心血管支架材料生物力学及生物相容性特征特点心血管支架

心血管支架材料生物力学及生物相容性特征特点心血管支架 军牌军木 军晨烽火家美 学军探军 ?心血管支架材料生物力及生物相容性特征学 122曾军杰～凌 友～支军军 Biomechanics and biocompatibility characteristics of cardiovascular stents 122Zeng Wei-jie, Ling You, Zhi Xiao-xing Abstract1Department of AIM: To analyze the characteristics of cardiovascular stents and research status of biomechanics and biocompatibility after Cardiovascular Medicine, implantation.the 421 Hospital of METHODS: A computer-based online search of Pubmed and Chinese Journal Full-text Database was undertaken to identify Chinese PLA, Guangzhou 510318, Guangdong related articles. After the first trial, articles about cardiovascular disease, coronary artery, scaffold material and biocompatibility 2Province, China; College were selected and the full-text were looked up. Only articles correlated with cardiovascular stent and the biocompatibility were of Bioscience and included, and those published in recent 5 years or in authoritative journals were preferred. Repetitive studies and Meta analysis Bioengineering, South were excluded.China University of Technology, Guangzhou RESULTS: Cardiovascular stent materials include bare metal stents, drug-eluting stents and biodegradable scaffolds. The? 510006, Guangdong improvement of biocompatibility and biomechanics of stent materials is important. Biocompatibility of cardiovascular stents is? Province, Chinaa complex process. Blood compatibility and tissue compatibility are two basic items to assess biocompatibility. Finite element? analysis that is used to evaluate the mechanical characteristics of scaffold is helpful for optimal design of future stents.Zeng Wei-jie, Master,? Chief nurse, Department of CONCLUSION: Biocompatibility of cardiovascular stents has not been yet completely solved. Ideal cardiovascular stents need to Cardiovascular Medicine, be further developed and studied.the 421 Hospital of Chinese PLA, Guangzhou Zeng WJ, Ling Y, Zhi XX.Biomechanics and biocompatibility characteristics of cardiovascular stents. Zhongguo Zuzhi 510318, Guangdong Province, ChinaGongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(13):2531-2534(China) [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-13/13k-zengweijie2002@2531(ps).pdf]yahoo.com.cn Received:2007-12-20摘要Accepted:2008-02-19目的,分析心血管支架材料的特点和植入后生物力生物相容性的究军。学与研状 方法,军索Pubmed数国数献状脉据军和中期刊全文据军文～然后军军料军行初军～军取包括心血管、冠军军、支架材料、生物相容性的文军始军原文～军看文后的引文文。军入军准,文章所述的容军心血管支架材料及其生物相容性的究～以近献找并献献内研5年且军在军军威的军志者军先。排除军准,重军的究或研Meta分析军文章。 军果,?心血管支架中不军是金裸支架、军物军支架和生物可降解支架～其支架材料的改军更新均以改善生物相容性和生属涂 物力性能军目军。?心血管支架的生物相容性是一军军的军军军程～血液相容性和军军相容性是军定生物相容性的军基本容。学个两内 ?利用有限元分析心血管支架材料的力特性可军未支架的军化军军提供有益的助。学来帮 军军,军行的心血管支架未完全解生物相容性军军～理想的心血管支架军有待军一步的深入军军究。尚决与研 军军军,心血管支架～生物力～生物相容性学1解放军第四二一院医心血管科～军省内广广曾军杰～凌友～支军军.心血管支架材料生物力及生物相容性特征学[J].中军军工程究军床康军～国研与2008～12(13):2531-2534 2州市 510318～军南理[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-13/13k-2531(ps).pdf]工大生物科工学学与程院～军省州市学广广 510006 军。之后～冠军支架作军冠军军粥军硬化性状脉状脉曾军杰?～女～1963年生～军省州市人广广心军病;冠心病,支架治军史上的第二里程个0 引言军族～1994年军军军范大学军军～军士～主任军军～碑而被泛接受。到广世军初～以和21Cypher 主要事心血管科军从内理和心理的医学学研随着人口老军化日益加速～心血管疾病军病军代表的军物洗支架军被军第三里脱誉个TAXUS 究。zengweijie2002@率也在不上升～在人军跨入断世军之初～全21程碑。支架植入军目前已被泛军用于心血管疾广yahoo.com.cn球每年因心血管疾病死亡军万人～军占全1 700病的治军。中军分军号: R318球死亡人的数～其中分布在低中等收文军军军献: B1/380%心血管支架的军军和制造是一军军的军程～个文章军号: 1673-8225入的家。军军到国年死亡增加将～将达202050%(2008)13-02531-04 涉及到材料、力、、生物化等多学学医学学个学 万人年～因此心血管疾病的防治已成军国2 500/科。军床上军支架材料提出高的要求～一性很个收稿日期,2007-12-20修回日期,2008-02-19[1-3]内医学外界军注的重点。能军良的心血管支架军具军良好的生物相容性、(08-50-1-385/D?A) [4]年首次利用金军在军物属体内1969 Dotter合适的军军比、足军的柔军性和军军性、材料易消毒、作血管支架以保持血管血流军通。内年1987 微军境易控制性等～植入后必军保军能军军胞好很 [5]等成功地军施了第一例冠军军支架手状脉Sigwart的军附生军～具有良好的军胞军和性。本文心血从地板修军地板保军装 军牌军木 军晨烽火家美 管支架的军军及材料生物相容性军生的角度～军军1 军军的提出 和探军心血管支架的生物力和有限元分析特学 军军1,回军心血管支架材料军展的军程,分析不同军军支架的军军和不足～征。 哪军支架更符合军代 学的军展～更有前景,使军度升高～抑制军胞增殖。抗增生军军包括紫杉醇、P27 [9]军军2,生物相容性是指在特定的军境里材料性能的军和体放射菌素、酪酸激氨军抑制军、精酸氨等。紫杉醇干军DL2宿主适的当与反军之军的相互作用的能力。支架的机械性能主要、微管蛋白与它双体装微管之军军军平衡～可促军无军军聚αβ- 材料的军量特性有军～而生物相容性主要材料的表与面特性有军。配成微管～但却能阻止微管解聚～抑制军胞外内某些军血液相容性和军军相容性是军定支架材料生物相容性的基本两个控因素军微管系军的作用～军军军胞最军以凋亡方式死亡。抗 [10]内哪容。如何提高支架置入后的生物相容性,些方法更有利于血栓军～如肝素、水蛭素等。此外～一些研究者军军抗炎提高心血管支架置入后的生物相容性,性军物、促军愈合的军物及中军成分军行了究研如地塞米松、, 军军3,由于心军血管支架是要军期放置在患者～军体内常要雌二醇、蛋白、松胞菌素等～军些军物在究初期均军研CD 受到血管的交军军力、以及弯扭曲、曲等各军外力左右～需要保军示出了有效性。 支架在此军程中不会坏学破碎和军～所以支架的力性能军支架置生物可降解支架 军军支架可军军支既撑管壁～保持2.1.3 入影响学估深军。如何军定支架的生物力性能,如何军支架的力血管通军～又能抑制早期血栓形成及军期新生内膜增生～学体性能是否符合机的要求, 军可作军军物局部投放的军～到有体达效防止支架置入后 血管急性军塞和降低再窄狭研军生率～是目前究的重点 [11]。究表研明制军可生物降解聚合物支架的材料有多军～2 军军的军军 如聚乳酸;,、聚原酸军、聚己内军、聚军基乙酸、聚军基PLA 军军不同军军支架的军军和不足12.1 乙酸聚乳酸共聚物;,、聚军基丁酸戊军、聚氧化/ PL GA 医属医属用金裸支架 生物用金由于具有良好的2.1.1 乙军聚军二苯甲酸丁二军共聚物等。生物可降解性血管支/ 生物功能性和军的加工性能～成军异最早军用于支架的基架又可分军生物可降解膜被覆金支架、军物军支架、完属涂体材料。不军军;,能在表面形316LFe-18Cr-14Ni-2.5Mo全生物可降解性冠军支架和军军生物可降解性冠军军状脉状 成化军～具有好的氧很抗腐军性～军氏模量军大～屈服强脉支架军军型～制军用已不取研断得军展～但仍面军不少军4 度不大～在军军军军力也不大～材料柔军性好等军足作军30%军。着科随学学技军的军步～各科军作的加强～军军生物可降支架材料的要求～在生物材料军域有军大的军军～但其含解性冠军军支架有状脉望最军取得成功。理想的生物可降解有的军具有致敏反军。相军于不军军～各军合金支架材料军展迅性冠军支架军具军以状脉属当下军点, ?金支架相军的机械速。军合金作军支架材料～有更大的强度～在保持军有的径力性能。?生物可降解性～在完成军血管学壁一定军军的向支撑力的同军可制成更小的支架～更容易到血管军达端机械支撑作用后可自行降解～降解军物军军军无毒副作用。军军形状状军军合金作军支架材料～具有超军性～形军军效军和?良好的军军性～易于通军病军血管。?良好的军军相容性及良好的生物相容性被泛军用～军广属熔金～如军具有良好血栓源性。?比金支架更易属携军军物～局部军慢投放。?的抗生理腐军性、血液相容性、“射军”和可军性～XMRI 良好的示踪性。 其化物基本上不被氧吸收～不呈军毒性反军～也是支架常其他支架 其余心血管新型支架军有放射性血管2.1.4 [6]用的材料之一。此外～金支架材料军包括军、金、军、军等军属支架、静脉覆盖支架和基因支架。放射性支架一般采用β [7]金属。但金支架易造成血管属内内膜军军～军军血管膜增生和射军～但易军生支架军军再窄狭～形成军期血栓。利用自γ 军致再窄狭属并～金支架军存在血栓形成、出凝血军症、屈体静脉减覆盖支架可少支架的血栓形成和局部军军反军。曲性不匹配、金物属体内内狭永久存留于增加支架再窄军将基因军军于支架上～可以使基因在支架植入血管局部生率等缺陷。军降低支架内狭属再窄军生率～克服金支架高度表～而有达从狭效抑制支架植入后再窄的作用～ [12]上述缺陷研制新型支架军在必行。, 然而基因治军要军用于军床任军于初步究军研段。 军物军支架 目前军军生物可降解性冠军军支架涂状脉军军支架的生物相容性 2.1.2 2是一军军的军军军程～不军个它与2.2 已取得明军军展～军物军支架能军涂将狭再窄率降低在10%支架本身有军军与内宿主的血液成分、血小板功能、皮军, [8]以下。根据军物的作用机制不同～可究的军支架将研涂胞、凝血军和生军因子等相军。提高支架置入后的生物相容分军以下几响达军,免疫抑制军军～通军影军胞周期的军军到抑性主要方从两即面入手提高支架置入后的血液相容性制增殖和增生的目的～如雷素帕霉涂军支架～商品名军和军军相容性。 ～已被美国批准上市。雷素帕霉不易溶于水CypherFDA血液相容性 心血管支架植入后血液与触直接接～2.2.1 良好的脂溶性使其容易通军军胞膜～通军军胞受军合与内体将军血液中血小板、军军胞、白军胞及血军蛋白等成分军生作地板修军地板保军装 军牌军木 军晨烽火家美 用～相互作用的军果军会体致血栓形成、溶血、军系军激活和水平的军化～军军军后和均军治军前有TNF-αIL-6TNF-α及血液中有形成分改军等。材料的血液不相容性军重地会明军升高～提示支架置入军引起了炎症反军～其具体机制将体危害人生命军程。因此～具有军良血液相容性的支架可能是,?支架植入军中机械军军及支架军血管壁的持军伸 [22]材料军血液或血液成分的功能和性军影响当军在适的范军展均可军军军放入血。?球囊军军～支架置入的机械军IL-6 内黏～主要表军在,?附血小板军少～不激活血小板～军军军血管内膜～军军或加军炎症反军～军致炎症因子军放～同军不军生血栓。?不激活凝血系军～促军凝血军军军短。?无溶可能支架军与局部军军刺激使炎症因子分泌增多有军。血作用。?不军其他血液成分军生不利的影响。血管军军工程生物支架的军胞相容性军军军材料能否军用 凝血军程在血栓形成军程中起到重要作用～凝血军程于构建军军工程器官有至军重要的作用。支架材料和军胞的军的军是通军军军因启径径子途～但由于军军因子途抑制物的存和性是指材料允军军胞在其表面黏附和生军的能力。一般军军在～只能生成少量凝血军～后者通军正反军作用军一步放大军胞的军和性是由于军胞材料之与军存在一军以蛋白军军介军的 [13]生成足军的凝血军以完成凝血军程。军高峰等军比了雷帕霉黏黏异将响附机制所致～军胞附性的差影军胞的增军分化素军物洗支架和脱径非军物支架置入军军军因子和军军因子途等功能。军比天然生物支架材料原胶透明军酸膜和明海胶/ [23]抑制物的影响～军军在军有的军物治军基军上～置入军物支架军的军胞相容性～原胶透明军酸平滑肌与黏军胞的附率/ 和非军物支架军凝血和抗凝血系军的影响并军似～不促军系最高～军胞的增殖和代军军好～军胞未军状况凋亡和分化～军高凝状军的军生。而明海胶黏体内军的军胞附率和增殖率偏低。植入聚乙二 [24]军支架材料军行表面改性有助于提高材料表面的抗醇-聚乳酸-聚谷酸氨军合材料后～手军军物均成活～军口 [14]凝血能力。采用化学涂腐军后覆膜和等离沉子军法一期愈合～无感染和军道形成～植入初期周军～材料与TiO22 军合金血管支架军行表内两面改性～军定凝血军军军军～周军界限～清晰肌肉军军军军～可军军多的炎症军胞浸军～以中NiTi 军表面军理后材料的凝血军军延军。化军将氧固定在不军军表面性及淋巴军胞军主～可军少量多核巨噬军胞～周军浸军炎症军4并吸附固定白蛋白和肝素～可军得了军好的抗凝血性能胞数减胶量少～淋巴军胞军多～可军大量成军军军胞～原军军仍[15]。军疏松～军军膜膜下肌肉与军军分界可辨军～植入中期;6~8 血小板在正常血液循军中军于静状当内息军～血管皮军周,～材料与周军军军界限军军模糊～材料周军有军军军军军军增生军或在某些生理或病理刺激因子作用下～血小板军生活化肌肉军军军军消退～局部浸军淋巴军胞、军核军胞军初期减少～军反军。冠军支架植入引状脉内与内起的斑军破裂皮军军可激活少量军军军胞浸军～植入后期;周,～材料已完全降12~16 [16][17]血小板～易引起急性血栓形成。徐新生等探军了冠心解吸收～局部军军少量淋巴、军核军胞浸军～原军军胶致密～附病患者行冠军军军支架状脉内置入军前后血小板活化指军的军近肌肉军军恢军正常。聚乙二醇-聚乳酸-聚谷酸氨军合材料化～军军军后患者外周血中血小板膜糖蛋白、浸提液无溶血反军～不存在在潜致畸敏性物军～有良好的CD62pCD63 和凝血军敏感蛋白表达水平均军军前增高～表明支架置入军军胞相容性、军军相容性和使用安全性～可望成军新型冠军状军冠军军军状脉内皮的军军加强了血小板活化～增加了血栓形成脉内体支架军材料军用于军床。 [18]的军军。聚丁二酸丁二军可作军支架材料～不引军炎性反军～军物洗支架可脱局部军军抗增生或免疫抑制军物～具其军能有体效抑制材料表面军蛋白军的吸附和军胞军接～降有军防支架内狭脱状脉再窄的作用。紫杉醇洗支架在冠军军 [25]低或屏蔽血小板的吸附～有军好的抗血栓性能。支架材料病军介入治军后再窄狭方面取得了军好的成军～但紫杉血液相容性不良可能是支架内狭再窄形成的原因之一～醇是一军军胞毒性军物～抑制平滑肌军胞增生～而从明军抑通军考察了冠心病患者冠军支架植入后血军状脉清的军制了内内膜的增生～军致支架表面皮化的延军～以及可Bcl-2 [19]化～普通支架军累素帕霉支架能使升高明军～军能军生的军期支架军壁不良～均可能引起支架血内栓形成。Bcl-2 军军支架的生物力性能学明累素帕霉内狭支架可能军支架再窄有一定的防治作用。3 支架的军军反军行军、膨军行军、2.3 军军相容性 支架材料作军人军军之外的物体异自置入抗军军性能和柔军性以及有限元分析等～在支架力行军学2.2.2 之日起～军始军即体学机军军军胞军生不同程度的物理化因素分析中不同支架材料是影响学支架的力行军的重要因素。, 的刺激影响黏～如引起炎性反军、军致军胞附和增生、形成军支架的材料学响既影 军于心血管支架材料～要2.3.1 有良好的军胞军和性～又要有血管相与学似的力性能。由内另体体内膜等。而一方面是机的神军、液系军军境～军植入 的生物材料也军生一会响异体系列侵军影和排反军～军是机于血管所军的力军境军特学学殊～军支架材料的力性能要固有的一军防御机制。求军高～不军需要能承受血液的军军力～军要能军近血脉与 血清白军胞介素;～,是一军促炎管的直径与有相近的军化幅军～在支架血管相接的吻合6interlenIL-6IL-6 症因子～可军军肝军军生血军军军蛋白原～促军血栓形成。军瘤坏口军能军承受军军的军军拉力。表征血管军军工程支架材料的力 学很性能指军有多～如破裂强度、军合强度、材料的最大军死因子;,是一军前炎性军胞因子～出军在炎症早αTNF-α [20][21]期。曹国良和周亮等军察冠军军军支架状脉内置入军后军、最大军力和军氏模量等。其中破裂强度表征支架内部能IL-6 地板修军地板保军装 军牌军木 军晨烽火家美 Dotter CT. Transluminally placed coil spring endoarterial tube graft, 军承受的最大液军力～军合体与强度表征支架血管吻合部4 long term patency in canine politeal artery. Invest Radiol 1969; 位能承受的最大军军拉力～军价了不同比例共混材料制成 4:329-332的管形支架的破裂强度和军合强度～可以军取合适比例 [26][27]5Sigwart U,Puel J,Mirkovitch V,et al. Intravascular stents to prevent 的共混血管支架材料。徐志强等考察了军军军工程支9 occlusion and restenosis is after PTCA. N Engl J Med 架材料的军氏模量等力性能～军军军工程支架的军军、制作学 1987;316(12):701的军材提供力学另体学依据。外～也可利用军算流军力的 [28]Leng YX, Chen JY, Huang N, et al. The biocompatibility of the 方法～流军力角度究了支架植入军于血流从体学研情6 tantalum and tantalum oxide films synthesized by pulse metal vacuum 况响参的影～军支架的军化军军提供考。 arc source deposition. Nucl Instr and Meth in Phys Res B 2006; 支架的有限元分析 支架的有限元分析主要究研2.3.2 242(2):30-32内研触容包括,究支架大军形军程中的接～非军性材料性 Hagspiel KD, Leung DA, Nandalur KR , et al. Contrast enhanced MR 军～大移位～加军技军～以及支架血液～血管与避的相互7 angiography at 1. 5 T after implantation of platinum stents: In vitro 作用～军物支架的军物军放军军等。由于支架军军的三军军～构 and in vivo comparison with conventional stents designs. Am J 精军的尺度～特的军独形军程～受力的微弱性和受力军境 Roentgenol 2005;184(1):288的军军性～用直接军量的手段来研究植入后支架的上述行 [29]Alanna Coolong, Richard E. Kuntz. Understanding the Drug-Eluting 军性能往往不可取。利用军算机军合有限元程序建立有8 Stent Trials. Am J Cardiol 2007;100(5):17-24限元模型研学弥究支架力军程～可以军直接军量的缺陷～ Tina L. Pinto Slottow and Ron Waksman. Drug-Eluting Stent Safety. 军可以比军大量不同军军之军的军～而军行支架的军化军军。区从9 Am J Cardiol 2007;100(8):10-17因此～军技军军血管支架军行力特性分析是近年的军点学来 [30]M.L.P.M. Verhoeven, A.A.G. Driessen, A.J. Paul, et al. DSIMS 之一。冠支架生军到状从使用主要军军个装军形军程,103 characterization of a drug-containing polymer-coated cardiovascular 配军往球囊上的军军军程～植入病军军在球囊作用下的军军军程 [31]stent. 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