引言:薄型支架的临床需求
心血管疾病(CVDs)是全球发病和死亡的主要原因,其中冠状动脉疾病(CAD)在老年人群中的发病率呈年轻化趋势。支架植入术通过恢复血管功能显著降低了经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)相关的内膜回缩和增生风险。然而,不恰当的支架设计参数可能导致支架内血栓形成(IST)和支架内再狭窄(ISR)等并发症。生物可吸收聚合物血管支架(BRPSs)在植入3-6个月后开始降解,可减少永久性支架的长期风险,但聚合物材料固有的低模量和拉伸强度使得BRPSs通常需增加厚度以补偿径向支撑力(RS)不足,例如ABSORB支架厚度达157微米。临床研究显示,过厚的支架梁会增加不良事件风险,而薄型支架(如100微米)可能改善临床效果。
材料与方法:多维度性能评估体系
本研究基于前期优化的支架构型,采用飞秒激光切割技术制备了厚度分别为150微米(PLLA-150)和100微米(PLLA-100)的聚左旋乳酸(PLLA)支架。通过体外实验评估径向强度(RS)和径向回弹(RR),并建立数值模型模拟支架压缩、扩张、血管扩张过程及植入后血流动力学。动物实验包括SD大鼠皮下植入和新西兰白兔腹主动脉支架植入,通过组织染色(H&E、MASSON)、免疫荧光(CD31、eNOS)和扫描电镜(SEM)分析炎症反应、内膜增生和再内皮化程度。
结果与讨论:薄型支架的综合优势
体外力学实验显示,PLLA-100的RS为72.97±2.91 kPa,虽低于PLLA-150(113.29±11.80 kPa),但高于冠脉支架最低推荐值(40 kPa),其RR约为4%,优于同类文献报道值。数值模拟表明,薄型支架在压缩和扩张过程中最大残余应力和塑性应变较低,血管扩张时对内膜的冯·米塞斯应力(0.71 MPa)显著低于厚型支架(1.30 MPa)。血流动力学分析显示,PLLA-100的反流区域和低壁面剪应力(LWSS)面积减少50%以上,振荡剪切指数(OSI)和相对滞留时间(RRT)分布更优。动物实验中,PLLA-100组纤维囊厚度(57.15±7.76 μm)和CD68表达水平较低,支架植入3个月后内皮细胞呈纺锤形排列,eNOS表达接近天然血管,腔隙丢失率和炎症评分显著改善。
结论:薄型支架的临床转化潜力
本研究通过多学科方法验证了100微米厚度BRPSs的可行性。薄型支架在保持足够径向支撑力的同时,降低了血管损伤风险和血流动力学扰动,促进快速内皮修复并抑制内膜增生。尽管长期降解行为和疲劳性能需进一步研究,但薄型设计为优化BRPSs临床效果提供了新策略。