动脉疾病(ADs)包括冠状动脉疾病(CAD)和外周动脉疾病(PAD),是一类严重的公共卫生问题,具有发病率高、死亡率高等特点。血管成形术在实现血管再通方面取得了一定的进展,但因血管成形术后的负性血管重塑和弹性回缩所致的再狭窄问题仍是面临的主要挑战之一。
近年来,支架植入在血管闭塞的介入治疗中发挥了关键作用。虽然裸金属支架(BMSs)可减轻弹性回缩和负性重塑的影响,但仍会因新生内膜增生等导致支架内再狭窄。为解决再狭窄问题,药物洗脱支架(DESs)和药物涂层球囊(DCBs)等多种血管内介入策略被研发出来。
尽管取得了显著进展,但再狭窄问题仍未完全解决。这些装置释放的抗增殖药物也引发了患者对安全性的担忧,包括死亡风险。不锈钢、钴铬合金等耐久性支架结构还可能会导致慢性支架血栓形成,延迟动脉恢复。永久性支架也可能会引起炎症、破坏内皮再生、增加晚期支架血栓形成的可能性,并阻碍后续的任何介入治疗。
为应对这些挑战,生物可吸收血管支架(BVSs)应运而生,不仅有望预防再狭窄,还能避免永久性植入物的长期副作用。本文概述了BVSs在血管狭窄血管内治疗中的应用现状,以飨读者。
生物可吸收支架的基本特征
理想的支架不但应具有生物相容性、柔韧性和可输送性,还应具备良好的径向强度和抗断裂性,可促进血管内皮再生、愈合和重塑,长期炎症风险低,并能降低新生内膜增生和支架血栓形成。在此背景下,药物洗脱型BVSs作为DESs的替代品引起了广泛关注。这主要是因为药物洗脱型BVSs可提供早期机械支撑,并能在后续数年中完全吸收,以恢复血管的正常结构和功能,从而预防极晚期不良事件(图1)。
图1 BVSs从植入到完全生物降解的吸收时间线及植入动脉血管内皮再生示意图
注:A.横截面;B.纵截面;C.对药物疗效、支架支撑及生物吸收随时间的变化梯度。
雅培血管公司的Absorb BVS是目前研究最为广泛的BVSs,其支架梁部分由聚‐L‐乳酸( PLLA)结构组成,表面涂有一层薄薄的生物可降解聚D,L-乳酸(PDLLA),能够释放依维莫司。目前已开发出多种合成聚合物材料,如PLLA、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等(见表1)。
表1 主要BVSs产品特性
为克服DESs应用的潜在局限性(如永久性血管束缚、血管运动受限、适应性血管重塑障碍和极晚期支架血栓形成),生物可吸收支架(BRSs)应运而生。然而,为弥补拉伸强度和径向强度的不足,BVSs支架设计的通常更厚,或可导致植入困难(尤其是在小直径血管中),并增加血栓形成和其他临床风险。
此外,聚合物和支架降解等问题也与支架血栓形成相关。在所有BVS产品中,铁基生物可吸收支架的支架梁最薄,支撑强度与其他金属基支架相当。由于再内皮化功能得到改善,因此预计这些支架可降低剪切应力及血栓形式的发生率;且这类支架易于通过影像学方法监测放置位置是否合适。
基于PLLA的Absorb BVS和基于镁合金的DREAMS 2G是最具代表性的BRS产品,二者支架梁厚度相近。在长达2年的人体试验中,其疗效较好,不良事件[主要是靶病变失败(TLF)]发生率较低,且能恢复血管运动功能,实现晚期管腔扩张。然而,在长期随访中,支架内血栓形成风险增加、晚期管腔丢失率升高以及靶病变血运重建风险上升等问题限制了BVSs的应用;且或可观察到动脉瘤、晚期获得性贴壁不良等不良事件的发生(发生率较低)。此外,猪模型试验显示,铁基BVS支架梁在6个月时仍保持完整,9个月时检测到腐蚀现象。5年试验结果表明,其疗效和安全性与当代金属基DES相当,未出现铁伪影、支架内再狭窄、血栓形成、管腔塌陷、动脉瘤或慢性炎症等问题。
2016年,雅培公司的Absorb BVS获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准,但多项试验和荟萃分析显示其存在支架内血栓形成风险,并于2017年撤市,目前已不再商业化销售。尽管目前已有多款BVS产品获得欧盟CE认证,但尚无针对冠状动脉的FDA批准的BVS产品。值得注意的是,雅培公司的Esprit BTK于2024年获得FDA批准用于膝下动脉病变(BTK)。
冠状动脉中的生物可吸收支架
BVSs的研发初衷是恢复血管运动功能,降低永久性DESs的支架内血栓形成风险。为此,BVSs设计融合了DESs的优势,在保证疗效的同时避免残留。根据这一设计理念,植入初期BVSs的药物释放和血管壁支撑功能与DES类似,并在植入数月至数年后逐渐溶解,从而恢复血管运动功能。支架完全溶解后,动脉可维持其完整性并恢复生理特性。
尽管早期报告表明BVSs优于DESs,但更大规模人群和更长时间的研究结果显示其或涉及血栓形成风险增加、主要不良心脏事件发生率升高以及径向支撑力较低等问题。
ABSORB Ⅰ试验率先报道了BVSs的性能。该试验队列A和队列B的5年数据显示出了良好的前景,未观察到支架内血栓现象,主要不良心脏事件(MACEs,包括非致死性卒中、非致死性心肌梗死和心血管死亡等)的发生率分别为3.4%和11%。
然而,ABSORB Ⅱ试验的3年结果显示,Absorb BVS的TLF风险较Xience V支架(DES支架)增加了一倍(10% vs. 5%,P=0.0425)。ABSORB Ⅲ研究的3年数据也显示,Absorb BVS在总体支架内血栓形成发生率(2.4% vs. 0.6%)和TLF(11.7% vs. 8.1%)方面均劣于DES。值得一提的是,与0~3年相比,3~5年期间的TLF和支架血栓发生率有所下降,这与支架完全吸收的时间点一致。
ABSORB Ⅳ研究的30 d结果显示,Absorb BVS的急性器械成功率更低(94.6% vs. 99.0%),TLF风险更高(5.0% vs. 3.7%),缺血诱导的靶血管血运重建率也更高(1.2% vs.d 0.2%)。该研究的5年随访数据显示,BVS治疗组与钴铬合金依维莫司洗脱支架(CoCr-EES)治疗组的靶血管失败(TVF)和MACE发生率无显著差异;两组在5年时的器械血栓形成发生率也无显著差异(1.7% vs. 1.1%)。但报告显示,BVS组的5年TLF发生率仍高于CoCr-EES组(17.5% vs. 14.5%,P=0.03),较3年随访时略有上升。
一项针对合并心源性休克的急性心梗患者的大规模试验对耐久性聚合物药物洗脱支架(DP-DES)组和生物可降解聚合物药物洗脱支架(BP-DES)组患者进行了12个月随访,发现两组的临床结局无显著差异(ScT发生率分别为1.3%和1.6%,TVF发生率分别为34.2%和28.5%),且未观察到聚合物技术对临床结局产生影响。
一项针对急性心梗患者的试验随访12个月显示,DP-DES组的主要复合终点发生率显著高于BP-DES组(6% vs. 4%,绝对风险差异为-1.6%)。在此期间,两组患者的心脏死亡率、靶血管心肌再梗死率、临床指征靶病变血运重建率和明确支架血栓形成率无显著差异。值得关注的是,DP-DES组的靶病变血运重建(TLR)发生率显著更高,这凸显了聚合物完全降解的优势——可降低血栓形成风险并促进内皮再生。
另一项研究显示,DP-DES组和BP-DES组的患者导向临床结局风险无显著差异(5.2% vs. 6.4%,绝对风险差异为-1.2%),且在12个月时的安全性和有效性均较好。然而,在评估器械导向的临床结局时,BP-DES组的TLR发生率略有上升(2.6% vs. 3.9%,HR=0.67)。研究人员认为,这是由于BP-DES在聚合物降解后类似BMS,从而增加了晚期再狭窄风险。
EVERBIO-2试验对比了BVS和DES的疗效,结果显示,在10年随访中,两组的临床器械导向复合事件(DOCE)发生率(29% vs. 28%)和患者导向复合事件(POCE)发生率(49% vs. 55%,P=0.43)无统计学显著差异。但在部分单项结局指标上,DES组的表现更优,如靶血管心肌梗死发生率(5% vs. 0%)、支架内血栓形成发生率(3% vs. 0%)。
外周动脉中的生物可吸收支架
在介入治疗中,支架不仅可用于心血管疾病,还广泛应用于PAD。冠状动脉DES在PAD中的超说明书应用曾为PAD治疗带来一线希望。然而,在BTK病变中,BMS未被证明优于血管成形术。DES通常仅在短病变中取得成功,且多需要植入≥2枚支架。此外,研究发现永久性支架会导致更高的ISR发生率,使其更难进行再次开通或扩张。
一项研究(31例)随访2年显示,以复杂腘下病变为主的慢性肢体缺血患者进行Absorb生物可吸收血管支架治疗,未发生支架血栓形成或围手术期出血,手术成功率达100%,且93.5%的患者在24个月时无靶血管功能不全。1例患者接受了血运重建,1例患者接受了截肢手术。12个月时的初级通畅率为96.7%,24个月时为87.1%,无死亡病例。
一项针对第一代药物洗脱型可吸收支架在PAD中应用的荟萃分析显示,患者12个月的初级通畅率为90%(95%CI: 0.84~0.95),TLR为96%(95%CI:0.91~0.99),肢体挽救率为97%(95%CI:0.91~0.99)。
尽管第一代药物洗脱型可吸收支架因在CAD应用时可导致靶血管心肌梗死发生率升高而撤市,但在PAD治疗中仍具有应用潜力。
值得一提的是,尽管目前聚合物BVSs足以维持腘下动脉短病变的通畅性,但其因长度较短且支架厚度大而应用受限。尽管铁基BVSs的径向强度更佳,但纯铁也存在诸多缺点,如腐蚀慢、生物吸收性差等。研究人员将氮化铁和聚乳酸涂层的长效生物可降解西罗莫司洗脱支架(LBSs,支架梁厚度为70 μm、长度最长达118 mm)应用于BTK患者(血管脆性高于其他下肢血管节段),随访13个月显示,安全性和可行性均较好。研究还发现,适当的铁氮化处理可改善金属的机械性能,而PLA涂层加速了其降解。
LIFE-BTK随机对照试验旨在评估Esprit BTK药物洗脱型可吸收支架用于治疗慢性肢体威胁性缺血(CLTI)和腘下动脉疾病患者的上市前疗效。初步结果显示,在1年内,LIFE-BTK在BTK病变的主要疗效终点方面优于血管成形术(74% vs. 44%,P)。此外,其主要安全性终点(6个月时无主要不良肢体事件和围手术期死亡)不劣于血管成形术(P)。2024年,Esprit BTK获得FDA批准用于BTK,目前是全球唯一获得FDA批准的BVSs产品,为生物可吸收支架理念的延续带来了希望。
未来展望
尽管BVSs具有诸多优势,但也存在诸多挑战。首先,机械强度不足;其次,支架降解时间并不总是与血管重塑时间匹配;最后,植入方法对于某些病变部位而言仍存在困难。
理想的支架应具备良好的机械性能和稳定性,以维持新生血管壁内膜形成。然而,当前的BVSs存在支架厚度大和支架易崩解等缺点,可导致支架内血栓形成。因此,BVSs需要具备短期至少与DES相当、长期优于DES的机械性能。此外,3D打印等技术的应用,有望开发出符合个体精准需求的定制化器械。一旦实现这些理想特性,免疫原性、炎症反应、纤维组织形成、材料降解和细胞毒性等挑战将更容易得到解决。
此外,能够局部递送抗凝药物或抗炎药物的支架,将在提高疗效和减少脱靶效应方面带来显著益处。除此之外,支架还应具备可视性,以便在介入过程中及术后进行监测。最后,智能支架易于部署且能良好适应靶血管,有望在预防再狭窄的同时,对植入后结局进行监测。
讨论与结论
虽然DP-DES与BP-DES对比研究结果矛盾,但总体上DP-DES在TVF方面不劣于BP-DES。
BVSs不良事件高发多与早期支架机械性能不足、植入技术不当相关,多项研究显示其10年不良事件发生率与DES相近,但支架血栓发生率更高,仅部分研究中差异显著。
为实现最佳的临床结局,在进行BVSs植入时需结合冠脉内成像技术进行病变预处理与后扩张。血管内超声(IVUS)的应用可降低不良事件发生率,光学相干断层扫描(OCT)则可为BVSs长期性能提供关键评估信息,如获取支架覆盖率、新生内膜覆盖程度和支架移位等重要信息。
支架植入后,支架内血栓形成风险增加,但目前尚未无证据明确BRS植入后双联抗血小板治疗(DAPT)的最佳持续时间是多少,也无证据表明DAPT可缩短至3个月,因此建议采用积极的抗血小板治疗策略。
有研究表明,减少BVSs支架梁厚度,改进植入技术等可改善BVSs的应用前景。不建议在参考血管直径<2.25 mm或>3.75 mm的血管中植入BVSs,因为BVSs的支架架梁往往更厚、更宽,或增加ScT风险。另外,铁基支架虽更薄耐用,但腐蚀时间长达5-6年。
对比DESs和BVSs的优缺点:DESs在支架血栓形成、支架梁厚度和结构稳定性方面更具优势;在晚期和极晚期支架血栓形成、极晚期支架梁断裂和新生动脉粥样硬化方面则存在潜在劣势。
新型薄梁BVSs的临床前及试验结果良好,但荟萃分析显示3年靶病变失败率高于DESs;另有研究表明特定BVSs可降低不良事件发生率,且可安全应用于急性冠脉综合征(ACS)及复杂病变患者。此外,BVSs可通过溶解恢复血管自然运动功能,对外周动脉意义重大,但相关直接研究较少。
总体而言,现有随机试验尚未证实BVSs优于DESs,DESs仍是多数动脉疾病首选。目前,晚期支架内血栓是BVSs的主要不良事件,也是其推广的主要限制。FDA批准Esprit BTK用于BTK为BVSs的拓展应用带来希望。支架完全吸收后血栓风险降低,改进设计与技术可控制早期风险,未来需大规模长期研究明确BVSs的有效性与安全性。
参考文献:Dinc R, Ekingen E. Biodegradable Stents in the Treatment of Arterial Stenosis. J Clin Med. 2025 Jan 16;14(2):532. doi: 10.3390/jcm14020532. PMID: 39860538; PMCID: PMC11765601.
专家简介
郑刚 教授
•现任泰达国际心血管病医院特聘专家
•中国高血压联盟理事,中国心力衰竭学会委员,中国老年医学会高血压分会天津工作组副组长、中国医疗保健国际交流促进会高血压分会委员。天津医学会心血管病专业委员会委员,天津医学会老年病专业委员会常委。天津市医师协会高血压专业委员会常委,天津市医师协会老年病专业委员会委员,天津市医师协会心力衰竭专业委员,天津市医师协会心血管内科医师分会双心专业委员会委员。天津市心脏学会理事、天津市心律学会第一届委员会委员,天津市房颤中心联盟常委。天津市医药学专家协会第一届心血管专业委员会委员,天津市药理学会临床心血管药理专业委员会常委。天津市中西医结合学会心血管疾病专业委员会常委
•《中华老年心脑血管病杂志》编委,《中华临床医师杂志》(电子版)特邀审稿专家,《中华诊断学电子杂志》审稿专家,《华夏医学》杂志副主编,《中国心血管杂志》常务编委,《中国心血管病研究》杂志第四届编委,《世界临床药物》杂志编委、《医学综述》杂志会编委、《中国医药导报》杂志编委、《中国现代医生》杂志编委、《心血管外科杂志(电子版)》审稿专家
•本人在专业期刊和心血管网发表文章948篇其中第一作者759篇,参加著书11部
•获天津市2005年度“五一劳动奖章和奖状” 和 “天津市卫生行业第二届人民满意的好医生”称号
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