可控性生物吸收镍合金药物洗脱支架置入有效性及安全性分析

于国威， 邱 林， 徐 辉,张 雷， 李 玲

1.辽宁省妇幼保健院，辽宁 沈阳 110005；2.北京协和医院 心内科，北京 100730；北部战区总医院 3.卫勤部；4.妇产科，辽宁 沈阳 110000

《中国心血管病报告2016》数据显示，心血管疾病的病死率已超过癌症等疾病，成为患者死亡的主要原因之一[1]。经皮冠状动脉介入治疗作为动脉粥样硬化性心血管疾病的首选治疗方法，在全球范围内得到了广泛的应用。但是，经皮冠状动脉介入治疗后支架内再狭窄和长期支架血栓形成等问题极大地限制了介入治疗的长期疗效[2-3]。血管病变的长度、参考血管直径较小、初始斑块负荷和残余斑块是影响支架内再狭窄发生的重要因素[4-5]。镍离子可以通过多种机制抑制细胞增殖、促进细胞凋亡。本研究将金属镍电镀于不锈钢金属裸支架上，制成新型镀镍不锈钢支架，旨在探讨其置入后的安全性及有效性。现报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 选取20只健康的雄性新西兰大白兔为研究对象，体质量2.5～3.0 kg，4～6个月龄。实验动物由北京协和医院动物实验科提供。将实验动物随机分入不锈钢裸支架(BMS)组和镀镍不锈钢支架(Ni-BMS)组，每组各10只。本研究对大白兔的处置符合动物伦理学标准。

1.2 模型制备 适应性喂养大白兔3 d，术前3 d开始喂服阿司匹林25 mg/d，硫酸氢氯吡格雷片20 mg/d，术前严格禁食12 h，准确测量体质量。将支架预装于球囊上，所有手术器械消毒后备用。经耳缘静脉对大白兔进行麻醉，将25%浓度的乌拉坦以4 ml/kg的剂量缓慢静脉推注。于右侧大腿部位备皮，将皮肤切开，钝性分离皮下组织、肌肉，剥离股动脉鞘，充分显露股动脉。应用21G桡动脉穿刺针，直视下穿刺股动脉，成功后，拨出针芯，沿穿刺针送入导丝，拔出针鞘，沿导丝送入5F桡动脉鞘，经鞘管送入0.014英寸导引钢丝至腹主动脉，经动脉鞘三通注入造影剂，造影确认导丝位于血管真腔内，沿导引钢丝送入球囊导管，将预装支架的球囊导管沿引导钢丝送入腹主动脉下段距髂动脉分叉处4～5 cm处，定位后固定导丝、球囊导管，用造影剂充盈压力泵，加压至8～14 atm(1 atm=101.325 kPa)，持续20 s，将装置支架的球囊进行扩张，待支架完全贴壁后，将球囊抽成负压后撤出。每只大白兔均于支架置入15 min后重复造影，确认管腔通畅，支架贴壁良好。于大白兔腰椎旁侧的肌肉常规注射青霉素3 d，预防感染。由于术后2 d食欲下降，给予胡萝卜喂养，食欲改善后继续全饲料喂养至28 d。

1.3 标本采集 术后28 d，将两组实验动物以空气栓塞法处死，经耳缘静脉注射空气20～40 ml，迅速剖腹，取出目标血管，用装有4%多聚甲醛的固定液继续加压灌注，然后于支架近端10 mm处用剪刀剪断。应用显微外科剪刀将目标血管剪成两部分，置于4%多聚甲醛中固定过夜(固定时间<24 h)。固定完成后，将一部分血管行有机玻璃包埋及硬组织切片，然后行HE染色；为避免金属支架对免疫组化结果的影响，将另一部分血管标本切成前、中、后3段，再用显微外科镊子小心抽出支架丝，放入塑料包埋盒，行石蜡包埋及切片，切片厚度4 um。HE染色、TUNEL法检测细胞凋亡，免疫组化法检测增殖细胞核抗原细胞增殖情况。比较两组支架血管壁各围绕面积、面积狭窄百分比、相关症状积分、增殖细胞阳性指数、凋亡细胞阳性指数、血液学指标及安全性。

2 结果

2.1 两组支架血管壁各围绕面积及面积狭窄百分比比较 Ni-BMS组管腔面积大于BMS组，新生内膜面积、面积狭窄百分比小于BMS组，差异均有统计学意义(P<0.05)。Ni-BMS组外弹力膜面积、内弹力膜面积与BMS组比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组血管壁各围绕面积及狭窄百分比比较

2.2 两组相关症状积分比较 Ni-BMS组炎症积分、损伤积分、内皮化积分与BMS组比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组相关症状积分比较积分/分)

2.3 两组支架细胞增殖、凋亡指数比较 BMS组增殖细胞阳性指数为(29.25±1.37)，大于Ni-BMS组的(18.42±1.46)，差异有统计学意义(P<0.05)。Ni-BMS组凋亡细胞阳性指数为(54.38±10.52)，大于BMS组的(25.12±3.45)，差异有统计学意义(P<0.05)。

2.4 两组血液化验指标比较 两组支架置入后红细胞计数、白细胞计数、血小板计数、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酐比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 两组血液化验指标比较

2.5 病理观察结果 病理观察两组支架均未见亚急性血栓形成、边缘效应，支架表面覆半透明样内膜，管腔通畅，支架张开良好。所有实验动物处死后迅速取出重要脏器，肉眼见心脏、肺、肝、肾大体形态正常，病理组织学观察各个脏器均未见变性、坏死及炎症反应。

3 讨论

血管内再狭窄是机械性损伤的血管修复反应。经皮冠状动脉介入治疗后血管内再狭窄的发生机制十分复杂，最初涉及到内皮细胞层的剥脱，血管平滑肌的伸展，血小板的聚集，后伴随着血管平滑肌细胞的增殖、迁移、凋亡等[6-7]。血管平滑肌细胞的合成反应，以及随后发生的细胞增殖与细胞外基质形成会导致支架内再狭窄进展，因此，了解支架置入后血管平滑肌细胞的反应至关重要。

目前，经常使用的支架金属基质包括316L不锈钢、镍钛合金、钴铬合金，以及近年来研究较多的可降解铁、镁合金，这些支架金属基质在体内环境均存在某种程度的金属腐蚀现象。有研究发现，镍钛支架腐蚀产生的上清液及沉淀物对于血管平滑肌细胞有潜在的细胞毒性，特别是当镍离子释放浓度>9 ppm时，平滑肌细胞的增长被抑制在细胞周期中，细胞数量减少的同时伴随细胞形态变化，且呈现出时间及浓度依赖性[8]。另有研究表明，镍离子可以抑制细胞增殖、促进凋亡[9-13]。炎症反应在血管内再狭窄发生中起到了重要的作用，血管损伤程度与炎症反应及内膜增殖密切相关。本研究中，BMS组炎症积分与Ni-BMS组无明显差异，提示两种支架在置入后所引起的炎症反应相当。支架置入后表面内皮化对血管的愈合十分重要，表面内皮化可以抑制血管平滑肌细胞的增生及迁移。目前，药物支架存在的问题之一为内皮功能障碍，内皮化延迟，部分患者易出现晚期血栓形成。本研究将内皮化积分作为测定指标，观察到两组内皮化积分未见明显差异，提示镀镍支架可以完成早期的内皮化。本研究还发现，Ni-BMS组管腔面积大于BMS组，新生内膜面积、面积狭窄百分比小于BMS组，提示镀镍支架在置入后的短期内与金属裸支架相比，具有抑制血管内膜增殖的作用。本研究使用的镀镍支架观察期内未见血栓形成，未见边缘效应、内膜出血及动脉瘤，支架表面愈合良好，提示镀镍支架具有良好的局部安全性及生物相容性。

综上所述，与金属裸支架相比，镀镍支架在早期可以抑制支架内新生内膜形成，减少再狭窄发生。镀镍支架通过抑制平滑肌细胞增殖、促进其凋亡抑制内膜增生，预防再狭窄的发生。镀镍支架置入短期内全身系统安全性良好，具有较好的生物相容性。