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摘要
本研究利用幾丁聚醣作為血管支架的主要材料，以化學共價交聯的方式製備出具形狀記憶的螺旋形支架，並包覆抗血管內膜增生藥物sirolimus於支架中，製備一可完全生物分解的藥物制放型血管支架。本研究主要分為三部分。第一部份的目的為製備一具有良好機械性質的螺旋形血管支架。利用天然交聯劑genipin進行交聯處理，將幾丁聚醣混成膜定形成螺旋形。實驗結果證實，以1% genipin、兩倍離子強度的磷酸鹽溶液於37℃下交聯支架三小時，可將支架定形成一完美的螺旋形，並具有較佳的機械性質。第二部份為支架的體內生物相容性評估，將血管支架植入兔子的腹主動脈中，經過一天後取樣，並沒有急性血栓產生，且支架結構完整；植入一個禮拜後，血管會有較強的發炎反應發生；而經過三個月之後，發炎的情況減緩，不過仍無法避免內膜增生的情形。第三部分為製備藥物制放型之血管支架，以期改善內膜增生的問題。探討不同包藥量及塗佈Duraflo肝素，對血管支架之藥物釋放動力學的影響。由實驗結果可知，未塗佈Duraflo肝素的血管支架會有burst release的情況；反之，支架上塗佈Duraflo肝素，可延緩藥物之釋放，其釋放模式接近零次釋放。為了證實由支架所釋放出的sirolimus，仍具有其藥物活性，因此本研究將所製備的支架與平滑肌細胞共培養，並進行MTT assay的定量分析、螢光顯微鏡的定性觀察(Life/Dead Viability)與流式細胞儀的cell cycle分析。結果證實，支架所釋放之sirolimus仍保有其藥物活性，可讓平滑肌細胞停滯於cell cycle週期中的G1 phase，達到抑制平滑肌細胞增生的效果。綜合以上的結果，經genipin交聯處理的藥物制放型血管支架，確實具有良好的機械性質與體內的生物相容性，其釋放之sirolimus可有效地抑制平滑肌細胞的增生，預期可發展成為新一代之生物可分解式之藥物制放型血管支架。

目 錄
內容 頁數
摘要 I
目錄 II
圖索引 VI
表索引 IX

第一章 緒論
1.1 前言 1
1.2 冠狀動脈疾病 1
1.3 經皮冠狀動脈血管擴張術（PTCA） 2
1.4 冠狀動脈血管支架（STENT） 3
1.5 藥物制放型血管支架（DRUG-ELUTING STENT） 4
1.6生物可分解式的藥物高分子型制放型血管支架(BIODEGRADABLE POLYMERIC DRUG-ELUTING STENT ) 6
1.7 幾丁聚醣(CHITOSAN, CS)、甘油(GLYCEROL, GL)、聚氧化乙烯(POLYETHYLENE OXIDE, PEO) 6
1.8 交聯處理 8
1.9 SIROLIMUS（RAPAMUNE） 9
1.10研究動機與目的 11

第二章 螺旋形血管支架之研發：交聯條件與物化性質之探討
2.1 研究目的 15
2.2 幾丁聚醣混成膜的製備 15
2.3 螺旋形支架的製備 16
2.4在不同離子強度的PBS溶液裡交聯對支架塑形能力之影響 17
2.4.1 掃描式電子顯微鏡 17
2.5 探討不同交聯時間對支架機械性質與物化性質之影響 18
2.5.1 交聯指數（FIXATION INDEX）分析 18
2.5.2 自我膨潤時間、支架直徑縮膨比測試 21
2.5.3 探討不同交聯時間對支架機械性質的影響 22
2.5.4 崩塌壓力(COLLAPSED PRESSURE)測試 22
2.5.5 探討不同交聯程度的血管支架對抗酵素分解的影響 23
2.6在不同離子強度的PBS溶液裡進行交聯之結果 25
2.6.1 交聯後支架的形態 25
2.6.2以不同離子強度的PBS溶液交聯，對支架的最大可負載力與最大形變率之影響 26
2.6.3 以掃描式電子顯微鏡觀察的結果 26
2.7 不同交聯時間測試結果 27
2.7.1 不同交聯時間對交聯度的影響 27
2.7.2 不同交聯時間對膨潤比與膨脹時間的影響 29
2.7.3 不同交聯時間對支架的最大可負載力與最大形變率之影響 30
2.7.4崩塌壓力測試結果 32
2.7.5不同交聯度對血管支架抗酵素分解之影響 33
2.8 結論 35

第三章 動物實驗
3.1 研究目的 37
3.2 血管支架的製備與滅菌 37
3.3 動物實驗流程 37
3.3.1 植入過程 37
3.3.2取樣過程 38
3.4 動物實驗分析 39
3.4.1 蘇木紫與伊紅染色法(H & E ) 39
3.4.2免疫染色 39
3.5 動物實驗結果 40
3.5.1動物實驗過程與植入一天取樣觀察結果 40
3.5.2、H&E染色結果 40
3.5.2免疫染色結果 41
3.6 結論 42

第四章 藥物制放型血管支架之研發
4.1 研究目的 43
4.2 材料製備 43
4.2-1藥物制放型血管支架的製備 43
4.2-2藥物制放型血管支架的製備 43
4.3 包藥量分析------------------------------------------ 44
4.4 血管支架塗布肝素定量------------------------------------------ 44
4.5 藥物釋放------------------------------------------ 45
4.6 體外藥物活性分析------------------------------------------ 45
4.6-1 MTT測試 45
4.6-2 LIVE/DEAD VIABILITY/CYTOTOXICITY定性分析 46
4.6-3 細胞週期(CELL CYCLE)分析 : 流式細胞儀 47
4.7藥物包覆率及藥物釋放------------------------------------------ 48
4-7-1 藥物包覆率測量結果 48
4-7-2 肝素塗佈含量與藥物釋放結果 50
4.8 體外藥物活性測試結果 50
4.8-1 MTT測試結果 50
4.8-2 LIVE/DEAD VIABILITY/CYTOTOXICITY定性分析結果 51
4.8-3 細胞週期(CELL CYCLE)分析結果 51
4.9 結果與討論 52

參考文獻 55

圖索引
圖1-1、冠狀動脈疾病之成因與症狀 2
圖1-2、冠狀動脈血管支架之應用示意圖 4
圖1-3、幾丁聚醣的化學結構式 7
圖1-4、甘油結構式 8
圖1-5、聚氧化乙烯結構式 8
圖1-6、GENIPIN交聯幾丁聚醣的交聯反應示意圖- -9
圖1-7、SIROLIMUS之化學結構式 -----10
圖1-8、SIROLIMUS之藥物釋放型血管支架抑制血管內膜增生機制 11
圖1-9、實驗規劃 14
圖2-1、幾丁聚醣混成膜的製備 16
圖2-2、螺旋形支架的製備 16
圖2-3、壓縮測試示意圖 17
圖2-4、NINHYDRIN與自由胺基的反應機制 19
圖2-5、崩塌壓力測試裝置 22
圖2-6、LYSOZYME酵素水解幾丁聚醣的機制 24
圖2-7、以不同離子強度的PBS溶液裡進行交聯之結果 25
圖2-8、鹽離子導致的離子屏蔽作用 26
圖2-9、不同離子強度的PBS溶液裡交聯，對支架的最大可負載力與最大形變率之影響 27
圖2-10、不同離子強度的PBS溶液裡交聯對支架形變率的影響 28
圖2-11、不同離子強度的PBS溶液裡交聯血管支架的SEM圖 28
圖2-12、不同交聯時間對交聯度的影響 29
圖2-13、GENIPIN與幾丁聚醣的反應示意圖 31
圖2-14、不同交聯程度對支架縮膨能力的影響 32
圖2-15、不同交聯時間對支架的最大可負載力與最大形變率之影響 32
圖2-16、不同支架機械性質的比較 33
圖2-17、金屬支架與生物可分解高分子支架壓縮回復的情形 34
圖2-18、交聯程度對支架崩壓壓力的影響 34
圖2-19、不同交聯程度的血管支架被酵素分解後在溶液中累積的自由
胺基量 35
圖2-20、不同交聯程度經酵素分解兩個月後的SEM圖 ： (A) 0 %；
(B) 55 %；(C) 85 % 36
圖3-1、動物實驗之麻醉過程 38
圖3-2、以FRENCH SHEATH將支架植入兔子動脈中 38
圖3.3免疫染色流程圖 40
圖3-4、(A) 為支架植入後血管外觀；圖(B)為植入24小時後，取出血管測試血管暢通率 41
圖3-5、H&E染色結果(A)一個禮拜取樣結果；圖(B)三個月取樣的結 41
圖3-6、免疫染色結果：(A) 一個禮拜取樣的免疫反應；(B) 三個月取樣的免疫反應(C) 一個禮拜取樣，血管內皮修復的情形；(D)三個月取樣，血管內皮修復的情形 42
圖4.1、將支架以TRANSWELL放在CELL CULTURE內的裝置圖 46
圖4.2、MTT的實驗流程圖 46
圖4-3、LIVE/DEAD VIABILITY/CYTOTOXICITY的實驗流程圖 47
圖4-4、細胞週期分析的CELL CULTURE的流程圖 48
圖4-5、細胞週期分析的處裡細胞的流程圖 49
圖4-6、血管支架藥物釋放曲線 50
圖4-7、以MTT測量藥物活性之結果 51
圖4-8、以螢光顯微鏡觀察LIVE/DEAD VIABILITY/CYTOTOXICITY的結果 52
圖4-9、流式細胞儀CONTROL組分析結果 54















表索引
表1-1、目前使用於冠狀動脈血管支架的材料 3
表1-2、目前已應用在支架塗佈上之藥物與材料 5
表2-1、體外抗酵素分解實驗組與對照組的內含物組成 23
表2-2、不同離子強度的環境下交聯對支架微結構與最大形變率的
影響-------------------- 28
表2-3、不同交聯時間的STENT其乾濕直徑縮膨比 29
表2-4、不同材質支架機械性質的比較 35
表3-1、血管的再狹窄率 41
表4-1、血管支架SIROLIMUS的含量以及包覆率 51

參考文獻
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