20 世纪80 年代， 一种楼空管状支撑物被发明用于恢复狭窄血管的血液流动，这就是心血管支架的雏形。

  裸金属支架(bare metal stent,BMS) 最先进入临床应用，其植入后发生再狭窄的比例高达20%~30%。研究之后发现， BMS术后发生较高的再狭窄率与介入过程中血管支架嵌入血管壁造成的血管损伤有关。受损血管处发生凝血反应和炎症反应，血小板在BMS表面黏附与活化，炎性细胞在损伤处聚集，血管壁损伤暴露的平滑肌细胞发生增殖，从而诱发高的再狭窄率。还有研究报道，支架材料中的镍离子溶出也是发生支架内再狭窄的一个诱因。因此，一定要通过对心血管支架进行表面改性的方法，来降低再狭窄的发生率。

  被动涂层指拥有非常良好生物相容性的材料涂覆在支架表面，作为屏障以减少支架的不良作用，被动涂层的制备是通过表面防护涂层技术来实现的，最重要的包含表面钝化、真空阴极弧放电、离子束辅助沉积/化学气相沉积、聚甲基丙烯酸丁醋涂层等技术。

  最先应用于临床的心血管支架为BMS，其材料为惰性金属材料，这种金属材料赋予心血管支架以良好的力学支撑性能。但这种惰性金属支架将永久留存在血管壁中，成为人体的一部分。因此，服役初期金属材料的生物相容性，以及服役过程中有几率发生的金属离子(如Ni、Cr、Co) 溶出都会影响支架的临床使用效果。为了进一步提升金属支架的生物相容性，降低因金属离子溶出而引发支架内再狭窄的风险，支架表面防护涂层技术一度成为研究的热点。

  自20世纪90年代起，发展了可提高心血管支架表面生物相容性的惰性涂层，如金、氧化铱、碳化硅、氧化铁、碳等涂层。各种涂层的形成机制不同，需要采用不一样的制备技术。

  目前临床大范围的应用的心血管支架材料有316L不锈钢、L605钴基合金和镍钛合金，均具有着强烈的自钝化倾向，在大气以及大多数水环境中金属表面会自发地生成一层致密、稳定的钝化膜。

  这一原生钝化层的厚度虽然仅有几纳米，却作为防护屏障，隔绝了金属基体与腐蚀性生物环境，从而赋予金属材料优异的生物相容性。

  多数人认为医用金属材料的生物相容性主要由其表面原生氧化层的性质所决定，例如，氧化层的组成、厚度、结构、均匀性、缺陷浓度等因素会影响原生钝化膜中离子传输以及钝化膜在不同环境中的稳定性，而且这一些因素还会相互影响。

  316L不锈钢由于拥有非常良好的力学性能和耐腐蚀和抗老化性能，令人满意的生物相容性以及低廉的价格等综合优势，被大范围的应用于制造植入类医疗器械，也是应用于支架金属平台的材料，一般会用热处理、电化学处理和钝化的方法来改变316L不锈钢的表面性能。其中钝化是一种简便易行的不锈钢表面改性技术，绝大部分钝化采用工件在钝化液中浸泡的处理技术来实现。

  虽然大多数不锈钢血管植/介入器件产品描述中不会提及表面钝化的技术细节，但根据材料自身特性，多数产品都有必要进行表面钝化处理，以提高植入器件的生物安全性。

  等离子体浸没离子注入技术是将器件浸没在均匀的低压等离子中，通过施加高压负脉冲，使器件表面上的等离子体获得相应能量之后沉积形成涂层的一种技术。其中等离子体可由阴极真空弧光放电等技术产生。

  采用等离子体浸没离子注入技术沉积氧化铁涂层具备优秀能力的生物相容性，与现有支架平台金属材料相比，它可以延缓血液凝固，并具有诱导和促进内皮细胞增殖的功能。金属表面的氧化铁涂层还可当作物理屏障减小金属离子的溶出，并降低因金属离子溶出而引发的毒性反应。因此，金属支架表面的氧化铁涂层能抑制凝血、促进内皮化和受损血管的愈合。

  西南交通大学在金属心血管支架表面制备氧化铁涂层方面做了大量研究，首先是氧化铁涂层与316L不锈钢基体附着力的研究，如下图所示：

  研究根据结果得出，涂层厚度对涂层与基体附着力影响较大，当涂层太厚时，支架变形会使涂层崩解、脱落，相比之下，涂层厚度在25nm时，涂层与基体的附着力较好，涂层可以经受支架变形处理而不产生裂纹。此外，还将氧化铁涂层通过等离子体注入的方法制备于L605钴基合金支架表面，并通过循环变形试验分析涂层的耐疲劳性能和耐腐蚀和抗老化性能。研究根据结果得出，经氧化铁涂层处理的L605合金拥有非常良好的耐疲劳性能和耐腐蚀和抗老化性能，具备临床应用价值。

  源于纳米金刚石或DLC沉积的碳涂层可以使金属表面具有优良的生物相容性和抗纤维包裹性能。

  碳涂层具有高硬度和低摩擦系数的特性，溅射和离子束辅助沉积技术被大范围的使用在在医用金属材料表面制备这种碳涂层。体外试验证实，DLC涂层支架可抑制血小板活化和血栓形成，当其暴露在流动的富含血小板的血浆中时，基本上没有血小板的聚集和离子的释放。但在动物试验中，观察支架植入后6周的内膜增生情况时，却发现其与无涂层支架没有显著差别。

  热解碳是一种新兴的支架用化学惰性涂层材料，其生成机理大多数都是在流化床中经烃类物质进行热裂解，通过化学气相沉积而制得。根据这一原理，热解碳涂层应用于心脏瓣膜材料上，并在长期的临床记录中被证明安全有效。其后，人们设计了涂覆碳涂层的不锈钢支架，并植入猪体内进行了I临床前试验，结果显示内皮化良好，血栓较少，并且无显著的炎症反应。然而，临床试验研究表明，碳涂层支架和BMS的再狭窄率分别为31.8%和35.9%，临床效果并没有显著改善。

  还有研究表明，碳化硅涂层支架拥有非常良好的血液相容性，可降低血小板和白细胞的黏附和活化。一项多中心非随机临床研究表明，无论是在一般、复杂还是高危(AMl、小管径、慢性完全闭塞、隐静脉桥、冠状动脉同种移植血管疾病)病变处植入碳化硅涂层支架，急性和亚急性血栓形成率均较低，植入6个月发生的再狭窄率同样较低。

  聚甲基丙烯酸丁醋(PBMA) 是一种拥有非常良好力学性能的惰性聚合物，最早被应用于药物洗脱支架(DES) 的载药涂层。这种聚合物涂层的制备方法多采用溶胶-凝胶法，通过浸涂方法将聚合物药物涂层制备于心血管支架表面。随着惰性药物涂层逐渐被可降解药物涂层替代， PBMA作为过渡涂层材料被应用于金属支架平台与药物涂层之间，以期赋予支架良好的生物相容性。

  以上介绍的涂层技术都是被动涂层技术，仅定位于涂层自身生物相容性好，并作为物理屏障改善心血管支架的生物安全性。而主动涂层则是通过一定的涂层技术在支架表面制备功能性的涂层，实现血管支架的某些功能特征。

  主动支架涂层制备技术有很多，有代表性的有浸泡、包裹、共溶和接枝等方法。

  临床应用的药物支架载药涂层的和制备技术主要是采用共溶法，通过超声雾化喷涂技术实现支架表面涂层的均匀制备。

  第一代心血管支架BMS的临床应用，虽然在某些特定的程度上降低了球囊成形术后的急性、周期性并发症和弹性回缩的发生率，但随之而来的是特殊的比例的亚急性血栓事件和后期的支架内再狭窄(ISR) 的发生，对支架植入血管后发生支架内再狭窄机制的研究，将抑制增殖类药物应用到裸金属支架表面，以期实现这种功能化药物的缓慢释放，降低支架内再狭窄发生率，由此诞生了药物洗脱支架(DES)。

  2001年披露了首个雷帕霉素DES可行性临床研究结果，随后公布了大量相关临床研究数据。9个月的临床随访根据结果得出，雷帕霉素DES可以大大降低支架内再狭窄发生率，从BMS的36.3%.降低到8.6%(p0.001) 。1年的临床随访结果为：DES 植入后发生的主要心脏不良事件(MACE) 比率(5.8%) 远低于BMS (28.8%) (p0.001)。

  2003 年公布了紫杉醇DES的可行性I临床研究结果，其靶病变血运重建(TLR)、靶病变血管再生(TVR) 、MACE事件发生率都比BMS明显降低。从此，全面开启了第一代DES的临床应用。

  随着研究的不断深入，人们发现支架植入后发生的炎症反应和再狭窄与支架的网丝厚度有着一定的关联性。因此，一种具有更薄网丝，但可以对病变血管提供足够支撑的新型心血管支架成为支架开发的下一个目标。L605 钴铬合金具有较高的力学性能，而使这一目标变为现实，由此诞生了第二代药物洗脱支架。

  但对比临床统计数据发现，第二代药物洗脱支架并没有显著改善支架植入后的随访指标，绝大部分表现为非劣效。此外，还发展出一款以铂铬合金(一种含铂奥氏体不锈钢〉作为支架金属平台的药物洗脱支架，其具有更加好的柔顺性，可以输送到复杂、远端病变。但临床多个方面数据显示，这种高柔顺性支架会在植入后发生变形，从支架力学性能角度分析，原因是支架结构中缺少刚性结构，以及支架支撑强度较低。

  这种支架只适用于对强度要求不高，需要频繁过弯或一定要通过侧枝的病变，而对那些钙化病变则不适用。

  在第二代药物洗脱支架发展过程中，还出现了雷帕霉素和紫杉醇的衍生物，包括依维莫司、佐他莫司(Zotarolimus) 等。

  此外，对药物释放周期也进行了适当的调整，分为快速释放和缓慢释放两种模式。快速释放模式可以缩短药物释放时间，同时可缩短双抗治疗周期，以此来降低服用双抗而引起的副作用。但多数受损血管需要更长的修复期，因此延长药物释放周期(缓慢释放模式)能够更好的降低支架内再狭窄的发生率，但同样会带来另一个问题，就是内皮化延迟而引发的晚期血栓。

  虽然药物洗脱支架在临床应用中还存在不尽如人意之处，但这种微创的医疗器械确实是临床用来治疗血管疾病的有效途径。在支架发展过程中，几款重要的支架汇总于表3.1中：

  通过进一步分析支架表面药物涂层的作用位置，发现其靶作用位置是与支架非间接接触的血管壁，由此发展出一种药物涂层仅分布在支架外表面的药物洗脱支架。支架植入后涂层中的药物直接扩散进入血管壁，靶向给药提高了药物的利用率，同时降低了对非靶向部位的抑制内皮化的副作用。返回搜狐，查看更加多