钆纳米颗粒增强可吸收下腔静脉滤器的显影性与生物安全性研究

《Acta Biomaterialia》：Gadolinium nanoparticle-enhanced, radiopaque, and resorbable inferior vena cava filters for improved in vivo applications

本研究创新性地将钆纳米颗粒（GdNPs）与聚合物共混物结合，成功开发出兼具显影增强（CT值达2,823±51 HU）和可吸收特性的下腔静脉滤器（IVCF）。体外实验证实其无细胞毒性（MOVAS/EC-RF24细胞）及溶血活性（P>0.05），动物模型（n=2）中12周内持续显影且保持血栓捕获功能，为深静脉血栓预防提供了突破性器械设计方案。

　　

Highlight

本研究通过将钆纳米颗粒（GdNPs）与聚合物共混物（包括聚羟基丁酸酯、聚乙烯吡咯烷酮和聚己内酯）结合，显著提升了可吸收下腔静脉滤器（IVCF）的放射显影性，同时保持其生物安全性和功能完整性。

RESULTS

合成的GdNPs呈心形（图1A），尺寸为33.3±4.2纳米（图1B）。将GdNPs与聚合物以5:1比例混合后灌注至卷曲的聚对二氧环己酮（PPDO）缝线中，体外测试显示其CT值显著提升至2,823±51 HU（P<0.0001），且未改变缝线的其他物理化学性质。细胞相容性实验（MOVAS和EC-RF24细胞）表明无细胞毒性，溶血实验显示无显著溶血活性（P>0.05）。在概念验证猪模型（n=2）中，透视引导下的滤器部署证实PPDO-Gd滤器在12周内持续显影，且血栓捕获功能未受影响。

DISCUSSION

本研究证明GdNPs可成功增强可吸收IVCF的显影性，支持长期CT监测。尽管观察到植入后血管壁增厚（可能为局部炎症反应），但滤器在降解过程中仍保持结构稳定性和功能。未来研究需重点关注材料降解动力学与组织反应的关联。

CONCLUSION

通过聚合物层层强化结合的GdNPs成功整合至可吸收IVCF中，在提升显影性的同时未影响血栓捕获效能。尽管发现第12周时存在下腔静脉狭窄迹象，该设计为可监测、可降解血栓预防器械的开发提供了重要方向。