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一种新型高分子聚合心脏瓣膜

全球每年有多万心脏瓣膜病患者需要进行瓣膜置换手术。目前有两种人工瓣膜可供选择,即生物瓣和机械瓣。两者在耐久性或生物相容性方面都有一定的局限性。生物瓣膜由固定的猪或牛组织制成,具有良好的生物相容性,患者术后不需要长期服用抗凝药,缺点是瓣膜耐久性略差,通常持续10到15年后可能发生衰败,需再次手术更换瓣膜。机械瓣膜是由碳材料、金属及人造织物制成,耐久性好,但其生物相容性较差,患者术后必须长期服用抗凝药。

来自剑桥大学的科学家对一种新的高分子聚合心脏瓣膜进行了研发及体内外试验。该瓣膜由苯乙烯三嵌段共聚物制成,兼具了优良的耐久性和生物相容性,解决了目前生物和机械人工瓣膜的局限。与此同时,它可以通过一个简单的模塑工艺完成瓣膜制作,因此也显著降低了制造和质量控制成本。

根据ISO标准,一个新的人工心脏瓣膜必须能够承受至少2亿次在人体上进行的台架试验(相当于5年的使用寿命)。新的聚合物瓣膜已经远远超过了这一点,达到25-30年。同时它还超过了ISO流体力学测试标准的要求,在体外的功能性可以与目前市场上最好的生物瓣相媲美。

瓣膜材料主要为苯乙烯三嵌段共聚物

不同成分的瓣膜表现/初期筛选(其中J6瓣膜满足预期)

J6瓣膜模塑工艺制作,制作流程相对简单

瓣膜台架耐久性试验(最长12亿次循环,相当于30年,目前还在持续)

J6瓣膜疲劳试验后的血流动力学表现(有效瓣口面积及返流分数):在经过瓣膜疲劳试验后,瓣膜仍具有不错的有效瓣口面积及较小的返流分数,符合ISO要求。

J6瓣膜与目前市场上表现优异的外科瓣膜血流动力学相比,前者表现出更为圆形的开口,其峰值收缩时的几何开口面积比后者大15%;两者的有效瓣口面积相似。

J6瓣膜显示出良好的血液相容性,其材料中的肝素涂层降低了表面的血栓形成。

瓣膜植入体内

瓣膜植入即刻/24H超声表现:将瓣膜通过外科开胸手术植入绵羊心脏,术后1小时记录体内超声心动图评估(n=3),持续平均收缩压为96±8mmHg,无任何瓣周漏或跨瓣反流的迹象。

评论:

新型聚合心脏瓣膜兼具了优良的耐久性和生物相容性

瓣膜制作简化,降低了制造和质量控制成本

瓣膜植入目前仍是通过外科开胸,在经导管术式中的应用目前正在研发过程中

试验资料有限,具体的瓣膜表现还需要进一步观察

参考文献:JoannaR.Stasiak,MartaSerrani,EugeniaBiral,Design,development,testingatISOstandardsandinvivofeasibilitystudyofanovelpolymericheartvalveprosthesis.BiomaterialsScience,7/7/,DOI:10./d0bmj

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