生物降解性血管支架研究进展

生物可降解性血管支架是当今研究热点,大致可分为可降解金属类和可降解高分子类.本文从两种材料的力学性能、降解性、生物相容性及不足等角度入手,介绍生物可降解性血管支架的应用和研究进展.

药物涂层支架及其存在问题

心脏病是威胁人类健康的首要病因之一,现在全世界每年大约有1500万例冠心病患者需要接受经皮穿刺冠状动脉(冠脉)成形术(PTCA),但是实施了PTCA的患者大约有10%的人发生了急性或亚急性冠脉阻塞,6个月后再狭窄发生率高达20%～50%,再狭窄已成为制约PTCA发展的主要因素.

重视腹部血管外科疾病的研究-提高诊断与治疗水平

由于我国人民生活水平提高及人口老龄化，腹部血管疾病，如腹主动脉瘤、布-加综合征的发病率均呈增高趋势。前者病情凶险，破裂易导致死亡；后者在我国某些地区发病率高，是一种危重疾病。此外，肠道血管缺血性综合征屡以急腹症为临床表现，早期诊断不易，晚期死亡率高；手术切除长段小肠后，并发短肠综合征，不易处理。这些病症，已引起我国专业医务人员的重视，乃于1993年成立了中华外科学会血管外科学组，从事血管外科的基础及临床研究。7年来，其发展与所取得的卓越成就，已引人注目。　　本期以腹部血管外科为重点内容，特邀请在这方面有临床经验的学者撰写了有关论著和笔谈。有些文稿，是国内大宗病例的回顾总结，内容十分丰富，代表了我国腹部血管外科的水平。　　在腹部血管外科领域里，对肾动脉水平以下腹主动脉瘤的处理，已积累了相当成熟的经验。由于影像学的进展，对腹主动脉瘤与肾动脉间的距离有了较精确的判断。手术技术的改进，如经腹膜后途径手术入路、瘤体近端的解剖和阻断、切开瘤体后瘤体腔内的处理、移植人工血管的吻合重建等，使手术操作更安全和简易，从而提高了成功率，降低了手术死亡率。　　自60年代Dotter首次以导管行血管狭窄扩张(PTA)和1995年Parodi等开展人工血管支架治疗腹主动脉瘤以来，血管球囊扩张、激光旋切和旋磨技术以及支架型人工血管置入等的应用，已促进了我国血管外科的进展。近年，新兴的微创腔内血管外科，如采用带人造血管支架腔内隔绝血流的微创腔内隔绝术治疗腹主动脉瘤的开展，对高龄、高危患者，是一个可供选择的治疗方法。　　我国采用简易、安全、有效的介入、半介入或联合手术，即PTA或联合破膜、扩张后支架置入或根治术加支架植入及附加手术等治疗布-加综合征，已有较多成功病例的实践，取得了良好效果。由于我国某些地区布-加综合征是高发病，因此，对大量病例进行的深入研究已处入世界领先地位。

人工材料在血管外科中的应用

近半个世纪以来,随着生物工程学和材料学基础研究的进展,各国学者的不断研究探索,许多新的人工材料和新工艺制成的人工血管、血管腔内支架和支架人工血管等,已在血管外科领域中得到广泛应用.理想的血管内人工材料应具有以下标准:①物理性能稳定,长期使用无劳损;②化学特性呈惰性,无毒性;③具有良好的生物相容性和顺应性;④不会导致过敏反应,无致癌和致畸性;⑤制作、消毒、操作和保存方便,且价格便宜.

仿生型人工小血管支架的构建与体外力学研究

目的 制备具有三层管壁结构的可降解人工小血管支架,对其生物力学性能进行测试,并与正常生理血管对比以检测其是否符合体内移植试验的要求.方法 以可降解的聚对二氧环己酮(PDS)缝合线编织成网管状织物作为血管内支架,模仿天然血管的三层结构,内层共混硫酸软骨素-胶原,外层包被小肠黏膜下层,缝线加固,构建内径<4 mm的小血管支架,检测血管支架的生物力学性能(爆破压力、抗拉伸能力、顺应性等),并与正常生理血管进行比较.结果 所制备的人工小血管支架平均内径3.83 mm,爆破压为(43.50±8.30)kPa,断裂强度为(19.10±1.56)N,应变率为(42.88±3.16)%,径向顺应性为(5.96±0.87)%/100 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa).结论 所制备人工血管的力学性能优良,可以满足动物体内移植试验的要求.

快速成型制作组织工程带瓣静脉支架模型

目的:运用计算机辅助设计及快速成型系统制作仿真的组织工程带瓣静脉支架模型,替代传统的手工设计制作组织工程血管支架的方法.方法:在计算机中利用3DMAX软件设计组织工程带瓣静脉支架模型,然后转换为快速成型系统兼容的STL格式文件,后利用快速成型系统制作出来.结果:设计出符合人体解剖结构的组织工程带瓣静脉支架模型,并能直接用于快速成型系统制作出组织工程带瓣静脉支架.结论:计算机辅助设计并用快速成型系统制作组织工程带瓣静脉支架模型是一种实用、快速、准确的设计制作组织工程带瓣血管支架的方法;这种方法将促进组织工程带瓣血管进入临床和形成产业化的进程.

组织工程血管支架研究进展

组织工程血管支架是血管组织工程学中的一个重要组成部分.过去20多年时间里,组织工程血管支架材料由简单的天然材料发展到高分子可降解材料和生物材料的复合物;设计和加工的方式由单纯的手工发展到潜力巨大的快速成型技术,取得了令人瞩目的成绩.目前组织工程血管支架材料的性能还有待完善,设计加工方法还不够成熟,该领域今后的发展方向为支架材料的复合化和支架设计加工的产业化.

为血管支架"穿上"仿生衣

血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂在心脏支架术后再狭窄中的作用

目前全世界每年有大约200万冠心病人需要经皮穿刺冠状动脉成形术(PTCA),70%PTCA术需植入血管支架.6个月内支架后再狭窄率高达20-30%.与PTCA一样,支架术后再狭窄在第1个月不常见,在3个月时达到高峰,3-6个月是平台期,12个月后不常见.大约10%的病人需要再次植入支架,给患者带来了巨大的经济及心理上的负担.

血管支架固定化抗体携带和靶向投递基因研究

目的 将基因通过化学偶联和特异性免疫结合在血管支架上,评价基因递送、局部转染及预防再狭窄的效果.方法 以增强型绿色荧光蛋白基因为报告基因,通过化学偶联和特异性免疫结合在血管支架上进行细胞转染实验,评价其基因转染效率;以人肝脏来源的诱导型一氧化氮合酶基因为治疗基因,将携带治疗基因的蛋白涂层支架植入猪冠状动脉进行动物在体实验研究,评价其进行局部转染的效果.结果 细胞转染实验发现,实验组支架胶原涂层的表面有大量绿色荧光蛋白基因转染的细胞浸润生长,与支架接触的培养皿表面生长的细胞转染效率约为21.8%,明显高于单纯物理吸附携带基因的支架,而未与支架直接接触的周边细胞几乎没有被转染.猪冠状动脉支架植入实验中,支架植入28天后逆转录聚合酶链反应表明支架段血管内有诱导型一氧化氮合酶基因的表达,肺、肝、肾等远离组织内没有该基因的表达.结论 通过化学和免疫双重偶联将基因固定在血管支架上的新型基因递送体系具有局部靶向和高效基因转运的特征,猪冠状动脉实验初步验证通过该方法携带治疗基因进行局部转染、靶向投递基因的有效性.

1例颈动脉狭窄血管支架植入术后迷走神经过度反射的护理

目的:总结介入诊疗患者并发迷走神经过度反射的护理经验.方法:分析1例颈动脉狭窄血管支架植入术后发生迷走神经性反射患者的临床资料.结果:患者经静脉注射多巴胺、并给予生理盐水快速补液后,心率、血压恢复正常,胸闷等症状消失,随访无其他并发症和后遗症发生.结论:积极预防诱发因素,加强术前、术中、术后,特别是拔除鞘管的护理,是预防迷走神经反射的重要措施.

CHAPS联合十二烷基硫酸钠的除垢剂动脉脱细胞支架材料制备

目的 采用3-[(3-胆酰胺基丙基)二甲基铵基]-1-丙磺酸盐(CHAPS)和十二烷基硫酸钠(sodium do-decyl sulfate,SDS)的联合除垢剂方案对脐动脉进行脱细胞,评价脱细胞的有效性和支架材料的力学性能改变情况.方法 分离新鲜脐带获取人脐动脉,通过对脐动脉进行CHAPS联合SDS脱细胞处理,获得脱细胞血管支架,对其进行苏木素-伊红、Masson、Verhoeff′s Van Gieson(EVG)等组织染色和扫描电镜分析,并进行DNA及胶原定量分析;于支架上接种成纤维细胞,通过细胞相容性的程度评估除垢剂残留情况;对血管支架材料进行爆破压力及应力应变曲线分析,评价支架材料力学性能改变.结果 组织染色结果显示脱细胞支架材料血管壁细胞消失,与未脱细胞的脐动脉相比较,其胶原纤维和弹力纤维结构无明显差别,电镜下可见血管细胞消失,支架材料成多孔隙结构;DNA定量显示DNA浓度极低,胶原蛋白浓度无明显改变;人成纤维细胞可以很好附着于支架材料上并生长;脱细胞支架材料抗爆破压力及应力应变曲线与脐动脉比较无明显变化.结论 CHAPS联合SDS的脱细胞方法能彻底去除脐动脉血管壁细胞成分,且较为完整地保留了血管的组织结构.脱细胞后的血管支架材料具有良好的生物相容性和力学性能.

小肠粘膜下层表面肝素化及肝素化后其抗凝血性能的研究

目的 研究等离子体引发血管组织工程支架--小肠粘膜下层(SIS)表面肝素化及肝素化后SIS膜的抗凝血性能.方法 利用等离子体引发技术在SIS膜表面结合肝素,通过体外凝血时间检测及循环血流下观察肝素化SIS管腔的长期通畅性,以评价SIS膜的血液相容性.结果 肝素结合到低温等离子体引发的SIS膜表面,肝素化SIS膜表面水接触角降低,亲水性增强,表面自由能增大,其凝血酶原时间、部分凝血活酶时间及凝血酶时间明显延长,肝素化SIS小口径血管支架保持通畅达6周.结论 SIS膜表面通过等离子体进行肝素固化处理后具有良好而持久的抗凝血性能,表现出良好的血液相容性.

左肾静脉支架置入治疗胡桃夹征围手术期护理

"胡桃夹"现象又称左肾静脉压迫综合征,由左肾静脉在腹主动脉与肠系膜上动脉之间受到挤压伴有血尿或直立性蛋白尿、腹痛和精索静脉曲张的一种疾病[1].其中精索静脉曲张是其重要的一个临床症状.我院2005年8月至2007年8月共收治了7例因"胡桃夹"现象出现左侧精索静脉曲张患者采用左肾静脉狭窄处血管支架形成术,术后效果满意.现将护理总结报告如下.

冠心病冠状动脉支架植入术的近期疗效

冠脉支架植入术(Stenting)在PTCA中用于防治急性血管闭塞(ACAO)， 并能减少术后再狭窄。现报告1996年10月～1999年6月44例植入62个支架结果。1　临床资料1.1　一般资料　冠心病44例，男37例，女7例，年龄34～74岁。不稳定心 绞痛30例，劳累心绞痛11例，急性心肌梗塞(AMI)3例，心功能1～2级30例，3级14例。冠脉 造影显示单支病变9例，双支病变19例，3支病变16例，血管狭窄70%～100%，左室造影射血 分数0.36～0.92(平均0.54)。病变分型：A型5例，B型19例，C型20例。53支血管植入63 个血管支架(简称支架)，其中前降支(LAD)32支植入36个，右冠脉(RCA)11支植入15个，回旋 支(LCX)8支植入10个，钝缘支2支各1个。根据病变特点选用了10种不同种类的支架：Multil ink35个，AVE6个，Nir、bebtent和Wiktor各4个，GRⅡ和Angio各3个，Devon2个，Bard XT 和Enforcer各1个。有9例分别植入2～4个支架。

位姿对支架虚拟释放结果影响的数值模拟研究

目前关于血管支架扩张的有限元分析并未将支架释放位姿这一因素对扩张结果的影响考虑在内.本研究利用Pro/E软件建立了支架和血管模型,通过ABAQUS软件构建了5种有限元装配模型,分别为0度无偏心模型、3度无偏心模型、5度无偏心模型、0度轴向偏心模型和0度径向偏心模型,分为角度和偏心两组实验进行扩张模拟.计算了各模型的轴向缩短率、径向回弹率、狗骨头率等力学参数,通过比较分析,得出支架虚拟释放时的角度、偏心对数值模拟的影响.计算得到5种模型支架扩张后的残余狭窄率分别为38.3％、38.4％、38.4％、35.7％、38.2％.研究表明位姿对数值模拟结果的影响较小,在对结果精度要求不高的情况下可以忽略这种影响,采用0角度无偏心的基本模型进行扩张模拟.

基于ANSYS软件血管支架的有限元分析

本文采用UG8.0建立支架和血管模型,将所需模型导入到有限元分析软件ANSYS中进行分析.得到支架置入血管的速度、切应力、压力等各项参数,进行分析之后得出结论.ANSYS软件模拟的结果表明,支架置入之后,支架处的血流速度会变缓,速度波动较小,流动相对较稳定.血液流经支架时,压强会逐渐变小,但变化范围不大.支架处的切应力基本不变.总的来说,支架对血液的流动影响很小,能较好地实现其功能.

新型可降解镁合金血管支架的力学分析

近年来,可降解镁合金血管支架被用于动物实验和临床研究.文献报道镁合金支架具有良好的生物相容性,植入血管后能够被逐渐腐蚀降解,但与不锈钢相比,镁合金材料脆性大,塑性变形能力差.我们根据Biotronik公司的一种镁合金血管支架建立有限元模型,模拟其扩张和弯曲过程.有限元分析结果表明,扩张过程中支架中的大应变值达到20%,超过了目前市场上提供的镁合金的大延伸率.因此,为了使支架在扩张过程中不发生断裂,需要定制镁合金成分,并通过细化晶粒来提高材料延展性.在此基础上,才能研制出可用的镁合金血管支架.

血管支架有限元优化设计

血管支架植入术是目前治疗冠心病的流行手段,但现行支架较高的再狭窄率成为其进一步发展的大障碍.通过对血管支架进行结构优化设计,改变其安放时的膨胀行为则是一个能够减少支架在植入时对血管内膜的损伤,从而降低支架内再狭窄率的有效途径之一.我们利用有限元技术,系统地模拟分析了支架不同环状支撑体宽度以及整体的非对称设计对其瞬时膨胀行为的影响.结果显示,在支架的结构参数中环状支撑体的宽度对支架膨胀压影响显著,在设计血管支架时,其环状支撑体结构的非对称设计,即环状支撑体的宽度从中部到端部依次逐渐递减变化,可以有效抑制了球囊伎架系统在瞬时膨胀过程中的"狗骨头"现象,从而达到减小对血管壁急性损伤的目的.

纤维蛋白原与吸附白蛋白、肝素的新型血管支架材料氧化钛的血液相容性

探索纤维蛋白原(Fibrinogen,FIG)与吸附白蛋白、肝素的新型血管支架材料氧化钛(Titanium Oxide,Ti-O)的血液相容性.(1)研制Ti-O,切割成薄膜;(2)Ti-O薄膜涂层白蛋白和肝素;(3)血小板(platelet,PL)吸附试验;(4)酶联免疫试验测FIG吸附量;(5)动物犬股动脉内植入涂层的Ti-O薄膜与对照试片Ti-O和不锈钢(Stainless steel,SS)薄膜. 结果发现:Ti-O完全具有固定白蛋白和肝素的结构与性能,比未涂层的Ti-O能更一步减少PL和FIG的吸附,实验动物体内薄膜6个月后取出扫描电镜观察黏附的PL少,形态无改变,血管内无血栓,优于未涂层的Ti-O,更明显优于SS.Ti-O为N型半导体,不易接受FIG的电荷,并且与血细胞有相似的界面张力,决定生物材料Ti-O有较好的血液相容性.Ti-O对白蛋白、肝素有极好的亲和力是因以化学键相结合,在血中进一步减少FIG和PL被涂层的Ti-O吸附.实验证明涂层的Ti-O有持久和稳定的抗凝血性能.