氢原子百科 心脏支架（Coronary Stent，别称冠状动脉支架），是用于治疗心脏血管病变的医疗器械，通过支撑血管内径，改善心肌供血，降低心绞痛发作。[2]根据不同的分类标准，心脏支架可分为裸金属支架、药物洗脱支架和生物可降解支架。[4]
血管支架在介入手术中起到支撑狭窄闭塞血管、保持血流通畅、防止血管回弹的作用。[6]依据置入体内后的扩张方式可将支架分为自扩张支架和球囊扩张支架。[1]心脏支架可用于慢性稳定性心脏病、非ST段冠状动脉抬高型急性综合征和急性ST段抬高型心肌梗死的治疗。[7]
心脏支架的发明可以追溯到20世纪80年代，经历了不断的技术迭代和创新。[8]1977年9月安德烈亚斯·格伦齐格（Andreas Grüntzig）首次进行经皮腔内冠脉成形术（PTCA），中国于1989年在北京安贞医院开展了第一例经皮腔内冠脉成形术。[9]随着材料科学和介入治疗技术的不断发展，心脏支架的材料、结构和性能得到了不断的改进和完善。[8]
裸金属支架
裸金属支架（Bare Metal Stent，BMS）是最早应用于临床的支架技术，相对于仅采用球囊扩张的方法，BMS的优势在于可以立即扩张血管管腔至更大程度，且回缩程度较小。然而，其主要缺点是可能会在晚期出现内膜增生，导致管腔再度狭窄，因此已经逐渐被药物洗脱支架（DES）所替代。BMS仅在一些介入治疗禁忌或高出血风险的患者中少量使用[4]。
几何结构
根据简单几何结构可以将裸金属支架分为管状、环状、编织型和缠绕状 4 种类型。裸金属支架示图[6]
不同几何结构裸金属支架的特点及适用场合：
| 支架类型 | 特点 | 适用场合 |
|---|---|---|
| 管状支架 | 径向支撑刚性好，金属覆盖率适中 | 弹性张力高或主干近段病变 |
| 环状支架 | 较好的柔软性和良好的传送性能 | 血管分叉处或弯曲血管处 |
| 编织型支架 | 较好的柔软性 | 血管扭曲病变处 |
| 缠绕状支架 | 制作简单，弯曲柔顺性强 | 直径较大的血管 |
材质
药物洗脱支架
第一代药物洗脱支架（Drug-eluting Stent，DES）于2001年问世，其支架平台采用316L不锈钢，并搭载永久性聚合物作为药物载体，通常携带雷帕霉素或紫杉醇，以在血管局部抑制平滑肌细胞的迁移和增殖，从而一定程度上解决了支架再狭窄的问题。第二代DES通常采用钻-铬或铂-铬合金平台，支架更薄且更柔顺，输送性更佳；抗增殖药物通常采用脂溶性更好的佐他莫司、依维莫司或其他雷帕霉素衍生物，且聚合物涂层更具生物相容性。[4]
结构
从支架的结构上讲，药物洗脱支架可分为3部分：支架平台、多聚物涂层以及生物活性药物。其中生物活性药物包括细胞周期抑制剂（包括西罗莫司及其类似物、紫杉醇及其衍生物）、抗炎剂（包括地塞米松、金属蛋白酶抑制剂、一氧化氮供体等）以及促进支架内皮化生物制剂（如CD34抗体等）。[11]
材质
药物洗脱支架可分为永久性聚合物涂层洗脱支架、可降解聚合物涂层洗脱支架、无聚合物涂层洗脱支架。[6]
不同材质药物洗脱支架的特点及适用场合：
生物可降解支架
为了避免金属异物永久留存体内，生物可降解支架（Bioresorbable Scaffold，BRS）的概念应运而生。自2006年第一代BRS进入大规模临床验证以来，全球已有数十款BRS进入临床研究阶段。中国首款BRS产品以聚乳酸作为支架基体，在经过I-II期临床研究后，于2019年2月获得国家药品监督管理局正式批准上市，为冠心病患者的介入治疗提供了一种新的选择[4]。
主体材料
生物可降解支架根据主体材料分为可降解金属支架和可降解聚合物支架。[6]可降解金属支架主体材料主要包括镁合金、铁合金、锌合金。可降解聚合物支架最常用的聚合物包括聚乳酸、左旋聚乳酸、聚羟基乙酸、和聚己内酯等。[6]
不同主体材料的生物可降解支架的特点及适用场合：
覆膜支架
覆膜支架的出现是冠状动脉穿孔治疗的有效方法，可以直接覆盖血管破口。JOSTENT Graft Master（美国雅培公司，Abbott Laboratories）。不锈钢支架覆盖PTFE；支架厚0.3mm；直径有3mm、3.5mm、4mm（6F指引导管）、4.5mm和5mm（7F指引导管）。该支架较其他覆膜支架厚，是在美国唯一获批使用的覆膜支架。覆膜支架较普通支架厚，灵活性差，支架血栓及再狭窄发生率亦有增加。因此，放置覆膜支架时需要较高的压力（14～16atm），并且适当延长球囊膨胀的时间，使支架达到最佳程度的释放。[12]
分叉专用支架
分叉专用支架按其结构设计特点可分为：带有边支端口的分叉支架、嵴分叉支架和边支分叉支架。[13]
带有边支端口的分叉支架
带有边支端口的分叉支架是分叉支架最传统、也是最常见的设计形式。这类支架虽然种类较多,但设计思路相似。[13]
支架多带有一个固定的边支侧孔或支架有分叉区裸露段，植入时需要进行边支侧孔的定位。在这类分叉支架设计中，该侧孔主要通过标记在推送杆上裸露段的mark、通过侧孔的球囊或导丝将该端口定位于分叉边支开口处。该分叉支架边支开口处可带有或不带有对边支口的很短的支撑与金属覆盖部分。带有边支端口的分叉支架输送系统可以有单导管设计，但多数为双导管设计。[13]
这类设计主要优点有：分支导丝对分支有保护作用，分支和主支同时进入导管或导丝对于分叉支架的定位准确可靠。另外，端口带支撑或突出金属网的分支支架可增加对分叉的覆盖，有可能减少分支再狭窄的发生。在分叉支架研究中，这类分叉支架的种类最多。虽然在应用中尚未见到明显高于常规支架的治疗效果，但这些研究已初步证明了其有效性和安全性。[13]
该类支架操作上的主要缺陷有：由于支架多应用双腔和双导丝输送系统，操作上较普通PCI烦琐；该类支架外形多较大、灵活性较低；另外，当分叉病变的近端伴有钙化、弯曲或分叉病变位于血管较远端时，操作难度增大；还有一个问题是双导丝操作过程中可能发生缠绕，此时需要不断的回撤导丝再前送进行重新调整。单导管输送系统的边支端口分叉支架操作和普通支架类似。[13]
嵴分叉支架
严格地说，嵴分叉支架并不属于真正的分叉支架。本质上这类支架是一个主支支架，其紧邻在分叉之上释放。这类支架设计的特殊之处在于支架释放后可以有效覆盖部分分支血管开口上缘，这种设计既利于导引导丝通过和分支支架植入，同时又可避免出现两个支架腔和支架嵴。此类支架允许主支和边支球囊快速交换，释放分支支架时避免了主支中支架结构的变形，可以适应分叉病变的三维解剖，较好地覆盖分支血管开口。早期的嵴分叉支架Bard XT嵴支架由三个支架组合而成,由于球囊体积较大，需要9F指引导管输送,操作不便，同时支架连接处也存在覆盖不全的隐患，已很少应用。嵴分叉支架Axxess-Plus分叉支架系统体积已大为减小，操作简便。[13]
边支分叉支架
对于大多数真正的分叉病变。一个分叉支架多数情况下并不能解决问题。一些新型的针对边支的边支分叉支架出现。这类支架植入一般是先在边支植入支架，然后再在主支植入支架，以达到对分叉的完美覆盖。其相对其他分叉支架有一个明显的优点就是输送系统体积比较小、柔顺性较好，植入定位简便，并能和其他任何主支支架组合，临床应用适应范围较广。由于这些优点，虽然其研制刚刚起步，但已引起大家广泛关注。[13]
慢性稳定性心脏病
改善远期预后和（或）缓解症状是冠心病治疗的主要目的。药物治疗是冠心病治疗的基石，在慢性稳定性冠心病（SIHD）患者治疗中的作用尤为重要。药物治疗相比，PCI与CABG这两种血运重建治疗方案在控制SIHD症状方面更为有效。[7]
非ST段冠状动脉抬高型急性综合征
对于ACS患者而言，药物控制心绞痛症状时常效果欠佳，而且心肌缺血也更容易引起致命性心血管事件。这就决定了非ST段冠状动脉抬高型急性综合征治疗策略与稳定性冠心病治疗策略并不完全一样。非ST段冠状动脉抬高型急性综合征进行有创血运重建治疗应该更为积极，通过干预不稳定病变，以降低死亡和心肌梗死风险，缓解临床症状。[7]
急性ST段抬高型心肌梗死
在急性ST段抬高型心肌梗死早期、心肌发生完全不可逆性损害之前，利用药物或机械方法开通梗死相关动脉（即再灌注治疗）将有助于恢复心肌血液灌注，改善预后。缩短救治时间是再灌注治疗的关键环节。急诊直接PCI与药物溶栓、急诊CABG相比，梗死相关血管开通效果更为快速且可靠，且风险相对较小，通常是急性ST段抬高型心肌梗死再灌注治疗的首选方案。[7]
原理
血管支架是治疗心血管疾病的具有镂空微小结构的管状医疗器械，在介入手术中起到支撑狭窄闭塞血管、保持血流通畅、防止血管回弹的作用。[6]
结构
依据置入体内后的扩张方式可将支架分为自扩张支架和球囊扩张支架。[1]
自扩张式支架
该支架从推送器释放后依靠自身的弹性张力或温度记忆特性而膨胀至预制尺寸和形状，缓慢扩张狭窄的管腔，选用时支架直径大于正常血管直径10%～20%为宜。非记忆合金自膨式支架，如Wallstent支架、Z-stent支架，此类支架特点为柔顺性好、释放时容易回纳到释放鞘内，但定位性较差；镍钛记忆合金自膨式支架，如Smart支架、Memotherm支架和VIABAHN支架（图1-2-34），此类支架特点为柔韧性好、支撑力强，且定位性能好，但有的支架容易前跳，通畅率较非记忆合金好。[14]
球囊扩张式支架
此类支架选用时直径应大于病变邻近正常血管直径的5%～10%为宜，使用时需要通过其内部球囊施加膨胀力释放，待支架完全释放后回撤球囊，其特点是可以有效抵抗来自血管壁的弹性力，但一旦释放后无法自发重新扩张，出现塌陷则需再次引入球囊给予扩张成形。球囊扩张式支架的特点是定位准确、支撑力大，但此类支架较为僵硬，折曲后不容易自行恢复原状，适用于需要准确定位、血管无扭曲、狭窄段远近端管径相差不多的部位。常见的球扩支架包括Palmaz支架、Bridge支架、Formula支架和iCast支架。[14]
安全风险
使用心脏支架存在一定的安全风险：[4]
出血风险：如果患者目前正经历活动性出血、有出血倾向，或者在过去的六个月内曾经发生过出血性卒中，或者有其他抗栓治疗的禁忌证，那么支架植入治疗可能不适用。[4]狭窄严重度：支架植入治疗不适用于狭窄的血管直径小于2.0毫米的情况。[4]
过敏或不耐受性：患者如果对抗血小板药物、抗增殖药物、支架涂层，或者支架平台所使用的材料（如钻、铬、镍、铂等）中的任何一种存在过敏反应，那么支架植入可能不适合。[4]
预处理困难：支架植入也可能不适用于那些存在高阻力病变的患者，这些病变可能表现为球囊无法通过或球囊无法充分扩张的冠状动脉狭窄。[4]
性能
从各公司支架设计特点以及其性能的关系可以看出没有任何一种支架是完美无缺的，每个支架的优、缺点是并存的。全面评估支架的优劣，在支架的研发以及实验阶段极为重要。一般从以下特性来评价支架的优劣：[15]
生物组织相容性
生物组织相容性指支架材料本身的抗血栓和抗腐蚀性能。目前支架材料多选用特殊抛光的、超高纯度的316L不锈钢，致血栓的可能性较低。另外也可通过减少金属表面积、增加涂层和术后服用抗血栓药物提高支架的生物组织相容性。[15]
顺应性
支架顺应性是指支架置入后沿血管轴向弯曲程度，与压力无关。支架的顺应性主要与支架的材料、支架厚度以及支架丝的链接方式有关。过去柔软的支架顺应性好但辐射张力差，目前改良的支架具有较好的柔软性、顺应性和辐射张力。[15]
传送性
传送性是指支架沿导丝到达病变部位的能力。是体现支架综合性能的一个指标，受多种因素影响，如支架的柔软性、寻迹性、传送系统的整体性能等。大部分支架的传送能力均较好。[15]
柔软性
柔软性是指未膨胀支架沿纵轴方向弯曲的能力。主要受支架材料以及结构特点的影响。在同样厚度的情况下，316L不锈钢柔软性差于钴合金；同等材料情况下管状支架的柔软性必然比环状支架差。支架的柔软性在扭曲血管的操作中显得尤为重要，决定了此支架的推送性。[15]
辐射张力
辐射张力是指支架置入血管后防止血管壁弹性回缩的辐射状支撑能力。支架的结构和厚度决定了辐射张力，一般与柔软性和顺应性相反。一般管状闭环支架的辐射张力较好。辐射张力较好的支架适合置于弹性回缩力高的开口病变、较硬的钙化病变或环型斑块。一般缠绕支架和自膨胀式支架的辐射张力较差。[15]
覆盖性
覆盖性是指支架扩张释放后呈辐射状和纵向覆盖病变的能力，受辐射张力和支架结构特点影响。一般而言灌装支架的金属覆盖性优于环状以及缠绕型支架，较少的覆盖可能造成斑块未被完全覆盖而突出至血管腔，斑块脱垂增加血栓的发生率。如环状、缠绕型支架均存在这个问题。如何兼顾支架的柔软性、通过性和金属覆盖率，是医学工程师的研究重点和热点。[15]
可视性
支架的可视性取决于支架的材料、结构、厚度，以及造影机影像清晰度。良好的支架可视性在处理开口病变定位或多个支架重叠操作中尤为重要。[15]
管理类别
在国家药品监督管理局《医疗器械分类目录》中，心脏支架属于心血管植入物，产品类别为“13 无源植入器械”，详情见下表：[3]
发展历史
心脏支架的发明可以追溯到20世纪80年代，经历了不断的技术迭代和创新。随着材料科学和介入治疗技术的不断发展，心脏支架的材料、结构和性能得到了不断的改进和完善。[8]
1950年代初期：心脏支架的最早雏形可以追溯到20世纪50年代初期，当时医生开始使用塑料管道来扩张冠状动脉狭窄的部分。[8]罗伯特·埃尔塞克博士（Robert A. Ersek）在1969年对动物进行了研究，并于1972年发明了第一个心脏支架并申请专利。[16]1977年9月安德烈亚斯·格伦齐格（Andress Gruentzig）首次进行经皮腔内冠脉成形术（PTCA）以来，以PTCA为基础的冠心病介入治疗技术迅速发展，成为冠心病血运重建的重要手段。[9]1970年代和1980年代：在这个时期，随着医疗技术的发展，冠状动脉介入治疗逐渐成熟。支架的设计得到改进，材料变得更加柔软和适应性更强，减少了并发症的风险。然而，支架内血栓形成和内膜增生问题仍然存在。[8]
中国于1989年在北京安贞医院开展了第一例经皮腔内冠脉成形术。[9]2000年代以后：随着科技的不断进步，心脏支架的设计和制造继续改进。新的支架材料、药物涂层和生物可降解支架等创新不断涌现，以提高治疗效果并降低并发症的风险。[8]
产业链方面
2023年中国心脏支架行业的产业链发展主要包括产品研发、原料采购、支架制造、支架销售和售后服务等环节。在原料采购方面，支架制造商需要与供应商建立稳定的品牌关系，获得高质量的原材料，以满足不断提高的品质要求。[17]
支架生产制造方面
技术和质量标准将不断提高，需要具备先进技术和质量控制能力的制造商将占据市场竞争优势。支架销售将更加多样化，支架商城将得到发展，同时售后服务将更加重要，以提供满意的消费者体验。[17]
市场变化方面
2023年中国心脏支架行业将经历以下变化：[17]
增加的患者需求：随着心脏支架治疗的认可度提高，预计心脏病患者数量将增加，从而增加了对支架的需求。[17]技术升级和新材料应用：支架行业将不断引入新技术和新材料，以提高支架的效能和质量，这将推动行业向前发展。[17]政府支持：政府可能会继续支持企业制造支架，这有望促进行业的增长，同时扩大市场规模。[17]市场行为变化：消费者将更加多样化地购买心脏支架，从传统的实体店购买转向在线购买，购买渠道将更加多元化。[17]
相关人物
1975年，德国医生安德烈亚斯·格伦齐格创造了一种含有聚氯乙烯球囊的双腔导管。直到1977年9月，安德烈亚斯·格伦齐格成功完成了全球首例经皮球囊成形术（Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty，PTCA），从此开始了介入性心脏病学的新时代。[5]
自从1983年杰弗里·哈茨勒（Geoffrey Hartzler）首次报告了急性心肌梗死患者使用直接PTCA治疗以来，直接PTCA方法经过广泛研究和应用，并取得了卓越的效果。1986年，瑞士学者乌尔里希·西格沃特（UIrich Sigwart）首次成功将冠状动脉支架引入人体，标志着支架时代的开始，也是克服狭窄血管的艰难旅程的起点。[5]
产业现状
需求量和市场规模：中国是全球最大的心脏支架市场之一，由于人口众多且老龄化趋势明显，心脏疾病患者数量逐年增加，导致对心脏支架的需求也持续增长。[3]制造商和厂商：中国拥有多家知名的心脏支架制造商，包括微创医疗、新和成、吉威科技等。这些公司在世界市场都有一定的份额，并在技术创新和产品开发方面取得了一些成就。[3]技术创新：中国的心脏支架制造商在技术创新方面有所投入。一些公司在支架材料、药物涂层技术、生物可降解支架等领域进行了研究和开发，以提升支架的性能和生物相容性。[3]进出口状况：在技术创新方面，中国的一些制造商还在不断努力提高产品质量和创新水平，以减少对进口支架的依赖。[3]
参考资料 17
- 参考 1
- 参考 2
- 医疗器械分类目录 ——基本信息 — 国家药品监督管理局
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- The historic patent story of the stent — CSY
- 参考 17