药物球囊(DCB),就是携带着与药物支架相似药物的球囊。通过球囊扩张将抗增生药物快速释放至血管壁,可以达到治疗血管“介入无植入”这一最终理念。介入治疗具有创伤小、恢复快、可重复等特点,是目前治疗心血管病变的主流方法,药物球囊使病变血管具有更好的远期通畅率,尤其是在心血管这一块已经得到了验证。
进行药物球囊介入手术时,与药物支架相似的是,医生都要先对狭窄和堵塞的血管进行预处理,也就是大家说的疏通血管,不同的是药物支架最后将留在人体血管内起支撑作用,而药物球囊在和病变血管贴合作用约60秒、等到所携带药物与血管充分作用之后,就撤出人体外,不在人体内存留异物。药物球囊在支架内狭窄(ISR)和小血管中的应用其安全性与有效性已得到很好验证。目前DCB在分叉病变、大血管、高出血风险患者中的应用已得到越来越多的循证医学支持,其应用将趋于增多。
药物球囊示意图药物球囊在冠脉、外周、神经介入等方面的应用它山之石—来自心脏、外周、神经血管狭窄的数据
VIVA大会:Kaiser医院PeterSchneider博士展示了IN.PACTSFA试验最近4年的研究成果:DCB在治疗外周动脉疾病时已形成一套标准治疗体系,德国ThomasZeller博士公布了同种DCB治疗慢性完全冠状动脉堵塞(CTO)、支架内再狭窄以及糖尿病患者(病灶大于15cm)的2年临床试验数据鹿凯,刘巍立.药物涂层球囊血管成形术在股腘动脉狭窄闭塞疾病斑块切除术后的临床应用[J].血管与腔内血管外科杂志,,4(4):-.
Nova药物涂层支架治疗颅内动脉狭窄的临床研究简介冠脉药物球囊的优势从国内外这些年的研究数据和我们自己的使用经验来看,主要有以下几点:1、不存留异物,药物球囊手术后需要服用双联抗血小板(阿司匹林+氯吡格雷或替格瑞洛)的时间大大缩短,只需联合使用药物1-3个月;而药物支架植入之后则一般需要12个月。2、出血风险低,由于所需要联合服用阿司匹林和氯吡格雷(或替格瑞洛)的时间很短,出血风险大大降低,适用于那些高出血风险的人群。3、对心脏血管严重狭窄合并外科疾病需要手术者更友好。冠心病血管严重狭窄需要介入手术的患者,在支架手术后至少12周才能接受外科手术,而药物球囊手术后最短1个月后即可接受外科手术(注:外科紧急手术除外)。4、血管弹性保留更好。血管狭窄后植入支架,血管狭窄得到解决,危险得以解除,但存留支架的血管弹性会有所下降,特别是长支架和多个支架植入的情况。药物球囊的应用在冠脉治疗中更加成熟,尤其是冠脉支架集采后,加上近两年血管介入无植入物的理念更加深入,更加推动了药物球囊在血管中的使用。今天就来聊聊药物球囊在心血管应用中的过程。由于药物支架DES的药物只能覆盖在支架的表面,其浓度在支架小梁处最高,而在支架边缘或小梁之间则较低,故不能完全抑制此处新生内膜的增殖;同时药物的聚合物基质也可能会诱发炎症反应,甚至促进血栓形成。所以非基于支架的抗增殖药物局部给药方式,即药物球囊(Drug-coatedballoon,DCB)应运而生。(当然还有导管给药等其他方式~)
图1第一个采用普通PTCA球囊加用紫杉醇涂层的动物试验模型报道
在既往使用双球囊、多孔球囊,甚至心包内给药的基础上,德国BrunoScheller教授(UniversityofSaarland)等观察到注射造影剂能勾勒出冠脉的轮廓,因此选择将造影剂作为首个基质递送高亲脂性的紫杉醇(Paclitaxel,PTX)(为何优先选择高度亲脂性药物,血管壁中优秀的滞留性和快速的细胞摄取性;亲水性药物则相反容易被血液清除),他们对植入支架的猪模型多次注射碘丙丙胺-紫杉醇组合物,结果显示支架内再狭窄相比对照组明显减少。随后,Scheller教授等第一次使用乙酸乙酯和丙酮作为溶剂,将紫杉醇涂覆到了普通冠脉PTCA球囊上,并使得载药量分别达到每平方毫米≈2微克和1.3微克(确实创新都来源于临床啊~),研究发现大部分药物在球囊膨胀期间释放,使得病变管壁能够获得有效的剂量(该研究中使用了裸支架配合药物球囊使用~)。
图2首个药物球囊猪冠脉模型的组织学结果(AcL低剂量1.3ug/mm2,AcR常规剂量2.5ug/mm2)
于是我们进入了高度亲脂药物与特定涂层结合的DCB时代,Paclitaxel-coatedballoonPCB的涂层在不断优化;西罗莫司及其衍生物(Limus类药物)虽然传输速率较差,且与雷帕霉素受体具有可逆结合,因此必须长期存在才具有持久效应,但也在新的给药机制下尝试用于药物球囊中(譬如采用磷脂包裹药物或多孔球囊输送)。根据国际DCB共识小组年的第三次报告,现存商用的DCB如下表:
图3现存商用DCB(发现一个很有意思的现象,药物浓度17年未变~~当然这和既往动脉试验标准高也有关)
此处亦自然很好理解,在没有支架的情况下,药物转移至血管壁的速度降低,而清除速度加快,因此不同的载药涂层和药代动力学表现决定了DCB的性能。德国的UlrichSpeck教授(HumboldtUniversityBerlin)与BrunoScheller教授等一起(还是这批专家~),年发表在Circulation上的动物试验报道进一步提示,采用尿素作为载体,3ug/mm2作为标准剂量的DCB,在最初浓度下降后,紫杉醇在动脉壁中的停留时间比预期的长,3个月后仍有约3%的初始浓度,6月后则为1%。但在球囊释放后不久的局部高浓度,可能代表紫杉醇很大一部分未溶解,而其溶解后的保护作用则取决于与细胞的结合。
图4PTCA术后不久的不同部位紫杉醇含量百分比(默默观察下究竟有多少用在了血管壁~~)
图5另一种高亲脂性药物,佐他莫司(Zotarolimus)(从A厂卖给了M厂,所有Limus里最亲脂的)DCB的药代动力学((A)30s球囊扩张释放后的总药物浓度在血管壁表面最大,并可穿透至~um的深度(B);(C)释放开始后5分钟,佐他莫司分布在整个动脉壁上,其峰值约为30s时峰值的25%;(D)由于游离的佐他莫司在血管腔和外膜面的扩散清除,药物主要在5分钟内进行结合)
于是评价DCB的重要指标自然就变成了:球囊长度、载体(Excipientcarrier)形态和机制、运输过程中的损失量、输送量、球囊释放后的残余量、单位表面积的剂量、形态比和药物是否以微粒形式释放(低分子量药物可快速穿过动脉壁)。亲水性载体可逐渐水合并引起药物的稳定释放,并减少了传输过程中的损失,常见的载体和机制如下图7,然后什么样的设计最有利于药物释放,什么样的药物最好,仍然处在争议中,此处不用急着给结论,静待更多的头对头比较研究结果。
图6球囊释放药物过程:由亲脂性药物和亲水性载体组成,载体可将药物附着在球囊上并在充气过程中增强药物的转移,药物以晶体形式包埋在接触组织的载体中,并以微粒形式缓释。
图7常见DCB载体和涂覆技术
最后,如果还有空的话就来了解了解药物球囊的制作过程吧
顺带科普下药物球囊在体内的应用
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