近日,湘雅医院新增一例专利公开。该专利为一种肠道支架,其可使梗阻的肠管通畅。
该支架创新采用了锌锆合金材料,并在表面制备了一层DLC膜,起到耐腐蚀的作用。同时锌锆合金材料的生物相融性较高,可降低患者术后出现不良反应的风险。
另外传统合金材料,如镍钛合金等虽有较好的耐腐蚀和生物相融性,但力学性能不尽如人意。而团队改良过的锌锆合金材料具有优异的力学性能,其断裂延伸率超过40%,远高于肠道应用要求的25%。力学性能的提升,能有效降低患者术后并发症,以及二次手术的风险。
一、获批支架多为以金属材料
肠道支架是一款常用的医疗器械,其主要目的是将肠道撑开,使狭窄或阻塞部位重新恢复通畅,可用于治疗肠道肿瘤、炎症性肠病、胰腺癌等多种肠道疾病。
据Mordor Intelligence 2024年发布的有关肠道支架报告,受胃肠道疾病日益流行以及老龄化影响,肠道支架市场呈现出持续上升的态势。
目前,国内外已有多款肠道支架获批,涉及企业有波士顿科学、库克医疗、Taewoong Medical、美泰克等,其国产企业主要有南京微创医学、常州智业。
部分获批肠道支架
从上图可以看出,获批的肠道支架大多为金属材料,且采用自膨式扩张方式。这种方式能够保持保持良好的外径向力,使支架随着肠道蠕动而弯曲,进而快速快速缓解肠梗阻,减少并发症。
二、生物材料进步推动肠道支架创新
由于金属支架可能会影响核磁共振成像,并带来肠壁穿孔的潜在风险,大多科研人员在研发肠道支架的过程中,都在尝试对原材料进行创新。
在2021年,郑州大学关绍康教授团队在生物镁合金材料领域取得新进展。该团队通过Zn含量调控蛋白质在Mg-Zn合金表面吸附,研发出了生物可降解Mg-Zn合金。当该材料运用至肠道支架时,能有效抑制组织再狭窄和肠道炎症的发生,同时其生物相容性和生物降解性的结果表明降解的废物可以自我代谢并在体外排出。
除了对合金材料进行改性以外,也有科研人员尝试通过其他材料制作肠道支架。
2022年,哈工大冷劲松院士团队通过3D打印的方式,研发了一款同时具备抗肿瘤、抗移位和载药能力的仿生结直肠支架。这款支架采用了 光热功能化的可降解材料,不仅能够保证肿瘤的消融,同时还为个性化定制支架、实现精准医疗提供了可能。
此外在2023年,南京师范大学李宗安团队和东南大学黄金健团队合作研发了一款多轴多材料3D打印个性化肠道支架。该支架利用柔性硅胶结合形状记忆的聚丙烯网制备而成,不仅能够个性化定制支架,同时可释放药物分子,加速创口愈合。
随着生物材料研究的不断深入,未来肠道支架定会向着多功能,个性化的方向发展,其机械、可生物降解和辅助药物缓释特性,将成为产品的一大竞争点。