7.4.4 支架植入后动脉粥样硬化力学微环境
动脉粥样硬化通常发生在血管中几何复杂的部位,如动脉血管分叉的外部部分和血管内的特定位置。一方面血管支架的植入会导致动脉血管发生变形,动脉血管不再处于自然弯曲状态。另一方面支架会对动脉血管施加长期的径向力,从而导致血管和较硬的支架之间存在较大的适应性不匹配,支架末端的适应性差异会引起压力波的反射,从而在包含支架的血管中产生流动紊乱。如今存在许多不同类型的支架,具有非常不同的机械和生化特性,这些特性会影响支架与血管组织的相互作用,比如支架内增生可能在低内皮切应力区域发展。Gori等重点阐述了支架植入后的生物反应,以及这些生化反应如何导致不同代支架的支架失效。Wang等回顾了有关支架在动脉力学环境中发生变化问题的研究,并从3个方面探讨了它们在支架再狭窄和晚期血栓形成中的作用:
①支架与宿主血管的相互作用,涉及反应血管壁,力学信号传导机制,再内皮化和晚期血栓形成过程。
②由于支架植入,血管节段内腔的血流动力学变化以及血管节段壁内的机械微环境变化。(https://www.daowen.com)
PCI治疗不仅引起机械损伤和血管炎症,还伴随异物的存在和支架排出的药物触发的生化过程,在内皮细胞、平滑肌细胞、血小板和包括中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞的炎症细胞之间发生复杂的相互作用。Suna等利用蛋白质组学来表征具有BMS和DES支架的猪冠状动脉的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)重构,研究发现在裸金属支架和药物洗脱支架植入后,冠状动脉的ECM中发现了显著差异,最显著的是聚集蛋白聚糖的上调,聚集蛋白聚糖的积累与ADAMTS(具有血小板反应蛋白基序的整合素和金属蛋白酶)基因表达的变化相吻合,也表明在支架植入后,聚集蛋白聚糖和聚集蛋白聚糖酶参与了血管损伤反应。Escuer等使用了一种新颖的二维连续数学模型来描述将支架插入冠状动脉后的复杂再狭窄过程。他们认为再狭窄发展中起关键作用的生物物种是生长因子,基质金属蛋白酶,细胞外基质,平滑肌细胞和内皮细胞。结果表明,该计算模型定性地捕获了遭受非生理机械力的动脉内病变生长和愈合过程的关键特征。
由于再狭窄与支架植入后的炎症反应、细胞因子以及疾病本身的关系非常密切,将来借助遗传学、分子生物学的方法从基因层面减少再狭窄的发生或将成为主流。
生物医学、材料科学及工程技术学的发展为冠心病的治疗拓展了广阔的前景,冠脉支架尤其是药物支架和可降解支架的应用便是其光辉的一页。尽管再狭窄发病率还很高,远期生存率目前还没有明显的改善,但对冠心病急性期的治疗提供了强有力的手段。相信随着医学科学的发展、临床实践的不断进步,在不久的将来完全可以发现新方法、新手段进一步减少再狭窄,为冠心病的治疗再添新的里程碑意义。