心血管疾病是全球主要的健康问题。影响动脉和静脉正常血流的各种并发症，如中风、静脉血栓形成、血管破裂和冠状动脉疾病，通常需要进行血管治疗。然而，现有的血管支架设备通常需要复杂且侵入性的部署程序，因此有必要探索新型材料和制造技术，使这些医疗设备能够更自然地与人体协同工作。此外，开发患者特异性的、可自适应部署的血管支架对于进一步推进微创心血管疗法至关重要，使血管治疗对患者和医疗提供者来说更加安全且负担更小。
在一项创新突破中，由日本早稻田大学先进科学与工程研究生院的Shinjiro Umezu教授领导的日本和中国研究团队成功开发了一种新型4D打印血管支架，该支架在体温下能够自然扩张，无需外部加热，可能实现更安全、侵入性更小的治疗。
该团队还包括来自早稻田大学的Yannan Li、Yifan Pan、Chaolun Xu、Jianxian He、Jingao Xu、Kewei Song博士和Ze Zhang博士，来自日本东京大学的Chikahiro Imashiro教授和Kayo Hirose博士，来自中国东南大学的Chen Gao博士，来自华南理工大学的Junbo Jiang博士，以及来自中国安徽医科大学的Runhuai Yang教授。他们的新发现已于2026年1月15日在线发表在《先进功能材料》期刊上。
在这项研究中，研究人员利用基于聚己内酯的形状记忆聚合物复合材料，通过投影微立体光刻4D打印技术制造了微结构冠状动脉支架。该技术利用紫外线创建具有高分辨率特征的微米级物体。科学家们使用该技术创建了这种微冠状动脉支架。值得注意的是，他们通过使用邻苯二甲酸二乙酯作为增塑剂，将热转变温度精确调节至约37°C，从而无需外部加热即可实现快速自动形状恢复。
有限元模拟和粘弹性应力松弛模型证实，所开发的支架在机械柔韧性和径向强度之间取得了显著平衡，并展示了长期的生物力学相容性。此外，使用人脐静脉细胞进行的体外研究表明其具有优异的细胞相容性，而在小鼠体内植入实验表明其具有临床应用潜力。
Umezu教授指出了他们这种创新的下一代技术的巨大潜力。"我们的工作为具有可编程力学、智能部署、与人体更平滑整合以及减少复杂程序需求的下一代自适应血管支架提供了一个强大平台，为解剖结构复杂的血管结构中的个性化治疗提供了巨大潜力。"
目前的工作可能有助于解决血管治疗中的挑战，并可应用于其他可植入医疗设备。本研究中开发的冠状动脉支架展示了高操作可行性和工程可控性。这些优势还展示了针对不同患者群体的高度可调和个性化支架制造。研究结果展示了一种血管植入物开发的通用方法，在临床转化方面具有重要意义。
"因此，我们的研究可能有助于未来用于微创手术的血管支架技术，可能简化部署并减少对额外设备的需求。相同的方法可能适用于其他旨在响应人体自然环境的可植入医疗设备，"Umezu教授强调。
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