生物完全可降解房间隔封堵器的研究进展

  近年来,随着人们对不可降解金属材料制备的房间隔封堵器的长期副作用如慢性炎症、心脏穿孔、严重传导阻滞等的深入认识及生物可降解材料研发的进步,生物可降解材料具有良好的组织相容性及植入体内能够通过断链、水解等方式降解代谢排出体外,在组织器官未留下残余物质逐渐完全降解,如[ 1,2]聚左旋乳酸( poly-lactic acid,PLLA) 在人体内代谢的终产物是水和二氧化碳,乳酸是其代谢过程的中间产物,也是人体内糖代谢的产物,不会在重要器官聚集[1,2,3]。PLLA在体内降解时间通常需要2~3年。[4,5,6,7,8,9]聚对二氧环己酮( polydioxanone,PDO)可通过水解作用引起降解,被身体代谢吸收或者生物吸收,其降解产物大部分从呼吸道排出,少量的从尿及粪便中排出。PDO被身体完全吸收需半年[10]。聚巳内酯( polycaprolactone,PCL)在体内通过酯链水解进行降解,最后被巨噬细胞吞噬后消化吸收,在机体内最终被分解为水和二氧化碳经过呼吸道和尿道排泄出人体,PCL被身体完全吸收需2年[11]。因此生物可降解房间隔封堵器研发得到快速发展。目前尚无上市的完全可降解高分子生物材料房间隔封堵器。由生物可降解高分子材料制备的用于研究的房间隔封堵器有以PCL为支架的PCL/PLG房间隔封堵器和PCL/PLLA房间隔封堵器[12,13]、以PDO为支架的PDO房间隔封堵器[14,15]、以PLLA为支架的PLLA房间隔封堵器[,16]。均具有较好的可操作性及封堵有效性与安全性、组织相容性。


1、封堵有效性与安全性

 

  封堵有效性与安全性是封堵器将来推广应用的最重要的参考指标。虽然不同可降解生物材料制备的房间隔封堵器具有的性能有所差异,但目前PLLA房间隔封堵实验均具有较好封堵有效性。张智伟等[16]报道使用PLLA房间隔封堵器成功封堵28例猪房间隔模型,其中25例一次成功,3例经调整后封堵成功,即刻均无残余分流及二、三尖瓣反流。术后第7天,第1,3,6和12个月超声提示没有残余分流,血栓形成,心包积液,二尖瓣关闭不全或三尖瓣关闭不全后器件植入。 心电图未观察到心律失常。朱玉峰等[14]应用封堵器成功封堵狗房间隔模型16例,失败2例。随访半年,未见封堵器脱落和残余分流,未见动物行为异常、偏瘫。

 

2、可降解封堵器生物相容性


  生物相容性是指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能,可通过组织相容性及血液相容性来评估。组织相容性可由生物高分子材料的抗炎性能反应。目前研究用的几款可降解生物材料房间隔封堵 器均具有良好组织相容性。张智伟等[16]采用聚左旋乳酸聚合 物 支 架和阻流体组成的封堵器成功封堵28只猪模型观察术后12个月其生物相容性,术后1个月显示封堵器部分覆盖着一层新的内皮组织,并在3个月时完全覆盖。相比之下,金属封堵器仅在3个月时才被一层新生内皮组织部分覆盖表面,12个月时仍可看到金属线。它似乎是可生物降解的装置促进了更大程度的内皮生长比金属装置。全程无血栓生长。组织病理显示,在植入术后3、6和12个月,PLLA装置被大量胶原纤维和成纤维细胞包围,同时还可观察到中等数量的炎性细胞,包括嗜中性粒细胞,淋巴细胞,浆细胞和多核巨细胞。没有发现坏死组织。 HE染色也显示肺,肝,脾或肾没有异常,这些器官没有梗死。


  戴柯等[15]使用PDO支架和聚乳酸阻流膜构成的房间隔封堵器成功封堵10猪模型,观察术后6个月,术后30 d 见新生内膜组织从边缘逐渐覆盖装置;装置在术后90 d 基本被新生内膜组织完全覆盖; 术后180 d 可见封堵器完全被光滑致密的内膜组织覆。


  由完全可降解高分子材料制备的生物材料在对组织和器官起到有效支撑作用后,可以逐渐降解和吸收,并且没有异物残留在体内;同时,组织细胞和内皮细胞的功能将恢复正常的生理状态。其组织相容性好,且具有较好的封堵有效性与安全性。其应用前景十分广阔。


  然而,高分子生物材料也存在缺陷,如PLLA其生物降解非常缓慢,持续数年,降解产物会结晶。聚合物材料的可控降解也是一个棘手的问题,因为它的降解需要巨噬细胞的参与和炎症反应的破坏,以及自体组织的替换。它不能降解得太快或太慢,否则无法达到有效支撑和及时降解的预期效果。


    2018/9/14 8:28:33     访问数:2246
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