導讀

       生(shēng)物可(kě)吸收血管支架（BRS）作(zuò)為(wèi)治療動脈粥樣硬化的新一代血管植入物，被設計(jì)為(wèi)一種臨時(shí)支架，随着時(shí)間(jiān)的推移會(huì)被血管吸收。目前， BRS降解時(shí)血管的生(shēng)物學和(hé)力學反應的數(shù)據尚不充分。因此，有(yǒu)必要對其降解的拐點、血管的生(shēng)理(lǐ)反應過程進行(xíng)研究。本研究中将3D打印聚左旋乳酸血管支架（PLS） 植入大(dà)鼠腹主動脈。PLS植入主動脈後經曆了兩個(gè)不同的生(shēng)物反應過程：（1）在植入1個(gè)月後，PLS表面覆蓋了具有(yǒu)良好屏障功能的新生(shēng)內(nèi)膜，并伴有(yǒu)PLS緩慢降解、血管炎症和(hé)血管內(nèi)膜增生(shēng)；（2）在植入6個(gè)月後PLS出現明(míng)顯降解，血管炎症反應減輕，內(nèi)膜增生(shēng)減少(shǎo)，細胞外基質成分恢複到正常血管成分，表現為(wèi)正性重構。這些(xiē)動物體(tǐ)內(nèi)試驗結果表明(míng)，6個(gè)月是一個(gè)關鍵的轉折點。這種“兩階段降解和(hé)血管功能恢複”的提出，闡明(míng)了PLS對血管修複的促進作(zuò)用，并證明(míng)了PLS在促進內(nèi)皮功能和(hé)血管正性重塑方面的潛力，突顯了采用PLS的益處，并為(wèi)未來(lái)的研究提供了一些(xiē)啓示。

動脈粥樣硬化(AS)是威脅人(rén)類健康的主要心血管疾病。目前，植入藥物洗脫支架(DES)通(tōng)過擴張因動脈粥樣硬化病變而變窄的動脈管腔是最有(yǒu)效的治療方法。然而，DES植入有(yǒu)幾個(gè)缺點，包括出現晚期支架內(nèi)血栓，新生(shēng)動脈粥樣硬化，以及由于上(shàng)述支架作(zuò)為(wèi)永久性異物的引入而引起的長期局部炎症反應。為(wèi)了克服這些(xiē)缺陷，生(shēng)物可(kě)吸收支架(BRS)已經被開(kāi)發出來(lái)并應用于臨床治療。

目前，用聚左旋乳酸(PLLA)制(zhì)備的BRS支架在臨床前動物研究以及一些(xiē)短(duǎn)期和(hé)中期臨床試驗中均顯示出良好的效果。這些(xiē)研究表明(míng)，生(shēng)物可(kě)吸收血管支架與藥物洗脫金屬支架具有(yǒu)相似的治療效果，且不會(huì)在2-5年內(nèi)出現不良反應。一些(xiē)動物研究和(hé)臨床試驗已經檢測了血管對BRS降解的反應。但(dàn)是，支架降解的精确時(shí)間(jiān)點仍未确定。因此，研究血管變化随支架生(shēng)物降解的時(shí)間(jiān)進程是非常重要的。

重慶大(dà)學生(shēng)物工程學院血管植入物開(kāi)發國家(jiā)地方聯合工程實驗室的王貴學教授和(hé)尹鐵(tiě)英副教授團隊聯合北京安貞醫(yī)院及北京飛渡醫療器械有限公司，對不載藥的3D打印聚左旋乳酸血管支架(PLS)在植入後的降解行(xíng)為(wèi)進行(xíng)詳細研究，如圖1。本研究将PLS植入SD (Sprague Dawley)大(dà)鼠腹主動脈，評估植入後不同時(shí)間(jiān)內(nèi)的血管內(nèi)皮功能，同時(shí)檢測腹主動脈血管重構。3D打印PLS植入SD大(dà)鼠腹主動脈後新生(shēng)內(nèi)膜再內(nèi)皮化的屏障功能迅速恢複。新生(shēng)內(nèi)皮在1個(gè)月時(shí)即表現出良好的屏障功能，顯著高(gāo)于對照裸金屬支架（BMS）。免疫熒光染色也提示血管內(nèi)膜緊密連接蛋白在3D打印PLS植入後表達量逐漸上(shàng)調，意味着以內(nèi)膜屏障功能為(wèi)代表的血管內(nèi)膜功能逐漸恢複。相關研究結果以論文形式（Two-stage degradation and novel functional endothelium characteristics of a 3-D printed bioresorbable scaffold 10 (2022)：378–396）發表在國際著名學術(shù)期刊Bioactive Materials上(shàng)（影(yǐng)響因子14.593）。

圖 1. 在可(kě)降解支架植入後的指定時(shí)間(jiān)點應用的實驗和(hé)相應時(shí)間(jiān)點的重要事件

在PLS植入SD大(dà)鼠腹主動脈1周後，發現約20%的PLLA支架杆被新生(shēng)內(nèi)膜覆蓋。此外，植入後1個(gè)月和(hé)3個(gè)月，新生(shēng)內(nèi)膜覆蓋率分别增加到約80%和(hé)100%。1個(gè)月、6個(gè)月和(hé)12個(gè)月後，發現內(nèi)皮細胞（ECs）通(tōng)常沿着血流方向呈“鵝卵石狀”。此外，PLS植入物覆蓋近端和(hé)遠端節段的內(nèi)皮細胞比BMS植入物更有(yǒu)序，表明(míng)內(nèi)皮功能逐漸恢複。這些(xiē)結果表明(míng)PLS植入物可(kě)以促進新生(shēng)內(nèi)膜的形成和(hé)再內(nèi)皮化，見圖2A。

完整的內(nèi)皮屏障保護血管內(nèi)膜免受血栓形成、炎症和(hé)動脈粥樣硬化的影(yǐng)響。支架植入1周時(shí)，伊文思藍(lán)染色在血管內(nèi)壁可(kě)見明(míng)顯染色，随着時(shí)間(jiān)的推移，內(nèi)皮細胞從陽性轉變為(wèi)陰性染色，表明(míng)PLS植入後內(nèi)皮屏障功能已經恢複正常。BMS中內(nèi)皮細胞的伊文思藍(lán)染色陽性率較高(gāo)，表明(míng)其新生(shēng)內(nèi)膜屏障功能較差，其β-catenin 蛋白（內(nèi)皮細胞中負責細胞粘附和(hé)細胞聯接的蛋白，可(kě)反映細胞-細胞間(jiān)聯接的完整性）的Enface免疫熒光（小(xiǎo)鼠單抗 VE-CAD）染色較少(shǎo)。這兩種染色均能反映內(nèi)皮細胞的屏障功能。植入1個(gè)月後，PLS支架杆周圍的VE-CAD表達遠高(gāo)于BMS支架杆周圍的VE-CAD表達。此外，研究還(hái)發現VE-CAD主要定位于動脈內(nèi)皮細胞的細胞質中，而β-catenin則定位于PLS植入後的細胞膜上(shàng)。PLS支架杆周圍新生(shēng)內(nèi)膜中均可(kě)見完整的VE-CAD (紅色) and β-catenin (綠色)表達，但(dàn)在BMS支架杆周圍的新生(shēng)內(nèi)膜中僅有(yǒu)β-catenin(綠色)表達。 進一步檢測PLS植入後新生(shēng)內(nèi)膜中的細胞連接和(hé)血栓相關蛋白，發現相鄰內(nèi)皮細胞之間(jiān)存在離散邊界。這些(xiē)結果表明(míng)，與BMS相比，PLS植入可(kě)促進內(nèi)皮屏障功能的恢複，這可(kě)能确保新內(nèi)膜的抗炎和(hé)抗血栓作(zuò)用，見圖2E，F，G。

圖2. PLS植入後新生(shēng)內(nèi)膜的再內(nèi)皮化和(hé)內(nèi)皮屏障功能的恢複。

（A） 掃描電(diàn)鏡圖像顯示PLS和(hé)BMS植入腹主動脈後再上(shàng)皮化。3個(gè)月後完成再上(shàng)皮化。藍(lán)色和(hé)綠色框分别表示支架和(hé)支架附近的近端和(hé)遠端節段。黑(hēi)框表示每個(gè)時(shí)間(jiān)點的放大(dà)圖像。紅色實線圓圈表示支架杆斷裂，而紅色虛線圓圈表示新生(shēng)內(nèi)膜中鵝卵石樣內(nèi)皮細胞。黃色框表示無新生(shēng)內(nèi)膜的外露支架杆。（B） 1周和(hé)1個(gè)月時(shí)未覆蓋支架杆（紅色區(qū)域）。（C） C1，PLS植入後內(nèi)皮覆蓋的定量分析（n=3）；C2，定量分析和(hé)比較PLS或BMS植入1個(gè)月、6個(gè)月和(hé)12個(gè)月後的內(nèi)皮覆蓋率（n=3）。（D） （E）植入PLS和(hé)BMS後1個(gè)月伊文思藍(lán)染色、VE-CAD和(hé)β-catenin的分布和(hé)SEM（n≥ 3） ，黑(hēi)色圓圈和(hé)箭頭表示埃文斯藍(lán)的沉積物。（F） 和(hé)（G），免疫熒光染色和(hé)定量分析新生(shēng)內(nèi)膜中細胞連接和(hé)血栓相關蛋白的熒光。

在植入PLS或BMS後12個(gè)月時(shí)，通(tōng)過光學相幹斷層掃描（OCT）評估植入部位近段、遠段和(hé)中段腹主動脈的管腔區(qū)域。研究發現，PLS植入後血管段的管腔面積大(dà)于BMS植入後的管腔面積。

總之，本研究表明(míng)，BRS植入大(dà)鼠腹主動脈後的血管修複涉及兩個(gè)過程，“0-6個(gè)月”（以炎症、新生(shēng)內(nèi)膜增生(shēng)和(hé)內(nèi)皮細胞屏障功能恢複為(wèi)特征）和(hé)“6個(gè)月後”（以支架降解和(hé)血管正性重塑為(wèi)特征），與血管損傷後的重塑過程相似。盡管血管在整個(gè)過程中經曆了複雜的反應，但(dàn)它們在6個(gè)月後恢複了正常狀态。此外，研究結果表明(míng)，血管修複與重塑伴随着BRS的降解和(hé)內(nèi)皮屏障功能恢複，并且在12個(gè)月內(nèi)完成了血管正性重塑，見圖3。而BMS植入後血管不能進入第二階段重塑。

圖 3. 可(kě)降解支架降解誘導血管修複的“兩階段重構”過程

北京阿邁特公司是世界上(shàng)領先的利用3D精密打印技(jì)術(shù)進行(xíng)完全可(kě)吸收血管支架研發和(hé)生(shēng)産的公司，公司擁有(yǒu)3D多(duō)軸精密打印專利技(jì)術(shù)和(hé)完全的自主知識産權。阿邁特AMsorb™冠脈支架的随機對照臨床試驗及阿邁特Perisorb外周支架的FIM試驗均正在中國進行(xíng)中。