新型可展开微支架治疗青光眼的创新设计与性能验证

本研究针对青光眼微创手术(MIGS)中现有植入物易纤维化、迁移及长期效果不佳等问题，开发了一种基于镍钛合金的可展开微支架。该装置通过优化几何结构实现组织机械分离，在离体猪眼和兔模型中分别实现4.53±1.42 mmHg和25.36%的持续眼压(IOP)降低，较XEN凝胶支架表现出更稳定的长期疗效，为青光眼治疗提供了新策略。

　　

青光眼作为全球第二大致盲眼病，其治疗核心在于控制眼内压(IOP)。当前主流的微创青光眼手术(MIGS)设备虽能避免传统滤过手术的创伤，却面临纤维化导致房水(AH)引流失效的困境。尤其对于通过巩膜上腔(SCS)引流的植入物，术后组织粘连常使"滤过泡"塌陷，最终丧失降压功能。这一临床痛点呼唤既能维持物理性组织分离、又具备生物相容性的新型装置。

牛津大学工程科学系的研究团队独辟蹊径，将航天领域可展开结构的概念引入眼科器械设计。他们利用镍钛合金的超弹性特性，开发出直径仅220μm的可展开微支架。该装置包含两个功能单元：连接前房(AC)与SCS的螺旋切割柔性管，以及可自膨胀的纺锤形支撑结构。通过有限元模拟优化，支撑结构能在243Pa压力下形成0.7mm高的稳定空腔，既保证引流效果又避免结膜侵蚀。

研究采用三项关键技术路线：1）通过激光切割和形状记忆处理制备微米级镍钛合金结构；2）建立包含非对称螺旋流道的流体力学模型，平衡柔性（2.41E-06 Nmm）与流体阻力（保留85% Hagen-Poiseuille预测值）；3）结合离体猪眼灌注系统（验证4.53mmHg降压效果）与新西兰白兔模型（28天降压25.36%）进行功能验证。

MICROSTENT设计

装置创新性体现在三维结构调控：支撑结构的四根细长支柱呈非对称排列，在SCS内形成6mm长的纺锤形空间。计算显示最大应变0.015，远低于镍钛合金4%的永久变形阈值。

性能验证

离体实验中，3D打印灌注系统证实装置可使IOP降低4.53mmHg（p<0.0001）。兔模型显示术后3天最大降压7.88mmHg（43.65%），28天仍维持4.59mmHg降压效果。AS-OCT证实滤过泡持续存在，且组织学显示支架周围仅轻度纤维化。

与XEN的对比研究

头对头实验发现，未使用抗纤维化药物时，微支架在28天时降压幅度（18.23%）显著优于XEN（5.37%）。荧光素灌注证实两者引流功能相当，但微支架通过机械支撑避免了XEN常见的组织粘连。

这项发表于《The Innovation》的研究突破性地解决了MIGS装置"物理性失效"的难题。通过将工程学可展开结构原理与生物相容材料结合，Yunlan Zhang等开发的微支架首次实现：① 机械性维持SCS空间（非依赖房水冲刷）；② 微米级结构刚度匹配眼组织（1E-06 Nmm量级）；③ 长期稳定降压（兔模型42天有效）。该设计为青光眼治疗提供了新范式，其结构优化策略也可拓展至其他管腔器官的植入器械开发。专利布局（WO2022210218）显示该技术已具备临床转化潜力，后续需在灵长类模型中验证长期安全性。