我们知道，经皮腔内血管成形术（PTA）和支架植入术是目前治疗动脉粥样硬化性血管狭窄或闭塞的常用手段（现在常用的很多介入和植入器械，如球囊扩张导管，支架，导管类产品等也相继进入了国家集采，价格也十分的亲民），但在这些治疗手段的运用过程中，都会或多或少的对血管造成损伤，促发血管重塑与内膜增生，并导致术后的血管再狭窄，切再狭窄的发生率约为30%–40%。此外呢，冠状动脉、颅内动脉及膝下外周动脉也因其管径小、病变复杂等特点，血管再狭窄的风险也就越高，急需安全有效的措施来规避这个风险。
为解决术后血管再狭窄的问题呢，国内外一些厂商便相继推出了药物球囊扩张导管，通过涂覆于球囊表面的抗增生药物，如雷帕霉素或紫杉醇，以实现对病变位置的长期作用。这些药物球囊扩张导管，通过未扩张状态下的囊体将药物输送至病变位置，随后对球囊进行充盈扩张，撑开血管的狭窄部位（在囊体撑开的过程中，也会对狭窄处的组织造成撕裂和破坏），而药物也便通过囊体的膨胀，与血管壁接触，并沿着撕裂的病变部位快速进入到组织中，从而完成局部抗增殖药物的递送。目前，国内已有多款获批上市的国产和进口药物球囊扩张导管（小编记得没错的话，一些普通药物球囊扩张导管的价格已经降到了2000元左右），且适用范围覆盖了冠状动脉、外周血管及颅内血管等。
然而，传统的药物球囊扩张导管也存在两大难以回避的技术瓶颈：① 药物流失严重，药物仅简单涂覆（常为喷涂）于球囊表面，与球囊囊体的结合弱，且在推送过程中药物容易被冲刷脱落（损失率高达30%–60%）。且脱落的药物还容易导致远端微栓塞，尤其是在颅内血管/冠脉血管中；② 给药效率低和内皮屏障的限制，药物球囊扩张导管的药物作用时间短（常规的囊体充盈时间是30s左右，长时间的囊体充盈会堵塞血管并导致组织缺血）。同时，通过该方式提供的药物仅停留于血管壁的管腔表面，难以穿透内皮层进入中膜，真正作用于靶组织的药物不足喷涂总量的1%（球囊上喷涂的总药量中，最终真正转移到靶血管壁的仅占约0.9%，其余大部分在输送途中被冲刷脱落或被血液冲走，少部分随球囊撤出），且作用在血管壁上的药物代谢快，无法持续长期抑制血管平滑肌细胞的增殖。
也正是在这个背景下，微针球囊扩张导管也就应运而生了，其设计目标正是针对药物球囊扩张导管的两大痛点：1-对抗“药物流失”，其将药物封装于微针内部或者体外，而非简单的表面喷涂，输送过程中微针被折叠、包被或隐藏，无冲刷脱落药物的风险；2-对抗“内膜屏障 + 短效给药”，额外设置的微针可穿入血管壁，直接穿透内皮屏障，从而将药物递送至中膜甚至外膜，从而达到精准有效给药的目的。
微针球囊扩张导管主要通过在球囊上设置的微针，穿透血管壁，从而实现药物至病变组织的精准给药，完美解决了传统药物洗脱球囊的缺点。而对于微针球囊扩张导管来说，小编觉得最重要的就是要处理好对微针的设置：1-在不影响球囊扩张导管性能的前提下，将微针与球囊结合起来，并安全和准确的将其输送至病变位置；2-如何通过微针来实现药物的精准递送，且递送的药物需穿过内皮屏障；3-药物递送完成后，对微针的处理，需不得破坏球囊和其他血管部位，也不能影响球囊扩张导管的回撤性能。其实，要完全做到这些要求，小编觉得还是蛮难的，但这次小编找来了一款新型的智能微针球囊扩张导管，其采用独特的方式实现了微针的精准给药以及微针的长期留置，今天也来分享给大家，希望能对大家也有所帮助吧！
这款微针球囊扩张导管呢，主要是受河豚"藏刺"与"充放气"特性的启发（即河豚在正常情况下将棘刺藏于体内；而在感知危险时，河豚便会吸入水或空气，使胸腹部膨胀，并使其体内的棘刺快速伸出竖起，具体如下图所示），将微针置于两个涂层之间（内层涂敷于球囊外表面，起到固定作用；外层涂敷于微针外，完全覆盖微针，起保护作用，使其能在平滑的血管间通过并顺利抵达病变部位），并在输送至指定位置后，充盈囊体，使得囊体接触和作用到血管壁上。随后，再通过近红外光照射加热，可先使外涂层熔化，微针暴露出来，并在球囊压力的作用下刺入血管壁内皮中；同时，持续进行近红外光的照射加热，使内涂层也熔化，最终使得微针与球囊完全分离，囊体卸压后，便可使微针长期留置于组织内，从而达到长效持续释药的目的。
也由于微针球囊扩张导管上的微针，需要实际穿刺血管壁而非简单的贴附于表面，故开发人员对微针的力学性能也进行了研究，结果如下：单枚微针可承受>40 mN的力而不折断。同时，在体外采用离体的猪主动脉进行试验，微针球囊扩张导管上的微针可在球囊充盈的情况下，顺利穿刺进入到动脉组织中。
同时，为模拟实际血管内条件，开发人员也取大鼠腹主动脉进行模拟使用，使用结果如下：微针球囊扩张导管在折叠状态可顺利插入腹主动脉中，插入后对球囊进行充盈膨胀，囊体便可与血管全面接触。随后，开启近红外光照射使覆盖在囊体外的外涂层和内涂层先后熔化。最后，对囊体卸压并撤出球囊扩张导管，再解剖该动脉，便可见微针留置于该动脉组织中。而为探明微针的穿透深度和药物释放深度，将染料尼罗红注入高为100 μm的微针中，并重复上述操作后，便可见最终留置的微针深度（微针穿入深度可用染料来显示）>100 μm，也进一步证实了该产品的可行性。
最后呢，开发人员还建立了大鼠腹主动脉的再狭窄模型，并分别设置了空白对照组（不做任何处理），阳性对照组（血管损伤但不予治疗），血管损伤+微针球囊扩张导管，以及血管损伤+带药微针球囊扩张导管。最终结果显示：空白对照组-可见清晰血管壁结构和完整连续内皮细胞单层；阳性对照组-可见明显主动脉病变（平滑肌细胞过度增殖并向内膜迁移，内皮受损、内膜增厚隆起、三层结构紊乱，也证实了再狭窄模型的成功建立）；血管损伤+微针球囊扩张导管-血管再狭窄程度加重，且较严重于阳性对照组（可能是微针对血管壁的二次损伤导致的）；血管损伤+带药微针球囊扩张导管-内肌膜增生和病变严重程度显著降低，也初步证实了药物的再狭窄预防效果。
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