Biotronik鎂合金可降解支架技術解析

2/2Biotronik鎂合金可降解支架技術解析

2023-05-2913:04生物可吸收支架（Bioresorbablescaffolds，BRS）被認為是心臟介入領域的第四次革命，其誕生旨在解決前代金屬支架的缺陷，減少再狹窄和支架內(nèi)血栓的發(fā)生率，并恢復血管的生理機能和完整性。

圖12012年一篇綜述中提到的，當時在研的可降解支架們。（A）AMS（Absorbablemetallicstent）1；（B）AMS2；（C）DREAMS1；（D）DREAMS2；（E）Igaki-Tamai支架；（F）VascularBRS1.0；（G）VascularBRS1.1和PLLA的化學結構；（H）RevaMedical的BRS版本1；（I）RevaMedicalBRS的分子組成和版本2；（K）DeSolveBRS；（L）ARTBRS；（M）第一代和第二代IDEAL支架和所使用聚合物的化學結構；（N）AcuteBRS；（O）AmaranthPLLA；（P）Xinsorb；（Q）SahajanandBRS。大家可以看看十年后的現(xiàn)在還剩了幾個~

今天想來說說這個上圖中Biotronik大廠的鎂支架，也是筆者正巧看到了他們在EuroPCR上最新公布的DREAMS3G支架1年隨訪結果。Dreams支架是對原始可吸收鎂支架AMS系列的改進，因鎂合金具有快速的降解/水解速率，必須添加聚合物涂層以減緩其的降解。藥物方面，在DREAMS1G的時候用的還是紫杉醇，到2G開始就都載雷帕霉素了，其濃度為1.4ug/mm2，如下圖2。

圖2（A）~（C）幾款鎂支架的橫截面示意圖；（D）藥物洗脫可吸收鎂支架的吸收過程示意圖，抗增殖藥物的釋放在植入后的3月內(nèi)，整個支架在9個月的隨訪期間逐漸吸收成軟的無定形羥基磷灰石（amorphoushydroxyapatite）

圖3鎂基金屬支架的比較，可以看到DREAMS3G和DREAMS2G相比，小梁更薄了尺寸更多了，但是降解時間還是相似的（筆者曾在哪篇推送里看到說三代改了降解時間，這是不對的，2G到3G的設計應該沒有大調整）

圖4各種應用的傳統(tǒng)鎂合金的組成

我們都知道，鎂Mg是人體第四大金屬元素，在生理環(huán)境中具有生物活性，參與了超過300種有益酶促反應。塊狀純鎂的密度和楊氏模量約為1.74g/cm3和40GPa，接近人體致密骨的密度和楊氏模量（1.8g/cm3和30GPa），因此可生物降解的鎂合金在骨科方面的運用也愈發(fā)地受到關注，生物可降解的骨螺釘于2013年即獲得CE認證，早于可降解的鎂合金支架。上圖3中Dream支架的基底WE43鎂合金，最初是在1980年代為高強度和高溫應用而開發(fā)的，主要添加了稀土（RE，rare-earth）元素，包括釔（Y）、釹（Nd）和釓（Gd），稀土元素較高的溶解度、較小的電極電位差和鈍化作用，能大大提升鎂合金的抗氧化和抗腐蝕能力（此外，大多數(shù)稀土合金還有潛在的抗癌特性~）。是故，考慮到血管內(nèi)植入支架所需的漸進降解持續(xù)時間，其需與生物應激環(huán)境中病變區(qū)域的再生或愈合進程相匹配，在有限的時間內(nèi)給病變血管提供持久和足夠的機械支撐，直至降解；此處，可降解鎂合金的優(yōu)異機械性能和適當?shù)纳锵嗳菪?，顯示出了它相較于生物可降解聚合物（如PLGA）和陶瓷等材料的優(yōu)勢。

但是，鎂合金存在兩個問題：1）降解速度比預期快得多（表面改性、優(yōu)化合金成分）；2）鎂合金的六方晶體結構和有限滑移系統(tǒng)，導致其延展性差（退火、固溶、熱處理、優(yōu)化合金成分），很難進行精確的塑性變形。

圖5鎂的六方晶體結構

DREAMS2G支架就做過BIOSOLVE-II、-III和-IV研究，Magnesium2000上市后研究，MagmarisMulticenterItalian注冊研究，等等。在第一個臨床研究PROGRESS中，鎂支架的安全性得到了驗證，但是4月時臨床驅動的靶病變血運重建率（CDTLR）很高（23.8%），并有0.83mm的節(jié)段內(nèi)晚期管腔丟失（In-segmentLLL），支架內(nèi)再狹窄也被認為是支架失效和新生內(nèi)膜增長所致。到了DREAMS1G支架，雖然支架的機械性能得到了顯著改善，并添加了紫杉醇藥物，減少了1年CDTLR的發(fā)生，但其晚期管腔內(nèi)丟失仍不理想（0.52mm）（所以藥還是得加啊~）。DREAMS2G支架則不僅在骨架設計方面進行了改進，還引入了藥物-聚合物涂層，西羅莫司與可生物吸收的聚-L-丙交酯酸聚合物（Bioresorbablepoly-L-lactideacidpolymer）相結合，延長了鎂骨架支架的穩(wěn)定性。

圖6AMS-1和AMS-3.0支架的小梁橫截面示意圖（上），以及植入豬冠脈動脈模型28天后的光學顯微鏡下外觀（下）。注意一代和三代支架相比，結構由矩形改成了方形，其厚度從165um減少到了120um

圖7三種AMS-3.0支架在大小上完全相同，但使用了不同的聚合物涂層設計

圖8三種不同設計的AMS-3.0支架豬模型中晚期管腔丟失、內(nèi)膜面積、炎癥評分、內(nèi)膜纖維蛋白含量和內(nèi)皮化評分的比較

本次的BIOMAG-I是評估新一代DREAMS3G支架的首個研究，此前瞻性、歐洲多中心、單臂的試驗從2020年4月至2022年2月入選了116名患者，97.7%的支架成功釋放。初步結果表明，第三代藥物洗脫可吸收鎂支架DREAMS3G達到其設計目標，血管內(nèi)成像顯示其在6-12個月之間有良好的管腔保存。

圖9BIOMAG-I研究的OCT和LLL隨訪結果

那么，今天就寫到這吧。人到中年，很容易覺得一事無成，心生頹廢，重復勞作，前途無望，與大家共勉。

引用文獻：

1.

MichaelHaude,AdrianWlodarczak,ReneJ.vanderSchaaf,etal.Anewresorbablemagnesiumscaffoldfordenovocoronarylesions,theDREAMS3G:one-yearresultsoftheBIOMAG-1first-in-humanstudy.EuroIntervention.2023;19:1-1.

2.

Tocitethisarticle:UmerMasoodChaudry,SravyaTekumalla,ManojGupta,Tea[1]SungJun&KotibaHamad(2021):Designinghighlyductilemagnesiumalloys:currentstatusandfuturechallenges,CriticalReviewsinSolidStateandMaterialsSciences,DOI:10.1080/10408436.2021.1947185.

3.

EricWittchow,NinaAdden,JohannesRied