您當前的位置：檢測資訊 > 科研開發
嘉峪檢測網 2025-03-07 18:03
心血管支架是治療冠脈血管狹窄性病變的有效途徑，已在臨床上廣泛應用。支架的植入會使狹窄的血管得到擴張，從而改善局部供血，緩解急性供血不足癥狀，有效挽救患者生命。但在心血管支架的臨床應用中仍存在一些不足，如內皮化延遲、支架內再狹窄、晚期血栓等。為有效解決上述問題，可降解支架應運而生。可降解鎂合金支架是最早應用于臨床的可降解金屬血管支架產品，雖然可以通過降解解決支架內再狹窄和晚期血栓問題，但仍存在因降解速率過快引起短期支撐能力喪失和內皮化延遲等問題。
針對鎂合金血管支架降解過快引發的支撐力快速衰減的問題，中國科學院金屬研究所楊慧賓、陳姍姍研究團隊從支架結構優化、表面防護涂層設計與制備、表面功能涂層構建幾個方面開展了一系列研究，取得了多個創新研究結果。前期從鎂合金的材料特性出發，團隊采用有限元模擬對血管支架結構進行優化篩選，通過減小支架使用過程中產生的殘余應力，來降低支架的降解速率（Acta Biomater. 9 (2013) 8730–8739）。在此基礎上，團隊提出采用復合防護涂層和涂層致密化的策略，來進一步降低鎂合金支架的降解速率（J. Mater. Sci. Technol. 35 (2019) 19–22）。除了對支架本體進行性能優化，該團隊還提出通過在鎂合金支架表面構建促內皮化功能涂層，從改善支架植入后的服役環境角度出發，來進一步降低鎂合金支架的降解速率。在楊柯研究員提出的“醫用金屬材料生物功能化”的學術思想啟發下，利用銅離子具有優異的抗凝血、促內皮、抑制平滑肌等多重生物功能，團隊在鎂合金血管支架表面成功地構建出載銅功能化涂層，解決了銅離子會加速鎂合金降解的問題，并闡明了載銅功能化涂層鎂合金的降解機制（Prog. Org. Coating 172 (2022) 107138；Chin. J. Mater. Res. 37 (2022) 271–280）。
團隊近期將帶有載銅功能化涂層的鎂合金血管支架植入新西蘭大白兔的頸動脈中，研究了動物體內在不同植入周期下血管支架的內皮化、血栓形成、再狹窄等情況，以及支架的降解速率。研究表明，在鎂合金血管支架表面構建載銅涂層可以實現支架植入后7天內完成內皮化，且無血栓形成，植入3個月后的再狹窄率降低了50%（圖1），并可大幅降低支架在體內的降解速率（圖2）。這項研究是基于可降解鎂合金心血管支架，構建了載銅功能涂層，通過梯度釋放銅離子調控血管修復時序，并激活eNOS（內皮型一氧化氮合酶）/FDPS（法尼基二磷酸合酶）信號，實現“降解同步性-功能時序性”的協同治療（圖3），有望加快我國可降解鎂合金心血管支架的臨床應用進程，并為無藥器械的發展提供一條新的思路。
相關成果以“A high-performance chitosan-grafted Cu(II) coating improves endothelialization and mitigates the degradation of biodegradable magnesium alloy stents”為題，于1月29日在線發表在Biomaterials。該研究工作得到了國家自然科學基金等項目的支持。
圖1. 載銅功能化涂層處理鎂合金支架植入后的組織學響應。實現快速內皮化、抗血栓形成、降低狹窄率等性能
圖2. 不同階段鎂合金血管支架的形貌。載銅功能化涂層構建，實現鎂合金支架降解速率大幅降低
圖3. 文章研究內容及作用機制圖摘要
心血管支架是拯救心臟病患者的“生命通道”。當心臟血管變窄時，醫生會植入這種金屬小管撐開血管，讓血流恢復暢通。但傳統金屬支架有個缺點：它會永遠留在體內，可能引發血管再次狹窄或血栓。科學家們因此發明了可降解支架——像“會消失的血管衛士”一樣，完成任務后就能自行分解。鎂合金支架就是個中翹楚，這種特殊金屬能在體內逐漸溶解，但早期產品降解太快，就像“遇水即化的糖果”，還沒等血管修復好就失去支撐力。為此，中國科學院金屬研究所的科研團隊展開攻關，給鎂合金支架打造了三重防護：
結構升級：通過計算機模擬設計出更科學的網格結構，有效降低金屬疲勞，延長使用壽命。
防護鍍層：研發新型復合涂層技術，相當于給支架包上“防水膜”，讓它在血液環境中分解更緩慢可控。
智能涂層：創新性地在表面添加含銅涂層，這個設計暗藏玄機——銅離子既能促進血管內壁快速修復（植入7天就能完成愈合），又能抑制血栓形成，同時還能調節支架的降解速度。更神奇的是，這個涂層釋放銅離子的速度會隨時間變化，就像“智能藥庫”按需給藥。
動物實驗顯示，升級版支架表現優異：兔子頸動脈植入后，三個月內血管再狹窄率降低一半，全程無血栓形成，降解速度也明顯放緩。這得益于涂層釋放的銅離子激活了人體自身的修復信號系統，讓支架降解和血管修復完美同步。這項突破性研究登上了生物材料領域頂級期刊《Biomaterials》。
來源：Internet
