形狀記憶聚合物作為刺激-響應的高分子智能材料，由于相較于形狀記憶合金與形狀記憶陶瓷，具有更好的生物相容性、更高的可調控性、更強的形變恢復能力與生物降解性而在生物醫療領域的研究應用如火如荼。本文介紹了形狀記憶聚合物的結構原理，并在此基礎上總結其在血管疾病治療，尤其血管腔內治療方面的應用；同時展望形狀記憶聚合物的相關技術問題及未來方向，隨著加工技術和材料的不斷發展，可以預見形狀記憶聚合物在醫學領域的應用將更加廣泛。
引用本文： 周晏儀, 李兆龍, 張耀明, 何文揚, 屈睿升, 崔超強, 周棟. 形狀記憶聚合物在血管腔內治療中的應用與發展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2020, 27(11): 1362-1366. doi: 10.7507/1007-4848.20201054 復制
形狀記憶聚合物（shape memory polymer，SMP）具有初始形狀且在一定的條件下改變其初始條件并固定后，通過外界的刺激（光、熱、磁、水等）還可自發進行調節恢復初始形狀[1]。擁有良好生物相容性、力學性能且可降解的 SMPs 在醫學領域有著廣泛的應用價值[2-3]，如細胞組織支架[4]、骨科修復支架[5]、血管支架、藥物載體[6]、手術器械[7]等。我們將對 SMPs 的現況進行詳細闡述，并針對 SMPs 在血管腔內治療領域的發展與面臨的問題做出總結。
1 形狀記憶聚合物的發展
1.1 形狀記憶聚合物的定義與優勢
智能材料作為繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第 4 代材料，能感知、判斷外部刺激并進行結構形狀變化，使功能材料和結構材料之間的界線漸漸模糊，實現了結構的功能化、功能的多樣化。SMPs 作為智能材料的一種，是由硬鏈段作為固定相，軟鏈段作為可逆相構成的，可以響應外界的刺激作用（如熱、電、濕度、磁、pH 等）并主動隨時間變化進行結構形狀的轉變，這種變化稱為形狀記憶效應（SME）[8-9]。相對于其它形狀記憶材料，SMPs 具有密度低（1.0～1.3×103 kg/m3）、可響應多種刺激、形狀恢復率高、易加工、可著色（透明）、價格低廉的優點[10-11]，且通過對形狀記憶聚合物進行化學修飾還可以實現生物相容性和生物降解性。而熱響應形狀記憶聚合物（thermally induced shape memory polymer，TSMP）以其溫度變化容易控制和非侵入性刺激方式的優勢在醫療領域占主導地位。如 2009 年 Goraltchouk 等[12]發明了一種 SMP 自保持縫線無需手動打結即可拉緊，更利于在解剖學上較小或較深的部位（如耳鼻腔內、骨盆、縱隔）傷口的縫合；Zarek 等[13]在 2017 年利用熱塑性 SMP-甲基丙烯酸聚己內酯打印了氣管支架，使得支架口徑更小，侵襲性更低，大大減小了術中創傷。
1.2 形狀記憶聚合物的編制方式
對于簡單的膜狀、管狀結構，常用模具法、靜電紡絲法來制備，其中靜電紡絲技術通過使聚合物溶液帶上高壓靜電形成噴射細流，帶電的溶液射流拉伸細化、溶劑蒸發，留下聚合物沉積于基布上，以此來制備納米纖維膜。這種方式簡單易操作，還可模擬人體細胞外基質的微觀結構[14]、提供多孔結構，為組織再生提供良好的環境，但是產量低、可用材料有限且可控性較差。血管網絡具有復雜的結構，如多分支、曲度，更有個別患者存在解剖結構畸形，這些特點對材料的制備適應帶來了巨大的挑戰。然而隨著工藝技術的不斷精進，增材制造即 3D 打印帶來了曙光。3D 打印[15]在 1980 年由查爾斯赫爾首先提出，是以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將材料逐層堆積，制造出實體物品的技術。隨后在 3D 打印的基礎上參入時間維度，賦予產物能隨時間變化的動態性能的 4D 打印首次在 2013 年由美國麻省理工學院 Tibbits 團隊[16]提出。4D 打印由于速度快、無需模具可以實現個性化定制、精確可控且能夠打印復雜的結構而廣泛應用于航空航天、電氣自動化、機器人、生物醫療等領域[17-18]。通過對 SMPs 的特性及其對刺激的響應的深入探索，4D 打印可以被用來精確地制造一個預制的尺寸，并在接受刺激的響應后轉換和/或恢復其預定的形狀，減小了植入時的創傷，為生物醫學領域進行個性化訂制、快速編造復雜結構奠定了技術基礎。
2 形狀記憶聚合物在血管腔內治療中的應用
2.1 血管介入治療的回顧與發展
隨著現代醫學的不斷發展，外科手術方式開始從復雜的開放術式向微創的腔內術式過渡，其中通過血管進入人體任意一個器官組織是常見的方式，早在 1953 年 Seldinger 進行了皮下的血管介入手術的首次嘗試后，血管腔內治療飛速發展。
對于要求血管再通的疾病經皮腔內血管成形術（PTA）操作簡便，近期效果好，是安全有效的首選方法[19]，但術后一系列修復反應可導致血管再狹窄，為了降低再狹窄率，藥物洗脫球囊（DEB）應運而出，但是球囊擴張后仍存在動脈管壁的回縮，因此支架進入了介入治療的舞臺。血管腔內支架技術的應用在外周血管疾病診療中具有劃時代的意義，但支架的組織相容性、徑向支撐力、血栓形成再狹窄等依舊制約著支架技術的發展，從而有學者將目光逐漸聚焦于 SMPs 支架及用于腔內減容的 SMPs 取栓系統。尤其 SMPs 支架，能明顯減輕宿主創傷、降低宿主對移植物的反應，增加血管再通率，適合工業化生產，具有可觀的發展前景。而對于要求血管栓塞的疾病栓塞系統可以導致凝塊從而阻塞、穩定血管。目前常用的多是鉑或鈦組成的金屬圈，很可能導致炎癥、血管穿孔和內漏等問題并需要再次修復血管，而 SMPs 栓塞系統顯著改進了傳統器材的不足。
下面我們將詳細介紹 SMPs 在血管腔內治療領域的主要用途及目前常用的材料、打印方式和刺激模式。
2.2 形狀記憶聚合物在血管腔內的應用
2.2.1 血管支架
血管支架作為血管腔內治療的基本應用，具有療效確切、創傷較小等優勢，SMPs 使其在植入之前可以先變形縮小，支架更小更緊湊，待定位靶血管后再將其擴展成精確的幾何形狀[13]，進一步減小了血管入路的損傷，且為現有支架難以到達的小口徑血管提供了可用的新型支架制造思路。更有部分 SMPs 具有可降解性，不僅可在短時間內提供足夠的力學支撐，維持血管的形態，避免球囊擴張后彈性回縮；又可在體內環境下降解，支架植入后宿主細胞持續滲入基質，產生膠原蛋白、彈性蛋白及蛋白多糖等成分，替代支架材料最終形成一個包含自體細胞的功能化新血管[20]，從而避免由于永久異物存在造成的一系列晚期并發癥[21]，為靶血管重建創造了良好的條件。
常見的 SMPs 有聚己內酯（PCL）、聚乳酸（PLA）、聚氨酯（PU）、聚降冰片烯、交聯聚乙烯等，其中 PCL、PLA、PU 因為同時具有較好的支撐延伸性能、良好的生物相容性和生物降解性，目前已廣泛應用于各種組織工程領域。Shin 等[22]在 2019 年結合 94% PCL 與 6% 聚甲基丙烯酸縮水甘油酯制造了一種熱響應的擴張型血管支架，當溫度在體溫（35℃～40℃）時支架感受刺激發生形變并立即完成支架的整個擴張，這種自展支架無需額外的刺激驅動，個體體溫即可實現支架的展開成形；2018 年 Huang 等[23]利用 E-jet 打印與靜電紡絲技術制造了 PCL 與聚乙二醇混合的三層仿生血管支架，完好地模擬了天然血管獨特的結構，可以促進細胞的生長和浸潤，為原位組織工程提供了良好的替代材料；Wei 等[24]在 2017 年將磁性 Fe3O4 納米顆粒融入 PLA 中并利用直寫式打印出磁響應的形狀記憶支架，Fe3O4 納米顆粒賦予了 PLA 磁驅動的能力，并且使得結構在磁場刺激下 10 s 內完成形變，類似于熱響應 SMP，利用磁引發結構變形也不需要額外的侵入性刺激，是一種用于醫學的理想刺激方式；Zheng 等[25]在 2017 年利用 PCL 混合碳酸丙烯酯制備了一種在 37℃ 變形的熱響應小口徑螺旋形支架，具有良好的生物相容性滿足醫學應用的要求；PU 相較于以上兩種 SMPs 具有稍高的細胞毒性，而 Zhang 等[26]在 2018 年將 PU 與 PU 納米顆粒相結合，利用納米顆粒在 PU 膜上形成的微圖案仿生天然血管內皮凹凸不平的結構，明顯降低了 PU 細胞毒性且減小了血小板黏附。血管形態多樣，分支的存在是必然的，目前針對分支血管的支架置放是由兩個獨立的支架分別被送到目標位置并固定，2018 年 Kim 等[27]運用“剪紙藝術”以 PU 為原料打印了一種分支支架，打印的結構能在 1 min 內完全展開、進入并貼合“Y”型分支血管模型，使血流再通。雖然這款支架目前管壁較厚且未明確生物相容性，但是為未來血管支架的多形性構造開拓了道路；2011 年 10 月，世界上首個生物可降解藥物洗脫支架—利用 PLA 為材料編制的 Abbott 心臟冠狀動脈支架 Absorb 正式通過歐洲統一（CONFORMITE EUROPEENNE，CE）、美國藥品與食品監督管理局（FDA） 批準投入到臨床使用。然而 2016 年的一篇 Meta 分析[28]。匯總了此前 3 738 例患者的 1 年隨訪結果，認為 Absorb 可能會增加支架內血栓的風險可以看出當理想的材料切實要應用于臨床時，還需要長時間隨訪觀察，不斷改進優化明確其安全性與有效性。
2.2.2 血管栓塞系統
理想的栓塞材料應該具備下述特點：無毒、具有良好的生物相容性；容易輸送、不易移位或破碎、根據不同需求可以降解、常見成像方式下可見［如 X 線、CT、磁共振成像（MRI）等］、可以作為一種治療的運載方式[29]。目前常用的栓塞系統包括機械栓塞、顆粒栓塞、液體栓塞，主要用于血管的永久性封堵且晚期并發癥多。SMPs 泡沫具有密度低、形態可控、高容積膨脹的能力，可以產生更均勻的血凝塊使血管充分填充，從而明顯改善栓塞效果、降低血管穿孔、內漏等并發癥的幾率。此外泡沫的固有回聲性能允許 SMPs 泡沫在孕產婦和隨訪患者中利用超聲成像，顯著減少患者因透視而受到的輻射。Wong 等[30]制備了一種以聚乳酸羥基乙酸共聚物為核心，聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠為覆膜的水、熱雙響應線圈，當栓塞系統進入人體預定位置之后，感受到血液與體溫的刺激可在 2 min 內完成形變，核心的卷曲與凝膠的膨脹使血管能完全被栓塞；Landsman 等[31]利用鉑/銥混合鎳/鈦金屬線圈為核心穿過 PU 泡沫制成熱響應的泡沫彈簧圈栓塞系統，在 20 min 內線圈即可卷曲膨脹并在 270 s 內完成血管的完全閉塞、血流封堵。此外該泡沫系統在超聲下可見，能夠有效減小患者因透視而產生輻射量；Singhal 等[32]利用 PU 為材料制備了一種泡沫大小均勻、可降解的熱響應泡沫栓塞劑，并成功在豬體內得到驗證；在 2017 年，Shape Memory Medical 公司生產的低密度聚氨酯泡沫栓塞系統獲得了 FDA、CE 批準上市，其泡沫的孔徑、大小被編制成可以適應一系列性能范圍的材料，可以用于多種臨床情況；解麗娟等[33]將磁性 Fe3O4 顆粒與 PU 融合制備了磁響應形狀記憶 PU 泡沫栓塞劑，并對其生物相容性與形狀記憶性能做了評估，符合醫療器械國家標準中關于栓塞材料的應用要求，且實現了對器械的遠程操作，對栓塞材料的發展具有重要意義。
2.2.3 其它
SMPs 在血管疾病的治療中除了最常見的支架系統與栓塞系統，還有諸多的應用。如腔內減容—取栓系統，Small 等[34]以鎳鈦金屬絲為芯包裹熱固型氨基甲酸乙酯作為一種微型驅動器，將金屬通上電流并利用焦爾熱使驅動器從直變為預先設定的螺旋形狀進行血栓的提抓，再將電流關閉使溫度下降，驅動器螺旋形保持固定以確保血栓清除過程中的穩定性；針對患有慢性靜脈疾病的患者，Kumar 等[35]利用熱響應 PU 和尼龍絲組成的混紡線絲編織了一種熱響應彈力襪，在 30℃ ～50℃ 之間其應力可以隨溫度升高而提高，以此來不斷修正并維持治療壓力；在透析通路中，動靜脈造瘺患者每周數小時透析時體內的針頭造成血液湍流強度增加 5～6 倍[36]，對內膜異常增生和隨后狹窄病變導致的流量下降乃至失效影響巨大。Ortega 等[37]利用 TSMP 剪裁了一種符合流體動力學的透析針適配物，在感受溫度刺激后擴展成孔徑遠大于針孔的筒形，大大減少了溶血和血管通路的阻塞，且在透析完成后適配物還可經針頭回收，在透析治療中擁有巨大的前景。
3 形狀記憶聚合物在血管腔內治療的前景與挑戰
SMPs 是用于生物醫療的理想材料，其制備的產品可構筑多孔的結構，適合細胞的黏附增殖與物質交換；同時對聚合物進行改性可以添加功能有機、無機材料而賦予優異性能。在血管疾病治療方面有助于突破解剖結構限制的手術禁忌證（如小血管、低流量、畸形、多分支）、減輕介入器材相關的血管內壁損傷（如大直徑鞘管、金屬移植物相關炎癥）、預防并減少晚期并發癥（如支架斷裂、內膜異常增生、栓塞劑移位）等限制性瓶頸，具有重大的社會效益和廣闊的應用前景。但是將研發產物投入到臨床使用仍面臨一系列的問題需要解決。
（1）SMPs 在同時滿足力學性能、形狀記憶效果與生物相容性平衡方面道阻且長，擁有較好生物相容性的材料力學性能相對較差，雖然可以通過設計獲得較高的支撐力，但目前對結構的精準設計還沒有明確的標準與模式。
（2）在植入人體后，生物的體液環境、pH 值等都會對材料形狀記憶的效果產生影響，因此生物系統復雜的內環境變化應考慮到結構設計方案中，否則產物最終有效性難以預測。
（3）對于 SMPs 的降解性能若不能較好控制，無論較長或較短均不利于組織修復再生，伴隨著材料的降解，還會存在結構突然坍塌、機械性能突降和產生多余副產物等問題。
利益沖突：無。
作者貢獻：周晏儀匯總分析、撰寫論文；李兆龍修改核定論文；張耀明在高分子材料部分進行指導、修改論文；屈睿升、何文揚、崔超強進行血管腔內材料應用收集；周棟制定課題方案與計劃。
形狀記憶聚合物（shape memory polymer，SMP）具有初始形狀且在一定的條件下改變其初始條件并固定后，通過外界的刺激（光、熱、磁、水等）還可自發進行調節恢復初始形狀[1]。擁有良好生物相容性、力學性能且可降解的 SMPs 在醫學領域有著廣泛的應用價值[2-3]，如細胞組織支架[4]、骨科修復支架[5]、血管支架、藥物載體[6]、手術器械[7]等。我們將對 SMPs 的現況進行詳細闡述，并針對 SMPs 在血管腔內治療領域的發展與面臨的問題做出總結。
1 形狀記憶聚合物的發展
1.1 形狀記憶聚合物的定義與優勢
智能材料作為繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第 4 代材料，能感知、判斷外部刺激并進行結構形狀變化，使功能材料和結構材料之間的界線漸漸模糊，實現了結構的功能化、功能的多樣化。SMPs 作為智能材料的一種，是由硬鏈段作為固定相，軟鏈段作為可逆相構成的，可以響應外界的刺激作用（如熱、電、濕度、磁、pH 等）并主動隨時間變化進行結構形狀的轉變，這種變化稱為形狀記憶效應（SME）[8-9]。相對于其它形狀記憶材料，SMPs 具有密度低（1.0～1.3×103 kg/m3）、可響應多種刺激、形狀恢復率高、易加工、可著色（透明）、價格低廉的優點[10-11]，且通過對形狀記憶聚合物進行化學修飾還可以實現生物相容性和生物降解性。而熱響應形狀記憶聚合物（thermally induced shape memory polymer，TSMP）以其溫度變化容易控制和非侵入性刺激方式的優勢在醫療領域占主導地位。如 2009 年 Goraltchouk 等[12]發明了一種 SMP 自保持縫線無需手動打結即可拉緊，更利于在解剖學上較小或較深的部位（如耳鼻腔內、骨盆、縱隔）傷口的縫合；Zarek 等[13]在 2017 年利用熱塑性 SMP-甲基丙烯酸聚己內酯打印了氣管支架，使得支架口徑更小，侵襲性更低，大大減小了術中創傷。
1.2 形狀記憶聚合物的編制方式
對于簡單的膜狀、管狀結構，常用模具法、靜電紡絲法來制備，其中靜電紡絲技術通過使聚合物溶液帶上高壓靜電形成噴射細流，帶電的溶液射流拉伸細化、溶劑蒸發，留下聚合物沉積于基布上，以此來制備納米纖維膜。這種方式簡單易操作，還可模擬人體細胞外基質的微觀結構[14]、提供多孔結構，為組織再生提供良好的環境，但是產量低、可用材料有限且可控性較差。血管網絡具有復雜的結構，如多分支、曲度，更有個別患者存在解剖結構畸形，這些特點對材料的制備適應帶來了巨大的挑戰。然而隨著工藝技術的不斷精進，增材制造即 3D 打印帶來了曙光。3D 打印[15]在 1980 年由查爾斯赫爾首先提出，是以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將材料逐層堆積，制造出實體物品的技術。隨后在 3D 打印的基礎上參入時間維度，賦予產物能隨時間變化的動態性能的 4D 打印首次在 2013 年由美國麻省理工學院 Tibbits 團隊[16]提出。4D 打印由于速度快、無需模具可以實現個性化定制、精確可控且能夠打印復雜的結構而廣泛應用于航空航天、電氣自動化、機器人、生物醫療等領域[17-18]。通過對 SMPs 的特性及其對刺激的響應的深入探索，4D 打印可以被用來精確地制造一個預制的尺寸，并在接受刺激的響應后轉換和/或恢復其預定的形狀，減小了植入時的創傷，為生物醫學領域進行個性化訂制、快速編造復雜結構奠定了技術基礎。
2 形狀記憶聚合物在血管腔內治療中的應用
2.1 血管介入治療的回顧與發展
隨著現代醫學的不斷發展，外科手術方式開始從復雜的開放術式向微創的腔內術式過渡，其中通過血管進入人體任意一個器官組織是常見的方式，早在 1953 年 Seldinger 進行了皮下的血管介入手術的首次嘗試后，血管腔內治療飛速發展。
對于要求血管再通的疾病經皮腔內血管成形術（PTA）操作簡便，近期效果好，是安全有效的首選方法[19]，但術后一系列修復反應可導致血管再狹窄，為了降低再狹窄率，藥物洗脫球囊（DEB）應運而出，但是球囊擴張后仍存在動脈管壁的回縮，因此支架進入了介入治療的舞臺。血管腔內支架技術的應用在外周血管疾病診療中具有劃時代的意義，但支架的組織相容性、徑向支撐力、血栓形成再狹窄等依舊制約著支架技術的發展，從而有學者將目光逐漸聚焦于 SMPs 支架及用于腔內減容的 SMPs 取栓系統。尤其 SMPs 支架，能明顯減輕宿主創傷、降低宿主對移植物的反應，增加血管再通率，適合工業化生產，具有可觀的發展前景。而對于要求血管栓塞的疾病栓塞系統可以導致凝塊從而阻塞、穩定血管。目前常用的多是鉑或鈦組成的金屬圈，很可能導致炎癥、血管穿孔和內漏等問題并需要再次修復血管，而 SMPs 栓塞系統顯著改進了傳統器材的不足。
下面我們將詳細介紹 SMPs 在血管腔內治療領域的主要用途及目前常用的材料、打印方式和刺激模式。
2.2 形狀記憶聚合物在血管腔內的應用
2.2.1 血管支架
血管支架作為血管腔內治療的基本應用，具有療效確切、創傷較小等優勢，SMPs 使其在植入之前可以先變形縮小，支架更小更緊湊，待定位靶血管后再將其擴展成精確的幾何形狀[13]，進一步減小了血管入路的損傷，且為現有支架難以到達的小口徑血管提供了可用的新型支架制造思路。更有部分 SMPs 具有可降解性，不僅可在短時間內提供足夠的力學支撐，維持血管的形態，避免球囊擴張后彈性回縮；又可在體內環境下降解，支架植入后宿主細胞持續滲入基質，產生膠原蛋白、彈性蛋白及蛋白多糖等成分，替代支架材料最終形成一個包含自體細胞的功能化新血管[20]，從而避免由于永久異物存在造成的一系列晚期并發癥[21]，為靶血管重建創造了良好的條件。
常見的 SMPs 有聚己內酯（PCL）、聚乳酸（PLA）、聚氨酯（PU）、聚降冰片烯、交聯聚乙烯等，其中 PCL、PLA、PU 因為同時具有較好的支撐延伸性能、良好的生物相容性和生物降解性，目前已廣泛應用于各種組織工程領域。Shin 等[22]在 2019 年結合 94% PCL 與 6% 聚甲基丙烯酸縮水甘油酯制造了一種熱響應的擴張型血管支架，當溫度在體溫（35℃～40℃）時支架感受刺激發生形變并立即完成支架的整個擴張，這種自展支架無需額外的刺激驅動，個體體溫即可實現支架的展開成形；2018 年 Huang 等[23]利用 E-jet 打印與靜電紡絲技術制造了 PCL 與聚乙二醇混合的三層仿生血管支架，完好地模擬了天然血管獨特的結構，可以促進細胞的生長和浸潤，為原位組織工程提供了良好的替代材料；Wei 等[24]在 2017 年將磁性 Fe3O4 納米顆粒融入 PLA 中并利用直寫式打印出磁響應的形狀記憶支架，Fe3O4 納米顆粒賦予了 PLA 磁驅動的能力，并且使得結構在磁場刺激下 10 s 內完成形變，類似于熱響應 SMP，利用磁引發結構變形也不需要額外的侵入性刺激，是一種用于醫學的理想刺激方式；Zheng 等[25]在 2017 年利用 PCL 混合碳酸丙烯酯制備了一種在 37℃ 變形的熱響應小口徑螺旋形支架，具有良好的生物相容性滿足醫學應用的要求；PU 相較于以上兩種 SMPs 具有稍高的細胞毒性，而 Zhang 等[26]在 2018 年將 PU 與 PU 納米顆粒相結合，利用納米顆粒在 PU 膜上形成的微圖案仿生天然血管內皮凹凸不平的結構，明顯降低了 PU 細胞毒性且減小了血小板黏附。血管形態多樣，分支的存在是必然的，目前針對分支血管的支架置放是由兩個獨立的支架分別被送到目標位置并固定，2018 年 Kim 等[27]運用“剪紙藝術”以 PU 為原料打印了一種分支支架，打印的結構能在 1 min 內完全展開、進入并貼合“Y”型分支血管模型，使血流再通。雖然這款支架目前管壁較厚且未明確生物相容性，但是為未來血管支架的多形性構造開拓了道路；2011 年 10 月，世界上首個生物可降解藥物洗脫支架—利用 PLA 為材料編制的 Abbott 心臟冠狀動脈支架 Absorb 正式通過歐洲統一（CONFORMITE EUROPEENNE，CE）、美國藥品與食品監督管理局（FDA） 批準投入到臨床使用。然而 2016 年的一篇 Meta 分析[28]。匯總了此前 3 738 例患者的 1 年隨訪結果，認為 Absorb 可能會增加支架內血栓的風險可以看出當理想的材料切實要應用于臨床時，還需要長時間隨訪觀察，不斷改進優化明確其安全性與有效性。
2.2.2 血管栓塞系統
理想的栓塞材料應該具備下述特點：無毒、具有良好的生物相容性；容易輸送、不易移位或破碎、根據不同需求可以降解、常見成像方式下可見［如 X 線、CT、磁共振成像（MRI）等］、可以作為一種治療的運載方式[29]。目前常用的栓塞系統包括機械栓塞、顆粒栓塞、液體栓塞，主要用于血管的永久性封堵且晚期并發癥多。SMPs 泡沫具有密度低、形態可控、高容積膨脹的能力，可以產生更均勻的血凝塊使血管充分填充，從而明顯改善栓塞效果、降低血管穿孔、內漏等并發癥的幾率。此外泡沫的固有回聲性能允許 SMPs 泡沫在孕產婦和隨訪患者中利用超聲成像，顯著減少患者因透視而受到的輻射。Wong 等[30]制備了一種以聚乳酸羥基乙酸共聚物為核心，聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠為覆膜的水、熱雙響應線圈，當栓塞系統進入人體預定位置之后，感受到血液與體溫的刺激可在 2 min 內完成形變，核心的卷曲與凝膠的膨脹使血管能完全被栓塞；Landsman 等[31]利用鉑/銥混合鎳/鈦金屬線圈為核心穿過 PU 泡沫制成熱響應的泡沫彈簧圈栓塞系統，在 20 min 內線圈即可卷曲膨脹并在 270 s 內完成血管的完全閉塞、血流封堵。此外該泡沫系統在超聲下可見，能夠有效減小患者因透視而產生輻射量；Singhal 等[32]利用 PU 為材料制備了一種泡沫大小均勻、可降解的熱響應泡沫栓塞劑，并成功在豬體內得到驗證；在 2017 年，Shape Memory Medical 公司生產的低密度聚氨酯泡沫栓塞系統獲得了 FDA、CE 批準上市，其泡沫的孔徑、大小被編制成可以適應一系列性能范圍的材料，可以用于多種臨床情況；解麗娟等[33]將磁性 Fe3O4 顆粒與 PU 融合制備了磁響應形狀記憶 PU 泡沫栓塞劑，并對其生物相容性與形狀記憶性能做了評估，符合醫療器械國家標準中關于栓塞材料的應用要求，且實現了對器械的遠程操作，對栓塞材料的發展具有重要意義。
2.2.3 其它
SMPs 在血管疾病的治療中除了最常見的支架系統與栓塞系統，還有諸多的應用。如腔內減容—取栓系統，Small 等[34]以鎳鈦金屬絲為芯包裹熱固型氨基甲酸乙酯作為一種微型驅動器，將金屬通上電流并利用焦爾熱使驅動器從直變為預先設定的螺旋形狀進行血栓的提抓，再將電流關閉使溫度下降，驅動器螺旋形保持固定以確保血栓清除過程中的穩定性；針對患有慢性靜脈疾病的患者，Kumar 等[35]利用熱響應 PU 和尼龍絲組成的混紡線絲編織了一種熱響應彈力襪，在 30℃ ～50℃ 之間其應力可以隨溫度升高而提高，以此來不斷修正并維持治療壓力；在透析通路中，動靜脈造瘺患者每周數小時透析時體內的針頭造成血液湍流強度增加 5～6 倍[36]，對內膜異常增生和隨后狹窄病變導致的流量下降乃至失效影響巨大。Ortega 等[37]利用 TSMP 剪裁了一種符合流體動力學的透析針適配物，在感受溫度刺激后擴展成孔徑遠大于針孔的筒形，大大減少了溶血和血管通路的阻塞，且在透析完成后適配物還可經針頭回收，在透析治療中擁有巨大的前景。
3 形狀記憶聚合物在血管腔內治療的前景與挑戰
SMPs 是用于生物醫療的理想材料，其制備的產品可構筑多孔的結構，適合細胞的黏附增殖與物質交換；同時對聚合物進行改性可以添加功能有機、無機材料而賦予優異性能。在血管疾病治療方面有助于突破解剖結構限制的手術禁忌證（如小血管、低流量、畸形、多分支）、減輕介入器材相關的血管內壁損傷（如大直徑鞘管、金屬移植物相關炎癥）、預防并減少晚期并發癥（如支架斷裂、內膜異常增生、栓塞劑移位）等限制性瓶頸，具有重大的社會效益和廣闊的應用前景。但是將研發產物投入到臨床使用仍面臨一系列的問題需要解決。
（1）SMPs 在同時滿足力學性能、形狀記憶效果與生物相容性平衡方面道阻且長，擁有較好生物相容性的材料力學性能相對較差，雖然可以通過設計獲得較高的支撐力，但目前對結構的精準設計還沒有明確的標準與模式。
（2）在植入人體后，生物的體液環境、pH 值等都會對材料形狀記憶的效果產生影響，因此生物系統復雜的內環境變化應考慮到結構設計方案中，否則產物最終有效性難以預測。
（3）對于 SMPs 的降解性能若不能較好控制，無論較長或較短均不利于組織修復再生，伴隨著材料的降解，還會存在結構突然坍塌、機械性能突降和產生多余副產物等問題。
利益沖突：無。
作者貢獻：周晏儀匯總分析、撰寫論文；李兆龍修改核定論文；張耀明在高分子材料部分進行指導、修改論文；屈睿升、何文揚、崔超強進行血管腔內材料應用收集；周棟制定課題方案與計劃。