
S1：将可降解金属支架切割成外壁带槽的结构，即槽的位置在支架的外壁上。
S2：与实施例14的S2相同。
S3：首先向槽底部滴加3mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发；然后滴加浓度为1.5mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发；最后再滴加浓度为0.5mg/mL的溶液数层，待溶剂挥发。
S4：制备保护层：配置不含CaNa2EDTA的PLGA溶液，将其滴加至槽内，待溶剂挥发，直至槽被涂层填满。
可以在操作过程中，控制每个浓度的涂层厚度相等。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由所述凹槽的槽底向槽口呈梯度递减分布，并在螯合剂涂层的表面形成了一层不含螯合剂的保护层。其中，所述支架单位面积的依地酸钙钠的浓度是15μg/mm2。
实施例16
请参考图21，是本发明实施例16提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例14基本相同，不同之处在于S1：将支架切割完成后，在支架的两个表面即外壁和内壁均喷涂上雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为10μg/mm2，单位面积的CaNa2EDTA的浓度是20μg/mm2。
实施例17
请参考图22，是本发明实施例17提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例14基本相同，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成外壁带槽的结构，即槽的位置在支架的外壁上，切割完成后，也仅在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为5μg/mm2，单位面积的CaNa2EDTA的浓度是20μg/mm2。
实施例18
请参考图23，是本发明实施例18提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例14基本相同，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成内壁带槽的结构，即槽的位置在支架的内壁上，切割完成后，在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为5μg/mm2，单位面积的CaNa2EDTA的浓度是20μg/mm2。
实施例19
请参考图24，是本发明实施例19提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例14相似，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成外壁和内壁两侧均带槽的结构。
所述S2中，以依地酸钙钠(CaNa2EDTA)作为螯合剂，PLA作为载体，溶剂采用乙酸正丙酯。配制浓度为2％(w/v)的PLA与乙酸正丙酯的溶液。将依地酸钙钠(CaNa2EDTA)首先用水溶解成浓度较高的母液，再将母液滴加到溶解有PLA的乙酸正丙酯溶液中，搅拌至均匀溶解，配制得到的螯合剂涂层溶液中，螯合剂CaNa2EDTA的浓度包括多个浓度梯度，分别为0.5mg/mL、1.5mg/mL、3mg/mL。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，单位面积的依地酸钙钠的浓度是40μg/mm2。
实施例20
请参考图25，是本发明实施例20提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例14相似，不同之处在于S1：将可降解金属支架切割成外壁和内壁两侧均带槽的结构，然后在支架的两个表面即外壁和内壁均喷涂上雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为10μg/mm2，单位面积的依地酸钙钠的浓度是40μg/mm2。
实施例21
请参考图26，是本发明实施例21提供的一种可降解金属支架的局部放大图。其制备方法与实施例20相似，不同之处在于S1：将支架切割完成后，仅在支架的外壁喷涂雷帕霉素药物涂层，药物承载为聚乳酸。
按照上述方法制备得到的可降解金属支架中，可降解金属支架为具有单面药物涂层的支架，支架单位面积的雷帕霉素药物浓度为5μg/mm2，单位面积的依地酸钙钠的浓度是40μg/mm2。
实施例22
动物实验：以不含螯合剂涂层的可降解金属裸支架作为对照组，选取上述21个实施例中的实施例1,2,4,5,7,8,11,12,15制备得到的可降解金属支架分别作为实验组1-9，进行动物试验，测试支架植入动物体内后，动物体内锌离子的浓度累积情况。
测试方法如下：
S01：样品制备：按照实施例1,2,4,5,7,8,11,12,15中的方法制备9种不同的负载有锌离子螯合剂的可降解金属锌支架，并作为实验组1-9；将不含有锌离子螯合剂的可降解金属锌裸支架作为对照组。支架尺寸为2.5mm*13mm。将10组支架经压握、包装、灭菌后待用。
S02：准备体重为2.2～2.6kg的新西兰大白兔。实验组1-9分别植入负载有锌离子螯合剂的对应的9种实验组支架，对照组植入不含有锌离子螯合剂的可降解金属锌裸支架。
S03：植入180天后，处死动物。分离支架植入段血管、支架植入段远端血管(长度为5mm)、远离植入位置的血管，用ICP-AES测试上述三种血管中的锌离子浓度。
测试结果：
对实验组和对照组的三种血管的锌离子浓度进行检测，结果如图30～32所示。其中，图30为远离植入位置的血管中锌离子浓度的柱状图、图31为植入位置的血管中锌离子浓度的柱状图、图32为植入位置远端血管中锌离子浓度的柱状图。其中，图30远离植入位置的血管中锌离子浓度可作为空白浓度值作为参考。
结合图32的结果，我们可以看到，实验组和对照组在支架远端血管中锌离子的浓度差异并不大，表明金属支架的植入对于远端血管中锌离子的浓度影响并不明显。
图31表明，实验组和对照组植入位置血管中锌离子的浓度差异很大。具体来看，在不包含锌离子螯合剂的对照组中，锌离子在局部血管的浓度累积可高达原始血管浓度的100倍。而加入锌离子螯合剂之后，9组实验组中锌离子浓度的累积均降低到对照组的1/10。说明，锌离子螯合剂的使用可有效降低锌离子浓度在血管中的累积，显著降低了锌离子的毒性作用。
实施例23
可降解金属锌支架中锌离子和锌离子螯合剂的释放结果测试：选取实施例15中制备得到的可降解金属锌支架作为实验对象，分析支架释放锌离子和锌离子螯合剂的变化趋势。具体测试方法如下：
首先，按照实施例15的工艺制备负载有螯合剂的可降解金属锌支架。
然后，将支架分别植入8组兔子的髂动脉，每组三只动物，每只动物左右髂动脉各植入一枚支架。
最后，在植入之后的1个月、3个月、6个月、9个月、12个月、13个月、14个月和15个月各解剖一组动物，分别测试每组动物在支架植入位置的血管中锌离子的浓度和支架内残留的锌离子螯合剂的浓度。
根据测试结果计算出支架释放的锌离子浓度和锌离子螯合剂浓度，并绘制成释放曲线，如图33所示。
从图中可以看出，实施例15制备得到的可降解金属锌支架中，锌离子的释放和螯合剂的释放具有较好的匹配性。
综上所述，本发明提供了一种可降解金属支架，具有螯合剂涂层，可以对支架在降解过程中释放的金属离子进行螯合，在不影响支架完全降解的条件下实现对金属离子毒性的控制，而且，对机体本身的金属离子不造成干扰，有效的提高了可降解金属支架的生物安全性。
而且，通过在螯合剂涂层中设置不同浓度梯度的螯合剂，可以与支架的金属离子释放速度相匹配，显著提高了螯合剂螯合金属离子的效果。
此外，还通过在螯合剂涂层表面设置保护层，减缓了早期螯合剂的释放速度，使其与支架的金属离子释放速度的匹配程度更高，进一步提高了螯合效果。
本发明提供的可降解金属支架的制备方法简单，可操作性好，便于实现产业化。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种可降解金属支架，其特征在于，所述可降解金属支架上开设有容置空间，所述容置空间内涂覆有包含螯合剂的螯合剂涂层；
所述可降解金属支架为可降解的金属锌或锌合金支架，所述螯合剂为锌离子螯合剂；
所述螯合剂涂层还包括载体，所述螯合剂涂层由所述螯合剂与所述载体混合后涂覆至所述容置空间内制成；所述螯合剂与所述载体的质量比为0.1～2；
所述可降解金属支架还包括保护层，所述保护层涂覆在所述螯合剂涂层的表面，其采用不包含螯合剂但包括载体的溶液涂覆在所述螯合剂涂层的表面制成；
所述容置空间为通孔，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由通孔的中间向所述可降解金属支架的内壁和外壁两侧呈梯度递减分布；或者所述容置空间为凹槽，所述螯合剂在所述螯合剂涂层中的浓度沿所述可降解金属支架的径向由所述凹槽的槽底向槽口呈梯度递减分布。
2.根据权利要求1所述的一种可降解金属支架，其特征在于，所述容置空间开设于所述可降解金属支架的外壁和／或内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种可降解金属支架，其特征在于，所述锌离子螯合剂选自依地酸钙钠、二乙烯三胺五乙酸、环己二胺四乙酸、氯碘羟喹、四吡啶甲基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠和乙二胺四乙酸四钠中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的一种可降解金属支架，其特征在于，所述载体选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚偏氟乙烯、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚乙烯-醋酸乙烯酯、羟基磷灰石、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、聚砜、透明质酸钠、壳聚糖、肝素、海藻酸钠、纤维素和聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的一种可降解金属支架，其特征在于，所述可降解金属支架单位面积上的螯合剂的浓度为10mg/mm2～1mg/mm2。
6.根据权利要求5所述的一种可降解金属支架，其特征在于，所述可降解金属支架单位面积上的螯合剂的浓度为100mg/mm2～1mg/mm2。
7.根据权利要求6所述的一种可降解金属支架，其特征在于，所述可降解金属支架单位面积上的螯合剂的浓度为100mg/mm2～500mg/mm2。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的可降解金属支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将金属支架切割成带容置空间的结构；
S2：配置包含螯合剂和载体的螯合剂涂层溶液；
S3：将所述螯合剂涂层溶液滴加至所述容置空间内，形成涂层；
S4：制备保护层涂覆在所述涂层的表面，所述保护层采用不包含螯合剂但包括载体的溶液涂覆在所述涂层的表面制成。
9.根据权利要求8所述的一种可降解金属支架的制备方法，其特征在于，所述S2中，以螯合剂涂层溶液中螯合剂的浓度计，配置多个浓度梯度的螯合剂涂层溶液；所述S3中，将不同浓度的螯合剂涂层溶液依次滴加至所述容置空间内，其中越靠近所述容置空间开口处的螯合剂涂层浓度越低。
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