在冠心病介入治療領域,從最初的球囊擴張成形術、金屬裸支架置入、到藥物洗脫支架(DES)置入的3次創新性變革,極大地提高了經皮冠狀動脈介入治療的安全性和有效性,使得這項治療手段成為更多冠心病患者的理想選擇。
在融合最先進的治療理念、優化醫療技術並應用於臨床診療的道路上,科學家們從未停止探索的腳步。在冠心病介入治療領域,從最初的球囊擴張成形術、金屬裸支架置入、到藥物洗脫支架(DES)置入的3次創新性變革,極大地提高了經皮冠狀動脈介入治療的安全性和有效性,使得這項治療手段成為更多冠心病患者的理想選擇。
目前新一代生物相容性和聚合物可降解性DES已進入臨床推廣階段,其療效得到血運重建指南的認可,但是其置入後永久性的金屬支架存留影響了血管的舒縮功能,阻礙了患者在同一病變處再次進行血運重建,且存在晚期金屬支架斷裂等風險,這些問題使得DES進一步改良的方向陷入瓶頸。然而,血管修複療法認為,理想的冠脈支架應在置入早期能支撐血管,隨後逐漸降解被完全吸收,最終恢複血管的自然形態和舒縮功能,這被認為可以有效減少支架內再狹窄和支架內血栓等不良事件。為了實現“冠脈正常化”的追求,科學家們對支架設計進行了革命性的創新。上世紀90年代Igaki-Tamai支架進入臨床研究,這種螺旋Z字形設計的生物相容性可吸收支架(BRS)的問世給冠脈介入領域注入了新活力。此後,BRS產業研發和臨床應用蓬勃發展,多樣性設計的BRS成為冠心病患者的又一福音。
一、BRS基本設計
BRS骨架主要由聚合物和完全可降解金屬合金兩類材料構成。
目前經美國食品與藥物管理局(FDA)批準可用於人體的聚合物主要有聚左旋乳酸(PLLA)、聚乙醇酸、聚原酸酯、聚己內酯、聚乙丙交酯等。其中可塑性強、能夠提供足夠支撐強度、降解速率適當、置入人體後無毒副作用、且能在體內被完全降解的聚合物被認為是最理想的材料。當前BRS領域最常用的聚合物是PLLA,這是一種來源於可再生資源的材料,兼顧機械強度的同時具有良好的生物相容性,經過體內12~18個月的降解,最終通過三羧酸循環以二氧化碳和水的形式排出。
以金屬為基體的BRS也是研究熱點,相對於聚合物支架,其徑向支撐力更強、順應性更好、且具有射線下不透光等獨特優勢。其中鐵和鎂金屬支架因人體組織內相應的離子濃度較高,具有良好的生物相容性,僅引起輕微炎症反應,具有可媲美不鏽鋼和鈷鉻合金支架的結構強度和抗壓性,以及較低的彈性回縮和擴張後縮短發生率,成為當前生物可吸收金屬支架的主要類型。
然而鎂支架降解速度過快易導致徑向強度的早期丟失,血管過早地失去支撐,易致再狹窄風險增加。以DREAMS1.0為例,支架骨架在置入體內3個月基本降解完全,而通過改變支架構型設計、調整合金成分等技術改進,DREAMS2.0降解時間有效延長至12個月。鐵支架的支撐力較鎂支架強,能夠有效預防早期血管回縮,但鐵支架的降解速度相對較慢(12~36個月),如何通過技術改進縮短鐵支架的降解時間,是該支架能否從動物實驗走向臨床試驗的難點之一。
BRS攜載的抗增殖藥物,主要是普遍認可的紫杉烷類如紫杉醇,以及雷帕黴素類如西羅莫司、佐他莫司、依維莫司、拜爾莫司等。在藥物控釋方麵,主要是將藥物與聚合物混合後噴塗至支架平台,或者采用特殊的支架表麵設計,可以不通過連接物質而直接包含藥物。
由此可見,BRS獨特的技術優勢依賴於其特殊的基礎材料,在這類新型支架運用於臨床之際,需要充分評估和分析特定的支架表麵設計、塗層、攜載藥物和降解速度,降解過程中伴隨機械丟失特性的安全性和有效性,以及相對於新一代金屬DES的療效優劣。
二、BRS理論優勢和材料學評估
作為冠脈介入領域的曆史性變革技術,BRS能起到早期支撐血管的作用,隨後將病變血管從“金屬牢籠”中解放出來,恢複血管的生理舒縮,使血管正性重構和晚期管腔擴大成為可能。特別是在分叉病變中,待支架絲完全吸收後,分支血管最終能夠實現無支架拘禁。因此,在各種侵入性、非侵入性影像學評估和形態學評估中,大家將是否發生彈性回縮、分支血管閉塞或圍術期心肌梗死等不良事件,以及支架是否完全吸收、血管舒縮反應是否恢複等視為重要的評價參數。
例如,定量冠脈造影及多排螺旋CT冠脈斷層掃描常被用來評價支架置入後的急性彈性回縮,即球囊在最大壓力撐開支架或後擴張時的平均管腔直徑與支架置入或後擴張結束時的平均管腔直徑之差。支架晚期回縮主要是由支架降解速度相對過快造成,可以通過血管內超聲(IVUS)、光學相幹斷層掃描技術(OCT)定量分析隨訪時與術後的支架麵積差來評估。
此外,BRS置入後血管舒縮功能的恢複標誌著血管反應正常化,帶來了冠脈血流和壓力的變化。目前血管舒縮功能測定主要通過定量冠脈造影分析,以生理鹽水注入後的冠脈管腔內徑作為基線,分析內皮依賴性的乙酰膽堿和內皮非依賴性的硝酸甘油注入後的內徑變化,若大於3%則認為血管舒縮功能恢複正常。
支架的吸收過程在動物模型中直接通過組織學檢測,而在臨床研究中主要基於射頻技術的血管內超聲頻譜分析虛擬組織學成像,測量隨訪時斑塊大小和斑塊成分較術後變化,間接反應支架吸收程度。BRS在通暢側支血流的優勢主要通過OCT及三維重建技術,進行可視化動態隨訪評估,隨著可觀察到的支架絲數目減少,支架逐漸吸收,管腔邊界逐漸光滑。
此外,當前BRS相對較厚的支架絲在術中易閉塞分支血管,導致圍術期心肌損害甚至心肌梗死的風險增高。因此,臨床通過血管造影評估術中有無解剖並發症(緩流或無複流、遠端栓塞、術中血栓、夾層、側支斷流等),術前術後的心肌酶變化,患者胸痛症狀以及心電圖特征性變化來評估是否發生圍術期心梗。
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