动脉粥样硬化引起的下肢动脉闭塞性疾病(peripheral artery disease,PAD)严重损害患肢功能并威胁患者的生存质量,显著增加冠状动脉疾病、脑卒中、主动脉瘤和肾功能不全的风险。我国已快速进入老龄化社会,60岁以上老年人口将达2.21亿,PAD患病人群将达到4400余万人,PAD的预防和治疗工作已经刻不容缓。腔内治疗由于其微创的特点得到迅速发展,药涂球囊在冠状动脉原发狭窄和支架内再狭窄等方面取得了令人满意的结果,但其在下肢动脉狭窄性病变的实验研究和临床应用方面尚处于起步阶段。本研究从新型药涂球囊的药代动力学和安全性、有效性出发,探讨新型药涂球囊对PAD的治疗。本研究第一部分运用液相色谱-质谱联用技术,从不同扩张时间药涂球囊残药量、不同扩张时间药涂球囊扩张段血管壁药物含量、不同随访时间药涂球囊扩张段血管壁药物含量、不同随访时间血药浓度和不同随访时间主要脏器含药量等方面对新型药物涂层球囊进行体内药代动力学研究。结果显示:(1)不同扩张时间球囊残余药量:未扩张的球囊残药量为649.04±60.17μg,占球囊总载药量的86.08±7.98%,输送过程中损失占比为13.92±7.98%;球囊分别扩张60秒、180秒和300秒,球囊残药量分别为63±9.14μg,62.71±12.87μg和62.94±19.09μg,分别占球囊总载药量的 8.36±1.21%、 8.32±1.71% 和8.35±2.53%; (2)不同扩张时间药涂球囊扩张段血管壁药物含量:药涂球囊分别扩张60秒、180秒和300秒,血管壁药物含量分别58.91±28.08μg/g,272.9±127.9μg/g和317.2±72.76μg/g; (3)不同随访时间药涂球囊扩张段血管壁药物含量:药涂球囊均扩张180秒,术后1小时、术后24小时、术后3天和术后7天的血管壁含药量分别为272.9±127.9μg/g,127.9±65.14μg/g ,33.43±20.31μg/g和13.56±5.89μg/g; (4)不同随访时间血药浓度:血液药物浓度术后1小时、术后6小时、术后12小时、术后3天、术后7天分别为17.21ng/ml、19.50 ng/ml、22.33 ng/ml、30.67ng/ml、42.82ng/ml 和 31.38ng/ml;(5)不同随访时间主要脏器单位组织重量药物含量:术后1小时、24小时、3天和术后7天,心脏组织中单位重量药物含量分别为26.89 ng/g、392.78 ng/g、231.41 ng/g和 176.95 ng/g,肝脏组织中含药量分别为 23.2 ng/g、425.12 ng/g、221.69 ng/g 和 239.26 ng/g,脾脏组织含药量分别为 35.54 ng/g、425.47 ng/g、206.90 ng/g 和 194.03 ng/g,肺脏组织含药量分别为 886.96 ng/g、955.35 ng/g、217.16 ng/g和253.36 ng/g。上述结果提示此款新型药物涂层球囊能够实现药物的快速有效释放。第二部分采用猪外周动脉狭窄模型,运用定量血管造影、光学相干断层成像、病理学评价和扫描电镜等方法,从器械相关不良事件、主要脏器和外周组织总体评价、内皮化程度等方面对新型药物涂层球囊的安全性进行评价,从管腔丢失、血管狭窄百分率、新生内膜等方面对新型药物涂层球囊的有效性进行评价。安全性评价结果显示:(1)所有实验动物均未发生与器械相关的不良事件未发生肢体发绀、跛行、急性血栓、远端栓塞、严重夹层、血管破裂和器材折断等情况;(2)所有实验动物的主要脏器和外周组织总体评价和组织学损伤评价未现异常;(3)扫描电镜显示,28天时药涂球囊组内皮化程度弱于普通球囊组,90天时两组均已完全内皮化,内皮细胞排列规则,细胞间连接紧密。上述结果提示此款新型药物涂层球囊具有良好的安全性。有效性评价结果显示:(1)定量血管造影,随访28天时普通球囊组和药涂球囊组管腔丢失分别为1.29±0.68mm和1.05±0.87mm,两组血管狭窄百分率分别为24.34±11.95%和21.12±16.70%,90天时两组管腔丢失分别为1.19±0.51mm和1.01±0.29mm;血管狭窄百分率分别为24.71 ±7.98%和22.97±7.61%; (2)光学相干断层成像显示,两组内膜均完全覆盖支架,随访28天和90天时普通球囊组内膜增生较药涂球囊组明显;(3)组织病理学结果显示,随访28天和90天时普通球囊组和药涂球囊组均已形成完整内膜,普通球囊组较药涂球囊组内膜增生明显。上述结果提示,此款新型药涂球囊在动物实验中表现出良好的有效性趋势。本研究通过动物实验提供了新型药涂球囊治疗下肢动脉闭塞性病变的药代动力学数据和疗效数据,证明此款药物涂层球囊能够实现药物的快速有效释放并且显示出良好的有效性趋势。