顶刊突破!可降解+体温自展开4D打印智能血管支架问世

近日，东南大学、华南理工大学联合日本科研团队，在国际材料科学顶刊《Advanced Materials》发表4D打印智能血管支架的最新研究成果。论文题目为《Adaptive 4D-Printed Vascular Stents With Low-Temperature-Activated and Intelligent Deployment》该支架以形状记忆聚合物为核心材料，实现“37℃体温激活自展开”的突破性功能，兼具自适应血管壁、全降解、低血栓、低损伤等优势，针对传统血管支架的临床痛点形成精准突破，为血管介入治疗提供了全新技术路径。

本次发表的4D打印智能血管支架，核心优势在于“智能响应+生物兼容+临床适配”，所有数据均来自顶刊论文及前期专利披露，具体如下：

核心材料与制备数据

核心材料：采用ε-己内酯和环糊精的聚合产物经丙烯酰化改性得到的可降解形状记忆聚合物，环糊精中的羟基与ε-己内酯的摩尔比为1:40~100，经丙烯酰化改性后引入丙烯酰基，提升材料形状记忆性能与可打印性。

制备工艺：采用直写式3D打印+紫外光固化工艺，打印针头选用27号或30号，打印层数为4~7层，单层层高0.05~0.1mm，打印速度3~5mm/s；紫外光波长选用254nm或365nm，强度8~20mW/cm²，光固化时间30s~2min，最终成型支架精度达±0.01mm。

支架规格：适配内径≤6mm的中小血管（重点针对下肢中小血管、冠脉分支血管），支架长度5~20mm，可根据血管解剖结构定制化打印，适配不同患者的血管变异需求。

核心功能数据

形状记忆功能：激活温度精准匹配人体体温（37±0.5℃），无需额外能量刺激，植入体内后10秒内完成自展开，展开准确率100%（动物试验数据）；折叠状态下直径仅为展开状态的1/3，可通过2F微导管微创植入，大幅降低血管穿刺损伤。

自适应性能：支架展开后可根据血管壁形态自适应贴合，贴合度达98%以上，径向支撑力为8~12N，既能提供足够支撑力防止血管回缩，又能避免过度压迫血管壁（传统支架径向支撑力波动较大，易导致血管损伤）。

可降解性能：体内降解周期为12~24个月，降解速率可控（可根据血管修复进度调整材料配比），降解产物为二氧化碳和水，可完全被人体代谢，无残留、无毒性；降解过程中力学性能逐步衰减，与血管修复进度同步，避免“支架残留导致的远期血栓、血管狭窄”。

安全性数据：动物试验12个月随访显示，血栓发生率仅2.3%（传统可降解支架血栓发生率约8.7%），血管损伤发生率1.8%（传统支架约7.2%）；材料血液相容性优异，溶血率≤2%（国家标准≤5%），细胞毒性等级为1级（无细胞毒性），无明显炎症反应。

载药优化：支架可负载抗血小板、抗炎药物，药物负载量为100~120μg/cm²，药物缓释周期达30天，可进一步降低术后血栓与炎症风险，提升血管远期通畅率。

与传统支架的核心差异

与传统金属裸支架对比：金属裸支架无降解性能，远期血栓发生率约11.3%，血管再狭窄率约15.6%；本次4D打印支架血栓发生率2.3%、再狭窄率3.1%，且无金属残留，避免远期血管损伤。

与药物洗脱金属支架对比：后者虽能降低再狭窄率（约6.8%），但金属残留仍会导致远期血栓风险（约7.5%），且无法适配血管解剖变异；本次支架再狭窄率3.1%、血栓发生率2.3%，可定制化打印，适配复杂血管形态。

与第一代可降解聚合物支架对比：第一代支架无形状记忆功能，需借助球囊扩张展开（易损伤血管壁），降解周期不稳定（8~36个月），且无法自适应血管壁；本次支架无需球囊扩张，自展开响应快，降解周期可控，贴合度高，血栓与损伤风险大幅降低。

2025年全球血管支架市场规模约120亿美元，年复合增长率约6.8%；其中可降解血管支架市场规模约18亿美元，占比15%，年复合增长率达27.3%，增速显著高于整体市场，反映出可降解支架的临床需求快速提升。2025年中国血管支架市场规模约280亿元人民币，其中高分子生物可吸收支架市场规模12.8亿元，较2024年增长36.2%，远高于冠脉介入器械整体市场11.5%的平均增幅；2026年预计达17.4亿元，年增长率35.9%，延续高位增长态势。下肢中小血管支架、冠脉分支血管支架为核心缺口市场，目前临床常用支架适配性较差，再狭窄率偏高，本次4D打印智能支架精准适配该细分场景，预计上市后可快速抢占市场份额。

目前全球4D打印血管支架领域仍处于研发阶段，暂无成熟产品上市；国际巨头（美敦力、雅培、波士顿科学）均在布局相关技术，聚焦可降解材料与智能响应功能，预计2028-2029年推出相关产品，本次中国团队的研究成果，与国际巨头处于同一起跑线。

国内企业（乐普医疗、微创医疗、先健科技、科凯生命科学等）主要聚焦第一代可降解聚合物支架，2025年乐普医疗NeoVas占据国内可吸收支架市场52.3%的份额，先健科技IBSAngel占比23.6%；4D打印支架领域，仅有少数团队开展研发，本次东南大学联合团队的成果，处于国内领先水平，但尚未进入临床阶段，与已上市的第一代可降解支架相比，仍需完成临床试验、技术转化等环节。

本次成果目前仍处于基础研究与动物试验阶段，与临床应用存在一定距离；核心短板在于：长期临床数据不足（动物试验随访12个月，人体临床需随访3-5年）、规模化生产工艺尚未成熟、核心生产设备（高精度4D打印机）部分依赖进口，且尚未形成完善的产业化体系。

参考资料：《Advanced Materials》2026年1月15日论文、国家发明专利（CN 112126075 B）、2026年中国高分子生物可吸收支架行业市场规模预测报告、器械魔方、东南大学科研处公告