新型聚合物共混材料PLLA/PLGA构建的冠状动脉支架改善血管反应性:临床前研究揭示其降低炎症与促进血管重塑的潜力

【字体: 时间:2025年10月02日 来源:Scientific Reports 3.9

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  为解决第一代生物可吸收支架(BRS)因厚支架梁和结晶材料导致的再狭窄与血栓问题,研究人员开展新型完全无定形PLLA/PLGA聚合物支架的临床前研究。结果表明,该材料显著降低炎症反应(无炎症支架梁数量提高7.2倍),促进血管正性重塑(90天时管腔面积从1.86增至3.40 mm2,p=0.02),支持其作为下一代BRS技术的潜力。

  
在介入心脏病学领域,生物可吸收支架(Bioresorbable Scaffold, BRS)曾被寄予厚望,其核心理念是在提供临时血管支撑后完全降解,避免金属支架带来的长期并发症风险。然而第一代BRS(如Absorb支架)在临床应用中暴露出显著问题:较高的支架内血栓和再狭窄发生率。研究表明,这与其较厚的支架梁(通常≥150μm)和高度结晶的聚乳酸(Poly-L-lactide, PLLA)材料密切相关——厚支架梁易造成血流扰动和血管损伤,而结晶材料降解缓慢且易引发过度炎症反应。
为突破这些限制,研究团队开发了一种新型完全无定形聚合物材料——聚乳酸/聚乙醇酸共混物(PLLA/PLGA),并通过专利退火工艺提升其径向支撑力。该研究旨在通过猪冠状动脉再狭窄模型,对比新型PLLA/PLGA支架与传统PLLA支架(120μm和150μm厚度)的生物学响应。
研究采用12头家猪,在光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)引导下以110%过度扩张植入未涂层支架,分为PLLA 120μm(n=7)、PLLA 150μm(n=8)和PLLA/PLGA 200μm(n=10)三组,分别于30天和90天通过血管造影、OCT和组织病理学评估效果。关键实验技术包括:定量冠状动脉造影(QCA)分析血管直径与狭窄程度,OCT测量管腔面积和新生内膜增生,组织学半定量评分系统(炎症、血管损伤、新生内膜成熟度和内皮化评分)。
研究结果
QCA结果
30天时,PLLA 120μm组显示最低直径狭窄率(31%±12),但90天时PLLA/PLGA组显著优于PLLA 150μm组(狭窄率38%±8 vs. 62%±0.2, p=0.03),提示新型材料长期通畅性更佳。
OCT结果
30天时各组狭窄面积和无新生内膜面积无显著差异,但PLLA/PLGA组支架面积较小(3.88±0.94 mm2)。至90天时,仅PLLA/PLGA组出现显著正性重塑:管腔面积从1.86 mm2增至3.40 mm2(p=0.02),支架面积从3.91 mm2扩大至7.84 mm2(p<0.01),表明该材料促进血管适应性扩张。
组织病理学结果
  • 血管损伤:30天时PLLA/PLGA组损伤评分最低,90天时各组损伤程度相近但PLLA/PLGA仍保持较低炎症。
  • 炎症反应:PLLA/PLGA组无炎症支架梁(评分0)数量是PLLA 120μm组的7.2倍(p=0.03),而PLLA 150μm组可见嗜酸性肉芽肿形成。
  • 内皮化与新生内膜成熟度:所有组别30天时均接近完全内皮化,新生内膜成熟度评分无差异。
结论与意义
本研究首次证实,尽管PLLA/PLGA支架梁更厚(200μm),但其无定形特性显著改善生物相容性:降解速率更快(体外约1-2年)、机械灵活性更高、免疫反应更温和。其降低炎症和促进血管重塑的机制可能与材料亲水性增强、降解产物代谢效率提升有关。该研究为BRS技术发展提供了新方向:不仅可通过减少支架梁厚度优化设计,还可通过材料学创新(如无定形共混聚合物)改善生物学响应。未来需在动脉粥样硬化模型和临床研究中进一步验证其安全性及与药物涂层结合的疗效。
论文由波兰心血管研究与开发中心等机构合作完成,发表于《Scientific Reports》(2025年15卷),为下一代BRS设计提供了关键 preclinical 证据。
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