随着心脏介入技术的快速发展，封堵器已成为治疗卵圆孔未闭的首选方法。封堵器材料的生物相容性、机械稳定性及其与患者解剖结构的适应性是决定治疗效果的关键因素，近年来，生物可降解材料在封堵器领域得到广泛应用，这类封堵器采用生物医用高分子材料制成，置入人体后起到临时桥梁作用，引导自体组织生物修复，并逐步降解为无害物质排出体外，避免了金属封堵器的长期留存问题。

 

聚乳酸（PLA）、聚左旋乳酸（PLLA）、聚消旋乳酸（PDLLA）

 

PLLA是一种具有L-乳酸对映异构体的α-羟基酸聚合物，具有较高的抗拉强度、低断裂伸长率、良好的生物相容性、高拉伸弹性模量、易加工性等特性。在生理条件下，PLLA通过柠檬酸循环进一步降解，最后以H2O和CO2的形式排出体外，PLLA在体内降解时间约为2~5.6年，这可能会导致持续的局部炎性反应。但PLLA的降解速度可通过对其结晶度、孔隙度和分子量进行调节来控制；PLLA的降解时间与其分子量大小、结晶温度、尺寸形态以及外部环境 

有关。因此，与其他生物可降解材料相比，PLLA已成为最有前途的支架材料之一。然而，临床研究表明，PLLA存在弹性、柔韧性、亲水性差等固有缺点。近年来，PLLA基材料越来越受到人们的关注，其目的是改善力学性能，缩短降解时间，以满足临床需求，初步结果证明了其可行性。尽管如此，生物可降解PLLA封堵器一旦从输送鞘中释放出来，其自我恢复能力远不如镍钛合金。

PDLLA是一种由D-乳酸和L-乳酸随机分布形成的无规共聚物，其物理和生物性能可以通过改变L-和D-异构体的比例来调节。随着D-异构体含量的增加，PDLLA显示出较低的结晶度和玻璃化转变温度及较快的吸收率。酸性产物的快速释放以及快速的降解速率，可能导致严重的炎症反应。PDLLA大约需要6~12个月才能在体内完全转化为CO2和H2O。

 

聚（4-羟基丁酸酯）（P4HB）

 

P4HB具有高抗拉强度和出色的弹性，比聚乙醇酸（PGA）和PLA更具柔韧性，拉伸后其机械强度增加，同时保持柔韧性。但不适用于心脏封堵器的骨架部件，因为这些部件需要高锚固力和适当的抗变形性，以防止偏离缺损部位。P4HB具有良好的生物相容性，其降解产物4-羟基丁酸酯存在于许多正常组织中，以H2O和CO2的形式从体内排出。此外，它还可以通过表面侵蚀逐渐降解，防止酸的突然释放，从而减少炎症反应，促进内皮化和组织再生。P4HB被选为BioTrek封堵器骨架和阻流膜的主要材料。然而，由于相关研究项目的搁置，目前尚无P4HB作为骨架或阻流膜材料的应用数据报道。

 

聚对二氧环己酮（PDO）

 

PDO是由多个重复的醚酯单元组成的聚合物，在体内可以缓慢完全分解为H2O和CO2。与PGA和PLA等其他可生物降解的聚合物相比，PDO产生的酸性产物更少，引发的炎症反应更弱。由于其良好的生物相容性、力学性能、低炎症反应、生物可降解性和可加工性，已被广泛应用于医疗领域，作为缝合线在人体中使用，已有近50年的历史，且获得美国食品药品监督管理局的批准，因此通常认为是安全的。

上海锦葵Pansy®封堵器即是以PDO为骨架材料，阻流膜采用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；以及MemoSorb®生物可降解PFO封堵器也是采用PDO制作。

 

聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）

 

PLGA是由PLA和PGA聚合而成的一种非定型共聚物，具有较弱的细胞黏附性，其酸性降解产物容易引起炎性反应，两者都不利于内皮化和组织再生。然而，PLGA的亲水性可以通过附加不同的官能团，促进细胞吸附和增殖，改善与细胞和组织的相互作用。在力学性能方面，PLGA具有较高的抗拉强度，可以很容易制成各种形状和尺寸，适用于特殊结构的心脏封堵器。

 

聚己内酯（PCL）

 

PCL是一种半结晶线性聚酯，降解速度稍慢，降解周期为2~3年，与其他可生物降解的聚酯相比，PCL的降解产物无毒、酸性较低，可通过自然途径代谢。

Double Umbrella（DU）封堵器、Chinese Lantern封堵器以及Biodegradable Polycaprolactone封堵器的骨架部分均使用PCL制作，以获得更好的锚固力和抗压强度。PCL具有良好的力学性能，特别是柔韧性和形状记忆性能，主要归功于其长碳-碳链结构。体外降解实验显示，PCL封堵器的应力松弛和力学性能在12周内未因降解而受损。但其相对较差的弹性使DU

封堵器缓慢恢复其工作形状，伞部在5 min以上展开，这增加了风险和操作难度。

 

Ⅰ型胶原（ICL）

 

ICL作为阻流膜被用于多种封堵器，包括BioSTAR封堵器、BioDisk封堵器、Double BioDisk封堵器和Biodegradable Polycaprolactone。在动物实验中，从术后第7天开始，ICL阻流膜被新内皮层覆盖，术后3个月被内皮覆盖，可见内皮化过程加速。与PET阻流膜相比，ICL膜的免疫反应更低，并且实现了更快的封堵和内皮化。然而，ICL缺乏强度，易被各种内肽酶代谢。因此，它需要将其折叠成多层，与碳二亚胺交联以制备ICL或与PLGA共聚合，以提高机械性能并减缓降解。这增加了制备过程的复杂性，导致成本较高。据报道，术后的残余分流，可能是由于BioSTAR封堵器的胶原层降解而导致。因此，在后续研究中，它已逐渐被PLLA和其他材料所取代。

 

聚（L-丙交酯-co-ε-己内酯）（PLCL）

 

PLCL是PLLA和PCL的共聚物，是一种脂肪族聚酯，因其良好的生物相容性、弹性、柔韧性、可定制的机械性能以及降解速率可调节性而广泛应用。在体内，PLCL降解为乳酸和6-羟基己酸，以羟基酸或CO2和H2O的形式从体内排出，组织反应性低。心脏封堵器在体内理想的降解过程通常需要6~12个月。然而，由于缺乏有效的细胞结合位点，PLCL的细胞黏附和增殖能力有限，可通过与其他天然材料或生物分子（如丝纤维蛋白）混合来改善。

在一代可降解ASD/PFO封堵器中，PLCL用于编织网状骨架，镍钛弹簧放置在封堵器的中心轴上，因其机械性能不足和形状记忆能力差，导致房间隔与封堵器不能完全贴合，二代BAO封堵器，PLCL骨架经过热定型并且对尺寸进行调整，解决了房间隔与封堵器不能完全贴合的问题。

伴随材料学和其他学科的进步，PFO封堵器的材料将会更加完善和优化，新型材料的探索和应用同时也为PFO的治疗策略提供新的思路和方法。未来PFO封堵器及其材料将朝着多功能化发展，如同时具备良好的生物相容性、机械性能、形状记忆、显影性和可降解性。

来源：周广泰, 周超, 张海军. 卵圆孔未闭封堵器材料研究进展[J]. 中国介入心脏病学杂志, 2024, 233(12):709-716.

来源：Internet

关键词： 封堵器