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嘉峪檢測網 2025-02-12 18:51
隨著心臟介入技術的快速發展，封堵器已成為治療卵圓孔未閉的首選方法。封堵器材料的生物相容性、機械穩定性及其與患者解剖結構的適應性是決定治療效果的關鍵因素，近年來，生物可降解材料在封堵器領域得到廣泛應用，這類封堵器采用生物醫用高分子材料制成，置入人體后起到臨時橋梁作用，引導自體組織生物修復，并逐步降解為無害物質排出體外，避免了金屬封堵器的長期留存問題。
聚乳酸（PLA）、聚左旋乳酸（PLLA）、聚消旋乳酸（PDLLA）
PLLA是一種具有L-乳酸對映異構體的α-羥基酸聚合物，具有較高的抗拉強度、低斷裂伸長率、良好的生物相容性、高拉伸彈性模量、易加工性等特性。在生理條件下，PLLA通過檸檬酸循環進一步降解，最后以H2O和CO2的形式排出體外，PLLA在體內降解時間約為2~5.6年，這可能會導致持續的局部炎性反應。但PLLA的降解速度可通過對其結晶度、孔隙度和分子量進行調節來控制；PLLA的降解時間與其分子量大小、結晶溫度、尺寸形態以及外部環境
有關。因此，與其他生物可降解材料相比，PLLA已成為最有前途的支架材料之一。然而，臨床研究表明，PLLA存在彈性、柔韌性、親水性差等固有缺點。近年來，PLLA基材料越來越受到人們的關注，其目的是改善力學性能，縮短降解時間，以滿足臨床需求，初步結果證明了其可行性。盡管如此，生物可降解PLLA封堵器一旦從輸送鞘中釋放出來，其自我恢復能力遠不如鎳鈦合金。
PDLLA是一種由D-乳酸和L-乳酸隨機分布形成的無規共聚物，其物理和生物性能可以通過改變L-和D-異構體的比例來調節。隨著D-異構體含量的增加，PDLLA顯示出較低的結晶度和玻璃化轉變溫度及較快的吸收率。酸性產物的快速釋放以及快速的降解速率，可能導致嚴重的炎癥反應。PDLLA大約需要6~12個月才能在體內完全轉化為CO2和H2O。
聚（4-羥基丁酸酯）（P4HB）
P4HB具有高抗拉強度和出色的彈性，比聚乙醇酸（PGA）和PLA更具柔韌性，拉伸后其機械強度增加，同時保持柔韌性。但不適用于心臟封堵器的骨架部件，因為這些部件需要高錨固力和適當的抗變形性，以防止偏離缺損部位。P4HB具有良好的生物相容性，其降解產物4-羥基丁酸酯存在于許多正常組織中，以H2O和CO2的形式從體內排出。此外，它還可以通過表面侵蝕逐漸降解，防止酸的突然釋放，從而減少炎癥反應，促進內皮化和組織再生。P4HB被選為BioTrek封堵器骨架和阻流膜的主要材料。然而，由于相關研究項目的擱置，目前尚無P4HB作為骨架或阻流膜材料的應用數據報道。
聚對二氧環己酮（PDO）
PDO是由多個重復的醚酯單元組成的聚合物，在體內可以緩慢完全分解為H2O和CO2。與PGA和PLA等其他可生物降解的聚合物相比，PDO產生的酸性產物更少，引發的炎癥反應更弱。由于其良好的生物相容性、力學性能、低炎癥反應、生物可降解性和可加工性，已被廣泛應用于醫療領域，作為縫合線在人體中使用，已有近50年的歷史，且獲得美國食品藥品監督管理局的批準，因此通常認為是安全的。
上海錦葵Pansy®封堵器即是以PDO為骨架材料，阻流膜采用聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）；以及MemoSorb®生物可降解PFO封堵器也是采用PDO制作。
聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）
PLGA是由PLA和PGA聚合而成的一種非定型共聚物，具有較弱的細胞黏附性，其酸性降解產物容易引起炎性反應，兩者都不利于內皮化和組織再生。然而，PLGA的親水性可以通過附加不同的官能團，促進細胞吸附和增殖，改善與細胞和組織的相互作用。在力學性能方面，PLGA具有較高的抗拉強度，可以很容易制成各種形狀和尺寸，適用于特殊結構的心臟封堵器。
聚己內酯（PCL）
PCL是一種半結晶線性聚酯，降解速度稍慢，降解周期為2~3年，與其他可生物降解的聚酯相比，PCL的降解產物無毒、酸性較低，可通過自然途徑代謝。
Double Umbrella（DU）封堵器、Chinese Lantern封堵器以及Biodegradable Polycaprolactone封堵器的骨架部分均使用PCL制作，以獲得更好的錨固力和抗壓強度。PCL具有良好的力學性能，特別是柔韌性和形狀記憶性能，主要歸功于其長碳-碳鏈結構。體外降解實驗顯示，PCL封堵器的應力松弛和力學性能在12周內未因降解而受損。但其相對較差的彈性使DU
封堵器緩慢恢復其工作形狀，傘部在5 min以上展開，這增加了風險和操作難度。
Ⅰ型膠原（ICL）
ICL作為阻流膜被用于多種封堵器，包括BioSTAR封堵器、BioDisk封堵器、Double BioDisk封堵器和Biodegradable Polycaprolactone。在動物實驗中，從術后第7天開始，ICL阻流膜被新內皮層覆蓋，術后3個月被內皮覆蓋，可見內皮化過程加速。與PET阻流膜相比，ICL膜的免疫反應更低，并且實現了更快的封堵和內皮化。然而，ICL缺乏強度，易被各種內肽酶代謝。因此，它需要將其折疊成多層，與碳二亞胺交聯以制備ICL或與PLGA共聚合，以提高機械性能并減緩降解。這增加了制備過程的復雜性，導致成本較高。據報道，術后的殘余分流，可能是由于BioSTAR封堵器的膠原層降解而導致。因此，在后續研究中，它已逐漸被PLLA和其他材料所取代。
聚（L-丙交酯-co-ε-己內酯）（PLCL）
PLCL是PLLA和PCL的共聚物，是一種脂肪族聚酯，因其良好的生物相容性、彈性、柔韌性、可定制的機械性能以及降解速率可調節性而廣泛應用。在體內，PLCL降解為乳酸和6-羥基己酸，以羥基酸或CO2和H2O的形式從體內排出，組織反應性低。心臟封堵器在體內理想的降解過程通常需要6~12個月。然而，由于缺乏有效的細胞結合位點，PLCL的細胞黏附和增殖能力有限，可通過與其他天然材料或生物分子（如絲纖維蛋白）混合來改善。
在一代可降解ASD/PFO封堵器中，PLCL用于編織網狀骨架，鎳鈦彈簧放置在封堵器的中心軸上，因其機械性能不足和形狀記憶能力差，導致房間隔與封堵器不能完全貼合，二代BAO封堵器，PLCL骨架經過熱定型并且對尺寸進行調整，解決了房間隔與封堵器不能完全貼合的問題。
伴隨材料學和其他學科的進步，PFO封堵器的材料將會更加完善和優化，新型材料的探索和應用同時也為PFO的治療策略提供新的思路和方法。未來PFO封堵器及其材料將朝著多功能化發展，如同時具備良好的生物相容性、機械性能、形狀記憶、顯影性和可降解性。
來源：周廣泰, 周超, 張海軍. 卵圓孔未閉封堵器材料研究進展[J]. 中國介入心臟病學雜志, 2024, 233(12):709-716.
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