生物可吸收PLLA血管内支架对内膜修复和血管重构的影响及其机理研究

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经皮冠状动脉介入治疗是心血管疾病治疗的重要手段,生物可吸收支架可短期支撑血管,有效防止支架植入后血管急性闭塞和降低再狭窄发生率。生物可吸收支架植入后逐渐被血管吸收分解,力学刺激逐渐消失,这一复杂过程可能造成血管发生不同于传统金属药物支架的反应,影响局部细胞的表型和功能,对该支架的评价应区别于传统的药物洗脱金属支架。目前鲜有研究结合生物可吸收支架的特点提出植入后功能性健康内皮的修复和促进血管重构等的相关评价指标,包括生物可吸收支架的在体降解及其对细胞的影响、胞外基质变化等,这些问题也是有效解决生物可吸收支架临床应用中支架再狭窄、血栓及局部炎症的关键。因此,本文重点关注支架植入后的内膜修复和血管重构过程,并探讨其机理,旨在为生物可吸收支架的综合评价提供新的可参考依据。以大鼠腹主动脉为动物模型,分析了左旋聚乳酸(Poly-L-lactic acid,PLLA)支架植入后内皮功能、血管的重建、支架降解与血管细胞的反应,并探究了降解产物乳酸对平滑肌细胞表型的影响,获得的主要研究结果如下:(1)PLLA血管内支架植入后的再内皮化与内皮功能恢复。PLLA支架植入后4周再内皮化基本完成,随后CD31在管腔层细胞逐渐形成稳定表达,新生内膜具有更好的内皮屏障功能。支架植入早期新生内膜发生了CD31hiEMCNhi内皮亚型变化,随后这种内皮亚型的表达逐渐减弱。血管的炎症水平先升高后降低。总之,PLLA支架植入后内膜修复是一个变化的过程,能够获得具有低炎症、内皮化良好且屏障功能较优的新生内膜。(2)PLLA血管内支架植入后时间依赖的内膜增生与血管修复重建。PLLA支架植入后管腔直径先减小后增加,内膜增生程度先增加后减少,同时伴随增生内膜中细胞表型的变化。PLLA支架植入后胶原纤维先增加后减少而弹性纤维先减少后增加,均在24周出现变化的转折,植入后24周开始血管经历正向重建过程,48周更接近正常血管。综上,PLLA支架植入后新生内膜增生程度先增加后降低,血管在24周开始正向重构,48周后血管逐步趋向于恢复正常。(3)PLLA血管内支架在体降解过程与伴随的血管细胞表型变化。PLLA支架植入后24周出现显著降解,支架丝轮廓变小,出现降解碎片。力学响应因子MGF与BMP2伴随支架降解先增加后减少。血管细胞发生表型转化,RUNX2表达先增多且入核发挥转录因子功能,随后随时间增加表达减少。总之,PLLA支架植入后24周出现显著降解,血管细胞经历了从正常到成骨转化随后转化程度降低的变化过程。(4)PLLA降解产物乳酸促进血管平滑肌细胞发生成骨表型转化。PLLA降解产物乳酸增加细胞对环境力学变化的响应,增加细胞力学响应因子MGF的表达和对基底硬度的响应。乳酸可促进细胞由平滑肌表型向成骨表型转化,促进靠近内膜和外膜区域的血管中膜平滑肌细胞中RUNX2的表达和入核。乳酸可以通过单羧酸转运蛋白1进入血管细胞并升高细胞内乳酸脱氢酶B的水平,促进细胞的溶酶体数量升高。但在血管损伤同时存在时,血管优先对损伤进行反应,支架植入后血管反应复杂,乳酸并不一定占主要地位。总之,PLLA降解产物乳酸能够促进血管平滑肌细胞的成骨表型转化。综上所述,PLLA支架植入后血管修复重建匹配支架的降解进程,PLLA支架植入1周主要为炎症反应,4周内膜增生严重,12周内皮化完全,在这一过程中获得具有内皮化良好且屏障功能较优的新生内膜。而PLLA支架植入后血管增生程度先增加后降低,PLLA支架在24周出现显著降解,开始正向重建,48周血管已经发生了正向的修复,在整个修复过程血管细胞发生了表型转化。PLLA降解产物乳酸能刺激细胞发生成骨表型转化,支架植入极晚期存在血管钙化的风险。本研究从动物模型入手详细评估了PLLA支架植入后的血管内膜修复和血管重建过程,为生物可吸收支架的临床评价提供更多可参考依据,同时也为支架的药物涂层设计提供更多理论基础。
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