可降解镁合金支架-MPM植入兔腹主动脉后降解的研究

摘要

在过去的几十年中，随着老年化进程的加速，阻塞性血管疾病患者病例数量逐年升高，严重威胁人们的生活水平、健康、甚至生命。血管内支架治疗具有划时代的意义，解决了许多临床问题。但随着血管内支架治疗的适应症的扩大，不能降解的介入器材可能产生的并发症也受到越来越多的医务人员的关注。据有关数据分析，需要再次进行PCI干预的病人，支架植入术后患者发生再狭窄(instentrestenosis,ISR)可高达15％～50％。目前支架主要有几类:1，永久性血管支架，其多数由钴铬合金、不锈钢和镍钛合金等材质组成。此类支架具有代表性。但是植入后在体内永久存在，会时刻对支架帖壁组织产生会不同程度地刺激，使组织产生炎性反应，后期导致血管内膜增生，最终形成再狭窄相关试验表明其6～12个月的支架内再狭窄率为15％～20％;2，药物洗脱支架(drug-eluting stents，DES)，顾名思义，此类支架表面涂覆药物。目前多数表面涂覆的是抗增殖药物，如紫杉醇等。这类支架的应用显著降低了支架置入术后再狭窄，然而，近年研究报道DES可能引起血管内皮化延迟等，这可能导致晚期支架内血栓风险增高。与永久性支架及DES相比较，生物可降解血管内支架可克服他们的缺点.正因为如此，关于他们的研究逐渐成为热门。
　　生物可降解支架的材料大多是高分子材料。目前有如下几个分类:天然可降解高分子材料、微生物合成高分子材料、多聚物合成可降解高分子材料以及生物可降解金属材料四类。天然可降解高分子材料大多数为糖类。由它合成的支架生物相容性良好，但是力学性能较差。而微生物合成的支架目前研究较少，研究最多的就是多聚物合成的高分子降解支架以及可降解金属支架。然而大部分聚合物的强度低，只有金属的1/4，而且聚合物的塑型性低，导致回弹率＞20％（金属的回弹率＜5％）。因此可降解金属支架不仅具有类似金属的体积小和机械性能强的特点，另外金属材料在人体环境内被腐蚀，在几个月的时间内比较迅速地分解，可有效防止永久性支架所带来的支架内再狭窄问题。
　　镁合金支架因其优良的特性，研究和开发可降解镁合金血管支架逐渐成为热门。被誉为“革命性的金属生物材料”可降解医用镁合金受到全世界的关注。
　　Heublein等首先以镁合金AE21（2％的铝以及1％的稀土元素）作为可吸收金属支架材料进行研究。他们在猪的模型中植入镁合金支架。支架植入后一开始就发生了增生，并逐渐加重，直至1-2个月左右血管发生正性重塑，管腔逐渐变大，半年后支架质量丢失一半并且有少量血栓形成以及轻度炎症反应。在临床实践中，最早是Bosiers等和多个中心合作，收集来自荷兰、澳大利亚和德国等多个研究中心的117名共149处病变患有下肢血管闭塞的患者进行实验研究。随机分组，其中60人共采用可降解镁合金支架进行治疗，57人采取经皮腔血管成形术进行治疗。可吸收镁合金支架组的狭窄率(31.8％)显著低于经皮腔血管成形术组(58.0％)，p=0.013.2006年美国心脏病学会年会会议上Erbel等报道了全球第一个有关生物可降解镁合金支架应用于人冠状动脉的前瞻性、非随机、多中心临床试验（PROG-RESS-AMS）。研究结果显示生物可降解镁合金支架机械支撑性能良好，随访期内无心肌梗死、亚急性或晚期血栓及心源性死亡事件。另外他们还发现支架材料降解产物未导致栓塞，其在人体内应用是安全可行的。
　　综上所述，可降解镁合金支架以其强度和生物相容在基础研究和临床实践中不断被证实，与永久性支架等相比占有优势。可降解镁合金支架优势固然显著，但是目前依旧存在如下几点问题:1，支架对血管壁的有效作用时间尚不足;2，制作支架的合金没有做到完全采用无毒副作用的金属材料;3，脆性大、塑性变形能力差。这需要更多的基础和临床研究进一步探讨。
　　针对可降解镁合金支架所存在的不足，我们联合上海微创医疗器械有限公司研发部共同研发了一种新型的可降解镁合金金属支架-MPM。目前MPM支架在体外测试中各种参数均优于现有的一些可降解镁合金支架。现对其在体内的作用效应进行研究。
　　目的:
　　以现有的国内外关于可降解支架的文献为基础，我们观察新型可降解镁合金支架-MPM植入兔腹主动脉后的降解时间、血管内膜增生情况及血清镁离子浓度变化。
　　方法:
　　1.研究对象
　　可降解镁合金支架-MPM24枚。
　　2.研究方法
　　取性别不限，健康，体重2.2±0.2Kg的新西兰大白兔24只。随机分为4组（标记为1，2，3，4组），每组各6只。术前3天连续给予阿司匹林(10mg/kg)及氯吡格雷（10mg/kg）“双抗”口服。消毒兔子耳朵的皮肤后抽取血液检查血清Mg2+浓度。后经耳缘静脉麻醉，固定，直视切开，逐层分离暴露右侧股动脉。采用改良Seldinger技术逆行穿刺右侧股动脉血管壁并置入血管鞘(4F)固定，DSA下造影，观察主动脉及两侧肾动脉位置，运用微导丝置入MPM支架（球囊膨胀释放型支架，尺寸为3.0mm×23mm，该支架由镁合金激光镂刻而呈网络状，表面经抛光及化学防护处理），其位于左侧肾动脉之下1cm处。再次造影复查无异常后，拔除血管鞘，结扎股动脉，逐层缝合伤口。术后继续按术前剂量口服“双抗”药物28天。28天后长期服用阿司匹林(5mg/kg)。分别在术后饲养的30d、60d、90d、180d这四个时间点抽取所有兔子的静脉血。分别于此节点取对应的各组兔子消毒，麻醉、固定、分离暴露出左侧股动脉。继续运用改良Seldinger技术逆行穿刺并置入血管鞘(4F)固定。造影复查评估血管情况，后处死动物。取出载支架段动脉段，固定、脱水、包埋。每个标本取近、中、远3段血管，切片厚度5um，再行HE染色、免疫组化。显微镜下观察并记录支架支杆溶解后管腔内遗留的空洞个数，观察血管内膜增生、管腔情况及PCNA阳性细胞。所有抽取的静脉血作镁离子浓度检测。
　　3.统计学处理
　　所有数值取均数±标准差。用SPSS20.0统计软件对所得数据作线性分析，估算出植入支架降解时间。根据支架降解阶段血管内膜增生面积、剩余管腔面积及免疫组化PCNA阳性细胞平均光密度值，运用One-Way ANOVA，通过比较各组间差异，得出该支架对内膜作用的特点。根据不同阶段血清Mg2+浓度，运用One-WayANOVA和重复测量数据方差分析，得出支架降解过程中的血清镁离子变化特点。
　　4.研究结果
　　4组实验动物均存活。1组(30d);2组(60d);3组(90d);4(180d)术前及术后血清镁浓度无显著统计学差异。随访期间造影显示腹主动脉通畅，未见明显狭窄。病理结果显示随着时间延长，植入兔血管内支架降解面积逐渐增多。支杆断裂逐渐增多。支架支撑力逐渐减弱。到4组(180d)时支架基本降解完全。几乎全部吸收，支杆基本消失，仅残留少量支架碎片。1、2、3、4组血管内膜增生面积分别为0.96±0.54 mm2、0.80±0.42 mm2、1.52±0.54 mm2、0.93±0.38 mm2。1、2、3、4组剩余管腔面积分别为2.32±0.52mm2、2.12±0.48 mm2、1.58±0.42mm2、2.06±0.45 mm2。观察支架植入后，血管内膜增生及管腔剩余面积变化呈现波形变化，内膜增生逐渐增多，管腔剩余面积逐渐减小。90d(3组)时达到峰值，90d时内膜增生最为显著，剩余管腔面积最小，组间比较统计学存在显著差异（与其他各组比较P均大于0.05）。同样，免疫组化PCNA阳性细胞数的平均光密度值逐渐增大，90d时达到最大。组间比较统计学存在显著差异（与其他各组比较P均大于0.05）。此指标进一步印证支架植入后血管内膜增生，管腔逐渐狭窄。在支架植入第3个月达到峰值。后期血管逐渐出现正性重塑。增生内膜面积变小。剩余管腔面积也逐渐增大。4组血清镁离子浓度经统计学分析术前及术后降解节点无明显统计学差异。
　　结论:
　　可降解镁合金支架-MPM在兔主动脉中失去支撑作用的时间为182d;血管内膜在支架植入后90d时增生最明显，此时管腔狭窄最明显，后期血管出现正性重塑，根据血管内膜变化特点，可防止晚期血管再狭窄;可降解镁合金支架-MPM在降解过程中，血清镁离子浓度较术前未见明显变化，未对兔子产生明显毒性。

目录

摘要

前言

材料与方法

1．实验动物及其分组

2．实验试剂及器材

3．实验方法

4．统计学处理

结果

1．可降解镁合金支架-MPM植入前及术后不同时间节点复查血管造影结果

2．标本取出时肉眼观察结果

3．可降解镁合金支架-MPM降解过程中不同时间节点的标本HE染色结果

4．可降解镁合金支架-MPM降解过程中不同时间节点的标本免疫组化结果

5．可降解镁合金支架-MPM降解过程中不同时间节点的血清镁离子浓度结果

讨论

结论

参考文献

综述 支架植入后再狭窄防治的研究进展

硕士在读期间撰写和发表文章情况

英文缩略词表

致谢

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