Biomaterials:用于介入治療先天性心臟病的房間隔缺損可降解聚合物封堵器


傳統治療先天性心臟病的方法為開胸手術,這會對患者造成嚴重的創傷。隨著介入醫學的發展,目前市面上已有5種用于介入治療先天性或結構性心臟疾病的封堵器——房間隔缺損封堵器、室間隔缺損封堵器、軟圓孔未閉封堵器、動脈導管未閉封堵器以及左心耳封堵器。目前市面上用于介入治療先天性心臟病的封堵器基本上是由不可降解的鎳鈦合金制成,會永久留存在人體內,這對于兒童來說并不理想。發展可降解的封堵器成了下一代先心病封堵器的趨勢,但面臨材料技術上的挑戰。

該文報道了第一款進入臨床的用于介入治療的可降解房間隔缺損封堵器。該封堵器由可降解聚酯——聚乳酸的網盤和阻流膜組成。聚合物雖然沒有像鎳鈦合金一樣的超彈性,但經巧妙設計,該可降解封堵器依然可以通過導管經股靜脈送達心臟部位、并對房間隔缺損進行有效的封堵。其鎖鍵結構還使得第一次釋放位置不合適時依然可通過介入方式撤回封堵器并進行第二次封堵,從而避免了開胸手術將其取回。


Biomaterials:用于介入治療先天性心臟病的房間隔缺損可降解聚合物封堵器的圖1

Schematic presentation of fabrication and operation principles of the PLLA occluder of ASD.


研究表明,所研制的合適結晶和取向的聚合物材料具有優秀的理化性質,也有良好的材料表面與細胞的相互作用。新西蘭大白兔的背部植入實驗表明,聚合物的降解產物產生的炎癥反應處于可接受的程度。

對豬進行房間隔穿刺和球囊擴張從而建造了房間隔缺損模型,并用封堵器對44只房間隔缺損豬進行了成功的封堵。對植入后的豬進行不同時間點的解剖隨訪顯示,3個月的時候被一層新生組織覆蓋,36個月時封堵器除頂部外已降解完全、且新生組織和周邊正常組織的力學性能和厚度已無顯著性差異。

Biomaterials:用于介入治療先天性心臟病的房間隔缺損可降解聚合物封堵器的圖2

Biodegradable ASD occluder made of PLLA and its implantation in a porcine model.


基于前期大動物實驗中封堵器顯示出的安全有效性,經倫理委員會評估批準以及病人家長同意,對一個4歲的患有房間隔缺損的男童進行了國際上第一例完全可降解房間隔缺損封堵器的介入治療。超聲心動圖顯示,植入封堵器后心臟的殘余分流顯著減少。24個月后封堵器依然正常地封堵著缺損部位,心電圖和血液檢測結果未見異常。

Biomaterials:用于介入治療先天性心臟病的房間隔缺損可降解聚合物封堵器的圖3

Global view of an as-fabricated PLLA ASD occluder and typical TTE images of the PLLA device transcutaneously implanted into a 4-year-old boy at different follow-up timepoints.


經過多個團隊十余年的合作,聚乳酸房間隔缺損封堵器進入多中心臨床試驗,在13個醫院全面展開。

該研究以Biodegradable polymeric occluder for closure of atrial septal defect with interventional treatment of cardiovascular disease為題發表在Biomaterials上。深圳市兒童醫院的李博寧醫生、廣東省心血管病研究所的謝兆豐醫生、復旦大學高分子科學系的汪群松博士生、深圳先健科技有限公司的陳賢淼博士為論文的共同第一作者,復旦大學高分子科學系的丁建東教授、廣東省心血管病研究所的張智偉教授、深圳先健科技有限公司和元心公司的張德元研究員、深圳市兒童醫院的劉琮醫生、廣東省人民醫院的王樹水醫生和謝育梅醫生為該文的共同通訊作者。


原文鏈接:

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.120851


來源:Biomaterials雜志


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