科學家開發一種能促進動脈癒合的智能支架
據外媒報導,科學家已經開發出一種新型的智能支架以幫助預防這些植入物帶來的一些並發症。支架被一種物質包裹,它可以用來減少炎症反應並與此同時促進組織的修復。血管成形術是撬開堵塞動脈的常見手術。一個微小的氣球被插入血管並在阻塞的地方充氣,然後放置一個支架以防止在氣球和阻塞被移除後血管再次變窄。
然而不幸的是,它並不總是像它被期待的那樣工作。當支架損傷了血管則會導致動脈的平滑肌細胞增殖。這種炎症反應會使動脈再次變窄,這種現像被稱為再狹症。
為了解決這個問題,更先進的支架後來被製造出來。藥物洗脫支架(DES)塗層藥物雖然可以減少細胞增殖,但令人沮喪的是,它們也會阻止內皮細胞的生長,而內皮細胞對植入物的適當整合至關重要。在這兩者之間找到一種平衡成為了這項新研究的目標。
“理想情況下,如果我們能阻止平滑肌細胞的過度反應和增殖,而另一方面又能吸引來內皮細胞覆蓋支架,這將減輕炎症反應並防止再狹症的發生,”該研究的論文通訊作者Ke Cheng指出。
為此,該團隊製作了一種包含外泌體的新型塗層,外泌體是所有細胞都分泌的微小囊以幫助它們發送“信息”。外泌體以三種不同的方式起作用–首先,因為它們跟細胞膜相似,免疫系統不會將它們識別為外來物質從而防止炎症反應。它們還能促進支架表面的內皮細胞增殖。作為額外的好處,它們甚至還可以在受傷的情況下參與並促進組織修復。
不過它最聰明的部分是其會首先釋放外泌體的觸發器。這種智能支架並不會立即釋放所有的外泌體從而可能會導致治療時間的浪費,它只會釋放外泌體來響應被稱為活性氧(ROS)的分子,而活性氧在炎症反應過程中會大量產生。
“可以把它看作是外泌體的一種智能釋放功能,”Cheng說道,“缺血再灌注損傷發生在血流減少然後重建時,此時會產生大量活性氧。假設心臟因缺血而受損。增強的ROS將觸發支架上外泌體的釋放,而再生治療將通過血管到達損傷部位。”
在實驗室的測試中,研究小組發現智能支架在損傷48小時內成功釋放了高達60%的外泌體,這是由大量ROS觸發的。接下來,研究小組在缺血損傷的大鼠身上測試了這些支架,並將它們跟其他藥物躲避支架和裸金屬支架進行比較。他們發現,他們的新設備在防止再狹窄和促進內皮細胞生長方面做得更好,並減少了對血管的損傷。
Cheng表示,這種生物活性支架促進血管癒合和缺血修復,患者在支架就位後不需要進行額外的再生治療,“支架是外泌體的完美載體,而外泌體使支架在組織修復中更安全、更有效。”
這是很有發展前景的一步,但顯然,這個新系統目前仍處於早期階段。該團隊計劃下一步在大型動物身上展開測試。