鈦鎳合金人體植入件在臨床治療中的應(yīng)用現(xiàn)狀

王 爽，高 捷，張光偉，王勇健，鈔 愈

(西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710021)

鈦鎳合金人體植入件在臨床治療中的應(yīng)用現(xiàn)狀

王 爽，高 捷，張光偉，王勇健，鈔 愈

(西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710021)

鈦鎳合金以其良好的生物相容性，不僅廣泛應(yīng)用于被人們所熟知的骨科和口腔科，還廣泛應(yīng)用于其他臨床科室。介紹了鈦鎳合金植入件在以下臨床治療中的應(yīng)用及其優(yōu)點(diǎn):①室間隔缺損封堵器治療室間隔缺損和冠狀動(dòng)脈支架精確定位輔助系統(tǒng)治療冠狀動(dòng)脈開口病變;②治療顱內(nèi)血管狹窄;③治療下腔靜脈阻塞綜合征;④治療食管阻塞以及食管氣管瘺;⑤治療呼吸道狹窄;⑥治療尿道狹窄;⑦治療膽道狹窄以及聽骨鏈重建。鈦鎳合金在臨床上的應(yīng)用十分廣泛，但在我國(guó)的應(yīng)用還相對(duì)較少，主要原因是我國(guó)的鈦鎳合金植入件主要依賴進(jìn)口，而且價(jià)格高昂。

鈦鎳合金;人體植入件;臨床應(yīng)用

0 引言

鈦鎳合金除具有獨(dú)特的形狀記憶功能外，還具有耐磨損、抗腐蝕和超彈性等優(yōu)異特點(diǎn)。更為重要的是，鈦鎳合金被認(rèn)為是生物相容性最好的金屬材料之一，至今尚無應(yīng)用于人體引起局部或全身的不良反應(yīng)，或者致炎、致敏、甚至致癌的報(bào)道。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，鈦鎳合金在人體多個(gè)部位都有大量的應(yīng)用，尤其是在骨骼及口腔的應(yīng)用更為人們所熟知。其實(shí)，鈦鎳合金在臨床其他方面的應(yīng)用也非常廣泛，比如在一些人體植入件上的應(yīng)用。本文就鈦鎳合金植入件在臨床治療中的應(yīng)用現(xiàn)狀做簡(jiǎn)要總結(jié)，旨在增進(jìn)人們對(duì)鈦鎳合金植入件的了解，并推廣其在臨床上應(yīng)用。

1 心臟植入件

鈦鎳合金以其自身的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各類人體植入件中，其中以心臟最為主要。

1.1 室間隔缺損封堵器

室間隔缺損(ventricular septal defect，VSD)約占先天性心臟病的20%，并且絕大部分為膜周部室間隔缺損［1］。以往臨床將開胸手術(shù)修補(bǔ)室間隔缺損作為VSD治療的金標(biāo)準(zhǔn)。但是，這種治療方法的缺點(diǎn)也相當(dāng)明顯，如手術(shù)創(chuàng)傷大，術(shù)后有一定的并發(fā)癥，以及對(duì)患者生理及心理的影響較大等。針對(duì)這些缺點(diǎn)，介入治療逐漸成為室間隔缺損的主要治療方法，而鈦鎳合金封堵器在這種治療方法的發(fā)展歷史上起到了非常重要的作用。

2002年，Amplatzer發(fā)明了鈦鎳合金室間隔缺損封堵器(ventricular septal defect occluder，VSDO)，它是由超彈性鈦鎳合金絲編織而成，具有自膨脹性能的雙盤狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過多年的發(fā)展，VSDO得到了進(jìn)一步的完善，形成了外套膜VSDO。如今，這種方法已經(jīng)成為治療VSD的主流方法［2］。與開胸治療相比，VSDO治療室間隔缺損優(yōu)勢(shì)明顯:①治療方式從巨創(chuàng)改為微創(chuàng)［3］;②外套膜VSDO在硬的封堵器與心臟組織間增加了一層緩沖膜，減少了對(duì)心肌組織的機(jī)械損傷;③外套膜VSDO降低了血栓形成的風(fēng)險(xiǎn);④外套膜VSDO可以避免溶血的發(fā)生;⑤外套膜VSDO能減少術(shù)中和術(shù)后的殘余分流［4－5］。

現(xiàn)在，這種治療方法已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于臨床治療，鈦鎳合金作為其主要組成部分起著不可替代的作用。

1.2 冠狀動(dòng)脈支架精確定位輔助系統(tǒng)

鈦鎳合金支架在冠狀動(dòng)脈開口病變中也有相當(dāng)重要的作用。所謂冠狀動(dòng)脈開口病變，是指距主支冠狀動(dòng)脈開口部3 mm以內(nèi)的嚴(yán)重的粥樣硬化病變，屬于高危復(fù)雜病變。雖然臨床上也是采用微創(chuàng)介入的治療方式，但支架定位問題一直是介入治療的難點(diǎn)，也是導(dǎo)致植入效果欠佳的主要原因。所以，支架精確定位問題一直是國(guó)內(nèi)外研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。鈦鎳記憶合金在這個(gè)問題的解決中也起到了不可替代的作用。Ostial Pro支架定位系統(tǒng)是世界上首例應(yīng)用于臨床的支架定位裝置，它利用鈦鎳記憶合金協(xié)助實(shí)現(xiàn)支架的精確定位［6］。首先在體外設(shè)計(jì)好定位系統(tǒng)的形狀以及支架和該系統(tǒng)之間的距離，然后在介入手術(shù)前先將鈦鎳記憶合金支架定位系統(tǒng)裝置安裝于導(dǎo)引導(dǎo)管的前端，手術(shù)過程中先將支架推送入開口病變遠(yuǎn)端，再將定位裝置推出指引導(dǎo)管，推出的裝置像電風(fēng)扇的扇葉一樣貼緊冠狀動(dòng)脈開口處的主動(dòng)脈竇，扇葉即是支撐腿定位腳，共有4個(gè)，每個(gè)支撐腿定位腳的頭端分別有鉑金顯影點(diǎn)，在手術(shù)影像中的遠(yuǎn)端顯影點(diǎn)形成的面即為主動(dòng)脈的血管壁，這樣向后回撤支架時(shí)的近端顯影點(diǎn)落在這個(gè)顯影面上時(shí)，支架就到達(dá)了需要擴(kuò)張的位置，這個(gè)過程也就實(shí)現(xiàn)了支架的精確定位。支架精確定位的實(shí)現(xiàn)，使得冠狀動(dòng)脈開口病變的治療效果明顯提升。

2 顱內(nèi)植入件

鈦鎳合金在腦血管支架中的作用也非常重要。大多數(shù)缺血性腦血管病是因顱內(nèi)外動(dòng)脈粥樣硬化致動(dòng)脈狹窄及粥樣硬化斑塊破潰形成的栓子脫落所致［7］。臨床對(duì)比研究證明，腦動(dòng)脈狹窄最好的治療方法就是直接置入支架［8］。自膨脹式鈦鎳合金支架由于其自身的優(yōu)點(diǎn)，成為臨床最常用的支架類型。

Gateway-Wingspan支架系統(tǒng)于2005年通過美國(guó)FDA認(rèn)證，2007年在中國(guó)獲得批準(zhǔn)正式應(yīng)用。在應(yīng)用鈦鎳合金支架之前，國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用的是國(guó)產(chǎn)球囊擴(kuò)張式支架。鈦鎳合金自膨脹式支架與其比較，優(yōu)點(diǎn)顯而易見:①治療效果好，F(xiàn)iorella等［9］報(bào)道78例患者的82處顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄，術(shù)前平均狹窄程度為(74.6±13.9)%，用球囊擴(kuò)張后的平均狹窄程度為(43.8±18.1)%，而應(yīng)用鈦鎳合金自膨脹式支架治療后平均狹窄程度為(27.2±16.7)%，應(yīng)用自膨脹式鈦鎳合金支架治療的患者發(fā)病率明顯較低;②術(shù)后短期和長(zhǎng)期再狹窄率較低，Bose等［10］隨訪了多例應(yīng)用鈦鎳合金自膨脹式支架治療的患者，他們6個(gè)月后的平均狹窄程度為(28.0±23.2)%，而術(shù)前為(74.9±9.8)%，術(shù)后即刻為(31.9±13.6)%，雖然有3例患者出現(xiàn)再狹窄，但無臨床癥狀;③柔順性更好，易于通過迂曲、狹窄的顱內(nèi)血管，減少了對(duì)穿支血管的牽拉，較大程度上避免了醫(yī)源性血管痙攣、破裂和夾層的危險(xiǎn)等。自2007年Gateway-Wingspan支架系統(tǒng)引入國(guó)內(nèi)以來，在治療癥狀性顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄方面的臨床報(bào)道也證實(shí)其具有良好的近期安全性和有效性［10－11］。

以上都說明自膨脹式鈦鎳合金支架在顱內(nèi)血管狹窄的治療方面具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

3 下腔靜脈植入件

下腔靜脈(inferior vena cava，IVC)癌栓引起的下腔靜脈阻塞綜合征的臨床癥狀主要表現(xiàn)為下肢嚴(yán)重水腫及腹水。癌栓主要來源于肝細(xì)胞癌(20%)及腎癌(4% ～10%)［12－13］，以往的臨床治療效果不佳。

現(xiàn)在，有研究人員在動(dòng)物身上利用激光切割鈦鎳合金大支架治療下腔靜脈阻塞綜合征。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的球囊擴(kuò)張或者置放一般支架的治療方法相比較，應(yīng)用鈦鎳合金大支架優(yōu)點(diǎn)主要有:首先，鈦鎳合金具有良好的生物相容性，臨床治療非常安全;其次，研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用鈦鎳合金大支架治療動(dòng)物，動(dòng)物生存期優(yōu)勢(shì)明顯;最后，研究結(jié)果也證明，應(yīng)用鈦鎳合金大支架治療不會(huì)造成與支架相關(guān)的并發(fā)癥。

雖然該研究目前僅限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，但從取得的成果看，相信不久將會(huì)應(yīng)用于臨床。

4 食管植入件

除了血管支架外，鈦及其合金還在食管病變中起著相當(dāng)重要的作用。

4.1 食管狹窄

在對(duì)于各種原因?qū)е碌氖彻塥M窄的姑息治療上，與其他治療方法相比較，鈦鎳記憶合金支架治療法，尤其是采用鼻胃鏡直視下釋放植入鈦鎳合金記憶合金支架優(yōu)點(diǎn)顯著，主要有:①定位準(zhǔn)確，放置成功率可達(dá)100%;②創(chuàng)傷小，操作容易，安全性高，治療痛苦小;③術(shù)后可迅速并最大限度地緩解吞咽困難，改善全身情況并提高生活質(zhì)量。

如今，鈦鎳記憶合金支架治療法作為一種較理想的姑息治療手段而被廣大醫(yī)務(wù)工作者認(rèn)可并在臨床上廣泛應(yīng)用。

4.2 食管吻合口瘺

胸內(nèi)食管吻合口瘺是食管手術(shù)后最嚴(yán)重的并發(fā)癥。覆硅膠膜鈦鎳合金食管支架療法對(duì)于治療胸內(nèi)食管吻合口瘺有非常重要的作用。與傳統(tǒng)治療方法比較，用覆硅膠膜鈦鎳合金食管支架療法的優(yōu)勢(shì)有:①手術(shù)死亡率低，只需一次手術(shù)，對(duì)患者損傷比較輕;②能夠迅速封堵瘺口，控制感染，避免了多次損傷;③能夠縮短治療周期，從而減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。從這些優(yōu)點(diǎn)看，鈦鎳記憶合金支架治療法不失為一種微創(chuàng)、有效、經(jīng)濟(jì)的治療方法。

5 呼吸道植入件

鈦鎳合金支架在呼吸道狹窄，尤其是惡性氣道狹窄的治療上效果明顯。

臨床上治療氣道狹窄也可以采用硅酮、不銹鋼等材料制作的氣道支架。這些支架應(yīng)用于氣管或支氣管治療，近期不良反應(yīng)主要為咳嗽、咯血、痰液潴留、支架移位甚至發(fā)生窒息死亡;遠(yuǎn)期并發(fā)癥主要為支架刺激支氣管壁導(dǎo)致肉芽組織增生等。而鈦鎳合金支架由于其與人體組織具有良好的相容性，與支架置入前相比較，患者原有的咳嗽、咳痰均未加重，相反，由于氣道狹窄得以解除，呼吸困難緩解，咳嗽和咳痰均逐漸減輕。

以上充分說明，鈦鎳合金支架應(yīng)用于呼吸道狹窄治療效果良好。

6 泌尿外科植入件

近年來，鈦鎳合金在尿道狹窄的臨床治療上也起著非常重要的作用。

鈦鎳合金支架于1988年開始用于治療尿道狹窄，臨床效果良好。與其他治療方式相比，優(yōu)點(diǎn)主要有:①鈦鎳合金作為支架管生物兼容性好，管徑柔軟，富有彈性，不會(huì)損傷新建尿道;②鈦鎳合金支架擴(kuò)張尿道后，尿道通暢性好，不易感染;③利用鈦鎳合金支架管后尿瘺發(fā)生率為0%，而其他治療方法尿瘺發(fā)生率為15% ～30%;④對(duì)于高齡前列腺增生癥患者合并其他臟器嚴(yán)重疾病不能耐受手術(shù)的，用網(wǎng)狀鈦鎳記憶合金支架治療效果較好［14］。基于以上優(yōu)點(diǎn)，鈦鎳合金支架在臨床上的應(yīng)用將越來越廣泛。

7 其他植入件

鈦鎳合金除了在以上方面的應(yīng)用外，還有一些其他特殊的臨床應(yīng)用。

7.1 膽管支架

臨床上一般認(rèn)為，對(duì)于膽道梗阻引起的黃疸最有效的治療方法是手術(shù)解除梗阻。然而由于惡性腫瘤或其他原因引起的梗阻性黃疸，導(dǎo)致患者不能耐受手術(shù)者適合應(yīng)用姑息性治療手段。而且，一般認(rèn)為，只要引流40%左右的膽汁就能達(dá)到明顯的降黃效果［15］?；谝陨显颍懙乐Ъ軕?yīng)運(yùn)而生，以鈦鎳合金為主要組成部分的覆膜自膨式鈦鎳合金支架已經(jīng)成為臨床上解除膽道梗阻性黃疽的主要姑息性治療用具。臨床上一般以聚氨酯和膨脹式聚四氟乙烯氟化乙烯丙烯(ePTFE-FEP)自膨式鈦鎳合金支架應(yīng)用較為廣泛，而且效果較好:①總體上講，與外科手術(shù)相比較，該治療方法創(chuàng)傷小、痛苦輕、可靠而安全;②這種支架有耐腐性、耐熱性、自潤(rùn)性和不易脫模等特點(diǎn)，能夠抵抗細(xì)菌滋生，并減少膽汁結(jié)殼作用造成堵塞的風(fēng)險(xiǎn)［16］;③通暢性良好，巨噬細(xì)胞附著力低于其他材料;④能夠成功阻擋腫瘤長(zhǎng)入，對(duì)于患有遠(yuǎn)端惡性梗阻性黃疽的患者其療效顯著。Schoder等［17］報(bào)道稱，使用覆膜支架能達(dá)到無支架梗阻的良好臨床效果，而這種類型的支架具有錨定于兩端的側(cè)翼，PTFE膜能對(duì)未來腫瘤的長(zhǎng)入形成有效屏障，因而能提高支架的通暢率。

7.2 聽骨鏈重建

約40%～90%的鼓室成形術(shù)需要做中耳聽骨鏈重建［18］。鈦鎳合金在這個(gè)領(lǐng)域也有著重要的用途:①鈦鎳合金是一種良好的骨結(jié)合與骨傳導(dǎo)性生物相容性材料，鈦表面的氧化層具有負(fù)極性，組織液中的陽離子主要是Ca2+，它可吸附在材料表面，介導(dǎo)陰性大分子如蛋白多糖吸附在材料表面，創(chuàng)造一個(gè)良好的人工細(xì)胞外基質(zhì)，從而滿足細(xì)胞正常生長(zhǎng)的需求［19］;②鈦鎳合金具有生物相容性和組織親和性好、無毒性、耐腐蝕、密度低、與鐙骨連接牢固、不易脫位等特點(diǎn);③通過對(duì)開放式鼓室成形術(shù)伴I期聽骨鏈重建的慢性中耳炎病例的分析，并進(jìn)一步觀察術(shù)后聽力改善情況，并對(duì)可能的影響因素進(jìn)行探討，表明鈦鎳合金對(duì)于聽骨鏈的重建優(yōu)于其他材質(zhì)。

8結(jié)語

鈦鎳合金人體植入件在臨床治療中有著重要的應(yīng)用，但目前在我國(guó)醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用量還相對(duì)較少，其主要原因有以下幾點(diǎn):首先是人們對(duì)其在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的了解還十分有限，只知道其在骨科及口腔科的應(yīng)用，對(duì)其他臨床應(yīng)用知之甚少;其次是由于現(xiàn)在臨床應(yīng)用的鈦鎳合金植入件大多依賴進(jìn)口，價(jià)格比較昂貴;再次是多數(shù)患者不能用醫(yī)保支付，而個(gè)人支付能力有限，這也在一定程度上阻礙了鈦鎳合金在臨床上的應(yīng)用。打破國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)鈦鎳合金人體植入件的國(guó)產(chǎn)化，是推廣其在我國(guó)臨床應(yīng)用的關(guān)鍵。

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Special Clinical Application of Titanium-nickel Alloy Human Implants

Wang Shuang，Gao Jie，Zhang Guangwei，Wang Yongjian，Chao Yu
(School of Xi’an Medical University，Xi’an 710021，China)

Titanium-nickel alloy is widely used in clinical such as orthopedics and dentistry because of good biocompatibility.While this paper summarizes some special clinical applications in several aspects:①cardiovascular stents，②intracranial vascular stenosis，③inferior vena cava，④esophagus，⑤respiratory tract，⑥urinary tract，⑦biliary tract and ear diseases.Clinical application of titanium-nickel alloy is very extensive but relatively less in China because of its dependence on import and high price.

titanium-nickel alloy;human implants;clinical application

10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2014.02.002

2013－10－08

陜西省科技廳青年基金資助項(xiàng)目(2011JQ4005);陜西省科技廳基金資助項(xiàng)目(2012KJXX-43);陜西省教育廳基金資助項(xiàng)目(2013JK0761)

王爽(1978—)，男，副教授。