血管支架材料及植入支架后影像学随访研究进展

饶燕芝，郭倩文，戚勋

（中国医科大学附属第一医院介入治疗科 辽宁省影像诊断与介入治疗重点实验室，辽宁 沈阳 110001）

植入血管支架治疗血管性疾病创伤小、并发症少且恢复快，为当前主流选择，但存在支架内血栓形成、夹层、血管闭塞及再狭窄等风险，需常规进行影像学随访［1］。对于植入支架后相关并发症，数字减影血管造影（digital subtraction angiography， DSA）为诊断金标准，但因其有创，临床多选择CT血管造影（CT angiography， CTA）或MR血管造影（MR angiography， MRA）；而支架带来的伪影在一定程度上限制了影像学对于早期诊断或预测支架相关并发症的价值［2-4］。血管支架构成材料是选择影像学随访方式的重要影响因素之一。本文对血管支架材料及植入支架后影像学随访研究进展进行综述。

1 不可降解金属支架

1.1 材料 不可降解金属支架分为不锈钢支架与非不锈钢支架。不锈钢支架由以铬、镍为主要元素的铁基合金构成，如316L不锈钢支架，其耐腐蚀性及生物相容性较好，是传统血管支架的首选材料；非不锈钢支架常见元素包括镍钛、钴铬、钛、铂铱及钽等。镍钛合金具有超弹性和形状记忆效应，尤其适用于制备自膨式支架，用于制备心血管支架时，还能通过适当抛光减少局部释放镍离子、降低细胞毒性而减少不良反应［5］。钴铬合金径向力较高，可通过加工变得更薄、更细，以之制备的支架对血流影响较小，可显著降低支架再狭窄风险［6］。钛合金、铂铱合金及钽等金属材料的机械性能较差，极少用于制备血管支架［7-9］。

1.2 影像学随访 BOCCALINI等［10］回顾性分析接受植入不可降解金属支架的主动脉缩窄患者，CTA随访显示接受植入镍钛合金支架者图像质量最佳，植入钴铬合金支架者次之，而铂铱合金支架与钽支架产生的显著“开花”状伪影使得判断管腔狭窄程度较为困难。体内存在金属植入物时，MRI极易出现磁敏感伪影，且随组织与支架磁化率差异增大而趋于明显，主要原因在于显著磁化率差异可致磁共振信号空洞形成或丢失。既往研究［11-13］显示，钽、镍钛合金、铂铱合金及316L不锈钢与组织磁化率的差异分别为190×10-6SI、255×10-6SI 、290×10-6SI及10-3～10-2SI，支架MRI磁敏感伪影相应增大。另外，对于体内存在金属支架者而言，MRI质量还受支架制备工艺、支架形状及主磁场方向等因素的影响［14］。制备支架时常需添加某些化学成分或增加涂层以改善其生物学性能，首选铜、钛等非磁性金属；增加适量铜元素或添加多孔二氧化钛涂层可不增加或仅少量增加支架磁性，通常对图像质量无明显影响［15-16］。目前有关金属支架几何形状对MRI质量影响的研究尚少，有待后续观察。

2 可降解金属支架

2.1 材料 可降解金属支架常由镁、锌、铁及上述元素合金构成。镁及镁合金具有良好的力学性能及生物降解性，但生物相容性较差，且自身析氢，使其临床应用受限［17］。ERBEL等［18］向冠状动脉植入新一代AMS-1镁合金支架开展临床试验，未见心源性死亡、心肌梗死及支架血栓形成等严重并发症，但少数患者因血管内膜增生、回缩而引发不良心血管事件，且靶血管血运重建概率较高，可能原因在于支架降解速率过快，造成径向支撑力不足而使其架构崩塌。近年以镁钕锌锆合金制备的新型血管内支架在动物实验中展现出优越的生物相容性及机械耐久性，是镁合金支架的又一突破［19］。对纯锌进行合金化可在保持生物相容性及可降解性的同时提升其力学性能，目前已有锌镁、锌铜、锌银及锌锂合金等血管支架用于临床［20-23］。铁及铁合金具有一定腐蚀性，长期在体可损伤动脉壁，较少用于制备支架［24］。

2.2 影像学随访 既往研究 ［25-26］表明，向冠状动脉内植入可降解镁合金支架后，利用CTA进行随访可较准确地评估支架位置及其通畅性、测量血流储备分数，从而定量分析靶血管。MAINTZ等［27］以双源CT行CTA，评估植入29类冠状动脉支架后的管腔可视性，结果显示植入镁合金支架后管腔可视性最佳，可见度为90%，且随时间推移而增加，明显优于不可降解金属支架（可见度为50%～59%）。镁磁化率与人体组织较为接近，故MRI伪影较小，且其降解产物如氧化镁、氢氧化镁及碳酸镁等均为非磁性，随支架逐渐降解，MRI质量可获得改善［28-31］。相反，铁基具有磁性，可致MR信号丢失而严重影响图像质量。动物实验［28］结果显示，植入可降解铁支架后不同时期，MRI均显示靶血管信号丢失；即使取出支架，支架原始位置仍可见其降解产物带来的小面积伪影。

3 聚合物支架

3.1 材料 聚合物支架、尤其可降解聚合物支架与血管壁的相容性优于金属支架；植入体内后可通过水解反应降解为无毒产物，较少导致内膜增殖。聚合物支架主要材料包括聚乳酸、左旋聚乳酸（poly-L-lactic acid， PLLA）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物及聚酪氨酸衍生聚碳酸等，临床应用以PLLA为主干支架最为广泛，常见者包括Igaki-Tamai支架、DESolve支架、NeoVas支架及XINSORB支架等［32］。对于部分聚合物支架，可通过在制备过程中添加2% D-乳酸加快其降解速率。目前许多聚合物支架尚处于研究或实验阶段，其临床价值有待后续观察。

3.2 影像学随访 可降解聚合物支架可透过X线，不易产生射线硬化束伪影。COLLET等［33］向冠状动脉植入可降解聚合物支架并以冠状动脉造影及CTA进行随访，发现冠状动脉造影显示支架再狭窄程度＞50%时，CTA检测支架内狭窄的准确率、敏感度及特异度分别为88%、80%及100%，优于血管内超声（准确率、敏感度及特异度分别为83%、71%及82%），提示冠状动脉CTA可较准确地评估植入可降解聚合物支架后相关并发症。可降解聚合物支架非金属材料，在MRA中不产生伪影［34］。VON等［35］采用MRA对植入Absorb支架患者进行为期1年的随访，发现图像质量良好，有利于评估支架再狭窄。

4 药物洗脱支架（drug-eluting stent, DES）

植入裸金属支架后，再狭窄率约为20%～30%［36］。利用药物涂层技术负载抗增殖药物，可有效减少治疗后再狭窄及靶血管重建风险，目前临床应用最为广泛［37］。第一代DES如Cypher支架及Taxus Express支架采用不锈钢为支架主干，以永久性聚合物涂层搭载西罗莫司或紫杉醇。第二代DES采用强度更大的钴铬或铂铬合金作为主干，抗增殖药物为依维莫司及佐他莫司等细胞毒性较低的西罗莫司衍生物，聚合物为生物相容性更佳的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物等，但晚期支架血栓形成及延迟愈合风险较大。第三代DES以不锈钢、钴铬合金或铂铬合金为主干，除搭载西罗莫司、依维莫司等常见药物之外，还引入亲脂性高、药效持久的优美莫司，以解决常规莫司类药物组织吸收缓慢、体内留存时间短的问题；同时，利用新涂层技术，以无聚合物搭载或可降解聚合物涂层方式有效降低了永久性聚合物留存体内所致慢性炎症及支架再狭窄风险［38］。第四代DES支架的主干为可降解聚合物支架或可降解金属支架，搭载常见莫司类药物，可显著降低血栓形成风险［36］。上述各型支架在CTA及MRA中的表现取决于其主干材料。

5 小结与展望

数十年来，支架材料始终是血管内介入技术的研究热点。通过金属主干合金化、研发新材料及革新涂层技术等多种手段，支架性能获得不断优化。影像学随访是植入支架后的必要流程。相比DSA，CTA及MRA为植入支架后随访提供了更为便捷且安全的手段。如何减少伪影对早期诊断支架相关并发症的影响、提高诊断准确率及制定影像学指南规范、植入支架后随访、加快影像学向功能学评价转化是今后努力的方向。