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生醫材料(三):血管內蓋房子
血管支架於1994年首度在美國獲准上市,至今也將滿20年了。血管支架提供冠狀動脈狹窄的患者一個非開刀的治療方式,可取代大部分傳統的冠狀動脈繞道手術。隨著材料科技與臨床技術的進步,10年前又發展出塗藥血管支架,能更進一步將術後的血管再狹窄率降至10%以下
 
 
 
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
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