心血管疾?。–AD）是全球主要死因之一，冠狀動(dòng)脈疾?。–AD）是其中的一種。心血管支架是治療CAD的常用方法之一，包括裸金屬支架（BMS）、藥物洗脫支架（DES）和生物可降解支架（BRS）。傳統(tǒng)的BMS和DES存在晚期并發(fā)癥，如支架內(nèi)再狹窄和血栓形成。BRS作為一種新型支架，具有可降解的特點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)支架的長(zhǎng)期并發(fā)癥，如支架內(nèi)再狹窄和血栓形成。然而，BRS的設(shè)計(jì)和材料選擇需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的生物相容性評(píng)估，以確保其在血管環(huán)境中的安全性和有效性。因此，評(píng)估BRS的生物相容性是其臨床應(yīng)用前的關(guān)鍵步驟。
悉尼科技大學(xué)Kristine McGrath、Samuel Hansen等人主要探討了用于評(píng)估可降解金屬心血管支架生物相容性的臨床前研究模型。文章詳細(xì)比較了不同的研究模型，并提供了未來(lái)研究的建議。
1.主要內(nèi)容：
圖1 心血管支架的三種主要類別
三種主要類型的心血管支架包括：裸金屬支架（BMS）、藥物洗脫支架（DES）和生物可降解支架（BRS）。BMS由耐腐蝕金屬制成，如不銹鋼或鈷基合金，主要用于提供血管支撐，但存在術(shù)后并發(fā)癥，如血管再狹窄和血栓形成。DES在BMS的基礎(chǔ)上增加了藥物涂層，旨在減少內(nèi)膜增生和短期再狹窄，然而，它們可能會(huì)引發(fā)晚期炎癥反應(yīng)和新動(dòng)脈粥樣硬化。BRS則是一種新型支架，能夠在血管內(nèi)逐漸降解，解決了傳統(tǒng)支架的長(zhǎng)期并發(fā)癥問(wèn)題，同時(shí)避免了血管塌陷，并促進(jìn)了動(dòng)脈修復(fù)。
圖2 用于評(píng)估金屬BRS生物相容性的體外模型
圖中詳細(xì)介紹了三種體外模型，用于評(píng)估金屬生物可降解支架（BRS）的生物相容性。提取測(cè)試通過(guò)將金屬樣本浸泡在生理介質(zhì)中，制備含有金屬降解產(chǎn)物的提取液，然后將細(xì)胞培養(yǎng)在這些提取液中，以評(píng)估細(xì)胞對(duì)降解產(chǎn)物的反應(yīng)。直接接觸測(cè)試則是將細(xì)胞直接培養(yǎng)在金屬表面，觀察細(xì)胞與金屬表面的直接相互作用，包括細(xì)胞形態(tài)、遷移和黏附等。間接接觸測(cè)試通過(guò)在金屬和細(xì)胞之間放置一層屏障，讓金屬的降解產(chǎn)物通過(guò)培養(yǎng)基擴(kuò)散到細(xì)胞中，從而評(píng)估金屬對(duì)細(xì)胞的間接影響。這些體外模型為研究金屬BRS的生物相容性提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有助于篩選出具有潛在生物相容性的金屬材料。
圖3 用于評(píng)估金屬BRS生物相容性的動(dòng)物模型
圖中展示了用于評(píng)估金屬BRS生物相容性的動(dòng)物模型，包括小型動(dòng)物模型（如小鼠和兔子）和大型動(dòng)物模型（如豬）。小型動(dòng)物模型主要用于早期評(píng)估BRS的局部生物相容性和系統(tǒng)毒性，通過(guò)將金屬樣本植入動(dòng)物的腹部主動(dòng)脈或皮下組織，觀察金屬與周圍組織的相互作用以及金屬降解產(chǎn)物對(duì)遠(yuǎn)端器官的影響。大型動(dòng)物模型則更接近人類的血管解剖結(jié)構(gòu)和生理?xiàng)l件，用于評(píng)估BRS的長(zhǎng)期性能、生物相容性以及在血管內(nèi)的實(shí)際表現(xiàn)，為BRS的臨床應(yīng)用提供更可靠的依據(jù)。
圖4 在小鼠主動(dòng)脈內(nèi)植入生物可降解金屬樣本的方法
圖中詳細(xì)展示了在小鼠主動(dòng)脈內(nèi)植入金屬樣本的兩種方法。一種是將金屬樣本植入主動(dòng)脈腔內(nèi)并固定在主動(dòng)脈壁上，這種方法可以模擬支架在血管內(nèi)腔中的環(huán)境，讓金屬樣本直接暴露在血流中，觀察金屬與血液成分的相互作用以及金屬的降解過(guò)程。另一種方法是將金屬樣本植入主動(dòng)脈壁的外膜層，即主動(dòng)脈壁的外層組織中，這種方法可以研究金屬與血管壁組織的相互作用，以及金屬降解產(chǎn)物對(duì)血管壁細(xì)胞的影響。此外，圖中還展示了通過(guò)腹腔注射金屬提取液來(lái)研究其系統(tǒng)效應(yīng)的方法，這種方法可以評(píng)估金屬降解產(chǎn)物在體內(nèi)的分布和對(duì)遠(yuǎn)端器官的潛在影響。
圖5 三維心血管細(xì)胞培養(yǎng)模型
圖中展示了四種三維心血管細(xì)胞培養(yǎng)模型，這些模型通過(guò)模擬人體心臟微環(huán)境，為研究心血管疾病和藥物篩選提供了更接近體內(nèi)條件的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。心臟球體由心血管細(xì)胞（如內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞或心肌細(xì)胞）組成，這些細(xì)胞在三維空間中形成球狀結(jié)構(gòu)，能夠模擬心臟組織的某些功能和特性。心臟類器官則是由干細(xì)胞分化而來(lái)的自組織結(jié)構(gòu)，它們可以形成具有心臟特征的微小組織，用于研究心臟發(fā)育和疾病。器官芯片技術(shù)通過(guò)在微流控芯片上培養(yǎng)細(xì)胞，模擬器官的結(jié)構(gòu)和功能，例如“心臟芯片”或“血管芯片”可以模擬心臟或血管的生理過(guò)程。3D生物打印則利用生物墨水和心血管細(xì)胞構(gòu)建復(fù)雜的三維組織結(jié)構(gòu)，有望用于制造功能性心臟組織和血管。這些三維模型為研究金屬BRS的生物相容性提供了更全面和深入的手段，有助于更好地理解金屬與心血管組織之間的相互作用。
2.全文總結(jié)：
本文綜述了用于評(píng)估生物可降解金屬心血管支架（BRS）生物相容性的臨床前研究模型。文章首先介紹了BRS的背景和重要性，強(qiáng)調(diào)了其在治療冠狀動(dòng)脈疾病中的潛力。接著，文章詳細(xì)比較了體外模型（包括提取測(cè)試、直接接觸測(cè)試和間接接觸測(cè)試）和體內(nèi)模型（包括小鼠、兔子和豬模型）的優(yōu)勢(shì)和局限性。體外模型提供了快速、低成本的初步評(píng)估，而體內(nèi)模型則提供了更接近臨床環(huán)境的長(zhǎng)期評(píng)估。文章還討論了未來(lái)研究方向，包括三維細(xì)胞模型的應(yīng)用和臨床試驗(yàn)的重要性。最后，文章強(qiáng)調(diào)了結(jié)合多種模型進(jìn)行綜合評(píng)估的必要性，以確保BRS在臨床應(yīng)用中的安全性和有效性。
參考資料：
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2025.09.004
京公網(wǎng)安備11010802046783號(hào)
