上海交大：可降解鎂合金血管支架重要進展

近日，上(shang)海交大輕合(he)(he)金精密成型國家(jia)工(gong)程研究中(zhong)心袁廣(guang)銀教授課(ke)題組在(zai)可(ke)降解鎂合(he)(he)金血管支架設計方法研究領域(yu)取得(de)重要進展(zhan)，研究成果以(yi)“In vivo and in vitro evaluation of a biodegradable magnesium vascular stent designed by shape optimization strategy”為題，發表在(zai)生(sheng)物(wu)材料領域(yu)權威(wei)學術期刊《Biomaterials》上(shang)，這是(shi)近5年內袁廣(guang)銀教授課(ke)題組第(di)二篇論文發表在(zai)《Biomaterials》上(shang)。

可降解鎂合金支架具有良好的臨床應用前景，通過材料性能、載藥涂層和結構設計的綜合優化設計，可以達到優于生物可吸收聚乳酸支架的效果，甚至進一步取代現有藥物洗脫支架。該研究提出了一種基于有限元方法的形狀優化設計策略，并將其應用于課題組自行研發的材料本身具有均勻降解特性的Mg-Nd-Zn-Zr（JDBM）合金制備的血管支架上，在體外各項力學性能測試和體內降解過程觀察中都取得了符合預期的實驗結果。
該研究通過微區XRD分析和有限元數值仿真證實了壓握過程會在支架中引入大塑性變形，創造性地將壓握變形過程納入到鎂合金血管支架形狀優化中。通過引入凸起平臺結構配合形狀優化，實現了支架壓握狀態下平行、緊湊的支撐桿排布，進而實現了鎂合金支架的各項生物力學性能的最佳匹配。
在隨后的動物實驗中，經過形狀優化的JDBM支架被植入新西蘭大白兔髂動脈，文章根據相關實驗結果對其在體內的生物安全性、對血管壁支撐能力的有效性以及在動物體內的降解行為進行了系統的分析和討論。
該(gai)研(yan)究提出了(le)(le)一套基于(yu)有(you)限元(yuan)方法的(de)形(xing)(xing)狀優化策略和(he)全面的(de)數值仿真預測方案，并得到了(le)(le)體(ti)內、體(ti)外(wai)結(jie)果的(de)充分(fen)證實(shi)，為(wei)深(shen)入研(yan)究鎂合金血管支架的(de)變形(xing)(xing)過(guo)程和(he)生物力學性能提供了(le)(le)有(you)效的(de)技術方法和(he)途徑，已(yi)經獲得中國(guo)發明專(zhuan)利授權并同(tong)時申請了(le)(le)美國(guo)專(zhuan)利予以保護。

論文共同第一(yi)作(zuo)者(zhe)為陳(chen)晨(chen)忻博士(shi)，中山(shan)醫院陳(chen)佳慧(hui)博士(shi)和米蘭(lan)(lan)理(li)工大(da)學(xue)吳衛博士(shi)，通訊作(zuo)者(zhe)為袁廣銀教(jiao)授和意(yi)(yi)大(da)利米蘭(lan)(lan)理(li)工大(da)學(xue)Francesco Migliavacca教(jiao)授。上(shang)海交通大(da)學(xue)為第一(yi)完(wan)成單位，合作(zuo)研(yan)(yan)究(jiu)團隊成員(yuan)分別來自復旦大(da)學(xue)附屬中山(shan)醫院、意(yi)(yi)大(da)利米蘭(lan)(lan)理(li)工大(da)學(xue)和美國麻省理(li)工學(xue)院。研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)得到了國家重(zhong)點研(yan)(yan)發計劃(hua)、國家自然(ran)科(ke)學(xue)基(ji)金、上(shang)海市科(ke)委基(ji)金的資助(zhu)。

近(jin)年來，在丁文(wen)江院士(shi)的(de)指(zhi)導下，袁廣銀教(jiao)授帶領課題組瞄準臨床應(ying)用，在全降解(jie)鎂(mei)合(he)金血管(guan)(guan)(guan)支(zhi)(zhi)架材料研(yan)發、支(zhi)(zhi)架結(jie)構(gou)設計、載藥涂層、降解(jie)機(ji)理等(deng)方面取(qu)得了一系列重要成(cheng)果，相(xiang)關工(gong)作先后(hou)發表(biao)于Biomaterials 2019、Acta Biomater 69(2018)、Corrosion science 123(2017)、Scientific Reports 37401(2016)、ACS Appl. Mater. Interfaces 7(2015)、Nanoscale 2013等(deng)著名期(qi)刊上，形成(cheng)了國(guo)(guo)際學(xue)術(shu)影響力(li)。近(jin)期(qi)課題組合(he)作企業又(you)傳來了交(jiao)大鎂(mei)合(he)金血管(guan)(guan)(guan)支(zhi)(zhi)架的(de)徑(jing)向支(zhi)(zhi)撐力(li)測試結(jie)果達到了國(guo)(guo)際最高水平(ping)的(de)令人振奮的(de)消息。相(xiang)信(xin)不久上海交(jiao)大研(yan)發的(de)具有國(guo)(guo)際先進水平(ping)的(de)全降解(jie)鎂(mei)合(he)金血管(guan)(guan)(guan)支(zhi)(zhi)架必(bi)將造福廣大心血管(guan)(guan)(guan)疾(ji)病患者！