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選擇合適的支架材料是決定血管支架性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素之一。目前有很多符合植入人體要求的生物材料可應(yīng)用于血管支架的制作，主要有金屬、合金和高分子材料等。理想支架材料應(yīng)具有以下標(biāo)準(zhǔn)：①物理性能穩(wěn)定，有一定的力學(xué)機(jī)械性能，長(zhǎng)期使用無(wú)勞損；②具有良好的生物相容性；③不會(huì)導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)，無(wú)致癌和致畸性；④制作、消毒、操作和保存方便，且價(jià)格便宜。

 

1. 不可降解血管支架

 

不可降解血管支架包括316L不銹鋼、鎳鈦合金、Co-Cr合金等不能夠在人體內(nèi)自行降解的血管支架。它們具有良好的可塑性和幾何穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度高，送達(dá)病變部位后可以更好地起到支撐血管的作用。

 

1.1  316L不銹鋼血管支架

 

316L不銹鋼因具有良好的機(jī)械性能和抗腐蝕性(C含量<0.030wt%)，而成為制備金屬支架材料的首選材料。它具有較高的強(qiáng)度與硬度，熱處理后表面呈現(xiàn)馬氏體結(jié)構(gòu)，使材料硬化，從而支架具有較高的支撐強(qiáng)度和硬度。然而316L不銹鋼的鐵磁性質(zhì)(純Fe含量<60-65wt%)和低密度限制了其在臨床上的應(yīng)用,不具有核磁共振(MRI)兼容性，熒光可見(jiàn)性非常弱。同時(shí)316L不銹鋼金屬裸支架還存在生物相容性的問(wèn)題，其Ni、Cr、Mo的質(zhì)量百分含量分別為12%、17%和2.5%[1]。316L不銹鋼制備的植入體會(huì)產(chǎn)生Ni離子溶出，使人們發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)，尤其是316L不銹鋼制備的血管支架溶出的Ni、Cr和Mo可能引發(fā)局部的免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，而這些不良反應(yīng)又導(dǎo)致了血管內(nèi)膜增生和血管支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生[2]。

 

1.2  Pt-Ir合金血管支架

 

Pt-Ir合金的Pt、Ir含量分別為90%和10%，此合金制成的裸金屬血管支架已經(jīng)在動(dòng)物模擬實(shí)驗(yàn)中取得成功[3, 4]。此種支架顯示出極好的輻射不透過(guò)性[3],甚至可以使用核磁共振成像(MRI)來(lái)獲得支架內(nèi)部的三維形貌，和316L不銹鋼相比，它所產(chǎn)生的磁共振偽影要少得多[5]。金屬I(mǎi)r的存在可以使Pt-Ir合金用來(lái)制作放射性血管支架?？偟膩?lái)說(shuō)Pt-Ir合金顯示出極強(qiáng)的抗腐蝕性，可以減少血栓形成和內(nèi)膜增生，但是其機(jī)械性能比較差，支架回縮率高達(dá)16%[3, 4]，同時(shí)關(guān)于Pt-Ir合金生物相容性和血液相容性的文獻(xiàn)報(bào)道也較少。

 

1.3 Ta金屬血管支架

 

Ta具有極強(qiáng)的抗腐蝕性，表面有一層極其穩(wěn)定的氧化膜層，可以阻止支架金屬基體和所吸附的生物物質(zhì)間產(chǎn)生電子交換。它已經(jīng)被用作316L不銹鋼的膜層材料來(lái)增加316L不銹鋼血管支架的生物相容性[6]。由于Ta的密度較大，因此其熒光可見(jiàn)性好，并且Ta具有非鐵磁性，核磁共振成像時(shí)不會(huì)產(chǎn)生偽影現(xiàn)象[7]。雖然Ta的生物相容性和熒光可見(jiàn)性很好，但是Ta金屬制血管支架并沒(méi)有被廣泛使用，主要是因?yàn)槠錂C(jī)械性能較差，屈服強(qiáng)度(138Mpa)和拉伸強(qiáng)度(207MPa)較接近[8],血管支架展開(kāi)時(shí)容易破裂。所以施加給支架使其展開(kāi)的力不能太大，但力太小又容易產(chǎn)生回縮現(xiàn)象。

 

1.4 Ti金屬血管支架

 

由于具有極好的生物相容性，Ti金屬常被廣泛應(yīng)用于整形和牙齒矯正等生物領(lǐng)域，其表面可以形成一層穩(wěn)定的氧化膜，從而使Ti金屬具有很好的抗腐蝕性[9]。但是Ti金屬并沒(méi)有被用來(lái)制作血管支架，因?yàn)門(mén)i的拉伸強(qiáng)度太低，很容易產(chǎn)生拉伸斷裂，正是由于Ti的機(jī)械性能差，使得工業(yè)純Ti金屬不能被用來(lái)制備血管支架。

 

1.5 Co-Cr合金血管支架

 

Co-Cr合金在牙科和整形外科領(lǐng)域里已經(jīng)使用了幾十年了[10]，只是最近幾年被用作血管支架的制備材料。由于具有較高的彈性模量，Co-Cr合金的徑向強(qiáng)度很好。血管支架制作工藝中，支架的厚度是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，Co-Cr合金可以用來(lái)制作超薄血管支架，這一優(yōu)點(diǎn)使其越來(lái)越受到人們關(guān)注[11]。

 

2 、可降解血管支架

 

在機(jī)械擴(kuò)張后的血管內(nèi)安放金屬支架能減少發(fā)生急性血管閉塞和再狹窄的概率，并取得了很好的臨床效果，但金屬支架本身具有血栓源性，可導(dǎo)致亞急性血栓形成，植入后易造成血管的損傷及引起體液和細(xì)胞反應(yīng)，還可引起血管新生內(nèi)膜增生，致使管腔再狹窄[12, 13]。另外，由于植入的金屬物質(zhì)永久存在，還會(huì)產(chǎn)生潛在的問(wèn)題，遠(yuǎn)期療效并不理想。研究表明，血管閉塞和再狹窄主要發(fā)生在最初的6個(gè)月中，因而有人研究用生物可降解物質(zhì)制作血管內(nèi)支架，以便在一定時(shí)間內(nèi)支撐管腔，保持血管通暢，而后逐漸降解乃至消失，有效防治血管擴(kuò)張后的急性閉塞和再狹窄[14]?？山到庋苤Ъ馨山到饨饘?純Fe、Mg合金)血管支架和高分子聚合物型(主要是聚酯類)血管支架，此類支架只是在一定時(shí)間內(nèi)提供機(jī)械支撐，經(jīng)過(guò)數(shù)月以后逐步降解消失。

 

2.1 純Fe血管支架

 

純Fe(純度>99.5%)是Fe制生物可降解血管支架的主要成分，F(xiàn)e擁有較高的彈性模量，因此徑向強(qiáng)度也很好，有利于制作較薄的血管支架。純Fe的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度很接近，從理論上講，用它做成的血管支架在展開(kāi)時(shí)容易產(chǎn)生斷裂，然而純Fe制血管支架在兔子和豬動(dòng)脈中成功展開(kāi)，所施加的膨脹壓強(qiáng)分別3.5atm和10atm[15, 16]。支架的生物降解包括Fe氧化為Fe+2和Fe+3，這些離子溶解到周?chē)纳锃h(huán)境中。體外條件下，F(xiàn)e+2可以減少平滑肌細(xì)胞增殖，從而抑制內(nèi)膜增生[17]。降低了血栓形成和內(nèi)膜增殖的發(fā)生，同時(shí)沒(méi)有觀察到局部毒性,在一些動(dòng)物模型試驗(yàn)中也觀察到Fe制血管支架內(nèi)皮化的發(fā)生[15, 16]。

 

2.2  Mg合金血管支架

 

Mg和Mg合金早期被用來(lái)制作生物可降解骨科植入物[18]。然而在血管支架領(lǐng)域里，Mg和Mg合金還屬于新材料[19]。純Mg的機(jī)械性質(zhì)和抗腐蝕特性不符合制作血管支架的要求，但是Mg合金符合相關(guān)要求[20]。文獻(xiàn)中報(bào)道過(guò)的用于制作血管支架的Mg基合金有兩種AE21[19]和WE43[21]。這兩種合金除了含有Mg外，AE21含有2%的鋁(Aluminum)和1%的稀土金屬(Rare earth)，WE43含有4%的釔(Yttrium)、0.6%的鋯(Zirconium)和3.4%的稀土金屬。但是Mg合金的彈性模量很低，制成的血管支架很容易斷裂，同時(shí)X射線可以穿透Mg合金，使Mg合金血管支架不能在X射線下成像。血管內(nèi)超聲成像技術(shù)和核磁共振成像(MIR)技術(shù)可以用來(lái)觀察Mg合金血管支架[22]。金屬M(fèi)g在生理環(huán)境中可以被腐蝕產(chǎn)生可溶性氫氧化鎂、氯化鎂，并產(chǎn)生氫氣，因此有必要研究Mg合金的在生物環(huán)境中的腐蝕產(chǎn)物。

可生物降解金屬支架在兒童動(dòng)脈中看起來(lái)有很好的應(yīng)用前景，然而這些金屬支架降解物類型、降解物大小和這些降解物的生物相容性仍需要進(jìn)一步研究。從理論上講，Mg金屬的機(jī)械性能較差，不適合用來(lái)制作血管支架，并且這些金屬的降解速率很難控制。

 

2.3 高分子聚合物型血管支架

 

高分子可降解材料的共同特點(diǎn)是在人體內(nèi)可以自行降解為二氧化碳(CO2)和水(H2O)等小分子，并隨機(jī)體的正常代謝排出體外。現(xiàn)在應(yīng)用的醫(yī)用高分子降解材料較多，主要是聚酯類物質(zhì)，包括括聚乳酸(PLA)、聚L乳酸(PLLA)、聚羥基乙酸(PGLA)、聚羥基乙酸/聚乳酸共聚物(PELA)、聚己酸丙酯(PCL)、聚羥基丁酸戊酯(PHBV)和聚氧化乙烯/聚丁烯共聚物(PEO/PBTP)等。此類材料制成的血管支架可以在血管內(nèi)短期被吸收，降解成無(wú)毒的產(chǎn)物，對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生副作用，同時(shí)支架對(duì)血管提供暫時(shí)性的支撐作用，無(wú)長(zhǎng)期的并發(fā)癥。

 

然而高分子聚合物型血管支架的支撐強(qiáng)度比金屬支架要小得多，材料在X光下的無(wú)法顯影，支架在手術(shù)中難以準(zhǔn)確定位，同時(shí)高分子聚合物都是黏彈性材料，容易導(dǎo)致血栓的形成。

 

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