可生物降解支架在先天性心臟病中的未來發展與運用

王玠能、甘宗旦

先天性心臟病（Congenital Heart Disease, CHD）是兒科心臟科領域中常見且具挑戰性的疾病。隨著醫學科技的進步，經導管介入治療已成為矯治血管狹窄等結構性異常的重要手段，其中支架植入更是不可或缺。然而，傳統金屬支架因為永久留置體內，限制了兒童血管隨成長擴張的可能性，也增加了後續手術或再次介入的難度。可生物降解支架（Biodegradable Stent, BDS）的出現，為解決這一困境帶來新的希望。

可生物降解支架的優勢

可生物降解支架最大的優點在於能在完成血管支撐與修復任務後自行降解，避免永久性異物殘留¹。對於仍在生長發育的兒童患者而言，這種「任務完成即消失」的特性尤其重要，不僅保留了血管未來的生長潛力，也避免了因支架永久性存在所帶來的慢性發炎、血栓形成及再狹窄等長期併發症²。此外，可降解支架的應用可減少長期使用抗凝血劑的需求，降低出血風險，並在支架降解後恢復血管正常的血流動態（vasomotion）與血管收縮反應（vasoconstriction），為患者提供更多後續治療選項³。

發展現況與面臨的挑戰

目前，針對成人冠狀動脈疾病的生物可吸收支架，如以聚乳酸（PLLA）為基材的Bioresorbable Vascular Scaffold（BVS），已進入臨床應用，但在兒科領域，特別是需要大口徑（直徑8–20 mm）支架的CHD患者，仍面臨多項挑戰²。主要包括：

1. 大直徑支架的材料限制：現有聚合物（如PLLA）支架的強度不足以應對8～20 mm直徑的大血管需求。而合金支架（如鎂、鋅、鐵基底材）雖具較高機械強度，但仍須精確調控降解速度，以避免支架失效或早期斷裂¹。

2. 降解過程控制困難：金屬吸收性支架（如鎂基Magmaris、鐵基IBS Angel）與聚合物吸收性支架在降解時均可能釋放局部酸性或金屬離子，誘發過度發炎反應或內膜增生，進而影響長期通暢性³。

3. 臨床資料仍有限：目前關於生物降解支架在小兒CHD患者中的臨床經驗，多來自小型試驗或個案報告，如IBS Angel與Magmaris支架初步植入肺動脈狹窄、主動脈縮窄等案例，但長期隨訪數據仍不足¹。

4. 製造與遞送技術尚待突破：大型BDS需要足夠的機械強度與可擴張性，同時又要維持低輪廓（profile）以適合經皮遞送。現有以纖維捲繞（fiber winding）技術製成的大直徑支架（如DH-BDS）雖具潛力，但仍處於動物實驗與早期臨床評估階段²。

5. 生物相容性問題：某些金屬材料（如鐵、鋅、鎂）在降解過程中可能釋放金屬離子，對局部血管細胞造成潛在毒性或引發過度發炎反應³。

未來發展方向

未來可生物降解支架在先天性心臟病應用的發展，將聚焦於以下幾個面向：

1. 新材料研發：改良的金屬合金（Magmaris（鎂合金）和IBS Angel（鐵合金）這兩種新一代可降解金屬支架已嘗試應用於兒童病患，與高強度聚合物材料（如如雙向纏繞的高強度PLLA纖維DH-BDS）將是研究重點，以兼顧力學強度與生物降解性³。

2. 支架設計優化：採用雙向纏繞結構（如Illusicor™設計）來提升支架撓性與支撐力，同時減少植入後的彈性回縮與支架短縮問題²。

3. 客製化與個人化治療：運用三維列印與新型製造技術，為不同年齡層及病變類型的患者製作量身訂做的支架。利用先進纖維技術與3D列印達成大口徑、低輪廓支架設計⁴。

4. 臨床試驗與長期追蹤：針對兒科CHD患者進行更多臨床研究，驗證BDS在真實臨床情境中的安全性、有效性與最終生物降解行為³。

結語

可生物降解支架代表著未來先天性心臟病介入治療的重要趨勢，尤其對於需要隨成長調整血管大小的兒童患者而言更具革命性意義。儘管目前尚有諸多技術與臨床挑戰亟待克服，但隨著材料科學、製造技術與臨床經驗的持續累積，可望在未來幾年內真正實現安全、有效且可客製化的可生物降解支架應用，為兒童心臟病患帶來更好的預後與生活品質。

參考文獻

1. Welch TR, Nugent AW, Veeram Reddy SR. Biodegradable Stents for Congenital Heart Disease. Interv Cardiol Clin. 2019 Jan;8(1):81-94. doi: 10.1016/j.iccl.2018.08.009.
2. Wright J, Nguyen A, D'Souza N, Forbess JM, Nugent A, Reddy SRV, Jaquiss R, Welch TR. Bioresorbable Stent to Manage Congenital Heart Defects in Children. Materialia (Oxf). 2021 May;16:101078. doi: 10.1016/j.mtla.2021.101078. 
3. McLennan DI, Maldonado JR, Foerster SR, Handler SS, LaDisa JF Jr, Gudausky TM, Guillory RJ 2nd. Absorbable metal stents for vascular use in pediatric cardiology: progress and outlook. Front Cardiovasc Med. 2024 Jul 26;11:1410305. doi: 10.3389/fcvm.2024.1410305.
4. Enrong Chen, Xiji Qin, Zhihui Xiong, Xiaorong Cai, Xuejun Jin, Kun Sun, Jing Sun. 3D-printed poly(p-dioxanone)/graphene oxide composite bioresorbable stents for congenital heart disease treatment. International Journal of Bioprinting 2024, 10(6), 4530.

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