国内首创，国际领先，脑血管支架有望突破“完全降解”技术瓶颈

颅内动脉狭窄是造成缺血性脑卒中的一个重要原因。在我国，颅内动脉狭窄的发生率已经高达13.2%，是威胁中国人脑血管健康的重要疾病之一。

目前，支架置入术是治疗颅内动脉狭窄的有效手段之一，但大多数脑血管支架都是由传统合金材料制成，并不能实现降解。

因此，支架植入后将永久留置体内，极有可能引发血管慢性炎症、血管愈合延迟、支架内血栓形成等症状。患者需要终生服用抗血小板药来减少并发症几率，这自然会给患者造成巨大的心理负担，也会给医疗资源带来压力。

据统计，中国每年心脑血管支架耗材总值约400亿，其中80%以上脑血管支架都只能依赖进口，这极大地限制了我国医疗在颅内缺血性疾病方面的发展。

种种迹象都显示出了一个问题——我国亟需推进可降解脑血管支架的研究。

基于22年对脑血管疾病的临床研究经验，来自北京天坛医院的刘爱华教授和他的团队观察到了这一医疗痛点，并开始着手研究可降解的脑血管支架。经过6年的时间，终于研发出了“可降解锌合金头颈部支架”（后简称可降解脑血管支架）。

刘爱华教授告诉动脉橙果局：“这款可降解的脑血管支架可以说是首创，不但支撑性好，降解速度也快，在脑血管领域有极大的应用空间。”

那么“可降解锌合金头颈部支架”究竟是怎么实现降解的呢？刘爱华教授及其团队在这6年里又做了哪些努力呢？带着这些问题，动脉橙果局与刘爱华教授进行了一次深度对话。

在讨论可降解支架之前，我们得先搞清楚一个问题：“可降解”=“可吸收”吗？

对于外行人来说，这两种说法似乎没什么区别，最终结局都是支架不靠外力介入取出，自己在血管里消失不见。

但其实不然，刘爱华教授谈道：“‘可吸收’绝不能和‘可降解’画上等号。因为‘可吸收’一般都是使用高分子材料，通过血液流动将支架一点一点剥离带走。这样的方式，虽然解决了支架无法取出体内而引起的血管类疾病，但又埋下了新的隐患。毕竟被血液剥离带走并不是完全的消失，极有可能会在其他地方形成堆积，引发其他血管疾病。而我们要做的‘可降解’，是通过细胞将支架完全吞噬消失，从根本上解决支架隐患。”

这样听来，实现“可降解”似乎找到能被细胞吞噬的材料就能够实现了。

但这过程并不简单。为了找到满足“降解要求”的材料，刘爱华教授花了整整6年时间。

最开始，刘爱华教授尝试了聚乳酸材料，这也就是我们所说的高分子材料。

但在试验后，刘爱华教授发现，聚乳酸材料的力学性能不足，无法形成较好的支撑，和血管的贴合程度也有待进一步优化，但最重要的还是安全性无法得到保证。就像前文说到的，聚乳酸材料会被血液分解冲走，极大可能在血管中形成堵塞，压迫血管空间，造成不必要的并发症，给患者的健康带来风险隐患。

因此，刘爱华教授决定放弃市场大火的高分子材料，另辟蹊径。

既然金属支架的力学性能能够达标，那就从金属方向下功夫。刘爱华教授的第二种材料便选择了镁合金材料。

镁合金材料既能满足支撑力，同时也能实现细胞吞噬降解，几乎是完美的材料了。但镁合金的降解速度过快，6-12个月便完全降解了。这样短的降解时间，并不能保证血管完全恢复，因此，这一材料也被弃用。

之后刘爱华教授还尝试了铁合金材料，但又因降解时间过长被弃用。

不同材料的力学支撑性和降解周期

每一次失败都给了刘爱华教授经验与启发。最终，通过材料基因组学的筛选，他敲定了锌合金作为支架材料。

因为锌合金材料力学性能远大于生物可降解血管支架材料，和骨科植入材料的要求。并且体内、外研究都能证明锌合金无毒，且有良好的生物相容性。总而言之，无论在支撑性还是降解速度上，锌合金都最贴合的理想材料。

刘爱华教授向动脉橙果局介绍道：“从我们的实验结果可以看到，锌合金材料在半年后开始逐渐降解，大概两到三年就能实现90%—95%的降解，保证了我们血管的支撑性，是做脑血管支架非常好的材料。这一发现在全球我们都是领先的，因此，我们有信心将它做好，改写中国脑血管支架的现状！”

敲定材料只是研发可降解血管支架的第一步。在支架塑形、材料厚度以及药物涂层上，刘爱华教授又有自己的巧思。

首先是支架塑形。由于脑血管的直径非常小，比心脏血管还要细很多，因此，对支架精细度的要求就更高了。

但在支架方面锌合金的利用比较少，我们对于锌合金的塑形技术的把控并没有完全实现。因此，刘爱华教授通过通过多尺度模拟方法，摸索出了锌铜合金凝固和冷热加工成形过程的科学规律。

刘爱华教授成功探索出锌合金的规律，不但是在“可降解脑血管支架”项目中取得的重大突破，更为未来研究锌合金材料的应用与发展打下了坚实的基础。

其次，就是对支架厚度的把控。为了保证支架植入后，血管内直径不会压缩，影响血液流通，支架的厚度必须非常薄。

当然，厚度的把控可以通过工业技术实现，但工业技术无法实现0.8-0.7毫米的把控，因此还得从结构上下功夫。

刘爱华教授采用了“双S”结构设计，减少了用材面积的同时，也减少了对血管的空间占用。

 “双S”结构细节

刘爱华教授告诉动脉橙果局：“‘双S’结构所构成的支架，比现有的颅内支架的支架壁都要薄，血液通过性肯定就更好了，降低了患者血管堵塞的风险。目前我们的技术能够将支架厚度保持在0.8毫米，但现阶段世界最薄能做到0.7毫米。下一步，我们也希望将支架厚度改进到0.7毫米。这是极限，也是我们的目标。”

最后，药物涂料也同样关键。在支架植入体内后，极有可能出现排异反应，因此需要在支架表面覆盖药物涂层，降低排异风险。

刘爱华教授采用了非对称涂层技术。支架有了药物涂层的包裹，在植入入体内与血管内皮接触时，就能迅速的内皮化。支架会被包缠进血管内皮，稳定性和血管支撑性都会大大提升。

这一技术的发明，不单是颅内支架可以使用，在心脏支架等领域都可以进行运用与拓展。刘爱华教授介绍到：“我们的不对称涂层药物技术的研究属于是国内首创的技术，目前已经获得了国际PCT专利授权。下一步，我们的技术就能进行到初期临床试验环节，争取给更多同行在支架研发方面带来新思路。”

刘爱华教授作为北京天坛医院神经介入中心病区主任，在脑血管疾病领域有丰富的临床经验，并且共发表SCI科研论文136篇，可以说是在科研领域硕果累累。

但他却说：“如果只有我一个人，这项技术是不可能完成的。”

因为刘爱华教授作为临床医生，要将科研成果转化落地，且不说对市场的理解，就说对技术的把握也只能专注于自己所在的领域，关于材料以及医疗器械方面，并不能实现全领域的精通。

因此，刘爱华教授的团队中还有两大帮手：一位是北京科技大学材料学院院长王鲁宁教授，另一位曾获2020年度国家科技进步奖的张海军教授。

这两位教授分别专攻材料学和医疗器械开发，在研究心脏支架方面有着丰富的经验。这次，刘爱华教授与他们强强联手，才研发出了“可降解脑血管支架”。

刘爱华教授说：“在国外，很多搞科研的医生是有工科背景的，因此在研发一些医疗器械时能够更准确、快速的找到适合的材料、运用领域等。但我国是将工科和医学明确分开了的。在这样的情况下，临床医生和多领域人才合作，组建团队，才能更有效弥补自己行业中的缺漏。”

的确如此，目前医工合作已经成为了我国医疗领域科研的大趋势，越来越多跨领域的人才涌现，促进着我国现代医学发展的进步。就像刘爱华教授所说：“集众人之智慧，将科研做到极致。”这是刘爱华教授的“可降解脑血管支架”的成功出路，也将是我国医疗发展的未来方向。