具有生物降解性的心臟中隔關閉器

王玠能、甘宗旦

        心臟中隔缺損(心房中膈缺損ASD或是心室中膈缺損VSD)是最常見的先天性心臟病。雖然有部分的中隔缺損在嬰幼兒期會有自然癒合(Spontaneous closure)的可能性，然而仍有多數的缺損因為無法自然癒合，在兒童成長發育時期造成心雜音、心跳過速、心臟擴大，導致呼吸急促、餵食較差、生長遲緩，運動耐力差等等症狀；因此早期這些病童都必須接受開心手術治療。雖然開心修補手術自從1948年 Gordon Murray醫師開始第一例至今，已是非常成熟常規的手術，但是病患仍有需要體外循環、復原時間較長、胸前手術疤痕等等缺點；因此利用心導管的微創介入封堵，也成為另一種治療的方向[1]。

        第一個心房中膈缺損的閉合裝置是由 King 和 Mills 於 1976年研製，該裝置是由不銹鋼絲網製成的雙傘形裝置，並在1976年進行該裝置的首次臨床試驗。從那時起，陸續開發了許多用於關閉心房中間隔缺損的裝置，但是由於設計與材料科學的限制，這些關閉器不是過於複雜困難操作，就是封堵的效率比不上外科手術，因此一直無法獲得認可。直到Amplatzer心房中隔關閉器的出現，它是由形狀記憶鈦鎳網和聚酯材料製成，並有以下特點：1.形狀記憶鈦鎳合金網可安全地貼合隔壁的兩側；2.寬腰可使裝置居中並填充缺損；3.聚酯材料有助於閉合和組織生長；4.可重新收回捕獲和重新部署以實現精確放置。因此Amplatzer心房中隔關閉器於2001年獲得美國食品和藥物管理局的批准上市；陸續後來雖然仍有其他型式的關閉器出現，但是仍無法超越Amplatzer關閉器的原始概念[2]。

        但是畢竟這些關閉器常常用於植入在成長中的嬰幼兒體內，就算關閉器的形狀記憶鈦鎳合金網相當完美，因為金屬異物在體內永久存在，從長遠來看是否會導致潛在的併發症，仍是有再改進的空間。所謂生物可降解關閉器(Bioabsorbable occluder)是一種可以閉合缺損並為組織內皮化提供臨時支架的裝置。隨著時間的推移，它也可以可控地降解，只留下“天然”組織。BioSTAR關閉器就是一種帶有生物可吸收織物，由主要由一層腸膠原蛋白（Organogenesis Inc.；坎頓，馬薩諸塞州）代替聚酯。這種生物基質來源於豬腸粘膜下層。 通過用鹼、螯合劑、酸和鹽處理組織，去除非膠原成分，如細胞、細胞碎片、核酸、脂質和其他細胞外基質蛋白，如糖胺聚醣和蛋白多醣。這種不含洗滌劑和酶的方法可保持膠原蛋白基質的結構完整性、細胞相容性、強度和生物重塑性[3]。雖然BioSTAR的概念很好，但是生物材料的強韌度不足，在人體實驗上還是有殘存分流以及無法處理較大缺損的缺點。因此最近學者採用可降解高分子材料聚二氧環己酮（polymer materials polydioxanone, PDO）、聚左旋乳酸（poly-L-lactic acid, PLLA）無紡布(non-woven fabric)和聚乙醇酸（polyglycolic acid, PGA）來製造生物可降解封堵器[4]，並在最近成功的完成人體植入後兩年的中期追蹤報告顯示心臟超音波檢查的殘餘物顯像於逐漸下降，表明隨著時間的推移的可吸收性增加[5]。

        總結而言，可生物降解的關閉器似乎非常有前途，初步成果展示出良好改進的生物相容性。隨著時間的推移，它的降解後只留下天然的組織。然而一些關鍵問題例如經皮途徑植入的順從性，以及關閉器的置放鎖定結構，仍有待未來大規模的研究。

參考文獻

1. Turner ME, Bouhout I, Petit CJ, Kalfa D. Transcatheter Closure of Atrial and Ventricular Septal Defects: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. 2022 Jun 7;79(22):2247-2258. doi: 10.1016/j.jacc.2021.08.082. PMID: 35654496. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0735109722046812?via%3Dihub
2. Nassif M, Abdelghani M, Bouma BJ, Straver B, Blom NA, Koch KT, Tijssen JG, Mulder BJ, de Winter RJ. Historical developments of atrial septal defect closure devices: what we learn from the past. Expert Rev Med Devices. 2016 Jun;13(6):555-68. doi: 10.1080/17434440.2016.1182860. Epub 2016 May 11. PMID: 27112301. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17434440.2016.1182860
3. Baspinar O, Kervancioglu M, Kilinc M, Irdem A. Bioabsorbable atrial septal occluder for percutaneous closure of atrial septal defect in children. Tex Heart Inst J. 2012;39(2):184-9. PMID: 22740729; PMCID: PMC3384051. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3384051/pdf/20120400s00005p184.pdf
4. Bu H, Yang Y, Hu S, Wu Q, Gong X, Zhao T. A novel biodegradable occluder for the closure of ventricular septal defects: immediate and mediumterm results in a canine model. Interact CardioVasc Thorac Surg 2019;29:783–92. https://academic.oup.com/icvts/article/29/5/783/5535732?login=true
5. Song S, Shao Z, Fan T, Li B, Liang W, Dong H, Wu K, Hu M, Han Y, Cui C. Favorable mid-term performance of fully biodegradable implantable device for ventricular septal defect closure. JTCVS Tech. 2022 Dec 10;17:133-137. doi: 10.1016/j.xjtc.2022.11.010. PMID: 36820343; PMCID: PMC9938384. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666250722005909?via%3Dihub

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