来自梅奥诊所的Alexander A. Oliver BS等使用Mg (Mg-BRFD)和Fe (Fe-BRFD)合金制作BRFD原型,比较了Mg-BRFD和Fe-BRFD的孔隙率/孔隙密度、径向强度、血流导向功能和再吸收动力学,以了解哪种生物可吸收金属更适合当前的临床应用,相关内容已于2022年12月在线发表于《Journal of Neurosurgery》上。
——摘自文章章节
【REF:Alexander A. Oliver BS, et al. Journal of Neurosurgery. 2022 Dec 16. doi: 10.3171/2022.11.JNS222213】
血流导向装置(FDs) 因其在临床应用中具有良好的安全性和较高的动脉瘤闭塞率,目前处于快速发展阶段,但这些装置仍然存在一些缺点。目前所有FDA批准的FDs都由永久性金属组成,一旦植入就永久留在患者体内。FDs的主要缺点包括器械诱导的血栓栓塞,载瘤动脉狭窄和邻近分支动脉的闭塞。为克服上述缺陷,一些研究人员提出生物可吸收FDs (BRFD)技术。理想的BRFD在被人体安全吸收之前具有短暂愈合和闭塞动脉瘤功能,这样减轻金属永久存在的相关并发症。BRFD相对于传统FDs的优势包括减少器械诱导的不良反应,如血栓栓塞、慢性炎症和狭窄、侧支阻塞和医学成像伪影,此外还可以恢复生理血管舒缩功能,并用于儿科治疗。
虽然BRFD的概念相对较新,但生物可吸收支架已被广泛用于冠脉介入治疗,并已在临床应用中成功展示其可行性、安全性和优劣性。有研究表明,生物可吸收金属具有更高的机械强度和刚度,同时具有高延展性和生物相容性。镁(Mg)和铁(Fe)合金是两种最重要的生物可吸收金属。镁基生物可吸收支架已在欧洲获得市场批准,并在包括2000多名患者的上市后试验中显示有前景的结果。铁基生物可吸收支架正在中国进行临床试验,到目前为止,已表现出良好的安全性,放置后26个月的再狭窄率较低。基于生物可吸收金属与聚合物在支架应用中的成功,人们开始研究金属BRFD。
在本研究中,来自梅奥诊所的Alexander A. Oliver BS等使用Mg (Mg-BRFD)和Fe (Fe-BRFD)合金制作BRFD原型,比较了Mg-BRFD和Fe-BRFD的孔隙率/孔隙密度、径向强度、血流导向功能和再吸收动力学,以了解哪种生物可吸收金属更适合当前的临床应用,相关内容已于2022年12月在线发表于《Journal of Neurosurgery》上。
BRFD由镁合金(Mg-BRFD)或铁合金(Fe-BRFD)制成的编织线构成。采用已建立的方法测定孔隙密度和抗压强度。BRFD放置于硅胶动脉瘤模型中,附着在流动的血流环路上,以研究模拟生理环境下的血流导向功能和支架再吸收动力学。
与Mg-BRFD相比,Fe-BRFD表现出更高的孔密度(9.9 vs 4.3孔/mm2)和抗压能力(0.69±0.05 vs 0.53±0.05 N/cm,P=0.0765,N=3/组),两者的抗压能力都在FDA批准的范围内。与Mg-BRFD相比,Fe-BRFD表现出更强的血流导向功能,血流导向指标值显著更高(平均传输时间159.6±11.9 vs 110.9±1.6, P=0.015;逆冲蚀斜率192.5±9.0 vs 116.5±1.5, P=0.001;每组N=3)。此外,Fe-BRFD能够保持其编织结构大于12周,而Mg-BRFD在5周后几乎完全被吸收。
图1. Mg-BRFD和Fe-BRFD。右侧为用于计算孔隙率和孔隙密度的Mg-BRFD和Fe-BRFD的4×放大图像,金属丝为1mm(右)。
图2. 左. Mg-BRFD和Fe-BRFD在平行板之间破碎和再膨胀时施加的径向支撑力与设备直径的关系。实线和较浅的阴影表示平均值±标准差;右. Mg-BRFD和Fe-BRFD的抗压强度。
图3. 左. Mg-BRFD和Fe-BRFD的归一化时间密度曲线。实线和较浅的阴影表示平均值±标准误差。右. Mg-BRFD和Fe-BRFD的MTT、WIS−1和WOS−1表示为对照条件的百分比。*p < 0.05, **p < 0.005。
图4. 左. Mg-BRFD和Fe-BRFD随时间变化的代表性micro-CT 3D效果图。对于这两种设备,白色代表生物可吸收线。右. 随着时间的推移,Mg-BRFD和Fe-BRFD中生物可吸收金属丝的体积减少。虚线表示最适合Fe-BRFD的线性曲线(R2 = 0.934, P=0.034)。
生物可吸收Fe合金是比Mg合金更合适的BRFD候选材料,因为其提高了机械强度并延迟了金属的吸收速率,这允许未来使用更小直径的金属丝构建FDs,并最终改善孔隙密度和血流导向特性。未来将评估Mg-BRFD和Fe-BRFD在动物模型中的安全性、有效性和再吸收特性。

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