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生醫材料（三）：血管內蓋房子

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楊屹沛｜國立宜蘭大學生物機電工程學系

每當寒流來襲，就見新聞報導有多少人因心血管疾病而猝死，這些案例裡多是因為冠狀動脈血管窄化程度太嚴重，冠狀動脈血液供給不足，導致心肌細胞缺氧而壞死。傳統心血管疾病治療方式以藥物治療與外科手術為主，但藥物治療僅能治標，倘若藥物無效或動脈狹窄太嚴重時，就只能做開心手術或冠狀動脈繞道手術了，手術雖能解決血管狹窄問題，但風險實在太高。

自1970年代起，醫生開始使用氣球擴張術來治療冠狀動脈狹窄患者。氣球擴張術類似於心導管手術，醫生從病患的腹股溝或手臂處穿刺一小孔，再將導管從小孔插入血管，沿著血管小心深入到冠狀動脈狹窄處，將導管前端氣球加壓膨脹，使狹窄血管擴大後，待氣球恢復原狀再隨導管取出。氣球擴張術屬於一種微創手術，手術過程簡易，風險低，因此取代了大部分傳統的冠狀動脈繞道手術。然而，有將近一半的病例顯示，病人在手術後6個月，被擴張的血管會再度產生狹窄。

就像房子蓋好了，但支撐力不夠，怎麼辦？所以在房間內增加一些支柱，就可防止房子坍塌。於是，有科學家想到，當狹窄血管被擴張後，再用支架將血管撐住，不就可以防止血管再狹窄了嗎？血管支架是在氣球擴張之後，將一段金屬材質支架置於該處，其徑向強度必須達到可以支撐血管管徑不再坍塌的程度。

1969年Dotter教授展示了血管支架的概念，1994年血管支架正式應用於手術中，能有效地將血管再狹窄率由50%降到30%以下。血管支架是不是像支撐房間的支柱，一根根架起來的呢？我們日常所見的雨傘就是一個很好的參考例子，支架類似於傘骨，收傘時傘骨併攏在一起，傘骨撐開就變成一個大圓面。血管支架依照其撐開方式可分為兩大類，一種為氣球擴張型支架，以不鏽鋼為主；另一種自張型支架，以鎳鈦合金為主，這類合金遇熱時會膨脹，自主擴張。

當支架植入完成，血管內壁細胞會開始增生及癒合，但有些細胞若增生過度則會造成血管再狹窄，因此2003年就有將可以阻止細胞增殖的藥物塗覆在支架表面的塗藥支架問世，成功地將血管再狹窄率進一步降到10%以內。根據Hara學者之回顧報導，血管支架的模型設計、材質、支柱厚度、支柱形狀、表面粗糙度以及表面覆蓋材質等等，都對血管支架手術的成功率有重要影響。

隨著塗藥支架的興起，新的問題也隨之產生，根據Khan學者的報導，塗藥支架所造成的血栓有致命疑慮，然而塗藥支架形成血栓的原因尚未完全明朗。無論如何，血管支架與塗藥支架在現今心血管疾病的治療上已經非常普及，依據最近2013年Int. J. Pharmaceutics期刊報導，除了新一代改進的塗藥支架外，生物相容性與生物可降解性支架將是未來血管支架發展的重要方向。期待未來在血管支架上創新科技與技術的發展，可以造福更多有需求的患者。（本文由科技部補助｢健康醫藥新媒體科普傳播實作計畫｣執行團隊撰稿）

責任編輯：林永昇｜弘光科技大學化妝品應用系暨化妝品科技研究所

生醫(11) 科發月刊(5210)

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