新型可降解聚合物涂層雷帕霉素洗脫支架及鎂合金全降解雷帕霉素洗脫支架的可行性研究.pdf

1、藥物洗脫支架(DES)是目前冠心病介入治療的重要進(jìn)展之一。第一代DES通過(guò)包被于金屬支架表面的不可降解的聚合物涂層攜帶藥物，藥物從聚合物中緩慢釋放，抑制局部平滑肌細(xì)胞增殖，從而使支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率顯著降至10％以內(nèi)。但與裸金屬支架(BMS)相比，DES輕度但有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義地增加了晚期支架血栓的發(fā)牛率，這可能與不可降解的涂層在局部造成持續(xù)炎癥反應(yīng)和過(guò)敏反應(yīng)有關(guān)。為避免不可降解的聚合物涂層永久殘留于血管壁中所引起的不利作用，部分新一代的DES

2、采用了以聚乳酸(PLA)類材料為代表的生物可降解的聚合物涂層。目前已有采用PLA涂層的DES(如Excel支架、BioMATRIXTM支架、NoboriTM支架等)上市或開(kāi)展了臨床研究，顯示有良好的安全性和有效性。不僅如此，為了進(jìn)一步避免永久殘留于血管壁中的金屬支架對(duì)血管壁的長(zhǎng)期異物刺激，發(fā)展全降解的DES使其在完成防止血管彈性回縮和藥物洗脫的歷史使命后從血管壁中被完全降解吸收，是新型DES發(fā)展的趨勢(shì)之一。其中鎂合金可降解裸金屬支架已進(jìn)

3、行了初步臨床試驗(yàn)，但尚無(wú)鎂合金DES的研究報(bào)告。
　　 目的：為開(kāi)發(fā)采用新型可降解聚合物涂層的國(guó)產(chǎn)DES，本研究探索了生物可降解聚乳酸聚羥基乙酸共聚物(PLGA)和聚左旋乳酸(PLLA)涂層攜載雷帕霉素的新型DES的可行性，置入健康小型豬冠狀動(dòng)脈后觀察其生物安全性和對(duì)新生內(nèi)膜增生的抑制作用，并與采用不可降解聚合物涂層的第一代DES進(jìn)行對(duì)比。另外，本研究還對(duì)鎂合金PLA涂層雷帕霉素洗脫支架(SES)的可行性進(jìn)行了初步探索。

4、　　 方法：為評(píng)價(jià)PLGA涂層SES的效果，4種支架被置入健康小型豬的冠狀動(dòng)脈:316L不銹鋼BMS(316L)、L605鈷基合金B(yǎng)MS(L605)、不帶雷帕霉素的PLGA涂層L605支架(PLGA)和帶雷帕霉素的PLGA涂層L605支架(PLGASES)。試驗(yàn)支架由天健醫(yī)療科技(蘇州)有限公司提供。PLGASES的雷帕霉素量為120μg/cm2，體外試驗(yàn)顯示雷帕霉素在70天時(shí)完全洗脫，涂層約在80～90天時(shí)完全降解。術(shù)后4周、12周

5、和26周時(shí)將動(dòng)物處死進(jìn)行組織病理學(xué)和組織形態(tài)學(xué)分析，測(cè)量支架上內(nèi)膜厚度、支架間內(nèi)膜厚度、新生內(nèi)膜面積和面積狹窄百分比，通過(guò)掃描電鏡(SEM)觀察內(nèi)皮愈合情況。此外我們還測(cè)量了支架段冠狀動(dòng)脈管壁炎癥面積，并采用雙變量相關(guān)分析(Spearman法)和偏相關(guān)分析研究了冠狀動(dòng)脈炎癥與新生內(nèi)膜增生程度的關(guān)系。
　　 為評(píng)價(jià)PLLA涂層SES的效果，4種支架被置入健康小型豬的冠狀動(dòng)脈:316L不銹鋼BMS(316L)、L605鈷基合金B(yǎng)MS

6、(L605(2))、不帶雷帕霉素的PLLA涂層L605支架(PLLA)和帶雷帕霉素的PLLA涂層L605支架(PLLASES)。試驗(yàn)支架由萬(wàn)瑞飛鴻(北京)醫(yī)療器材有限公司提供。PLLASES的雷帕霉素量為140±20μg/cm2，體外試驗(yàn)顯示雷帕霉素在60天時(shí)完全洗脫，涂層約在60天時(shí)完全降解。4周時(shí)將動(dòng)物處死進(jìn)行組織病理學(xué)和組織形態(tài)學(xué)分析，SEM觀察內(nèi)皮愈合情況。
　　 將上述2種采用可降解聚合物涂層的SES與同期完成的火鳥(niǎo)支

7、架(Firebird，微創(chuàng)醫(yī)療器械(上海)有限公司)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　 最后，為初步觀察全降解的鎂合金PLA涂層SES的效果，3種支架被置入健康小型豬的冠狀動(dòng)脈:A231B鎂合金B(yǎng)MS(BMS)、不帶雷帕霉素的PLA涂層A231B支架(PLA)和帶雷帕霉素的PLA涂層A231B支架(SES)，每種4枚支架。試驗(yàn)支架由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所提供。4周時(shí)將動(dòng)物處死進(jìn)行組織病理學(xué)和組織形態(tài)學(xué)分析。
　　 結(jié)果：
　

8、　 一、PLGA涂層SES的可行性研究:
　　 4周時(shí)，SEM觀察顯示PLGASES組的多數(shù)標(biāo)本內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋面積約占總內(nèi)膜面積的75-100％。與316L、L605和PLGA組相比，PLGASES組的支架上內(nèi)膜厚度(0.06mm對(duì)0.41mm、0.30mm和0.24mm，P均<0.05)、支架間內(nèi)膜厚度(0.06mm對(duì)0.29mm、0，33mm和0.28mm，P均<0.05)、新生內(nèi)膜面積(0.64mm2對(duì)2.09mm2、2.

9、11mm2和1.42mm2，P均<0.05)和面積狹窄百分比(13.85％對(duì)47.27％、46.80％和33.80％，P均<0.05)均顯著小于各對(duì)照組，而各對(duì)照組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。PLGASES組的支架段冠狀動(dòng)脈炎癥顯著輕于各對(duì)照組。雙變量相關(guān)性分析顯示，冠狀動(dòng)脈炎癥面積與新生內(nèi)膜面積顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.719，P<0.001)，在控制支架種類、損傷指數(shù)和外彈力板圍繞面積后，偏相關(guān)分析顯示兩者依然正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.498，P=0.

10、01)。PLGASES組的心肌、肝、脾、肺、腎的病理觀察未見(jiàn)明顯異常，血化驗(yàn)未見(jiàn)與支架相關(guān)的有意義的改變。
　　 12周時(shí)SEM顯示PLGASES組均有完整的內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋。其內(nèi)膜增生有所進(jìn)展但仍無(wú)支架內(nèi)狹窄發(fā)生，與4周時(shí)相比支架間內(nèi)膜厚度(0.10mm對(duì)0.06mm，P=0.036)增加有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而支架上內(nèi)膜厚度(0.15mm對(duì)0.06mm，P=0.304)、新生內(nèi)膜面積(0.91mm2對(duì)0.64mm2，P=0.054)和面

11、積狹窄百分比(30.01％對(duì)13.85％，P=0.076)增加未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。26周時(shí)，SEM顯示PLGASES組均有完整的內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋。2例無(wú)明顯炎癥反應(yīng)的標(biāo)本內(nèi)膜增生程度與4周時(shí)相似，而另2例有中度炎癥反應(yīng)的標(biāo)本形成支架內(nèi)狹窄。
　　 二、PLLA涂層SES的可行性研究:
　　 4周時(shí)，SEM顯示PLLASES組內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋面積約占總內(nèi)膜面積的50-80％。PLLASES組與316L組相比支架上內(nèi)膜厚度減少了76％

12、(0.10mm對(duì)0.41mm，P＝0.004)，支架間內(nèi)膜厚度減少了72％(0.08mm對(duì)0.29mm，P＝0.002)，新生內(nèi)膜面積減少了62％(0.79mm2對(duì)2.09mm2，P=0.001)，面積狹窄百分比也顯著降低(21.22％對(duì)47.27％，P=0.008)。而PLLASES組與L605組和PLLA組之間無(wú)明顯差異。PLLA組有2例支架段冠狀動(dòng)脈發(fā)生中度炎癥反應(yīng)，而PLLASES組和L605組均無(wú)明顯炎癥反應(yīng)。PLLASES組

13、的心肌、肝、脾、肺、腎的病理觀察未見(jiàn)明顯異常，血化驗(yàn)未見(jiàn)與支架相關(guān)的有意義的改變。
　　 三、PLGASES、PLLASES與火鳥(niǎo)支架的對(duì)比研究:
　　 4周時(shí)，3組的內(nèi)皮愈合情況相似，均無(wú)支架內(nèi)狹窄發(fā)生。PLGASES的支架上內(nèi)膜厚度(0.06mm對(duì)0.12mm，P=0.146)、支架間內(nèi)膜厚度(0.06mm對(duì)0.16mm，P＝0.075)和面積狹窄百分比(13.85％對(duì)22.81％，P＝0.274)較火鳥(niǎo)組有減少趨勢(shì)

14、但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，而新生內(nèi)膜面積(0.64mm2對(duì)1.38mm2，P＝0.011)顯著小于火鳥(niǎo)組。PLLASES的支架上內(nèi)膜厚度(0.10mm對(duì)0.12mm，P＝0.234)、支架間內(nèi)膜厚度(0.08mm對(duì)0.16mm，P-0.115)和面積狹窄百分比(21.22％對(duì)22.81％，P＝0.756)與火鳥(niǎo)組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，新生內(nèi)膜面積則有小于火鳥(niǎo)組的趨勢(shì)(0.79mm2對(duì)1.38mm2，P＝0.052)。PLGASES和PLLASES的

15、支架段冠狀動(dòng)脈炎癥顯著輕于火鳥(niǎo)支架。各組的心肌、肝、脾、肺、腎的病理觀察均未見(jiàn)明顯異常，血化驗(yàn)均未見(jiàn)與支架相關(guān)的有意義的改變。
　　 四、鎂合金PLA涂層SES可行性的初步研究:
　　 在支架置入術(shù)后第7天就觀察到支架解體，4周時(shí)部分支架僅見(jiàn)殘?jiān)踔镣耆障?。PLA和SES組支架段冠狀動(dòng)脈有明顯炎癥反應(yīng)，管腔嚴(yán)重狹窄。
　　 結(jié)論：
　　 1、以L605鈷鉻合金為骨架、采用生物可降解PLGA涂層的雷帕

16、霉素洗脫支架可有效抑制健康小型豬冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)后4周和12周的內(nèi)膜增生，并有良好的組織相容性和血液相容性；4周時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋面積約占總內(nèi)膜面積的75％以上，12周時(shí)有完整的內(nèi)皮覆蓋；對(duì)主要臟器的功能、結(jié)構(gòu)無(wú)不良影響，提示有較好的臨床應(yīng)用前景。
　　 2、在國(guó)內(nèi)首次報(bào)道病理所見(jiàn)，支架段冠狀動(dòng)脈管壁的炎癥面積大小與新生內(nèi)膜增生的程度顯著正相關(guān)，顯示炎癥是促進(jìn)支架術(shù)后新生內(nèi)膜增生的重要因素。
　　 3、以L605鈷鉻合金為

17、骨架、采用生物可降解PLLA涂層攜帶雷帕霉素的新型藥物洗脫支架可有效抑制健康小型豬冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)后4周時(shí)的內(nèi)膜增生，有良好的組織相容性和血液相容性；4周時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋面積約占總內(nèi)膜面積的50-80％；并對(duì)主要臟器的功能、結(jié)構(gòu)無(wú)不良影響。
　　 4、在國(guó)內(nèi)首次在動(dòng)物模型上比較了可降解與不可降解聚合物涂層雷帕霉素洗脫支架對(duì)抑制新生內(nèi)膜增生的作用及血管壁炎癥反應(yīng)的情況，結(jié)果表明與采用不可降解的EVAC聚合物涂層的火鳥(niǎo)支架進(jìn)行對(duì)比，