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细胞涂层支架

阅读:209发布:2021-06-09

专利汇可以提供细胞涂层支架专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种细胞涂层 支架 ,其特征在于支架表面附着有EPC或EC细胞层。组织工程细胞 涂层支架 由于被覆血管内皮祖细胞(EPC)或血管内皮细胞(EC),在植入支架的同时,随着支架的扩张,EPC也到达了受损的血管内膜处,EPC分裂增生形成新的血管内皮细胞,故可快速修复损伤的血管内皮细胞,有效地消除了由于血管内皮细胞损伤引发的血管平滑肌细胞的增生与迁移,避免了血栓形成及血管 再狭窄 的发生。,下面是细胞涂层支架专利的具体信息内容。

1、细胞涂层支架,其特征在于支架表面附着有EPC或EC细胞层。
2、根据权利要求1所述的细胞涂层支架,所述EPC、EC细胞分布密度为5× 102个/cm2。
3、根据权利要求1所述的细胞涂层支架,所述EPC细胞、EC细胞来源于自 体或异体的血液,脐血,脐动脉,静脉,骨髓或脂肪组织,通过粘合剂粘 附于支架表面。
4、根据权利要求3所述的细胞涂层支架,所述粘合剂层厚度为100-250μm, 涂布顺序依次为可溶性明胶,多聚甲酸乙酯胶,热敏性多聚凝胶, 聚异丙基丙烯酰胺凝胶,各胶层厚度为5-100μm。
5、根据权利要求4所述的细胞涂层支架的制备方法步骤为:(1)在支架表面 涂布粘合剂层,(2)置于去离子水中浸泡后干,(3)将EPC细胞或EC 细胞接种于支架上,在培养液中培养,形成EPC细胞或EC细胞层即可。
6、根据权利要求5所述的细胞涂层支架的制备方法,所述粘合剂层上有小孔, 孔径大小15-250μm,孔距1mm。
7、根据权利要求5所述的细胞涂层支架的制备方法,所述培养液的组成为 M199或DMEM 400g/L,青霉素1×105U/L,链霉素100mg/L,血管内皮生 长因子10ug/L,10-4mol/L抗坏血酸,1.6mmol/L L-谷氨酸。
8、根据权利要求1所述的细胞涂层支架,所述EPC细胞、EC细胞层是自体 或异体的动脉或静脉血管内膜,通过手术线缝合在支架表面。
9、根据权利要求8所述的细胞涂层支架的制备方法,所述手术线为可吸收或 不可吸收的手术线。
10、权利要求1所述的细胞涂层支架,其特征在于支架表面粘附有能结合EPC 或EC细胞的抗体,所述抗体为CD34+抗体,CD133抗体,KDR抗体或 VIII因子抗体。

说明书全文

技术领域

发明涉及生物医学工程领域,特别是涉及一种医疗用支架

背景技术

缺血性心脏病是最为常见的疾病,一般来说,冠状动脉血管狭窄低于50% 时,对血流的影响不大,狭窄达到75%时就会明显影响血流的通畅而产生心绞 痛症状。因此,两支以上狭窄大于50%时,就需要进行冠状动脉搭桥手术了。 许多接受过冠脉成形治疗并在冠状动脉内安装支架的病人(俗称PTCA),一旦再 发生心绞痛,也需要进行搭桥手术。但搭桥手术费用高,病人生命危险大,在 冠状动脉血管狭窄前期,冠心病患者可以通过在狭窄的心脏血管处植入支架, 使狭窄部位得到扩张而得以治愈。然而,在植入普通的支架后,通过加压扩张 发生病变的狭窄血管段时,可造成血管内膜损伤。受损的血管内膜刺激机体不 仅产生血栓而且分泌多种生长因子及细胞因子,造成血管平滑肌细胞过度分裂 增生并向内膜迁移,引发新生内膜过分增生,大概有20%~30%的病人会在几 个月内发生再度狭窄,需要再次治疗。新型药物支架则在普通的金属支架上涂 布一层药物,使再狭窄的可能性大幅降低至10%以内,因此被称为是“冠心病 治疗史上的一次革命”。2003年美国FDA批准了洗脱性药物缓释支架(DES) 上市。该类支架(DES)通过不断在局部病变血管处缓慢释放抑制细胞增生的 药物来抑制血管平滑肌细胞的增生,从而达到降低了病变血管再狭窄的发生。 但是,DES支架所释放抑制细胞增生的药物不仅抑制血管平滑肌细胞的增生, 同时也抑制血管内皮细胞的增生,这样就使得植入支架的病变血管段由加压扩 张导致损伤的血管内皮细胞难以愈合,从而引发血栓的形成及中远期冠状动脉 再狭窄的发生。

发明内容

本发明针对上述产品的缺陷,提供一种细胞涂层支架,在支架表面附着有 血管内皮细胞或血管内皮祖细胞,使损伤的内皮细胞得到快速修复,有效抑制 血栓形成及抑制再狭窄的发生。
本发明还提供该支架的制备方法。
细胞涂层支架,其特征在于支架表面附着有EPC或EC细胞层。
所述EPC、EC细胞的分布密度大于5×102个/cm2。
所述EPC、EC细胞来源于自体或异体的血液,脐血,脐动脉,静脉,骨 髓或脂肪组织,通过粘合剂粘附在支架表面。
所述粘合剂层厚度为100-250μm,涂布顺序依次为可溶性明胶,多聚甲酸乙酯胶,热敏性多聚凝胶,聚异丙基丙烯酰胺凝胶(IPAAM),各层厚度 为5-100μm。
所述细胞涂层支架的制备方法步骤为:(1)支架表面涂布粘合剂层,(2) 于去离子水中浸泡后干,(3)将EPC细胞或EC细胞接种于支架上,在培养 液中培养,形成EPC细胞或EC细胞层即可。
所述粘合剂层上有小孔,孔径大小15-250μm,孔距1mm。
所述培养液的组成为M199或DMEM 400g/L,青霉素1×105U/L,链霉素 100mg/L,VEGF(血管内皮生长因子)10ug/L,10-4mol/L抗坏血酸,1.6mmol/L L-谷氨酸。
所述EPC细胞、EC细胞层是自体或异体动脉或静脉血管内膜,通过手术 线缝合在支架上。
细胞涂层支架,其特征在于支架表面粘附有能结合EPC或EC细胞的抗体, 所述抗体为CD34+抗体,CD133抗体,KDR抗体或VIII因子抗体。
血管内皮细胞受损是冠状动脉再狭窄发生的主要原因。本发明在支架的涂 层上种植血管内皮祖细胞(EPC)层或是血管内皮细胞(EC)层,当支架置入 冠状动脉内后,细胞层紧帖血管内壁,可以补充动脉血管中受损的EPC或EC 细胞。我们成功地从外周血中分离和纯化了EPC,将其种植于支架上,并在体 外进行EPC的培养传代。EPC可以来源于自体或异体的血液,脐血,脐动脉 血,脐静脉血,静脉,骨髓或脂肪组织。
为增加EPC层的牢固性,支架表面处理非常关键。应用明胶,多聚氨基 甲酸乙酯,多聚热敏性凝胶高分子新材料等对支架进行表面处理,保证EPC 紧密结合于支架上,不至于脱落。在处理过的支架表面可用CO2激光均匀打上 小孔,孔径大小15-250μm,孔距1mm。打孔后的涂层使EPC易于吸附在涂 层的表面,且使支架植入体内后,EPC细胞易于往外生长,更贴紧于血管内壁。 EPC属于较难培养的比较娇嫩的干细胞,本发明的培养液主成份为M199或 DMEM,同时添加青霉素、链霉素等防菌杀菌。将含有支架的培养液置于37℃, 5%CO2饱和湿度的培养箱中。4天后更换培养基,每4-7天换液一次。14-29 天后形成一层膜贴于支架表面。
血管内膜内含有丰富的EPC、EC细胞,是修复损伤的血管内皮细胞的最 佳选择。血管内膜剥离后用手术线将其固定在支架上。手术线为可吸收或不可 吸收线。利用血管内膜作为EPC、EC细胞的供体,该支架成本降低,手术风 险减小,易于操作。
EPC膜表面存在特异性的抗原受体如CD34+,FIKI(血管内皮生长因子受体 2阳性),CD133抗体或VIII因子抗体,这些特异性抗原受体能结合血液中的 EPC、EC,将其吸附于表面。当支架表面种植有这些抗体时,在体内血液循环 过程中,支架表面能逐渐形成EPC或EC细胞层。
组织工程细胞涂层支架由于被覆血管内皮祖细胞(EPC)或血管内皮细胞 (EC),在植入支架的同时,随着支架的扩张,EPC也到达了受损的血管内膜 处,EPC分裂增生形成新的血管内皮细胞,故可快速修复损伤的血管内皮细胞, 有效地消除了由于血管内皮细胞损伤引发的血管平滑肌细胞的增生与迁移,避 免了血栓形成及血管再狭窄的发生,可解决药物洗脱性支架(DES)的不足。
本发明从人外周血液中分离培养出血管内皮祖细胞(EPC),应用血管组 织工程技术将体外培养的EPC种植于冠状动脉血管支架表面(种植前,支架 用高分子材料进行涂层处理,以增加其黏附性),使支架表面形成一完整的单 层内皮细胞层;然后将这种新型的支架植入体内,从根本上解决了抑制血栓形 成及血管再狭窄发生。血管内皮细胞支架(EPC-STENT)(如图5)是国际领 先的新一代组织工程产品,具有极其广阔的市场前景。
附图说明
图1:抗体阳性细胞(X250)
图2:CD34+阳性细胞(X100)
图3:凋亡细胞(X100)
图4:打孔后的涂层支架(X24)
图5:完整的涂层支架及导管
图6:涂层支架(X24)
图7:涂层扫描电镜图(X1000)

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
下列实施例中所用抗体是市场所购,所用试剂均采用常规方法配制,所用试剂 原料也是市场购得。
实施例1  制备细胞涂层支架(EPC涂层)
1.1外周血液中分离MNC(单核细胞):
从外周血管中抽取5-60ML血液,加复方枸橼酸钠注射液(ACD-A)按 1∶10加入抗凝,1∶1加入Histoque-1077细胞分离液,以400g/Min在室温离 心10-30Min,用PBS清洗三次。
1.2CD34+细胞的分离纯化:
采用磁性活化细胞分选系统纯化CD34+细胞。1×105-1×1010个MNC(单 核细胞)悬浮于30ul,4℃去磁化PBE缓冲液中(含2mmol/L EDTA,0.5% 血清白蛋白),加50ul偶联于磁珠的鼠抗人CD34抗体,4℃孵育30Min。用上 述缓冲液洗二次,100×g离心5Min,除去未结合抗体,用500ul PBE缓冲液悬 浮。分离磁柱置于磁场中分选出磁珠阳性细胞(MNCCD34+)。
1.3鉴定检测:
1.3.1免疫组织化学检查:
分离的单核细胞培养7天后,贴壁细胞片用4%多聚甲固定。10%血 清中和非特异性单克隆抗体结合位点,鼠抗人vWF、KDR、CD34、CD133单克 隆抗体分别与受体结合。用IgG1-κ设阴性对照。PBS冲洗二遍,生物素标记 的马抗鼠IgG1孵育,再用抗生素免疫过化酶处理即可观察。(如图1)从图 1中可以看出得到的为抗体阳性细胞。
1.3.2流式细胞分析:
培养7天后的细胞用0.25%胰蛋白酶37℃消化10-15Min。加入含20%胎 牛血清的M199培养液,调整细胞浓度为5×106-1×1010细胞/L,取40uL分别加 入FITC标记的CD34抗体和PE标记的AC133抗体孵育20Min,用流式细胞 仪分析。(如图2)结果显示均为抗体阳性细胞即EPC。
1.3.3AC-LDL实验——细胞凋亡检测:
培养7天后的贴壁细胞加入DiI-Ac-LDL(乙酰化低密度脂蛋白)15mg/L, 37℃孵育24h。在荧光显微镜下计数阳性细胞。
PI(碘化丙锭)和annexinV双染色标记细胞,后行流式细胞仪分析, PI-/annexinV+为凋亡细胞。(如图3。)结果显示仅有少数凋亡细胞。
1.4支架涂布粘合剂
在支架表面涂一层可溶性明胶,其浓度为20mg/ml,厚度为:50um。自然 风干后涂一层多聚氨基甲酸乙酯胶,浓度为30mg/ml,厚度为:20um。然 后再涂一层热敏性多聚水凝胶,浓度为40mg/ml,厚度为:30um,聚异丙基 丙烯酰胺凝胶(IPAAM),浓度为50mg/ml,厚度为:50um。风干后用CO2激 光在支架涂层的表面均匀的打上小孔,孔径大小50μm,孔距1mm。
1.5细胞传代培养种植于支架上:
将已涂布好的支架完全置于去离子水中浸泡5-60Min,在无菌条件下取出 风干。将EPC和/或EC接种于含有20%胎牛血清的M199培养液(400g/L)支架 上,再加入青霉素(1×105U/L),链霉素(100mg/L),VEGF(血管内皮生长 因子)(10ug/L),抗坏血酸(10-4mol/L),L-谷氨酸(1.6mmol/L)。将含有支 架的培养基置于37℃,5%CO2饱和湿度的培养箱中。4天后更换培养基,每5 天换液一次。20天形成一层膜贴于支架表面(如图4),EPC接种密度1×1002 个/cm2。经扫描电镜(X1000),可见EC呈“铺路石”样形态于支架上。
(如图7)
实施例2制备细胞涂层支架(血管内膜)
2.1剥离血管内膜
取一段动物的动脉血管,洗净,将其固定在平板上,在解剖目镜下,用手 术刀划开血管壁,将其展平后固定,然后小心地剥离下血管内膜,去除多余组 织,将其清洗干净。
2.1固定于支架上
用手术线固定血管内膜片于支架上,手术线为可吸收线或不可吸收线。
实施例3制备抗体涂层支架(CD34+抗体)
3.1明胶,聚异丙基丙烯酰胺凝胶制备
将20g明胶,50g N-异丙基丙烯酰胺,40ul四甲基二乙胺,50g N,N-亚甲基 双丙烯酰胺(BIS)及50ml聚二乙醇致孔剂溶解于1L去离子水中,等完全溶 解后,加入30ml过硫酸氨,同时通入N2,再加入10ml戊二醛并快速搅拌均 匀。
3.2涂胶于支架上
将支架置入正在快速搅拌的胶液中,室温下静置2小时,取出支架,将支架再 放入40℃去离子水中浸泡,反复换水三次,去掉杂质后,自然风干。
3.3抗体吸附于支架上(如图6)
将风干的涂胶支架置于含12mg/mlCD34+抗体中,在10℃下静置50分钟,取 出支架,在15℃下放置2小时,紫外线照射消毒即可获得抗体涂层支架。
实施例4制备抗体涂层支架(CD133抗体)
4.1明胶,聚异丙基丙烯酰胺凝胶制备
将22g明胶,45g N-异丙基丙烯酰胺,40ul四甲基二乙胺,50g N,N-亚甲基 双丙烯酰胺(BIS)及50ml聚二乙醇致孔剂溶解于1L去离子水中,等完全溶 解后,加入30ml过硫酸氨,同时通入N2,再加入10ml戊二醛并快速搅拌均 匀。
4.2涂胶于支架上
将支架置入正在快速搅拌的胶液中,室温下静置2小时,取出支架,将支架再 放入40℃去离子水中浸泡,反复换水三次,去掉杂质后,自然风干。
4.3抗体吸附于支架上
将风干的涂胶支架置于含15mg/mlCD133抗体中,在15℃下静置40分钟,取 出支架,在10℃下放置3小时,紫外线照射消毒即可获得抗体涂层支架。
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