[发明专利]一种金属气管支架材料的通用改性方法及应用

说明书

本发明公开了一种金属气管支架材料的通用改性方法及应用，本发明金属气管支架的改性方法包括如下步骤：以铂片为阳极，以导电金属气管支架为阴极，以壳聚糖溶液作为电解质进行电沉积加工，制备得到壳聚糖覆膜金属气管支架；采用商品化生物素化试剂盒分别标记壳聚糖覆膜金属支架和生物活性蛋白；采用链霉亲和素将壳聚糖覆膜金属支架和生物活性蛋白偶联起来，即可制备得到具有可控生物活性和生物相容性的新型气管支架材料。本发明的改性方法可作为一种通用的加工策略应用于制备兼具抗感染、抑制瘢痕生成和血管化等多种功能的气管支架材料。

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料和介入医学的交叉领域，具体涉及一种金属气管支架材料的通用改性方法及应用。

背景技术

随着介入医学的发展，临床上对金属气管支架的需求越来越高，研发用于气管狭窄治疗的新型气管支架具有重要意义。目前，临床上使用的金属裸支架易引起接触部位肉芽组织增生。患者需接受二次手术治疗，术后易出现大咯血、气管黏膜撕裂、气管塌陷等并发症，严重危害了患者的预后质量。因此，研发可控编辑金属支架材料表面理化和生物学性能的加工技术至关重要。

目前，用于支架改性的技术主要包括浸渍涂层技术、静电纺丝技术、喷涂涂层技术和热熔涂层技术。虽然以上技术具有各自的优势，同时也存在一些不足，如在实际生产和应用中存在载药量不足、药物暴释、易崩解、毒副作用大、加工难度大等缺陷。电化学沉积技术(Zou X,Ji L,Ge J,Sadoway DR,Edward TY,Bard AJ.Electrodeposition ofcrystallinesilicon films from silicon dioxide for low-cost photovoltaic applications.NatCommun 2019,10(1):1-7)作为一种具有吸引力的涂层加工技术，其是采用常温电解的方法将金属、盐或氧化物薄而紧密的沉积于导电衬底材料表面。壳聚糖(Riaz RajokaMS,ZhaoL,Mehwish HM,Wu Y,Mahmood S.Chitosan and its derivatives:synthesis,biotechnological applications,andfuture challenges.ApplMicrobiolBiotechnolog2019,103(4):1557-1571)作为自然界唯一存在的天然碱性多糖，电解时，带正电的壳聚糖分子向阴极移动，阴极的局部高pH值环境使壳聚糖分子从溶液中析出，可沉积于支架材料表面形成薄而致密的壳聚糖涂层。因此，通过电沉积技术可制备得到具有壳聚糖涂层的气管支架，该改性方法不仅工艺简单、绿色环保和可控编辑，而且赋予支架优异的生物相容性。

此外，结合生物素-链霉亲和素技术(Serrano-Plana J,Rumo C,Rebelein JG,Peterson RL,Barnet M,Ward TR，Enantioselective Hydroxylation of Benzylic C(sp)-HBonds by an Artificial Iron Hydroxylase Based on the Biotin-Streptavidin Technology，J.Am.Chem.Soc.2020，142(24))可进一步获得多功能化的气管支架。例如，生物素通过与伯胺基反应从而对各种蛋白类物质(血管抑制肽、CD146抗体等)和壳聚糖分别进行生物素标记。标记后的蛋白类物质和壳聚糖可进一步通过链霉亲和素形成不可逆的化学交联。制备得到的功能化气管支架材料具有原位起效、作用持久、无药物暴释、全身毒副作用小等优势，能较好的克服现有药物洗脱支架存在的缺点与不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供了一种可控编辑金属气管支架的通用改性方法，所述改性方法主要是结合电化学沉积技术和生物素-链霉亲和素技术，在裸支架表面制备得到壳聚糖功能化涂层。