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CIT2023|高润霖院士:金属生物可吸收药物洗脱支架现状和前景

2023-07-03 10:32:18来源:第二十一届中国介入心脏病学大会阅读:29次

一直以来,生物可吸收支架(BRS)便备受关注,其在置入前期可提供足够的支撑力,并释放药物预防血管增长,之后可被吸收,从而避免永久支架晚期并发症的发生。那么,金属生物可吸收药物洗脱支架的现状和前景如何?在第二十一届中国介入心脏病学大会(CIT2023)上,中国医学科学院阜外医院高润霖院士对此进行了解答。本文摘录了部分要点内容,以飨读者。

最初的可降解支架是聚合物BRS,然而其晚期不良事件尤其是晚期血栓形成风险增加。于是生物可吸收金属镁、铁、锌便成为了BRS的备选材料。

 

镁基可吸收支架

 

镁是第一种用于研发可降解支架的金属,且最早应用于临床。由于镁的支撑力较低,仅为钴铬合金的一半,因此必须进行合金化。镁基支架置入后降解速度较快,3个月后就开始降解,12个月完全降解,之后支架空间便被磷酸钙替代。

 

镁基支架的研发经历了漫长的过程。随着技术的研发和改良,镁基支架的强度增加、厚度减少,安全性和有效性也得到了提升。

 

第一代镁支架是金属裸支架,之后出现了第一代药物洗脱支架DREAMS 1G,其表面涂有一种由生物可吸收聚合物和紫杉醇组成的基质,但多项临床研究显示,其虽然可以显著减少再狭窄的发生,但可增加晚期支架内血栓风险,于是在新一代药物洗脱支架(DREAMS 2G)中将紫杉醇换成了雷帕霉素。多项研究证实了DREAMS 2G的安全性及有效性,置入患者的血栓事件较少、晚期管腔丢失(LLL)也可接受。但考虑到LLL仍然偏大,于是又研发了第三代药物洗脱支架。研究者对第三代药物洗脱支架的合金进行了改良,并增加了铝元素,以提高其强度。

 

铁基生物可吸收支架

 

为什么要考虑研发铁基支架呢?这主要因为铁在可吸收基金属中的强度最大。铁经过氮化后会形成氮化铁,其强度与钴铬合金相当,明显高于镁和锌。

 

然而,铁基支架的安全性(铁毒性)一直备受争议。这主要是因为二价铁会活化氧气产生羟自由基引起氧化效应,从而造成损伤。为此,有学者进行了相关研究,证实了铁毒性仅在铁离子和活性氧(ROS)的平衡打破后才会出现。之后高院士团队进行的相关试验显示,将铁粉放置在生理盐水环境中培养,确实会产生ROS,但加入牛或猪的血清白蛋白后,ROS便明显减少。

 

高院士表示,铁基支架置入人体后,接触的是血清白蛋白或血浆白蛋白环境,且支架相对较小,因此并不会出现铁毒性。高院士团队进行的大量动物试验也未发现铁基支架相关损伤,且在7年时解剖发现,支架置入处的内膜非常正常。

 

之后铁基药物洗脱支架被研发出来。由于铁的支撑力很强,所以铁支架的主体壁厚仅50-55 μm,载体为完全可降解外消旋聚乳酸(PDLLA)和雷帕霉素,再加上酸性环境,使支架3个月时便开始降解,无法维持有效地早期支撑。为了解决这一问题,研究者便给支架加了一个新涂层,以减缓其降解速度,从而保证其在4-6个月时能有效支撑。

 

另外,铁基支架生物相容性良好。铁基支架降解后会产生磷酸铁,巨噬细胞会将铁转移到含铁血黄素中,向外膜移动,最终进入淋巴结并在脾脏中循环。动物实验还表明,铁可促进内皮增长;组织和细胞反应与Xience Prime无显著差异。

 

有关药物涂层铁支架(IBS)的首次人体试验(FIM)3年结果充分证实了铁基支架在人体内可被安全吸收:

✔所有支架均成功置入患者体内,无手术并发症,器械、病变及临床成功率均为100%;

✔支架置入6个月时的靶病变失败率(TLF)仅为2.2%,置入后1年和3年的TLF增加并维持在6.7%。整个随访期间,无死亡、心梗和支架内血栓形成;

✔OCT分析显示,支架置入6个月后的新生内膜覆盖率高达99.8%,并在1年后达到100%。

✔3年时的LLL可以接受,且很快再内皮化;

✔在6个月时,34.3%的支架主体被吸收;2年时吸收达到82.3%;3年时达到95.4%,较其在猪和兔子体内的吸收速度更快;

✔3年随访显示,管腔无狭窄性改变,支架在降解过程中未出现贴壁不良现象。

 

锌基生物可吸收支架

 

锌也是相容性较好的可降解金属,但锌的强度较低,必须进行合金化,以改善锌的机械性能。锌合金的腐蚀降解速率可满足对血管支撑作用保持4-12个月的需要,同时锌本身也是人体所必要的营养元素,且还具有一定的血管保护作用。

 

加入不同元素后,锌的强度会发生不同的改变。根据相关研究,国内研究者选用锌铜合金来制作支架,将其拉长后仍可维持比较好的强度。动物试验已初步证实了锌铜合金基支架(锌+0.8%铜)具有较好的力学性能、降解速率及生物相容性。铁铜基支架(Rientech)也即将开始临床试验。

 

生物可吸收支架在中国的发展

 

在世界范围内,生物可吸收支架的研究进入了一个低谷期,但在我国仍比较活跃。目前,我国已有两种生物可吸收支架(NeoVas、Xinsorb BRS)上市,多款相关支架正在研发中。

 

结 语

 

✔金属生物可吸收支架是聚合物支架有吸引力的替代品。

✔从DREAM 1G、DREAM 2G到DREAM 3G,镁基支架取得了长足的进步。BIOMAG-I研究表明,在新发冠状动脉病变中,DREAMS 3G具有良好的安全性和性能结果。

✔铁基支架的FIM研究已初步证实了其可行性、安全性和有效性,但仍需要进一步RCTs试验结果验证。

✔铁铜基支架也即将开始临床试验。

✔金属生物可吸收支架的未来充满希望!

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