植入的自膨脹金屬支架（SEMS）在惡性或良性食管狹窄中的遷移是一種常見的并發(fā)癥，但尚未得到解決。本研究開發(fā)了一種水凝膠浸漬的堅固互鎖納米連接器（HiRINC），以確保粘附并減少SEMS與食管組織之間的機械不匹配。HiRINC具有網(wǎng)狀多孔層，通過機械互鎖和增加氫鍵位點，顯著增強了食管蠕動期間的粘附和能量耗散，從而將SEMS牢固地固定在組織上。HiRINC的抗膨脹特性防止了水凝膠過度膨脹，避免了食管阻塞。體外和體內(nèi)粘附測試證實，HiRINC優(yōu)于沒有RINC結(jié)構(gòu)的平坦表面，并有效防止了支架遷移。HiRINC涂層的SEMS在大鼠和豬的食管模型中保持了其位置和管腔通暢性，在4周的隨訪期間最小化了支架引起的組織增生和炎癥反應(yīng)。這種新型HiRINC-SEMS可以確保在大鼠和豬的食管中抗遷移并延長支架通暢性，并有望擴展到其他非血管管腔器官和各種可植入金屬設(shè)備。
1. 引言
食管管腔逐漸變窄，由惡性和良性食管狹窄引起，導(dǎo)致嚴重的吞咽困難。這種情況損害了患者吞咽食物的能力，對營養(yǎng)狀況和生活質(zhì)量產(chǎn)生了不利影響。胃癌、肺癌、乳腺癌和縱隔癌等病理也可能通過外部壓迫食管管腔導(dǎo)致吞咽困難?？苫厥栈虿豢苫厥盏腟EMS已被用作食管狹窄引起的吞咽困難的主要姑息治療。根據(jù)疾病是惡性還是良性，使用不同類型的SEMS，如完全覆蓋、部分覆蓋或未覆蓋的SEMS。SEMS已擴展到各種非血管管腔器官，包括食管、胃十二指腸、結(jié)腸直腸、胰膽管、氣道和泌尿道。 然而，食管支架植入的早期并發(fā)癥包括胸痛、發(fā)熱、出血、異物感和支架遷移。此外，支架植入后可能發(fā)生延遲的支架內(nèi)再狹窄，導(dǎo)致由腫瘤或肉芽組織生長、食管呼吸道瘺形成和食物嵌塞引起的復(fù)發(fā)性吞咽困難癥狀。其中，支架遷移是最常見的并發(fā)癥，食管支架植入后的發(fā)生率為7-75%。
在食管蠕動等生理活動期間（圖1a），柔軟濕潤的人體組織可能與傳統(tǒng)的固體支架的剛性干燥組件不匹配， 從而增加了支架從其初始位置遷移的風(fēng)險（圖1b）。支架遷移顯著降低了治療效果，并需要額外的干預(yù)措施，包括支架移除、重新定位和重新植入。 已經(jīng)開發(fā)了幾種抗遷移策略，包括使用內(nèi)窺鏡夾或縫合、通過擴大支架尺寸修改支架形狀[8] 以及應(yīng)用雙層技術(shù)（圖1c）。雖然內(nèi)窺鏡夾或縫合可以固定支架，但這些方法相對侵入性較大，并且可能很少損傷食管組織，導(dǎo)致嚴重并發(fā)癥，包括感染（1.2-1.8%）、食管穿孔（0.3-1.1%）和慢性炎癥（2.8-3.5%）。盡管形狀修改技術(shù)最小化了組織損傷，但其適用性因患者狀況和使用的支架類型而異，通常需要患者特定的定制。然而，定制可能耗時、昂貴且在大規(guī)模生產(chǎn)中不切實際，在緊急情況下也不實用。盡管已經(jīng)提出了各種抗遷移策略，但在臨床實踐中尚未建立克服支架遷移的金標(biāo)準(zhǔn)。
需要無損傷且簡單的固定技術(shù)來克服與傳統(tǒng)抗遷移方法相關(guān)的并發(fā)癥。氰基丙烯酸酯膠是最強的粘合劑之一，但由于其細胞毒性、與濕表面的不相容性（與水接觸后固化）以及形成不適應(yīng)組織運動的剛性塑料的趨勢，其使用受到限制。水凝膠等生物粘合材料是有前途的替代品，具有高含水量和與生物組織密切相似的機械性能。水凝膠中的羧酸或N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）酯基團通過物理和共價交聯(lián)增強組織粘附，提供生物相容性、無毒性，并作為縫合替代品易于使用；它們能夠?qū)崿F(xiàn)即時、無創(chuàng)的粘合，并降低炎癥風(fēng)險。這些水凝膠在柔軟性和彈性方面與天然組織非常相似，使其能夠在食管運動期間耗散能量。 盡管有這些優(yōu)點，但由于難以與固體材料（如醫(yī)療設(shè)備）形成強鍵，其更廣泛的醫(yī)療應(yīng)用受到限制。 先前的研究集中在表面功能化上，以引入與基底表面上的偶聯(lián)劑互補的功能基團，但這種方法限制了多功能性，并且嚴重依賴特定化學(xué)品。 因此，水凝膠與固體材料之間持久粘合的多功能且堅固的方法對于實際使用至關(guān)重要。
本文旨在開發(fā)一種水凝膠浸漬的堅固互鎖納米連接器（HiRINC）在SEMS上，以連接水凝膠和支架外表面。堅固互鎖納米連接器（RINC）的網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)增加了鍵合位點，增強了與水凝膠的機械互鎖和氫鍵。這些協(xié)同效應(yīng)提高了SEMS的粘附穩(wěn)定性（圖1d）。在組織-水凝膠界面，氫鍵和共價交聯(lián)提供了強而持久的附著，確保了支架的固定。此外，HiRINC的水凝膠在蠕動期間通過吸收和分配機械力耗散能量，減少了周圍組織的應(yīng)力，并在動態(tài)運動期間最小化了損傷（圖1e）。最終，HiRINC-SEMS成功保持在指定的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，有效防止了遷移到目標(biāo)區(qū)域外（圖1f）。在大鼠和豬的食管模型中的4周隨訪進一步證實，支架沒有移動，突出了HiRINC-SEMS在長時間內(nèi)保持其位置的有效性。
2. 結(jié)果與討論 2.1. RINC和HiRINC的制備與表征
RINC在平坦基底（硅片和鎳鈦合金板；以下簡稱“FLAT”）上制備（圖2a）并用作對照。首先，使用小的十六烷基三甲基銨陽離子膠束作為模板，在整個基底上均勻生長了具有球形小孔（≈2 nm大?。┑某《趸璺N子層。隨后，形成了網(wǎng)狀多孔層，隨著膠束使用水楊酸陰離子擴展而出現(xiàn)。 掠入射小角X射線散射（GISAXS）數(shù)據(jù)證實了在生長過程中種子層的存在（圖2b）。隨著多孔層在種子層存在下隨時間增長，強度降低，當(dāng)薄膜沒有種子層時觀察到最低強度。與沒有種子層的情況相比，當(dāng)種子層圍繞基底時，多孔層（150 nm厚，孔徑≈50 nm）更堅固地支撐。在鎳鈦合金板上的RINC具有種子層時，Ti（來自基底）-O-Si（來自RINC）的鍵合能高于沒有種子層的結(jié)構(gòu)，表明種子層在將RINC牢固地錨定在基底上起著關(guān)鍵作用（圖2c）。
在確認RINC在基底上的成功固定后，需要設(shè)計粘附到食管組織的水凝膠層。我們使用受拼圖機制啟發(fā)的模具鑄造、旋涂和浸涂方法處理RINC表面，具體取決于每個實驗的要求。實驗部分提供了詳細信息，最終選擇了浸涂用于SEMS應(yīng)用。該過程有效地填充了RINC的開放孔，形成了水凝膠浸漬的RINC系統(tǒng)（以下簡稱HiRINC）。圖2d,e顯示了水凝膠與RINC之間的直接接觸和機械互鎖。作者將HiRINC與水凝膠涂覆的平坦表面（以下簡稱HFLAT）進行了比較，以評估RINC作為水凝膠-基底連接器的作用。使用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）評估了分子鍵合特性（圖2f）。HFLAT在3200 cm?1處表現(xiàn)出水凝膠內(nèi)的強分子內(nèi)鍵，但在3400 cm?1處表現(xiàn)出較弱的分子間鍵，表明水凝膠與硅烷醇之間的相互作用有限。同時，HiRINC表現(xiàn)出強分子間鍵，表明由于高表面積，水凝膠與硅烷醇之間的相互作用更強。此外，X-射線光電子能譜深度剖面顯示，HiRINC的O 1s峰強度更高，表明硅烷醇氫鍵的存在增加。HiRINC的機械互鎖和氫鍵有助于水凝膠與RINC之間的強粘附。
為了評估HiRINC的粘附性能，測試了其界面強度、粘附強度和粘附功。在90°剝離測試中，HiRINC表現(xiàn)出7.6 N cm?1的界面強度，比HFLAT的0.06 N cm?1界面強度高出約126倍。這一顯著差異表明HiRINC的界面粘附更強，這歸因于其網(wǎng)狀多孔層結(jié)構(gòu)。搭接剪切測試支持了這些結(jié)果，HiRINC表現(xiàn)出145 kPa的粘附強度，而HFLAT為8.67 kPa，表明增加了16倍。此外，HiRINC的粘附功（由力-位移曲線下的較大面積表示）增加了65倍，達到1.63 MPa mm?1，而HFLAT為0.025 MPa mm?1。因此，需要更多的能量來將水凝膠從HiRINC上剝離。 HiRINC形成了強鍵，使水凝膠能夠有效地耗散能量并在施加外力時承受應(yīng)力。 因此，水凝膠可以承受高力，直到超過韌性閾值，導(dǎo)致內(nèi)聚失效。相比之下，HFLAT的弱鍵合導(dǎo)致粘附失效，因為它缺乏有效耗散外力的能力。水凝膠內(nèi)氫鍵和物理相互作用的破裂耗散了大量能量，增強了機械強度和韌性，使其非常適合在RINC表面上的強粘附。進行了循環(huán)搭接剪切測試以評估HFLAT和HiRINC的機械彈性和粘附耐久性（圖2h,i）。HFLAT在8 kPa的力下經(jīng)過80次循環(huán)后失效，而HiRINC在超過40 kPa的力下保持了強粘附超過100次循環(huán)，表明其具有優(yōu)越的彈性和抗應(yīng)力能力。作者分析了掃描電子顯微鏡（SEM）圖像在不同階段——水凝膠加載前、水凝膠加載后和水凝膠剝離后——在不同水凝膠浸漬基底（如FLAT、RINC、二氧化硅薄膜和多孔二氧化硅納米顆粒涂層表面）上的情況。剝離測試后，大多數(shù)多孔二氧化硅納米顆粒涂層表面表現(xiàn)出納米顆粒脫落，而RINC在水凝膠剝離后仍保持其結(jié)構(gòu)完整性?；着cRINC之間的鍵合能高于水凝膠與RINC之間的鍵合能。盡管RINC與其他測試材料具有相同的二氧化硅含量，但其多孔層顯著增加了氫鍵的界面面積并促進了機械互鎖，從而增強了粘附。這些發(fā)現(xiàn)通過使用各種商業(yè)膠帶（如Kapton、遮蔽膠帶、Scotch和雙面膠帶）進行的90°剝離測試得到了證實，表明RINC表現(xiàn)出更大的界面強度。
2.2. HiRINC在不同條件下的耐久性
圖3a展示了用于評估水凝膠粘附的交叉切割粘附測試，顯示了HFLAT和HiRINC在制備狀態(tài)和膨脹狀態(tài)下的結(jié)果。HFLAT表現(xiàn)出水凝膠層的大面積剝離，表明其在膨脹狀態(tài)下粘附較弱，導(dǎo)致分層（圖3b,c）。HiRINC的水凝膠層在制備狀態(tài)和膨脹狀態(tài)下均表現(xiàn)出優(yōu)異的粘附性。將HFLAT和HiRINC表面暴露于各種液體中的耐久性進行了比較（圖3d）。每個表面的初始狀態(tài)作為參考，黑色箭頭指示水凝膠層。HFLAT的水凝膠在暴露于熱咖啡時改變了其形態(tài)（由藍色虛線勾勒）并分層。這種對膨脹引起的壓縮應(yīng)力的敏感性導(dǎo)致不穩(wěn)定，包括皺紋和屈曲，由于與剛性基底的弱粘附而加劇。然而，HiRINC沒有出現(xiàn)屈曲或分層，表明其強粘附能夠承受各種液體的暴露，從而確保穩(wěn)定的性能。
考慮到食管經(jīng)常暴露于來自飲料和其他物質(zhì)的不同濕度水平，作者對HFLAT和HiRINC進行了循環(huán)膨脹-收縮測試，以評估其粘附穩(wěn)定性和耐久性。HiRINC的粘附強度比HFLAT高出三倍以上，即使在多次膨脹和收縮循環(huán)后（圖3e）。圖3f展示了HiRINC和HFLAT在潮濕環(huán)境中的粘附耐久性。在整個測試期間，HiRINC表現(xiàn)出出色的粘附性能并保持其結(jié)構(gòu)完整性，而HFLAT在第四天完全分層，無法進一步評估。這一顯著差異強調(diào)了HiRINC的增強耐久性及其承受膨脹引起的應(yīng)力的能力，而這些因素削弱了HFLAT的粘附可靠性。
2.3. HiRINC的體外粘附性能和HiRINC-SEMS的體內(nèi)粘附性能
圖4a提供了在豬胃組織上進行的實際粘附測試的照片證據(jù)。水凝膠層從基底上剝離（由藍色圓圈標(biāo)記）表明HFLAT在提升過程中立即發(fā)生粘附失效。相比之下，HiRINC在受力下保持強粘附，水凝膠即使在從組織上提起時仍牢固地附著在基底上。我們在體外豬胃組織（1 × 1 cm）上進行了定量粘附強度測試。圖S9（支持信息）顯示了HiRINC的優(yōu)異組織粘附性能，其粘附強度為65 kPa，而HFLAT的搭接剪切強度明顯較低，為5 kPa，表明水凝膠與平坦表面之間的粘附失效。聚乙烯醇和聚丙烯酸是親水性和吸濕性的，在與濕組織接觸時吸收界面水，從而確保在濕潤和動態(tài)食管條件下的穩(wěn)定性。水凝膠中的羧酸和NHS酯基團與黏膜細胞中的氨基或羧基基團相互作用，即使在上皮表面的多樣化糖萼中，通過氫鍵的物理交聯(lián)和酰胺鍵的共價交聯(lián)實現(xiàn)強而快速的粘附。細胞毒性評估對于確定這些材料在醫(yī)療設(shè)備中的潛在用途至關(guān)重要。通過使用CCK-8測定法測量AGS細胞的活力，評估了對照、HFLAT和HiRINC的細胞毒性。在所有時間點上，所有測試樣品上的細胞活力均保持在90%以上，表明這些材料均未表現(xiàn)出顯著的細胞毒性。
在確認HiRINC的組織粘附性和非細胞毒性特性后，作者研究了其作為SEMS的適用性。圖4b顯示了RINC內(nèi)的硅分布和水凝膠層內(nèi)的碳分布。圖4c,d顯示了水凝膠層在鎳鈦合金線上的對比行為。HFLAT-鎳鈦合金線在水中膨脹后分層，而HiRINC-鎳鈦合金線在干燥和膨脹狀態(tài)下均保持水凝膠層的完整性。此外，HFLAT-SEMS表現(xiàn)出顯著的水凝膠膨脹，其特征是皺紋、屈曲和分層（圖4e,f中的虛線輪廓），表明在水中浸泡時不穩(wěn)定。相比之下，HiRINC-SEMS的水凝膠有效地粘附在支架結(jié)構(gòu)上，包括彎曲區(qū)域，觀察到最小的膨脹。HFLAT-SEMS和HiRINC-SEMS在水中的獨特行為強調(diào)了網(wǎng)狀多孔層提供的改進的鍵合和穩(wěn)定性。
為了實時定量評估大鼠食管中的體內(nèi)粘附強度，我們建立了一個綜合測試系統(tǒng)，利用熒光鏡引導(dǎo)和配備數(shù)字測力計的機械測試系統(tǒng)（圖4g）。在支架放置前，將手術(shù)線固定在支架末端。隨后，在熒光鏡引導(dǎo)下將HiRINC-SEMS插入大鼠食管的中部。在允許約1分鐘以充分粘附食管后，將線從口中突出的末端連接到測力計，通過拉動測量食管組織與HiRINC-SEMS之間的粘附強度。水凝膠層在體內(nèi)搭接剪切測試后保持完整，表明水凝膠與RINC的結(jié)合提供了強而持久的粘附機制。移除后未在支架表面觀察到食管組織，表明HiRINC-SEMS未造成可檢測的損傷。即使食管組織上殘留有水凝膠，其生物相容性預(yù)計也會最小化炎癥反應(yīng)。HiRINC-SEMS在體內(nèi)搭接剪切測試中測得的粘附強度略低于體外測試，但數(shù)值仍然很高（圖4h）。在大鼠食管中的成功粘附表明其在臨床應(yīng)用中的潛力。
2.4. 大鼠食管模型中的體內(nèi)抗遷移特性和組織學(xué)發(fā)現(xiàn)
所有SEMS均成功放置在大鼠食管中，無手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥（圖5a）。然而，HFLAT組中的18只大鼠中有1只（5.5%）在支架放置后3天因嚴重食物嵌塞死亡，其余17只（94.4%）大鼠存活至研究結(jié)束（圖5b）。內(nèi)窺鏡檢查結(jié)果顯示，HFLAT-和HiRINC-SEMS周圍的食管黏膜呈藍色調(diào)，這是由于水凝膠涂層層在SEMS表面激活所致。所有大鼠在支架放置后立即出現(xiàn)短暫的體重減輕，并在1周后開始恢復(fù)。支架放置4周后，所有組的體重變化顯著不同（p < 0.001），HiRINC組顯示出最高的體重增加。所有研究中使用的SEMS顯著影響了遷移的發(fā)生率（p = 0.014，卡方檢驗）。對照組中的6只大鼠中有5只（83.3%）在支架放置后7-14天（平均10.5天）發(fā)生支架遷移（圖5b,c），剩余的一只大鼠用于組織學(xué)分析。這一高發(fā)生率，包括部分（n = 2）和完全（n = 3）遷移，使對照組成為研究抗遷移支架的合適動物模型。在HFLAT組中，5只大鼠中有2只（40%）在14-28天（平均21天）內(nèi)發(fā)生部分遷移。對照組的支架遷移發(fā)生率顯著高于HiRINC組（p = 0.015，F(xiàn)isher精確檢驗），但與HFLAT組無顯著差異（p = 0.242）。HFLAT和HiRINC組之間無顯著差異（p = 0.182）。根據(jù)不可切除的惡性食管狹窄患者的生存期范圍，臨床實踐中支架通暢性應(yīng)在支架放置后3至6個月內(nèi)保持。對于難治性良性食管狹窄或接受同步放化療的惡性狹窄患者，臨時支架放置通常在治療計劃開始后4至6周使用。盡管作者在1個月的隨訪期間觀察到支架遷移的存在，但支架遷移主要發(fā)生在支架放置的早期階段。放置的支架在1個月后由于組織通過支架網(wǎng)生長而變得固定。體內(nèi)研究結(jié)果表明，使用簡單涂層工藝制造的穩(wěn)定HiRINC-SEMS在大鼠食管中是安全有效的。由于HiRINC-SEMS有效防止了食管中的支架遷移，顯示出活躍的蠕動，它可能還可以防止在其他具有相似或較低蠕動水平的管腔結(jié)構(gòu)中的遷移，包括胃出口、十二指腸和結(jié)腸。
所有大鼠的食管和胃均成功提取。在對照組中，SEMS遷移至下食管，提取的食管樣本顯示。組織增生面積的平均百分比、上皮層厚度、炎癥細胞浸潤和膠原沉積的程度以及α-SMA和Ki67陽性沉積的程度在研究組之間顯著不同（所有變量；p < 0.05，單因素方差分析）。HFLAT和HiRINC組的支架誘導(dǎo)的組織增生相關(guān)變量顯著低于對照組。HiRINC涂層層在SEMS表面上的應(yīng)用可以歸因于盡管機械強度增加，但支架組織中的炎癥減少。HFLAT和HiRINC組中炎癥細胞浸潤的減少可能歸因于水凝膠和RINC材料的生物相容性，這可能最小化異物反應(yīng)和隨后的炎癥。支架引起的機械損傷后的組織愈合可分為重疊階段，包括炎癥、增殖和重塑，這些階段在4周內(nèi)發(fā)生。愈合過程在支架引起的機械壓力后立即開始，然后在4至14天之間開始增殖階段，成纖維細胞增加，炎癥階段減少。 HiRINC組中α-SMA的比例降低，表明活化的肌成纖維細胞的存在。Ki 67陽性沉積，作為細胞增殖的主要標(biāo)志物，在HiRINC組中也顯著低于對照組和HFLAT組。特別是，HiRINC涂層在防止細胞增殖方面比HFLAT涂層更有效。HiRINC SEMS在大鼠食管中抑制支架遷移并減少炎癥反應(yīng)是有效且安全的。食管組織內(nèi)的平滑肌細胞在SEMS遷移過程中起著關(guān)鍵作用。它們的收縮和松弛，以及其他因素如蠕動和食管運動，可以影響SEMS的移動和定位。 水凝膠涂覆在SEMS表面對平滑肌細胞的粘附特性可能有助于減少HFLAT和HiRINC組中SEMS遷移的發(fā)生率。 除了提供水凝膠與支架表面之間的強附著（通過水凝膠不分層證明），在加載水凝膠之前涂覆RINC進一步降低了微觀水平上支架相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險。因此，使用RINC可能增強了水凝膠層的長期穩(wěn)定性，并在長時間內(nèi)保持了支架的位置。
2.5. 雙裸ePTFE覆蓋的HiRINC-SEMS在豬食管中的有效性和安全性
作者成功制造了類似于臨床實踐中使用的雙裸膨脹聚四氟乙烯（e-PTFE）覆蓋的HiRINC-SEMS。設(shè)計了一個直SEMS，在兩個裸SEMS之間附有e-PTFE膜，以促進支架遷移并減少疼痛和異物反應(yīng)。HiRINC涂覆在外部裸SEMS的表面上以防止遷移（圖5e）。為了評估將SEMS轉(zhuǎn)化為臨床環(huán)境的潛力，將雙裸e-PTFE覆蓋的SEMS以微創(chuàng)方式放置到豬食管中，隨訪期為4周（圖5d）。雙裸e-PTFE覆蓋的HiRINC-SEMS成功放置在食管中肋軟骨水平，無手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥。隨訪X光片顯示，所有豬在隨訪期間均未發(fā)生支架遷移（圖5g）。在支架移除后的肉眼檢查中，未觀察到食管組織損傷。組織學(xué)發(fā)現(xiàn)見表S3和圖S20，支持信息。在HiRINC組中，觀察到與正常食管組織相比擴大的管腔面積（79.08 ± 3.18 vs. 32.46 ± 3.59 mm2，p < 0.001），這是由SEMS的機械壓力引起的。炎癥細胞浸潤（p = 0.104）和膠原沉積（p = 0.355）的程度在支架食管和正常食管之間沒有差異，但在HiRINC組中略有增加。這些發(fā)現(xiàn)與大鼠食管模型的體內(nèi)結(jié)果一致，因為HiRINC-SEMS表現(xiàn)出比對照SEMS更低的炎癥水平。這些結(jié)果在大鼠和豬模型中的一致性表明，水凝膠和RINC材料的生物相容性可能有效減輕通常與支架放置相關(guān)的炎癥反應(yīng)，無論動物種類如何。此外，HiRINC-SEMS不僅保持了其位置而沒有遷移，還可能有助于保持管腔通暢，同時最小化由于減少的炎癥反應(yīng)引起的支架誘導(dǎo)的組織增生。HiRINC-SEMS展示了解決傳統(tǒng)支架關(guān)鍵限制的潛力，包括遷移、支架通暢性和過度炎癥反應(yīng)。這些改進表明，HiRINC-SEMS可能改善需要食管支架植入的患者的臨床結(jié)果。作者的研究結(jié)果表明，該策略可以轉(zhuǎn)化為臨床環(huán)境，并可以擴展到其他通常使用SEMS的腔內(nèi)器官。雙裸e-PTFE覆蓋的HiRINC-SEMS的放置是有效且安全的，可以在豬食管模型中防止支架遷移并減少炎癥反應(yīng)。使用SEMS表面修飾的抗遷移策略通過增強SEMS與食管組織之間的粘附力顯著降低了支架遷移率，而無需額外的手術(shù)步驟，同時保持了傳統(tǒng)的手術(shù)步驟。由生物相容性材料制成的HiRINC可以輕松應(yīng)用于未覆蓋或覆蓋的SEMS。
3. 結(jié)論與討論
SEMS植入是臨床環(huán)境中用于惡性和良性食管狹窄引起的吞咽困難的標(biāo)準(zhǔn)治療選擇；然而，支架遷移限制了成功的支架植入。作者的研究通過探索RINC結(jié)構(gòu)在增強支架粘附和穩(wěn)定性方面的有效性，解決了這一挑戰(zhàn)。HiRINC-SEMS在防止遷移方面優(yōu)于對照SEMS，這主要歸因于納米結(jié)構(gòu)RINC設(shè)計增加的表面積和機械互鎖特性，從而增強了粘附強度和耐久性。 這減少了支架與食管組織之間的結(jié)構(gòu)不匹配，從而降低了遷移風(fēng)險。
作者還檢查了RINC結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計參數(shù)，包括孔徑和薄膜厚度，以評估它們對粘附的影響。小孔（1-2 nm）比HiRINC中的孔小，阻礙了水凝膠的滲透，而大孔（>100 nm）減少了機械互鎖，從而降低了粘附強度。此外，比HiRINC中使用的薄膜更薄的薄膜由于互鎖不足而降低了粘附，而更厚的薄膜最初增強了粘附強度，然后達到閾值，超過該閾值后沒有進一步改善。這可能是由于孔填充，表明平衡這些變量以最大化粘附性能的重要性。研究結(jié)果還強調(diào)了解決水凝膠膨脹引起的潛在并發(fā)癥的重要性，這可能導(dǎo)致嚴重的食管阻塞。HiRINC的抗膨脹特性可以有效緩解這種風(fēng)險，確保水凝膠不會膨脹到損害食管管腔的程度。這種理解可以幫助保持水凝膠涂層的益處，同時最小化相關(guān)風(fēng)險。
支架內(nèi)再狹窄，由組織生長和支架遷移引起，是成功植入非血管管腔器官支架的主要障礙。在大鼠食管模型中植入SEMS是一種技術(shù)成功率和存活率高的成熟動物模型。作者選擇了5 mm的SEMS直徑，基于先前的研究，該研究表明遷移率（40%）與臨床報告的遷移率（約33%）相似。采取了多項實驗措施以促進SEMS遷移。雖然大多數(shù)先前的研究通常使用10-15 mm長度的SEMS在大鼠食管中，但作者選擇了更短的10 mm長度，這更有利于遷移。此外，通常在大鼠食管模型中在SEMS的中間部分附有倒鉤以防止遷移；然而，在作者的研究中去掉了倒鉤以增加遷移率。雖然通常在熒光鏡引導(dǎo)下將SEMS的近端放置在鎖骨水平的食管上部以防止遷移，但將遠端放置在膈肌水平以鼓勵遷移。對照組中SEMS遷移的發(fā)生率非常高（83.3%），使其成為研究抗遷移SEMS的合適模型。
作者的研究提供了關(guān)于HiRINC-SEMS的有價值見解，但它有一些局限性。現(xiàn)有的實驗條件可能無法完全捕捉HiRINC-SEMS在現(xiàn)實世界場景中的潛在脆弱性，其中持續(xù)的身體活動和變化的身體條件可能影響支架的耐久性。此外，由于SEMS僅在正常大鼠食管中進行了測試，病理條件下的組織反應(yīng)（如食管狹窄和其他人類病理機制）可能有所不同。實驗的結(jié)果達到了統(tǒng)計學(xué)顯著性，但小樣本量可能限制了統(tǒng)計分析的穩(wěn)健性。然而，根據(jù)“資源方程”方法，E值為15是有效的，并符合動物實驗的倫理標(biāo)準(zhǔn)。此外，未評估HiRINC-SEMS的長期有效性。最后，在最后一次隨訪期間未評估SEMS上剩余的水凝膠量和分層程度。需要進一步的研究來確認和優(yōu)化。盡管如此，這項初步研究為抗遷移支架的進一步發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。HiRINC-SEMS展示了作為防止支架遷移的創(chuàng)新平臺的顯著潛力，不僅適用于食管，還可能適用于非血管管腔器官，為臨床管理和治療策略的潛在改進鋪平了道路。
來源：本文由DeepSeek進行解讀，發(fā)表時候有修改。
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