钱菊英的学生 CCI特刊|钱菊英:可降解支架的临床进展、目前存在问题和未来发展方向

可降解支架(主要指Abbott BVS)以其卓越的疗效、良好的安全性已具有了取代目前临床广泛使用的金属DES 的潜力,甚至被誉为介入心脏病学史上的第四次革命性进展,成为目前较为流行的血管修复治疗的主要执行者之一。

但与其前辈一样,可降解支架仍非完美,受制于机械性能、支架厚度、降解速度、炎症反应、药物洗脱速度等因素,可降解支架仍有进一步改进的空间。聚乳酸尽管具有良好的生物相容性,但降解后的乳酸仍会刺激局部血管引起炎症反应,降解后的聚乳酸片段分子量越大,引起的炎症反应越强,而炎症反应则已被证实与再狭窄、支架血栓有关。

因此未来仍需寻找一种理想的降解物质,不会引起内膜炎症或增生,降解产物也对人体无害,从根本上解决支架植入后与血管内皮的排异反应。

与钴铬合金或不锈钢相比,聚合物机械性能天生不足,其弹性模量较金属低100 倍,镁合金则较钴铬合金低5 倍,而弹性模量大小与径向支撑力密切相关。因此聚合物支架或镁合金支架如要提供与钴铬合金支架相同的支撑力,其厚度需分别较后者大240%和50%。

然而即使增加了支架厚度,也不等于改善了径向支撑力。Abbott BVS 1.0 和AMS 1.0 均在临床研究中出现了较严重的弹性回缩,导致晚期管腔丢失明显偏大。

由于可降解支架明显厚于钴铬合金支架,导致其通过外径较大,从而降低了通过性能,严重扭曲、钙化病变可能限制了可降解支架的应用。此外,可降解支架弹性模量较低,支架断裂也是其潜在缺陷之一。

PLLA 和镁合金断裂应变量分别为1%~ 5%和2%,而相同弹性模量的钴铬合金则高达40%,断裂应变量越低,在承受相同应力的时候越容易断裂。合适的降解速度也对可降解支架性能至关重要。

材料内在特性及植入处内环境状态是决定降解速度的两个主要因素。目前研究表明,支架植入后6 个月血管负性重构基本完成,因此要求可降解支架应至少能维持6 个月的支撑,目前可降解支架降解周期通常都长达2 年以上。

如支架降解过快,则面临严重弹性回缩和晚期管腔丢失的问题。但若支架长期存在体内,反而容易引发血管炎症和再狭窄。可降解支架到底需要多长的降解周期目前尚无明确结论,而目前聚合物支架降解速度较慢、镁合金支架降解速度过快,都是支架材料领域面临的问题,也是研究的重点。

此外,支架完全降解后血管到底如何修复,什么机制参与了血管修复目前仍然未知,需要大量的动物实验和临床试验来探索。药物洗脱速度是影响可降解支架疗效的又一重要方面。

早期的Ideal 支架因载药量过低、洗脱速度过快而导致较大的晚期管腔丢失。然而目前研究者在金属DES 载药量和洗脱速度方面的经验已相当丰富,未来可通过不断改善药物释放系统及增大载药量来解决,并且可以深入探究药物洗脱和支架完全降解之间的关系,建立起完善的可降解支架系统。

此外,不同的药物作用不同,未来可将不同的抗增殖药物负载于支架上进行比较,选择出抗增殖效果好,完全洗脱时间又能和支架完全降解时间相匹配的药物,甚至可根据患者对药物的反应选择最适合的药物,这一方面还有待大量试验加以证明和完善。

聚合物或镁合金本身的特性也限制了可降解支架在介入中的使用。前文已提到可降解支架较厚、弹性模量和断裂应变量较低,影响了支架的通过性能,严重扭曲、钙化病变限制了可降解支架的使用,且与金属支架相比可降解支架更易于断裂,因此临床实践过程中通常严格限制可降解支架植入后的后扩张。

目前使用的PLA支架和镁合金支架,可视性较差或透视下不可见,通常需要在支架两端加入不透X 线的标记才能指示支架在血管中的位置,增加了随访时定位支架的难度。

尽管目前可降解PLA 支架已用于处理包括左主干、慢性完全闭塞、钙化、小血管等在内的各种复杂病变,但分叉病变仍然是可降解支架不能承受之重。可降解支架无法像金属DES 那样行CRUSH 术或CULOTTE 术,一旦可降解支架植入后边支血流受影响,扩张支架侧孔必然会导致支架变形且无法像金属支架那样通过球囊对吻扩张修复,限制了可降解支架在分叉病变中的使用。