夏永輝， 任 玲， 徐 克， 李衛(wèi)校， 畢永華， 譚麗麗， 陳姍姍

血管支架內(nèi)再狹窄 （in-stent restenosis，ISR）主要由血管內(nèi)膜過度增生引起［1］，是影響支架植入術(shù)中、遠(yuǎn)期療效的最主要因素，大樣本多中心研究表明，傳統(tǒng)的金屬裸支架中、遠(yuǎn)期ISR可高達(dá)38%～41%［2-3］。因此，如何減輕支架植入后內(nèi)膜增生程度是控制ISR的關(guān)鍵。在2006年美國心臟病學(xué)會(huì)高峰論壇上，與會(huì)專家們一致認(rèn)為可降解支架有望減輕支架對(duì)血管內(nèi)膜的刺激作用從而降低ISR，可能成為今后血管支架的發(fā)展方向。本研究將可降解的AZ31鎂合金支架置入犬的外周動(dòng)脈內(nèi)，通過組織病理學(xué)方法觀察新生內(nèi)膜增生情況，探討可降解支架置入后血管內(nèi)膜的增生規(guī)律。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

清潔級(jí)成年雄性Beagle犬12只，體重12.5～15.3 kg，平均13.6 kg，購自中國醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。動(dòng)物的飼養(yǎng)和操作遵循美國國家衛(wèi)生研究院1996年發(fā)表的 “Guide for the Care and Use of Laboratory Animals”中的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備

采用激光雕刻技術(shù)制備的AZ31鎂合金支架24枚，規(guī)格為6 mm×20 mm，表面經(jīng)過氟化處理以增強(qiáng)耐腐性，由中國科學(xué)院金屬研究所提供。支架預(yù)裝于6 mm×40 mm球囊導(dǎo)管，采用球囊擴(kuò)張式釋放（圖1）。球囊導(dǎo)管購自常州久虹醫(yī)療器械有限公司。介入治療器材及設(shè)備：10 F動(dòng)脈鞘，0.035英寸黑泥鰍導(dǎo)絲，血管穿刺針，血管造影手術(shù)包。西門子ARCADIS Varic多功能C形臂，Exakt硬組織切磨系統(tǒng)（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入實(shí)驗(yàn)室）。動(dòng)物麻醉劑：速眠新Ⅱ及3%戊巴比妥鈉，由中國醫(yī)科大學(xué)局部解剖學(xué)教研室提供。

1.3 操作方法

圖1 AZ31鎂合金支架的球囊擴(kuò)張式釋放過程

速眠新Ⅱ（0.1 ml/kg）聯(lián)合3%戊巴比妥鈉（1 ml/kg）［4］肌肉注射麻醉動(dòng)物，備皮、消毒，鋪無菌手術(shù)巾，自股動(dòng)脈搏動(dòng)點(diǎn)處切開皮膚5 cm，鈍性分離肌層，解剖暴露雙側(cè)股動(dòng)脈，直視下以改良Seldinger技術(shù)穿刺股動(dòng)脈，置入10 F動(dòng)脈鞘，送入Pigtail造影導(dǎo)管置于腹主動(dòng)脈末端行雙髂動(dòng)脈造影，進(jìn)行髂外動(dòng)脈定位及管徑評(píng)估，于雙側(cè)髂外動(dòng)脈內(nèi)各置入1枚6 mm×20 mm球囊擴(kuò)張式AZ31鎂合金支架，支架置入后再次造影評(píng)價(jià)有無急性血栓形成（圖2）。術(shù)畢拔管，動(dòng)脈穿刺點(diǎn)以5-0血管縫合線閉合，再縫合肌層及皮膚。肌內(nèi)注射青霉素鈉160萬u預(yù)防性抗炎。術(shù)后動(dòng)物分籠飼養(yǎng)，禁食、水12 h，每日喂食阿司匹林100 mg抗血小板，持續(xù)1周。

圖2 AZ31鎂合金支架置入犬雙側(cè)髂外動(dòng)脈

AZ31鎂合金支架在體內(nèi)的降解時(shí)間約為104.5 d［5］，故在支架置入后 1、3、6 個(gè)月分別取 4 只動(dòng)物支架段血管進(jìn)行HE染色，顯微鏡下觀察鎂合金支架置入后對(duì)新生內(nèi)膜增生的影響。重點(diǎn)觀察新生內(nèi)膜的組成及形態(tài)，測(cè)量支架段血管新生內(nèi)膜厚度以及中膜厚度，計(jì)算內(nèi)膜-中膜厚度比值以評(píng)價(jià)新生內(nèi)膜增生程度［6-7］。支架段血管采用硬組織切磨系統(tǒng)制備病理切片。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

計(jì)量數(shù)據(jù)采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組計(jì)量數(shù)據(jù)間差異采用t檢驗(yàn)，設(shè)95%可信區(qū)間。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

24枚鎂合金支架成功置入12只犬的雙側(cè)髂外動(dòng)脈內(nèi)，術(shù)后即刻血管造影無支架內(nèi)急性血栓形成，支架置入后無動(dòng)物死亡。在支架置入后1個(gè)月，新生內(nèi)膜已完全覆蓋支架表面，并出現(xiàn)過度增生情況。術(shù)后1、3、6個(gè)月，內(nèi)膜-中膜厚度比值分別為1.17±0.06、1.64±0.09、0.91±0.05，術(shù)后 3個(gè)月內(nèi)膜增生程度明顯高于1個(gè)月與6個(gè)月，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；1個(gè)月與6個(gè)月間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。血管新生內(nèi)膜的主要成分為血管平滑肌細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)，與中膜內(nèi)的血管平滑肌細(xì)胞相比，新生內(nèi)膜中的血管平滑肌細(xì)胞分布較為無序，通過斷裂的內(nèi)彈力板與中膜內(nèi)的血管平滑肌細(xì)胞相延續(xù)。支架置入后1個(gè)月和3個(gè)月，在支架桿周圍可見少量炎性細(xì)胞，主要為淋巴細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞，在支架置入后6個(gè)月，支架完全降解消失，炎性細(xì)胞亦隨之消失。在支架置入后早期（1個(gè)月），支架支撐桿周圍可見少量空泡樣改變（圖3）。

圖3 AZ31鎂合金支架置入后內(nèi)膜增生

3 討論

近年來，生物惰性材料如不銹鋼、鎳鈦合金等制成的血管支架置入后長期留置于血管內(nèi)可產(chǎn)生持續(xù)的機(jī)械性刺激作用，易引起ISR，有學(xué)者提出采用鎂合金等可降解金屬材料制成血管支架的設(shè)想。普遍認(rèn)為與傳統(tǒng)的金屬支架相比，鎂合金支架具有能與傳統(tǒng)支架相媲美的力學(xué)性能，支撐力可達(dá)到（92 ± 4）kPa［5］，能對(duì)抗支架置入術(shù)后早期彈性回縮，快速內(nèi)皮化，且致血栓性低［8］。雖然具備上述優(yōu)勢(shì)，但評(píng)價(jià)鎂合金支架置入后療效的主要指標(biāo)仍是血管內(nèi)膜增生引起的ISR程度。早在2003年，Heublein等［9］將含有2%鋁及1%稀土金屬的AE21鎂合金材料制成20枚血管支架，置入11頭家豬的冠狀動(dòng)脈內(nèi)，在術(shù)后10、35、56 d分別對(duì)支架段血管進(jìn)行血管造影及病理分析，結(jié)果在支架置入術(shù)后10、35 d發(fā)現(xiàn)了較明顯的內(nèi)膜增生，并導(dǎo)致約40%的管腔丟失。在外周動(dòng)脈方面，Bosiers等［10］將Biotronik AG公司研制的WE43鎂合金支架置入60名受試者的膝下動(dòng)脈，6個(gè)月的血管造影顯示總體通暢率為31.8%，低于單純行經(jīng)皮球囊擴(kuò)張成形術(shù)組，說明鎂合金裸支架與傳統(tǒng)裸支架一樣在置入后可能會(huì)引起血管內(nèi)膜過度增生，最終導(dǎo)致ISR發(fā)生。

本研究采用AZ31鎂合金材料制成的血管支架進(jìn)行犬外周動(dòng)脈置入實(shí)驗(yàn)，以觀察置入后的血管內(nèi)膜增生規(guī)律。我們發(fā)現(xiàn)AZ31鎂合金支架置入后1個(gè)月即已產(chǎn)生較為明顯的血管內(nèi)膜增生，術(shù)后3個(gè)月時(shí)最為明顯，表明鎂合金支架雖然具有可降解性，但仍然無法回避其作為金屬材質(zhì)在體內(nèi)的異物刺激性問題。尤其是在3個(gè)月時(shí)，隨著支架降解程度的增加，支架表面變得更加不平整甚至有部分金屬顆粒脫落，更刺激了血管平滑肌細(xì)胞的增殖，從而產(chǎn)生了更厚的血管新生內(nèi)膜層。支架的置入及降解還引起了輕度的炎性反應(yīng)，炎性細(xì)胞主要分布在支架桿的周圍，多為淋巴細(xì)胞及單核-巨噬細(xì)胞，這種炎性細(xì)胞的聚集可能與支架降解過程中表面的平整度變差有關(guān)。Slottow等［11］將鎂合金支架置入豬的冠狀動(dòng)脈內(nèi)，在支架置入早期也發(fā)現(xiàn)此類炎性反應(yīng)。局部的炎性反應(yīng)在內(nèi)膜增生過程中可能亦起到一定的促進(jìn)作用。由于鎂合金材料在降解過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的氣體［12-13］，本研究發(fā)現(xiàn)部分支架桿周圍的空泡樣改變可能是支架完全內(nèi)皮化后鎂合金降解產(chǎn)生的氣體不能及時(shí)吸收聚集所致，而此類空泡是否對(duì)血管內(nèi)膜增生產(chǎn)生影響尚未可知。支架置入后6個(gè)月，鎂合金基材完全降解消失，消除了對(duì)內(nèi)膜的持續(xù)刺激作用，血管新生內(nèi)膜發(fā)生重塑，厚度有所降低。傳統(tǒng)金屬裸支架置入血管后24 h，血管平滑肌細(xì)胞開始增生，4周左右最為活躍，并持續(xù)3個(gè)月［14］。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，AZ31鎂合金支架置入后的新生內(nèi)膜增生規(guī)律與傳統(tǒng)的金屬裸支架類似。在鎂合金支架置入后6個(gè)月，支架完全降解消失，內(nèi)膜增厚程度出現(xiàn)了一定的減輕，這可能與支架的機(jī)械性刺激作用消除后血管正性重塑有關(guān)。由此可見可降解支架在置入早期與傳統(tǒng)裸支架相比并無明顯的優(yōu)越性，但在支架完全降解后，由于刺激因素的消失導(dǎo)致血管的過度修復(fù)作用減弱，內(nèi)膜增厚亦隨之減輕，這又體現(xiàn)了可降解理念的先進(jìn)性。歐陽墉等［15］認(rèn)為，目前鎂合金支架降解過快而過早地失去了徑向支撐力，可能不足以對(duì)抗早期的彈性回縮，另外降解的金屬離子在體內(nèi)局部積存可能也會(huì)產(chǎn)生不利的影響，這些缺點(diǎn)都有待于克服。

綜上所述，AZ31鎂合金支架雖然能在3～6個(gè)月內(nèi)完全降解，但在其存留于血管壁時(shí)仍能引起較為明顯的內(nèi)膜增生，在支架降解后新生內(nèi)膜具有一定的重塑能力使內(nèi)膜增生出現(xiàn)一定程度減輕。因此，如何降低可降解支架對(duì)血管內(nèi)膜增生的刺激作用將成為今后研究的重要方向。本研究結(jié)果僅說明AZ31鎂合金支架對(duì)血管內(nèi)膜增生的影響，而制備鎂合金支架的基材包括多種型號(hào)，如AZ31、AZ21、WE43、AE21、AM60等，因此本研究具有一定的局限性，仍需更多研究進(jìn)一步探討。

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