[发明专利]等离子体改性的医疗设备和方法

说明书

技术领域

本发明是关于医疗设备辉光放电等离子体涂层的用途与方法，在临床实践上，该医疗设备的长期生物相容性有所改善。特别是本发明与支架、导管、起博器、生物传感器等植入性医疗设备有关，通过独特的两步等离子体涂覆工艺，将持久耐用的生物活性剂或官能团涂覆到设备表面上，从而防止临床条件下的再狭窄和血栓形成。本发明还涉及到制造医疗设备的金属及高分子生物材料的表面处理，使这些设备的临床表现及耐用性有明显改善。

背景技术

请注意以下论述涉及到作者的一些发表论文和发表年份，最近论文发表的日期不能认为是在本发明之前的现有技术。本文对这些论文所作的讨论有更完整的背景，不能解释为因出于确定专利性的目的而承认这些论文为现有技术。

动脉硬化引起的冠状动脉性心脏病（CHD），因脂肪斑块的形成导致冠状动脉狭窄，仍是美国一大公共健康问题。每年有大约450,000人死于冠心病，近126万美国人有新发或复发性冠状动脉事件。冠心病在美国是致死的首要原因[心血管疾病统计，www.americanheart.org/]。在临床实践中，冠状动脉支架是一个较小的金属或合金制网管，其功能如脚手架一样撑开堵塞了的心脏动脉血管，防止其再度变窄（临床称为再狭窄）。但仍有大约25%植入的金属裸支架（BMS）仍会遭受再狭窄（较为典型的是在六个月时）。相比之下，当用于临床批准的适应症时，药物洗脱支架（DES）的再狭窄率则小于10%。

但是，由于近年来在安装支架后第1年内在支架中形成血栓（即支架血栓）的风险据说虽很小但却明显增大，因此DES的安全性越来越引起关注。事实上，DES植入后，在0.5%的病人会出现晚期支架血栓（即确定在经皮冠状动脉介入治疗（PCI）后，1-12月内发生），安装支架后至少4年的极晚期支架血栓（即PCI后超过1年发生）的风险仍较高[Daemen J等：《柳叶刀》369：667-678，2007]，虽然晚期支架血栓并不是时常发生的，但它却是一个威胁生命安全的问题。通过血管内超声显像检测[Alfonso等，《美国心脏病学会杂志》50：2095-2097，2007]和血管镜研究[Kotani等，《美国心脏病学会杂志》47：2108-2111，2006]，已确定愈合迟缓是晚期支架血栓的首要原因。每年约有600,000美国人安装DES[支架实际情况，http://americanheart.mediaroom.com/]，这意味着即使风险上升幅度很小，也会导致成千上万的病患因此心脏病发作以及死亡。而且，对安装DES后的长期且具挑战性的抗血栓治疗，在进行PCI后第1年内需要外科手术（该手术要求必须暂时停止使用抗血栓药物）的病人的管理中也是一个主要的难题。

相较于恢复血液流动的冠状动脉旁路移植术，冠状动脉成形术则是一项较便宜的临床手术，在该手术中，使球囊在堵塞的动脉中膨胀以恢复血液流动。美国每年约进行131万例的PCI血管成形术[血管成形术和心脏血运再建统计数据，www.americanheart.org/]。但血管成形术后的再狭窄却是一个重要的临床问题，因为对该血管损伤的生物反应就是刺激动脉平滑肌细胞加速增殖。使用BMS降低血管成形术后的再狭窄率是介入性心脏病学领域中的彻底改革[Indolfi等，《意大利心脏病学杂志》6（6）：498-506，2005]，DES虽然允许直接用于降低受损动脉再狭窄的药物控释，但会造成晚期支架血栓，认为这是由于持续的药物洗脱，从而在支架表面上遗留下一层高分子聚合物层所造成的。该聚合物层可在某些病人中引起慢性炎症和过敏性反应[Pendyala等，《介入心脏病学杂志》22（1）：37-48，2009]。尸解研究表明支架支柱的不完整内皮覆盖与纤维蛋白的持续沉积相关，是DES植入后晚期支架血栓形成的主要病理解剖底物[Joner等，《美国心脏病协会杂志》48：193-202, 2006；Byrne等，《心脏脉管学》57（5）：567-584，2009]。在使用BMS的病人中尚未发现此愈合迟缓。

因此，在冠状动脉性心脏病患者中使用防止再狭窄和血栓形成的医疗设备，特别是冠状动脉支架时，需要涂层和表面处理以改善安全性及疗效。