李 盼，馮 靜，許博軒，王志超，房德磊，曹 琳，張峻霞

（1.天津科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300222；2.天津市輕工與食品工程機(jī)械裝備集成設(shè)計(jì)在線監(jiān)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300222）

0 引言

據(jù)國家心血管病中心組織專家撰寫的《中國心血管健康與疾病報(bào)告2021》顯示，我國心血管疾病人數(shù)已達(dá)3.3 億，且在城鄉(xiāng)居民疾病死亡構(gòu)成比中心血管疾病占首位[1]。心血管疾病發(fā)生的主要原因是動脈出現(xiàn)粥樣硬化，而動脈粥樣硬化的治療方法主要包括藥物治療、動脈搭橋術(shù)和介入治療。

藥物治療一定程度上可降低心血管疾病發(fā)病率[2]，但藥物治療周期長，適用于輕度心血管疾病治療[3]。動脈搭橋手術(shù)難度大，術(shù)后恢復(fù)時(shí)間長。而血管介入治療是醫(yī)生基于數(shù)字減影血管造影圖像實(shí)時(shí)反饋操縱導(dǎo)管導(dǎo)絲帶動介入支架至血管病灶部位進(jìn)行針對性治療，與傳統(tǒng)外科手術(shù)和藥物治療相比，其具有創(chuàng)傷小、見效快、并發(fā)癥少等特點(diǎn)，目前已經(jīng)成為治療心血管疾病最高效、精準(zhǔn)的手段之一[4-6]。

血管介入手術(shù)采用的支架材料及性能已成為國內(nèi)外學(xué)者研究的焦點(diǎn)。理想的血管支架應(yīng)在各個方面都具有優(yōu)良性能，如良好的適應(yīng)性、順應(yīng)性、可操控性和生物相容性[7-9]。支架介入雖能防止血管彈性回縮，有效治療冠狀動脈疾病，但內(nèi)膜增生、血栓纖維化等晚期問題仍然存在，炎癥反應(yīng)、平滑肌增生還會導(dǎo)致后期再狹窄問題的產(chǎn)生。因此，如何解決支架介入晚期問題已成為支架臨床應(yīng)用所面臨的挑戰(zhàn)。

本文介紹血管支架的發(fā)展歷程，闡述金屬永久性支架、覆膜及涂層支架和生物可降解支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用材料、機(jī)械性能、應(yīng)用現(xiàn)狀及不足，并提出血管介入支架的未來發(fā)展方向。

1 血管支架的發(fā)展歷程

血管支架是治療心血管疾病的具有鏤空微小結(jié)構(gòu)的管狀醫(yī)療器械，在介入手術(shù)中起到支撐狹窄閉塞血管、保持血流通暢、防止血管回彈的作用。在工作空間狹小的血管內(nèi)，介入手術(shù)對支架的材料性能和機(jī)械性能都有嚴(yán)格要求。

冠狀動脈球囊（無支架）擴(kuò)張作為介入治療的最初方式，首先將導(dǎo)絲穿過血管堵塞位置，利用導(dǎo)絲將球囊輸送至病灶，通過加壓使球囊膨脹，從而打開阻塞的冠狀動脈，最后將球囊卸載并撤出血管，術(shù)后狹窄段血管可立即得到改善[10]。隨著介入設(shè)備的研究與發(fā)展，該手術(shù)治療方式主要采取支架介入式，并經(jīng)歷了3 個重要的發(fā)展階段。第一階段為球囊擴(kuò)張金屬裸支架，解決了單純球囊擴(kuò)張術(shù)后的血管回彈問題，提高了手術(shù)過程的安全性。但金屬材料生物相容性低，會刺激血管壁產(chǎn)生嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)和內(nèi)膜增生[11]。第二階段為藥物洗脫支架，包含支架平臺、藥物和藥物載體。與球囊擴(kuò)張金屬裸支架相比，藥物洗脫支架上的藥物能有效緩解炎癥反應(yīng)、抑制平滑肌細(xì)胞增殖，但早期藥物洗脫支架的藥物載體為非可降解材料，易導(dǎo)致局部炎癥和過敏現(xiàn)象[12]，進(jìn)一步增加晚期支架內(nèi)再狹窄的風(fēng)險(xiǎn)。第三階段為生物可降解支架，當(dāng)血管完成重構(gòu)后隨人體代謝排出，在同一病灶處可完成多次介入而不受影響，且異物反應(yīng)和炎癥反應(yīng)輕微。生物可降解血管支架可避免永久性植入物造成的內(nèi)膜過度增生等不良影響，逐漸成為當(dāng)前血管支架的研究熱點(diǎn)[13]。

2 血管支架的研究現(xiàn)狀

根據(jù)血管支架的發(fā)展歷程，將支架分為金屬永久性支架、覆膜及涂層支架和生物可降解支架[14]。

2.1 金屬永久性支架

2.1.1 不同幾何結(jié)構(gòu)的金屬永久性支架

根據(jù)簡單幾何結(jié)構(gòu)可以將金屬永久性支架分為管狀[15]、環(huán)型[16]、編織型[17]和纏繞狀[18]4 種類型，如圖1 所示。

圖1 不同幾何結(jié)構(gòu)的金屬永久性支架

De Bock 等[16]分析了3 種不同支架結(jié)構(gòu)和血管幾何形狀對支架輔助動脈瘤盤繞的影響，證明閉合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的環(huán)型支架更適用于高彎曲度的血管，并且可減少由于支架置入引起的血管矯直問題。Rieu等[19]比較了纏繞狀支架Cook GRⅡ與其他16 種支架的徑向力，經(jīng)過比較測試將共計(jì)17 種支架按彈性區(qū)域是否存在分為2 組，其中帶彈性區(qū)域的支架在一定小范圍作用力下可抵抗局部應(yīng)力，超過閾值支架將表現(xiàn)為彈塑性。章青等[20]采用靜電紡絲、熔融紡絲制成了有2 層管壁且外壁具有周向微槽結(jié)構(gòu)的管狀支架，經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)證明，該支架具有良好的細(xì)胞相容性，微溝槽結(jié)構(gòu)能夠誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞沿著纖維暨微溝槽方向一致取向排列。Liu 等[21]提出了一種混合編織技術(shù)制備聚乳酸編織支架的新方法并評價(jià)了其力學(xué)性能，結(jié)果表明混合編織支架保持了薄單絲編織支架優(yōu)異的柔韌性，同時(shí)具有厚單絲編織支架良好的徑向支撐性能。

總體來說，管狀支架徑向支撐剛性好，適用于彈性張力高的分叉病變處。環(huán)型支架具有較好的柔軟性及良好的傳送性能，但在徑向支撐剛性方面不及管狀支架。編織型支架彎曲柔順性能較好，但徑向支撐性能不足，且在膨脹過程中易發(fā)生軸向短縮。纏繞狀支架縱向柔軟性較好但徑向支撐力較差，且在膨脹過程中易出現(xiàn)不均勻擴(kuò)張現(xiàn)象。

2.1.2 不同血管內(nèi)擴(kuò)張方式的金屬永久性支架

根據(jù)支架在血管內(nèi)的擴(kuò)張方式，金屬永久性支架又可以分為球囊擴(kuò)張式支架和自擴(kuò)張式支架，如圖2 所示[22]。球囊擴(kuò)張式支架具有支撐性能，通過球囊對支架的擴(kuò)張力使支架在球囊卸除后仍可保持原有形狀，進(jìn)而支撐狹窄血管及疏通血液流動，如圖2（a）所示。自擴(kuò)張式支架是自身伴隨導(dǎo)管進(jìn)入血管，到達(dá)病變位置后，導(dǎo)管撤回，支架依靠自身材料的形狀記憶效應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)張行為，如圖2（b）所示。自擴(kuò)張式支架的典型代表包括Wallstent 支架[23]、Radius 支架等[24]。

圖2 不同血管內(nèi)擴(kuò)張方式的金屬永久性支架[22]

針對球囊擴(kuò)張式支架的結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能，學(xué)者進(jìn)行了以下研究。江旭東等[25]在結(jié)構(gòu)方面考慮了相同長徑比N 型橋筋及非對稱N 型橋筋的血管支架，構(gòu)建了支撐彎曲血管的支架非線性有限元模型，分析了血管支架構(gòu)型、血管幾何參數(shù)和血管生物力學(xué)損傷的關(guān)系，驗(yàn)證了N 型橋筋支架對血管力學(xué)損傷低，更適用于彎曲血管。李萍萍等[26]設(shè)計(jì)了一種新型球囊擴(kuò)張式支架，分析了該支架單胞模型在氣囊膨脹受壓后發(fā)生均勻膨脹的彈塑性變形，得出應(yīng)力和變形預(yù)測結(jié)果，通過有限元驗(yàn)證得出該支架具有良好的軸向短縮率，有助于支架在血管中精確定位。謝中敏[22]設(shè)計(jì)了一種面向錐形血管的球囊擴(kuò)張式支架，并研究了其體外自由擴(kuò)張力學(xué)行為，得出在支架錐度與血管錐度差異性較小時(shí)支架軸向縮短率較低，對血管力學(xué)損傷較小，更適用于錐形血管。

針對自擴(kuò)張式支架的結(jié)構(gòu)及徑向支撐能力，學(xué)者進(jìn)行了以下研究。Ghriallais 等[27]探討了支架幾何建模時(shí)對稱性、周期性對自擴(kuò)張式支架徑向位移和徑向力的影響，并研究了壓接對支架徑向力的影響。McKenna 等[28]評估了編織角度及聚合物覆蓋層對自擴(kuò)張式支架力學(xué)性能的影響，評估表明編織角度越大，軸向壓縮力越大，而徑向力越小，聚合物覆蓋層厚度為25 m 時(shí)能表現(xiàn)出較好的力學(xué)性能。Yoshino等[29]介紹了一種自擴(kuò)張式支架的設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)，可依據(jù)患者癥狀設(shè)計(jì)支架形狀，使其具有適合相關(guān)癥狀的機(jī)械性能。Glushchenko 等[30]開發(fā)了一種自擴(kuò)張生物可吸收聚合物支架，可在高效壓接后產(chǎn)生自擴(kuò)張行為，擁有快速生物吸收能力和足夠的徑向力，而且植入豬模型后支架仍表現(xiàn)出高效輸送、加速再吸收和管腔損傷少的優(yōu)勢。

球囊擴(kuò)張式支架受外部擠壓易產(chǎn)生永久性變形，而自擴(kuò)張式支架軸向剛度較弱，具有更強(qiáng)的柔性。置入血管后，球囊擴(kuò)張式支架達(dá)最大直徑，無法繼續(xù)擴(kuò)張，而自擴(kuò)張式支架隨時(shí)間推移可形成更大管腔，對動脈瘤、血管錐化等病變治療有利[31-32]。

金屬永久性支架的特點(diǎn)及適用場合見表1。

表1 金屬永久性支架的特點(diǎn)及適用場合

2.2 覆膜及涂層支架

金屬永久性支架表面無任何化學(xué)物品或聚合物材料添加，多由鎳鈦合金或不銹鋼制成，如圖3（a）所示[33]。由于金屬直接與管壁接觸，不可避免造成內(nèi)膜過度增生，后期易導(dǎo)致金屬支架再狹窄問題，為術(shù)后恢復(fù)帶來困難[34-35]。

圖3 覆膜及藥物洗脫支架

由此，研究者開發(fā)出覆膜支架及涂層支架，通過不同方式將膜性材料或藥物包覆在金屬支架表面，起到表面改性、減少血栓的作用，也可顯著減少支架內(nèi)再狹窄[36-37]，如圖3（b）所示。

2.2.1 永久性聚合物藥物洗脫支架

最初的藥物洗脫支架使用永久性聚合物涂層，與金屬裸支架相比，可顯著降低再狹窄率[38]。Caixeta等[39]比較了西羅莫司洗脫支架（sirolimus-eluting stent，SES）與金屬裸支架5 年的臨床隨訪結(jié)果，證明SES在減少靶血管重建術(shù)方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。Fr?bert 等[40]根據(jù)藥物洗脫支架與金屬裸支架的臨床結(jié)果來驗(yàn)證藥物洗脫支架的長期安全性及有效性，隨訪結(jié)果證明2 組支架內(nèi)血栓形成的發(fā)生率并無太大差異，但藥物洗脫支架可顯著降低再狹窄問題與死亡發(fā)生率。郭景振等[41]針對藥物洗脫支架植入后的再狹窄問題，對Ni/Ti 合金支架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的可回收設(shè)計(jì)，建立了可回收支架及其回收系統(tǒng)的幾何模型，避免了支架長期存在血管中抑制內(nèi)皮細(xì)胞生長以及晚期血栓的現(xiàn)象。

但藥物洗脫支架依然存在聚合物生物相容性較差問題，容易導(dǎo)致局部炎癥和過敏現(xiàn)象，會不可避免地在晚期形成血栓，使其有效性受到限制[42]。

2.2.2 覆膜支架

覆膜支架由于外覆一層可膨性聚四氟乙烯（expanded polytetrafluoro ethylene，e-PTFE）或滌綸（pojyethylene terephthalate，PET）等非降解聚合物膜性材料，常用于冠脈穿孔時(shí)的封堵處理，如圖3（c）所示[43]。包桂珍等[44]為優(yōu)化覆膜支架結(jié)構(gòu)，研究了覆膜支架花冠個數(shù)和支撐體寬度對血管內(nèi)血流動力學(xué)性能的影響，并優(yōu)化了花冠個數(shù)及支撐體寬度，為覆膜支架的選擇及設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了參考依據(jù)。邱越等[45]綜述了不同類型的標(biāo)準(zhǔn)化覆膜支架血流動力學(xué)的差異研究，為覆膜支架構(gòu)型設(shè)計(jì)與針對性選擇提供了參考。Wang 等[46]比較了覆膜支架與未覆膜支架置入上腔靜脈的療效結(jié)果，結(jié)果表明2 種治療均達(dá)到100%的臨床成功率，但覆膜支架具有更好的長期通暢性。Cui 等[47]同樣證明了覆膜支架置入部位血流通暢，且能完全控制出血，不需使用抗凝藥物。

與永久性聚合物藥物涂層相似，由于覆膜支架上的覆膜為非可降解材料，易導(dǎo)致局部炎癥和過敏現(xiàn)象，會進(jìn)一步增加晚期支架內(nèi)再狹窄的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.3 可降解聚合物涂層洗脫支架

為消除非可降解涂層及覆膜材料對晚期支架內(nèi)再狹窄的影響，第二代藥物洗脫支架采用可降解的聚合物載藥，如圖3（d）所示[48]。在藥物完全釋放后聚合物降解，可以降低支架植入后期不良事件的發(fā)生率。Beijk 等[49]比較了依維莫司洗脫支架與口服依維莫司在兔模型中對內(nèi)膜生長的影響結(jié)果，2 種治療方案均顯著抑制兔髂動脈新生內(nèi)膜生長，且內(nèi)膜厚度明顯低于金屬裸支架。Kadota 等[50]比較了生物可降解聚合物Biolimus A9 洗脫支架（Nobori）與永久性聚合物洗脫支架（Cypher）的對照試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果證明2 種支架均表現(xiàn)出優(yōu)異的抗增殖能力，但在支架直徑狹窄方面，Nobori 支架在8 個月時(shí)明顯降低。Raungaard 等[51]比較了生物相容性永久聚合物佐他莫司洗脫支架與生物可降解聚合物莫司洗脫支架的3 年隨訪結(jié)果，結(jié)果顯示不良結(jié)果發(fā)生率在2組間差異無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在永久聚合物洗脫支架組中，超過1 個病變且使用超過1 個支架治療的患者比例更高。

盡管提高了晚期血管的通暢率，但涂有生物可降解涂層材料的藥物洗脫支架會部分表現(xiàn)出劣性（如1 年后支架血栓形成風(fēng)險(xiǎn)高于普通藥物洗脫支架）[52]，且使用可降解聚合物藥物洗脫支架所需的雙重抗血小板藥物治療時(shí)間比金屬裸支架更長[53]。

2.2.4 無聚合物藥物洗脫支架

無聚合物藥物洗脫支架通過噴砂或機(jī)械改性產(chǎn)生表面微孔來攜帶藥物緩慢釋放。由于與金屬裸支架相似，無聚合物藥物洗脫支架特別適合出血風(fēng)險(xiǎn)高的患者，如圖3（e）所示[54]。Wang 等[55]采用電泳沉積方法構(gòu)建了一種由磁性介孔二氧化硅納米顆粒和碳納米管組成的新型無聚合物復(fù)合藥物洗脫涂層，體內(nèi)研究表明，該復(fù)合涂層具有獨(dú)特的3D 納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有快速內(nèi)皮化的明顯優(yōu)勢。Sim 等[56]在豬冠狀動脈再狹窄模型中使用氮摻雜TiO2薄膜沉積來評估使用依維莫司包被的無聚合物藥物洗脫支架的功效，與商業(yè)藥物洗脫支架比較顯示其具有更高的生物相容性。

無聚合物藥物洗脫支架與聚合物藥物洗脫支架相比，藥物洗脫速度較快，因此載藥性能不理想。并且藥物洗脫支架本體不可降解，仍然無法避免晚期血栓形成及再狹窄問題[57]。因此，使用生物相容性更高的聚合物將是藥物洗脫介入支架安全性得到改善的重要一步。

覆膜及涂層支架的特點(diǎn)及適用場合見表2。

表2 覆膜及涂層支架的特點(diǎn)及適用場合

2.3 生物可降解支架

金屬永久性支架和藥物洗脫支架對治療血管疾病有一定積極作用，但永久性支架長期置于狹窄血管中，且與血管之間存在生物不相容性，易導(dǎo)致血管收縮功能受損、病變重現(xiàn)等問題。且血管支架作為支撐裝置，在血管擴(kuò)張完成后無需長期存在體內(nèi)[58]。因此，生物可降解支架開始受到廣泛關(guān)注，并已成為目前血管支架領(lǐng)域的研究重點(diǎn)[59]。生物可降解支架在提供支撐作用后被生物降解，可避免晚期血栓、炎癥等問題[60-61]。支架降解過程如圖4 所示[62]。

圖4 支架降解過程[62]

生物可降解支架根據(jù)主體材料分為可降解金屬支架和可降解聚合物支架[63]。

2.3.1 可降解金屬支架

可降解金屬支架主體材料主要包括鎂合金、鐵合金、鋅合金。鎂及其合金最早用于人體可降解金屬支架研究，植入血管4～6 周后一般可完全降解，且降解速率快可降低支架內(nèi)產(chǎn)生血栓的風(fēng)險(xiǎn)[64]。Shi 等[65]利用可降解鎂合金支架的彎曲性能設(shè)計(jì)了6 種不同連接筋結(jié)構(gòu)支架，討論了支架橋結(jié)構(gòu)參數(shù)對支架柔韌性的影響，從理論上分析了彎曲狀態(tài)支架內(nèi)突起的機(jī)理及影響，得出了支架彈性數(shù)學(xué)關(guān)系式，可幫助優(yōu)化現(xiàn)有支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。Menze 等[66]為降低鎂合金的降解速率，延長支架支撐時(shí)間，設(shè)計(jì)開發(fā)了Resoloy 鎂合金支架，涂刷氟化物鈍化層和左旋聚乳酸涂層，并在體外豬冠狀動脈動物模型中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了其有效性。

鐵合金具有良好的生物相容性，且與血管壁無炎癥反應(yīng)，對降低再狹窄率有積極作用，但其降解速率慢，易導(dǎo)致降解產(chǎn)物堆積在血管內(nèi)部[67]。Schinhammer等[68]為提高鐵合金降解速率，設(shè)計(jì)并制備了Fe-Mn-Pd 合金，實(shí)驗(yàn)證明該合金力學(xué)性能可達(dá)到生物可降解支架的速率要求。

相比于鎂和鐵，鋅合金是降解速率更合適的可降解金屬[69]。Zhou 等[70]制作了一種新型生物可降解的Zn-0.8Cu 冠狀動脈支架，并將Zn-0.8Cu 支架植入動物體內(nèi)進(jìn)行了為期2 年的跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)該支架具有足夠的力學(xué)性能、合適的降解速率，同時(shí)具有良好的生物相容性。

生物可降解金屬支架的機(jī)械強(qiáng)度較高，在支架置入血管后表現(xiàn)出強(qiáng)大的支撐能力，可在血管介入手術(shù)中發(fā)揮積極的作用。此外，生物可降解金屬支架所降解的化學(xué)產(chǎn)物會不斷刺激宿主做出反應(yīng)，可幫助身體完成自我修復(fù)，直到可降解金屬完全降解[71]。

2.3.2 可降解聚合物支架

可降解聚合物支架最常用的聚合物包括聚乳酸（polylactic acid，PLA）、左旋聚乳酸（poly-l-lactic acid，PLLA）、聚羥基乙酸（poly-glycolic acid，PGA）和聚己內(nèi)酯（polycaprolactone，PCL）等。

由于可降解聚合物自身徑向強(qiáng)度不足，相比金屬支架難以滿足醫(yī)學(xué)要求，為保證療效，通常需增加二次干預(yù)或重疊支架，使其廣泛應(yīng)用及發(fā)展受到限制[72]。因此，如何改善可降解聚合物支架的力學(xué)性能成為生物可降解聚合物支架面臨的關(guān)鍵問題[73]。

國內(nèi)外學(xué)者采用改變支架壁厚與結(jié)構(gòu)、與金屬混編、改變制作方式等方法來增強(qiáng)可降解聚合物支架的力學(xué)性能。趙丹陽等[74]為提高聚合物支架的徑向支撐能力，減小支架筋寬和厚度，采用Kriging 代理模型和有限元方法相結(jié)合優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果表明該優(yōu)化支架綜合性能有明顯提升。Feng 等[75]設(shè)計(jì)了一種新型滑動鎖緊結(jié)構(gòu)的生物可降解聚對二氧環(huán)己酮（poly-p-dioxanone，PPDO）支架，并觀察支架植入動物體內(nèi)后的結(jié)果，證實(shí)支架植入6 個月時(shí)可大部分被降解，且炎癥反應(yīng)隨降解過程逐漸減少，證明該支架具有良好的機(jī)械強(qiáng)度及降解性能。魏云波等[15]分析了3 種可降解聚合物支架的結(jié)構(gòu)及連接形式對其徑向支撐強(qiáng)度、徑向回縮率、軸向短縮率與彎曲強(qiáng)度的影響規(guī)律，結(jié)果表明采用不等高支撐環(huán)可有效改善徑向支撐強(qiáng)度和徑向回縮率，如圖5（a）所示；采用具有彎曲結(jié)構(gòu)的橋筋且橋筋連接位置位于支撐單元直線段中間處可避免軸向短縮；采用開放式連接的支架彎曲剛度更小。張慧媛等[76]設(shè)計(jì)并制備了FPS 型、tFPS 型和hFPS 型3 種可降解金屬鐵與PPDO 混合編織支架，其中FPS 型為由2 根鐵絲與30 根PPDO 單絲組成的規(guī)則編織支架，tFPS 型為由2 根鐵絲與30 根PPDO 單絲以及1 根PPDO 單絲（軸向）組成的三向編織支架，hFPS 型為由2 根鐵/PCL 編織包覆紗與30 根PPDO 單絲組成的規(guī)則編織支架，如圖5（b）所示?？山到忤F絲在不增加支架厚度的基礎(chǔ)上，有效提高了支架的支撐性能。編織結(jié)構(gòu)參數(shù)對支架壓縮性能、彎曲性能、降解特性的影響規(guī)律，可為編織型可降解支架的設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化提供參考。賈李涵等[77]則采用3D 打印納米纖維/聚乳酸復(fù)合材料的方法來增強(qiáng)聚乳酸支架的力學(xué)性能，可有效提升支架的徑向支撐力和縱向柔順性能，如圖5（c）所示。

圖5 增強(qiáng)可降解聚合物支架的力學(xué)性能方式

可降解聚合物支架具有優(yōu)良的降解特性與生物相容性，降解產(chǎn)物簡單，因此可降解聚合物支架的臨床應(yīng)用幾乎遍及人體所有部位，如神經(jīng)修復(fù)、血管修復(fù)設(shè)備和支架，骨和軟骨修復(fù)的骨科支架以及輸尿管支架等[78]。

相比于永久性支架，可降解支架可以在術(shù)后半年至1 年內(nèi)完全降解，可有效降低術(shù)后再狹窄發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)?？山到饩酆衔镏Ъ艽蠖嘁堰M(jìn)入臨床試驗(yàn)或臨床前試驗(yàn)階段。早期臨床試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)[79-80]，可降解聚合物支架均能有效改善血管內(nèi)再狹窄與血栓形成的現(xiàn)象，但其功能的長期有效性還需要進(jìn)一步研究。

生物可降解支架的特點(diǎn)及適用場合見表3。

表3 生物可降解支架的特點(diǎn)及適用場合

3 結(jié)語與展望

當(dāng)前的血管支架在力學(xué)性能、生物相容性、柔順性、疲勞性等方面仍有待提高，治療效果及植入術(shù)后的遠(yuǎn)期結(jié)果也需進(jìn)一步完善。

盡管金屬永久性支架為經(jīng)皮冠狀動脈介入治療開創(chuàng)了里程碑，然而平滑肌細(xì)胞增生和晚期血栓形成致使金屬永久性支架的臨床應(yīng)用逐漸受到限制。

相比金屬永久性支架，藥物涂層支架在應(yīng)對支架內(nèi)再狹窄及支架內(nèi)血栓發(fā)生等不良結(jié)果方面表現(xiàn)效果及適用性更好。但對于藥物洗脫支架，其在藥物的加載即如何在最小負(fù)荷載藥量前提下達(dá)到藥效，維持長期均衡釋藥，盡可能減少不良后果等方面仍然需要進(jìn)一步深入研究。此外，如何開創(chuàng)更多的藥物組合，能夠使藥物涂層支架實(shí)現(xiàn)多功效任務(wù)，亦是其今后發(fā)展的挑戰(zhàn)之一。

生物可降解支架存在降解過快導(dǎo)致力學(xué)性能喪失以及降解產(chǎn)物局部堆積等問題，使得可降解支架力學(xué)性能難以滿足臨床實(shí)際需求。此外，生物可降解支架在同時(shí)滿足可降解效果、力學(xué)性能與生物相容性平衡方面還有待研究。由于缺乏長期臨床數(shù)據(jù)，甚至部分?jǐn)?shù)據(jù)表明生物可降解支架治療效果不佳，因此現(xiàn)階段治療心腦血管疾病多采用藥物洗脫支架。因此，生物可降解支架廣泛投入臨床應(yīng)用仍有較多問題亟待解決。

理想的支架應(yīng)能在植入早期提供足夠支撐力，晚期不引發(fā)炎癥及再狹窄等問題。盡管生物可降解支架在力學(xué)性能方面還存在不足，但由于其對人體沒有明顯副作用，仍具有較大的發(fā)展?jié)摿?。因此，進(jìn)一步開展生物可降解支架關(guān)鍵技術(shù)的研究，可進(jìn)一步促進(jìn)血管介入支架手術(shù)的發(fā)展，為冠狀動脈血管介入手術(shù)的臨床干預(yù)、療效分析提供更多指導(dǎo)：（1）在創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面，隨著智能制造技術(shù)與先進(jìn)材料技術(shù)的發(fā)展，可根據(jù)患者病癥，利用3D 打印技術(shù)及先進(jìn)功能材料，生產(chǎn)個性化、力學(xué)性能強(qiáng)的生物可降解支架。（2）在性能方面，可通過將材料的可降解與形狀記憶相結(jié)合，使其不僅生物相容性良好，同時(shí)可減少聚合物在血管內(nèi)發(fā)生形變。（3）在制造方面，探索新的制造工藝，降低制造成本，在保證足夠支撐力的條件下提升支架制造精度。