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，通常需要血管治疗。然而，现有的血管支架设备往往需要复杂、侵入性的部署程序，因此有必要探索新型材料和制造技术，使这些医疗器械能够更自然地与人体协同工作。此外，开发患者特异性、可自适应部署的血管支架对于进一步推进微创心血管治疗至关重要，使血管治疗对患者和医疗保健提供者来说更安全、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上出慎二(Shinjiro Umezu)教授领导的日本和中国研究团队，成功开发出一种新型4D打印血管支架，该支架在体温下会自然扩张，无需外部加热，从而可能实现更安全、侵入性更小的治疗。
该团队还包括来自早稻田大学(Waseda University)的李艳南(Yannan Li)、潘一凡(Yifan Pan)、徐朝伦(Chaolun Xu)、何建贤(Jianxian He)、许景奥(Jingao Xu)、宋克伟(Kewei Song)博士和张泽(Ze Zhang)博士，来自日本东京大学(The University of Tokyo)的今城智宽(Chikahiro Imashiro)教授和广濑香代(Kayo Hirose)博士，来自中国东南大学(Southeast University)的高晨(Chen Gao)博士，来自华南理工大学(South China University of Technology)的江俊波(Junbo Jiang)博士，以及来自安徽医科大学(Anhui Medical University)的杨润怀(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》(Advanced Functional Materials)杂志上。
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(projection micro-stereolithography)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型物体。科学家们使用此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(diethyl phthalate)作为增塑剂，精确地将热转变温度调节至约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确认，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，并表现出长期的生物力学顺应性。此外，虽然使用人脐带细胞进行的体外研究展示了优异的细胞相容性，但在小鼠体内进行的植入实验表明其具有临床应用潜力。
上出教授指出了他们创新的下一代技术的巨大潜力。"我们的工作为下一代自适应血管支架提供了强大平台，具有可编程力学、智能部署、与人体更顺畅的整合以及减少复杂程序的需求，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，并可用于其他可植入医疗设备。本研究中开发的冠状动脉支架突显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支架高度可调和个性化制造。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巨大潜力。
"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，"上出教授强调道。
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