含铜不锈钢对冠脉支架内再狭窄的抑制作用研究

经皮穿刺冠状动脉成形术是目前治疗心血管狭窄型心脏病的最有效方法，但所采用的不锈钢冠脉支架植入后发生的支架内再狭窄（ISR）现象仍是一个亟待彻底解决的重要临床问题，现已证实，支架植入后造成血管壁损伤引发的动脉平滑肌细胞过度增殖、迁移和变性，以及支架附近的血栓形成是导致ISR发生的两个主要原因。研究证明，微量铜元素既能抑制心血管动脉平滑肌的过度增生，还能有效降低血栓的形成，因而会有助降低支架内再狭窄的发生率。本项目利用微量铜对心血管系统的有益作用，提出在现有冠脉支架用316L不锈钢的成分基础上，通过添加适量铜，发展一种冠脉支架用316L型含铜不锈钢新材料，通过对含铜不锈钢在生理环境中的微量铜溶出规律及其生物安全性、含铜不锈钢对心血管支架内再狭窄抑制作用的体外和体内植入实验研究，以及相关机制的探讨，为发展自身具有抑制支架内再狭窄作用的新一代含铜不锈钢冠脉支架提供科学依据和奠定技术基础。

冠脉支架内再狭窄（in-stent restenosis，ISR）已经成为一个重要临床问题。本项目利用铜元素对人体心血管系统的诸多有益作用，在冠脉支架用316L不锈钢的化学成分基础上，通过添加适量铜元素，设计并制备出316L-Cu含铜不锈钢新材料，进而从支架材料角度出发，希望达到降低ISR发生率的目的。通过体外、动物体内实验系统地研究了316L-Cu不锈钢抑制冠脉支架内再狭窄的功能作用以及其生物安全性能。体外实验表明，与316L不锈钢相比，316L-Cu不锈钢具有明显抑制动脉平滑肌细胞增殖的作用，并明显降低动脉平滑肌细胞的迁移能力，316L-Cu不锈钢能够明显地减少血小板在其表面上的粘附，并显著增加血液在其表面上的完全凝固时间，因此应具有明显的抑制血栓形成作用；316L-Cu不锈钢能够显著地促进血管内皮细胞的增殖与迁移，从而可加快因支架植入受损血管的重建过程，降低血栓形成倾向；316L-Cu不锈钢是通过抑制血管内皮细胞的炎症因子的释放进而抑制炎症反应的，并不是通过对免疫系统产生负面影响而达到此作用的，是安全可靠的；同时，316L-Cu不锈钢对L929细胞的毒性为1级，满足对植入材料的细胞毒性要求，是生物安全的。以体外实验结果为基础，本项目加工制备了316L-Cu不锈钢心血管支架并进行了动物体内实验研究。实验结果表明，与普通316L不锈钢心血管支架、带药心血管支架相比，316L-Cu不锈钢心血管支架植入动物冠脉后，几乎无血栓形成，植入部位并未引发平滑肌的过度增生，并能够有效促进受损内皮的适度愈合，在抑制支架再狭窄发生中起到独特的作用，同时具有与普通支架相当的力学支撑效果，可以完全满足血管重建的需要。因此，316L-Cu不锈钢有望成为一种自身具有抑制支架内再狭窄作用的冠脉支架用不锈钢新材料，具有广阔的临床应用前景。