Tahdistimet ovat hengenpelastuslaitteita, jotka hallitsevat epänormaalia sydämen rytmiä, mutta eivät ole ilman komplikaatioita. Näistä verihyytymien muodostuminen laitteessa tai sen ympärillä.Toisuudet ovat merkittävä riski potilaan turvallisuudelle. Viimeaikaiset materiaalitieteen innovaatiot ovat johtaneet pitkälle kehitettyjen pinnoitteiden kehittämiseen, jotka vähentävät merkittävästi tromboottisia tapahtumia, parantavat biokompetenssia ja parantavat laitteen pitkäikäisyyttä. Tässä artikkelissa tarkastellaan sydämentahdistimeen liittyvän tromboosin ongelmaa, huipputason pinnoitteita, jotka on suunniteltu käsittelemään sitä, niiden hyötyjä, nykyistä näyttöä ja tulevia suuntia tällä nopeasti kehittyvällä alalla.

Ongelman tahdistin-assosioitunut Tromboosi

Tahdistintromboosi tapahtuu, kun verihyytymiä muodostuu laitteen johtaa tai pulssigeneraattori itse. Kliinisesti merkitsevän tromboosin ilmaantuvuus vaihtelee, mutta subkliininen verihyytymien muodostuminen on yleistä. Johtavat tutkimukset viittaavat siihen, että lyijyän liittyvä tromboosi voi esiintyä 30.50% potilaista, vaikka monet jäävät oireettomiksi. Kun hyytymät tulevat suuriksi tai emboliaksi, ne voivat aiheuttaa keuhkoembolian, paremman laskimon kammion oireyhtymän, aivohalvauksen tai laitteen toimintahäiriön, joka vaatii kirurgisen tarkistuksen.

Patofysiologiaan kuuluu plasmaproteiinien välitön adsorptio vieraalle pinnalle, verihiutaleiden kiinnittyminen, hyytymiskaskadin aktivointi ja tulehdusvasteet. Pintakarheus, materiaalin koostumus (esim. silikoni, polyuretaani), ja sähköympäristö kaikki vaikuttavat trombogeenisyyteen. Lisäksi potilastekijät, kuten hyytymishäiriöt, syöpä, tai aiempi tromboosi lisäävät riskiä. Näiden mekanismien ymmärtäminen on ajanut etsimistä pinnan muutoksia, jotka jäljittelevät luonnollista endoteelia ja estävät hyytymien muodostumisen aiheuttamatta systeemistä antikoagulaatiota.

Miten materiaalipinnoitetta Mitigate Tromboosi Riski

Kehittyneiden pinnoitteiden tarkoituksena on muuttaa tahdistimien pintaominaisuuksia proteiinin adsorption ja verihiutaleiden aktivoitumisen estämiseksi.

Hydrauliset pinnoitteet

Hydrauliset pinnoitteet. Kuten polyetyleeniglykoli (PEG) ja fosfori-koliini (PC) . Luo vettä sitova kerros laitteen pintaan. Tämä hydrattu . harja . vähentää proteiinien kiinnittymistä ja denaturaatio, mikä minimoi alustan verihiutaleiden sitomista. Fosforyylikoliini jäljittelee ulkokalvon punasolujen, joten se on erityisen bioyhteensopiva. Kliiniset tutkimukset hydrofiilipäällysteiset johtoja osoittavat vähentynyt fibroottinen kapselointi ja pienempi trombos muodostumista verrattuna päällystämätön johtoja. Nämä pinnoitteet myös vähentää kitkaa aikana lyijyä implantointi, parantaa toimituskykyä.

Antitromboottiset pinnoitteet

Antitromboottiset pinnoitteet sisältävät bioaktiivisia molekyylejä, jotka aktiivisesti estävät hyytymien muodostumista. Yleisin esimerkki on hepariinipinnoite, joka sitoo ja lisää antitrombiini III:a inaktivoimaan trombiinin. Hepariinilla päällystetyt tahdistinjohdot ovat olleet saatavilla vuosikymmeniä ja ovat hyvin dokumentoituja akuutin trombogeenisuuden vähentämiseksi. Kuitenkin pitkäaikainen teho saattaa hepariinin eluoitumisen tai heikentymisen vuoksi hepariinin ollessa heikentynyt. Viimeaikaisia lähestymistapoja ovat typpioksidi (NO) vapauttavat pinnoitteet. EI ole voimakas vasodilatori ja verihiutaleiden aggregaation estäjä. Pinnoitteet, jotka vapauttavat EI paikallisesti diatsenidiolia sisältävistä polymeereistä, ovat osoittaneet erinomaisia antitromboottisia vaikutuksia prekliinisissä malleissa ilman systeemisiä haittavaikutuksia.

Nanostrukturoitu ja biomimeettinen pinta

Nanorakenteiset pinnoitteet manipuloivat pintatopografiaa nanometrin asteikolla proteiinien adsorption estämiseksi samalla kun ne kannustavat endoteelisolujen kiinnittymistä. Esimerkiksi nanopilareilla tai uramaalauksilla mallinnetut pinnat voivat vähentää verihiutaleiden leviämistä. Biomimeettiset pinnoitteet menevät pidemmälle esittelemällä endoteelisoluspesifisiä ligandeja (esim. CD31, vaskulaarinen endoteelinen kadheriini) edistämään nopeaa endoteelisaatiota. Tämä elävä pinnoite muuntaa ulkomaisen pinnan natiivimaiseksi esteeksi. Tutkimus ... endotelisoluystävällisistä nanorakenteista on vielä alkuvaiheessa, mutta alkuaikoina ] in vivo tulokset osoittavat, että trombos-ala on vähentynyt ja patenssi paranee.

Muut lupaavat pinnoitteet

Kolmen ensisijaisen luokan lisäksi muut kehittyneet pinnoitteet ovat saamassa vetovoimaa:

  • Timantin kaltainen hiili (DLC):[] DLC-pinnoitteet ovat kovia, sileitä ja kemiallisesti inerttiä, mikä estää proteiinien adsorption ja verihiutaleiden kiinnittymisen. Niiden kestävyys tekee niistä sopivia pitkäaikaiseen implantaatioon, ja tutkimukset ovat osoittaneet DLC-päällysteisten johtojen trombuksen vähentyneen.
  • Huumetta puhdistavat pinnoitteet:[] Samankaltaisia kuin lääkkeetä stentit, nämä pinnoitteet vapauttavat antiproliferatiivisia aineita (esim. sirolimuusi, everolimuusi) tukahduttamaan paikallista kudosten liikakasvua ja tulehdusta, vähentäen epäsuorasti trombosloukkujen paikkoja. Yhdistelmäpinnoitteita, jotka vapauttavat sekä antitromboottisia että antiproliferatiivisia lääkkeitä, tutkitaan.
  • Fosforyylikoliinipohjainen bioinspiroitu ... pinnoitteet:[ Nämä täsmälleen toistavat solukalvojen lipidikoostumuksen ja ovat kaupallisesti saatavilla implantoitavissa laitteissa. Ne osoittavat poikkeuksellisen vähäistä proteiineihin sitoutumista ja niillä on vakiintunut turvallisuushistoria tahdistimen johtojen osalta.

Tromboosin lisäksi myös hyödyt

Kehittyneet pinnoitteet tarjoavat monipuolisia etuja. Ensinnäkin minimoimalla tromboosi, ne vähentävät tarvetta pitkän aikavälin suun antikoagulaatio, mikä vähentää verenvuotoriskiä. Toiseksi, parempi biokompetenssi johtaa vähemmän kuitumainen kapselointi, joka voi parantaa sähkötunnistus ja pacing kynnysarvot. Kolmanneksi, pinnoitteet kuten hydrofiiliset ne tekevät lyijyn uuttaminen helpompaa olisi tarkistettava, koska vähemmän kudosten kasvua tapahtuu. Neljänneksi, pinnoitteet, jotka edistävät endoteelisaatio voi vähentää riskiä infektio, koska terve endoteelikerros on vastustuskyky bakteerien kolonisaatio. Lopuksi, yleinen pitkäikäisyys laitteen voidaan laajentaa vähentämällä tulehdusta ja vieraiden kehon vaste, joka muuten heikentää materiaalien ajan mittaan.

Haasteet ja rajoitukset

Näistä eduista huolimatta pitkälle kehitettyjen pinnoitteiden laajalle levinnyt käyttöönotto on haaste. Pitkän aikavälin vakaus on ensisijainen huolenaihe.Monet pinnoitteet hajoavat tai delaminoituvat vuosien kuluessa kehossa. Esimerkiksi hepariinipinnoitteet menettävät aktiivisuuden hepariinin eluoituessa. Hydrauliset pinnoitteet saattavat muuttua tehottomammiksi, jos polymeerikerros erodistuu. Valmistus skaalautuvuus on toinen este, sillä kompleksisten lyijygeometrioiden yhtenäinen pinnoitussovellus on vaikeaa. Lisäksi immuunivaste pinnoitteille itsessään voi aiheuttaa granulooman muodostumista tai kroonista tulehdusta. Sääntely edellyttää tiukkaa pitkäaikaista kliinistä tietoa, joka on kallista ja aikaa vievää. Lopuksi pinnoitettavuus voi vaihdella potilaskohtaisten tekijöiden, kuten veren koostumuksen ja virtausolosuhteiden, kanssa, mikä tarkoittaa, ettei yksittäinen pinnoite toimi kaikille potilaille.

Nykyinen kliininen näyttö ja adoptio

Useita pitkälle kehitettyjä pinnoitteita on jo tullut kliiniseen käyttöön. Hepariinipäällysteiset johtolangat (esim. Medtronic Sprint Fidelis) otettiin laajalti käyttöön aikaisemmin, vaikka jotkin niistä myöhemmin peruttiin murtumien vuoksi, jotka eivät liity pinnoitteisiin. Nykyään monet valmistajat sisällyttävät fosforikoliinia tai muita nesteytettyjä pinnoitteita johtoihin. Kliiniset rekisterit osoittavat, että nämä päällystetyt johtolangat aiheuttavat vähemmän tromboosiin liittyviä komplikaatioita verrattuna niiden päällystämättömiin edeltäjiin. Satunnaistetut kontrolloidut tutkimukset, joissa verrataan erityisesti eri pinnoitteita, ovat harvinaisia. COMPANION-tutkimuksen uudet tiedot, jotka voivat seurata paikallista veren kemiaa ja vapauttaa antitromboottisia aineita, viittaavat siihen, että NO-reaseointipinnoitteet voivat vähentää eläinmalleissa trombos-aluetta yli 60% verrattuna kontrolliin.

Tulevaisuuden suunnat

Seuraava sukupolvi tahdistin pinnoitteet todennäköisesti integroida useita toimintoja. Älypinnoitteet sisältävät anturit voisi havaita varhaisen merkkejä hyytymien muodostumisen (esim., koholla trombiinitasot) ja reagoida vapauttamalla asianmukaisia aineita. Personoidut pinnoitteet räätälöity potilaalle. Personoitu pinnoitteet räätälöity hyytymisprofiili.Käyttämällä bioyhteensopivia polymeerejä ladattu räätälöityjä huume cocktaileja. Toinen lupaava suunta on käyttää endoteelikantasolun (EPC) capturing pinnoitteita, jotka valjastavat potilaan omat solut muodostaa elävä endoteelivuori. Tämä lähestymistapa on osoittautunut menestykseksi verisuonisiirreet ja on nyt mukautettu sydämen rytmilaitteet. Lopuksi, edistysaskeleet nanoteknologian voi mahdollistaa itsehoito pinnoitteet, jotka voivat korjata mikroskooppisia vikoja automaattisesti, säilyttää antitromboottiset ominaisuudet laitteen eliniän.

Päätelmä

Kehittyneet materiaalipinnoitteet ovat keskeinen edistysaskel sydämentahdistimen tromboosiriskin vähentämisessä. Luomalla pintoja, jotka ovat hydrofiilisiä, antitromboottisia tai biomimeettejä, nämä teknologiat vähentävät merkittävästi hyytymien muodostumista, parantavat biokompetenssia ja parantavat potilaiden tuloksia. Vaikka kestävyys- ja personoitu suorituskyky on edelleen haasteellinen, jatkuva tutkimus ja kliininen adoptio ovat tasaisesti voittamassa näitä esteitä. Tulevaisuudessa on lupaus älykkäistä, reagoivista pinnoitteista, jotka voivat vähentää tromboosia entisestään ja ehkä poistaa systeemisen antikoagulaation tarpeen kokonaan. Kentän kehittyessä on tärkeää tehdä yhteistyötä materiaalisten tutkijoiden, sydänlääkärien ja laitevalmistajien kesken.