激光纹理金属合金，为更好的医疗支架植入治疗

随着全球人口老龄化的加剧，血管疾病的发病率也随之上升，而植入治疗性支架以拓宽血管仍然是主要的治疗方法之一。医用支架对于治疗血管并发症和恢复数百万患者的血流，至关重要。

尽管植入支架是普遍的治疗手段，但传统金属支架可能会在植入患者体内一个月后，因平滑肌细胞过度增殖而导致动脉再狭窄。并且这种现象会经常在临床上出现，成为临床医生非常关注的问题。然而，创新的支架表面技术可以控制血管细胞的反应，而不会产生药物副作用。

近日，韩国科学技术院生物材料研究中心的研究人员开发了一种基于激光的工艺，旨在提高血管手术中支架的成功率。研究人员研究当支架表面经过激光处理，在材料上形成纳米级或微米级皱纹时血管细胞的反应。研究结果发表在《生物活性材料》期刊上。

膨胀支架可物理性地打开堵塞的血管，但金属表面与血管细胞之间的相互作用既可促进愈合，也可导致不良影响

研究人员评论说：药物洗脱支架被广泛用于缓解再狭窄，但往往会抑制血管再内皮化，增加血栓形成的风险，因此必须使用抗凝剂。为了克服这些局限性，目前正在研究在支架表面涂覆蛋白质或核酸等生物活性分子。然而，这些涂层的功能往往有限，无法加速内皮细胞增殖。

生物材料研究中心的解决方案，是采用纳秒激光纹理技术在支架材料的镍钛合金表面制造出纳米和微米尺度的皱纹图案，以测试这些图案是否能抑制支架引起的血管壁损伤所导致的平滑肌细胞迁移和形态变化，从而防止随后的血管再狭窄。

经过激光处理后的支架表面图案，还有望增强细胞粘附力，促进血管内皮的再上皮化和血管内膜的恢复。

血管护理的创新进展
在试验中，研究人员使用纳秒脉冲1064nm光源对镍钛支架表面进行了纹理处理，并通过体外血管细胞研究和使用胎儿动物骨骼进行的体外血管生成试验，评估了随后对周围细胞的影响。

激光纹理金属表面，为内皮细胞增殖创造了有利环境，同时有效抑制了平滑肌细胞的去分化和过度生长。值得注意的是，褶皱表面上的平滑肌细胞生长减少了约75%，而血管生成则增加了两倍多。

研究院希望创新的表面图案化技术，不仅适用于金属支架，也适用于生物可降解支架。在支架溶解前，图案化技术可以防止支架再狭窄并增强内皮化，从而改善治疗效果并降低并发症风险。

研究小组目前正计划进行动物试验和临床试验，以验证激光图案技术的长期安全性和有效性，并将其研究视为这些金属图案方法的体外和体内研究之间的桥梁。

研究院的Hojeong Jeon说：这项研究证明了，表面图案在不使用药物的情况下选择性控制血管细胞反应的潜力。使用工业纳秒激光，可以实现精确而快速的支架表面加工，为商业化和加工效率提供了显著优势。

研究结论
虽然激光纹理镍钛表面是一项成熟技术，但这项研究提供了新的见解，让我们了解特定的微米和纳米级图案如何精确调节与血管反应相关的细胞行为。研究表明，具有微尺度皱纹结构的激光纹理镍钛表面，能有效防止导致再狭窄的各种细胞现象。

具体来说，具有微尺度皱纹的表面显示出内皮化标记增加。使用体内胎儿小鼠跖骨试验进行的进一步研究表明，激光纹理表面能显著促进血管生成，微尺度皱纹图案能增加血管密度和分支，这对组织的存活和适应性至关重要。

研究结果表明，镍钛微尺度皱纹表面的血管生成潜力，可通过改善血管生成来支持组织的存活和反应能力。这项研究填补了体外研究和体内研究之间的空白，初步揭示了支架表面的特定地形特征如何影响细胞行为和血管生成。

虽然这项研究是在镍钛合金板而不是在医用支架上进行的，但研究结果为支架技术的进步提供了有希望的初步见解。未来的研究，将把这些见解应用到支架和其他植入材料的表面设计中，以提高生物相容性、减少炎症和促进血管再生。