新型一體兩分支覆膜支架在犬胸主動(dòng)脈模擬釋放系統(tǒng)內(nèi)重建主動(dòng)脈弓的研究*

晏明，郗二平，朱水波，朱健，張瑜

新型一體兩分支覆膜支架在犬胸主動(dòng)脈模擬釋放系統(tǒng)內(nèi)重建主動(dòng)脈弓的研究*

晏明，郗二平，朱水波，朱健，張瑜

目的：驗(yàn)證新型一體兩分支覆膜支架在犬胸主動(dòng)脈模擬釋放系統(tǒng)內(nèi)重建犬主動(dòng)脈弓的可行性。

方法：研制新型一體兩分支覆膜支架和用于主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)治療的犬胸主動(dòng)脈模擬釋放系統(tǒng)，并在X線透視下完成新型支架在模擬系統(tǒng)內(nèi)的釋放，探索釋放程序，驗(yàn)證該支架體外釋放的可行性。

結(jié)果：新型一體兩分支覆膜支架在犬胸主動(dòng)脈體外釋放模擬系統(tǒng)內(nèi)成功釋放，釋放過(guò)程順利，X線透視下觀察覆膜支架釋放后完全展開(kāi)，位置良好，新型支架與各小支架對(duì)接成功。

結(jié)論：新型一體兩分支覆膜支架在體外測(cè)試中能成功重建主動(dòng)脈弓，胸主動(dòng)脈模擬釋放系統(tǒng)能較為真實(shí)的模擬腔內(nèi)修復(fù)治療的全過(guò)程，為進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)奠定良好的基礎(chǔ)。

胸主動(dòng)脈; 支架; 分支型; 腔內(nèi)修復(fù); 體外

Methods: A new type of integrated two-branched stent graft was developed and placed in the canine thoracic aorta, the stent graft releasing in a simulated system was conducted under X-ray guidance to monitor the operating process and to explore the feasibility for in vitro sent graft releasing.

Results: The new two-branched stent graft was successfully deployed in canine thoracic aorta simulation system. The releasing process was smooth, two small stent grafts were well landing, and all stent grafts were fully expanded and properly positioned.

Conclusion: Our new two-branched stent graft could successfully reconstruct the aortic arch in experimental canine. The thoracic aorta releasing system may better and truly simulate the whole process of endovascular aortic repairing, which provides a good foundation for further animal experiments.

(Chinese Circulation Journal, 2015, 30:76.)

主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)治療（Endovascular aortic repair，EVAR）使用血管腔內(nèi)支架治療胸主動(dòng)脈瘤及胸主動(dòng)脈夾層取得了十分滿意的效果，但是當(dāng)病變和損傷累及主動(dòng)脈弓部時(shí)，因主動(dòng)脈弓在解剖上的

特殊性，成為了腔內(nèi)修復(fù)技術(shù)治療該處病損的一道障礙。隨著各種新型支架的研發(fā)與面市，腔內(nèi)修復(fù)治療累及主動(dòng)脈弓部的病損逐漸成為可能。但是新型支架在臨床應(yīng)用之前，必須通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性，在新型支架的研發(fā)過(guò)程中，需要對(duì)新型支架的外觀、大小、形態(tài)等參數(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)和調(diào)整，而使用動(dòng)物改進(jìn)支架的設(shè)計(jì)所需成本巨大。為此，在2013-06至2014-06，我們?cè)O(shè)計(jì)并制造出可用于體外腔內(nèi)修復(fù)操作的胸主動(dòng)脈模型，不僅可以節(jié)約新型支架測(cè)試的成本，為進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)，也可以模擬腔內(nèi)修復(fù)操作的過(guò)程，供低年資醫(yī)生練習(xí)和操作血管腔內(nèi)修復(fù)技術(shù)。

1 材料與方法

犬胸主動(dòng)脈體外模擬釋放裝置[1]：目前，犬是大血管實(shí)驗(yàn)的首選動(dòng)物，因此，我們通過(guò)收集犬胸主動(dòng)脈的影像資料和數(shù)據(jù)作為胸主動(dòng)脈模擬裝置的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其組成部分主要由兩塊亞克力（聚甲基丙烯酸甲酯）材質(zhì)的方塊構(gòu)成，每塊亞克力方塊按犬主動(dòng)脈弓形態(tài)挖出半圓形的空腔，并通過(guò)每塊亞克力方塊的定位點(diǎn)組合，形成一個(gè)內(nèi)中空的犬主動(dòng)脈弓形態(tài)的管道。其各部位口徑、長(zhǎng)度、角度與正常犬胸主動(dòng)脈一致。在該管道的腹主動(dòng)脈出口、頭臂干出口及左鎖骨下動(dòng)脈出口處與外界聯(lián)通（通過(guò)前期研究，犬主動(dòng)脈弓部發(fā)出兩條分支血管），可以方便導(dǎo)絲及支架輸送鞘的進(jìn)入與退出。在模擬心臟球體的側(cè)下方有一弧形管道與外界聯(lián)通，可以供支架釋放過(guò)程中引導(dǎo)導(dǎo)絲的伸出，便于搭建支架輸送鞘進(jìn)入的軌道。圖1

圖1 犬胸主動(dòng)脈模擬釋放裝置實(shí)物圖

覆膜支架移植物系統(tǒng)：本研究小組與廠家合作（深圳先健科技有限公司）研發(fā)了一款新型一體兩分支型覆膜支架[2]（圖2）。該支架覆膜為聚四氟乙烯材料，粘合在鎳鈦合金金屬骨架上，為一個(gè)主體和兩個(gè)分支組成一體兩分支覆膜支架，在主體支架的遠(yuǎn)心端開(kāi)口的12點(diǎn)位置放置有一枚不透X線的V型標(biāo)記點(diǎn)，在近心端開(kāi)口的12點(diǎn)位置放置有一枚O型標(biāo)記點(diǎn)，在支架的近心端和遠(yuǎn)心端分支開(kāi)口的12點(diǎn)和6點(diǎn)位置各放置有一枚V型標(biāo)記點(diǎn)，在近心端和遠(yuǎn)心端分支血管的根部分別放置有一枚V型和8字型標(biāo)記點(diǎn)。最后裝載于輸送系統(tǒng)的鞘管中。圖2

圖2 新型一體兩分支覆膜支架實(shí)物圖

其他材料：X線顯像系統(tǒng)采用GE數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)(美國(guó)通用電氣公司GE醫(yī)療集團(tuán))。血管腔內(nèi)操作材料：豬尾導(dǎo)管(美國(guó)COOK公司, 日本TERUMO公司) 5-Fr； 超滑軟導(dǎo)絲(日本TERUMO公司) 0.035 inch；超硬導(dǎo)絲(美國(guó)COOK公司) 0.035 inch。

方法：將犬胸主動(dòng)脈體外模擬釋放裝置固定于手術(shù)床上，上方鋪單避免直視觀察，豬尾巴導(dǎo)管帶超滑軟導(dǎo)絲送入腹主動(dòng)脈內(nèi)，在X線透視引導(dǎo)下，導(dǎo)管導(dǎo)絲推送到升主動(dòng)脈。通過(guò)導(dǎo)絲導(dǎo)管交換技術(shù)，將超硬導(dǎo)絲送入升主動(dòng)脈，準(zhǔn)備新型一體兩分支覆膜支架，沿超硬導(dǎo)絲送入升主動(dòng)脈。X線透視下觀察支架黃金標(biāo)記點(diǎn)，隨著輸送系統(tǒng)的推進(jìn)，將輸送系統(tǒng)于合適位置固定。圖3

新型支架近心端分支與小直管支架對(duì)接：回退輸送系統(tǒng)外鞘，釋放出新型支架的近心端分支，為保證新型支架內(nèi)有血流出口，繼續(xù)釋放出遠(yuǎn)心端分支。將一根豬尾巴導(dǎo)管帶超滑軟導(dǎo)絲送入無(wú)名動(dòng)脈，在透視X線的引導(dǎo)下，導(dǎo)管導(dǎo)絲經(jīng)近心端分支推送到升主動(dòng)脈。準(zhǔn)備小型直管型覆膜支架，沿超硬導(dǎo)絲經(jīng)近心端分支送入升主動(dòng)脈，定位后撤除外鞘，將直管型覆膜支架近端錨定于新型支架的近心端分支上，遠(yuǎn)端錨定于無(wú)名動(dòng)脈上，撤出無(wú)名動(dòng)脈超硬導(dǎo)絲及輸送鞘。圖4

新型一體兩分支覆膜支架完成釋放并成功對(duì)接：沿左鎖骨下動(dòng)脈將第二根導(dǎo)管導(dǎo)絲經(jīng)遠(yuǎn)心端分支推送到升主動(dòng)脈。準(zhǔn)備第二個(gè)小型直管型覆膜支架，沿超硬導(dǎo)絲經(jīng)遠(yuǎn)心端分支送入升主動(dòng)脈，定位

后撤除外鞘，將直管型覆膜支架近端錨定于新型支架的遠(yuǎn)心端分支上，遠(yuǎn)端錨定于左鎖骨下動(dòng)脈上，撤出左鎖骨下動(dòng)脈超硬導(dǎo)絲及輸送鞘。最后將新型覆膜支架完全釋放。圖5

圖3 輸送系統(tǒng)放置合適位置并固定

圖4 新型支架近心端分支與小直管支架對(duì)接

圖5 新型一體兩分支覆膜支架完成釋放并成功對(duì)接

2 結(jié)果

新型一體兩分支覆膜支架在犬胸主動(dòng)脈體外釋放模擬系統(tǒng)內(nèi)成功釋放，釋放過(guò)程順利，X線透視下觀察一體兩分支覆膜支架釋放后完全展開(kāi)，位置良好，新型支架與各小支架對(duì)接成功，與主動(dòng)脈貼壁良好。

3 討論

目前主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)治療已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床治療，已經(jīng)成為治療腹主動(dòng)脈及胸降主動(dòng)脈病損的首選方法[3]。主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)治療使用血管腔內(nèi)支架治療胸主動(dòng)脈瘤及胸主動(dòng)脈夾層取得了十分滿意的效果，但是當(dāng)病變和損傷累及主動(dòng)脈弓部時(shí)，因主動(dòng)脈弓在解剖上的特殊性，成為了腔內(nèi)修復(fù)技術(shù)治療該處病損的一道障礙。隨著各種新型支架的研發(fā)與面市，腔內(nèi)修復(fù)治療累及主動(dòng)脈弓部的病損逐漸成為可能[4-6]。

但是在新型支架的研發(fā)過(guò)程中，需要對(duì)新型支架的外觀、大小、形態(tài)等參數(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)和調(diào)整，并在動(dòng)物血管內(nèi)釋放以證實(shí)其可行性，最后用于臨床確定其療效。目前對(duì)支架在研發(fā)過(guò)程中改進(jìn)和完善是基于大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，支架釋放均于大型動(dòng)物（如犬、豬、小牛、羊等）的血管內(nèi)[7]，但是使用大型動(dòng)物改進(jìn)支架的設(shè)計(jì)所需成本巨大，動(dòng)物使用率低，尤其在研發(fā)初期，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血管破裂導(dǎo)致死亡的發(fā)生率很高，最后支架在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)釋放后不易取出回收，支架利用率低。國(guó)內(nèi)有學(xué)者使用軟質(zhì)聚氯乙烯及硅膠模擬人體主動(dòng)脈形態(tài)，但是該模型不能沿著動(dòng)脈的橫剖面完全拆卸分離，不便于支架釋放后的取出及再利用[8]。國(guó)外也有人使用硬質(zhì)橡膠材質(zhì)，按照人體主動(dòng)脈弓的形態(tài)整體澆灌成型制作的人主動(dòng)脈弓形態(tài)，但是該模型為一體成型，不能拆卸分離，也不便于支架釋放后的觀察及再利用[9]。

本研究小組所研制的犬胸主動(dòng)脈體外模擬釋放裝置使用亞克力材料，外觀透明，完全可拆卸拼接設(shè)計(jì)。其中在犬主動(dòng)脈弓管道的兩側(cè)有一大小為1 mm×1 mm的方形槽，槽內(nèi)鑲嵌直徑1 mm的可在X線下顯影的金屬材料，使得能在X線下模擬出血管壁的輪廓。該體外模擬釋放裝置不僅節(jié)約了支架研制期間所需的巨大成本，也為后期的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供了很好的參考，而且可以模擬血管腔內(nèi)操作的過(guò)程，作為臨床示教和訓(xùn)練作用。雖然該模擬釋放系統(tǒng)不能完全模擬血管的彈性及血流動(dòng)力學(xué)特性，但是已經(jīng)能完全滿足對(duì)于新型支架的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性研究的前期實(shí)驗(yàn)。

目前對(duì)于累及主動(dòng)脈弓部病損的腔內(nèi)修復(fù)治療必須采用特殊的覆膜支架，如開(kāi)窗型、煙囪型及分支型覆膜支架[10,11]。在分支型覆膜支架家族中，根據(jù)是否需要在體內(nèi)用多個(gè)部件組裝成型，可以分為一體分支型覆膜支架和模塊分支型覆膜支架[12]。在支架釋放時(shí)，大的主體支架置入到主動(dòng)脈弓內(nèi)，小

的分支置入弓上的分支動(dòng)脈中。早在1996年，Inoue和他的研究小組就使用一種特制的一體單分支覆膜支架完成了一例累及左鎖骨下動(dòng)脈開(kāi)口的stanford B型主動(dòng)脈夾層的腔內(nèi)修復(fù)治療[13]。在3年后，Inoue等[14]又使用定制的一體三分支覆膜支架完成了一例腔內(nèi)修復(fù)治療。但是該類(lèi)一體分支型支架需個(gè)體化定制，且體積大，難以通過(guò)外周股動(dòng)脈或者髂動(dòng)脈，內(nèi)漏及腦卒中事件的發(fā)生率較高[15]。在2003年，Chuter等[16]報(bào)道了由一個(gè)分叉型的近端組件和一個(gè)直管型的遠(yuǎn)端組件構(gòu)成的模塊分支型支架，并成功用于了一例主動(dòng)脈弓部動(dòng)脈瘤的患者。Neequaye等[17]也報(bào)道使用一種特制的模塊型支架完成了一例主動(dòng)脈弓巨大動(dòng)脈瘤的腔內(nèi)修復(fù)治療。但是模塊分支型支架的釋放難度大，在釋放后與主動(dòng)脈弓部分支血管壁不能完全貼合，并且各組件結(jié)合處支架內(nèi)徑較小，可能會(huì)造成遠(yuǎn)端血供不足的表現(xiàn)，而且各組件部分及連接處存在著組件分離的風(fēng)險(xiǎn)[18]。

而本次研究所涉及的用于主動(dòng)脈弓重建的新型一體兩分支型覆膜支架，采用的一種新的釋放理念，即將主體支架及其分支全部都釋放于主動(dòng)脈弓管腔內(nèi)，再用直管型支架與主體支架的分支錨定。在主體支架釋放時(shí)，先完成近心端支架的釋放以后再開(kāi)始遠(yuǎn)心端支架的釋放，這樣就不會(huì)造成兩個(gè)分支在血管中擁堵和各個(gè)導(dǎo)絲的干擾，也大大的降低了釋放的難度。在各支架套接處有足夠的錨定區(qū)，減少了支架套接區(qū)的移位和分離，也減少內(nèi)漏的發(fā)生。同時(shí)，為了滿足未來(lái)臨床應(yīng)用的需要，我們以同樣的設(shè)計(jì)理念，研制了一體三分支、一體單分支覆膜支架，以確保能應(yīng)對(duì)不同的主動(dòng)脈弓部血管的變異。

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)證實(shí)了，胸主動(dòng)脈模擬系統(tǒng)能較為真實(shí)的模擬腔內(nèi)修復(fù)治療的全過(guò)程，可以對(duì)新型支架在臨床應(yīng)用前進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整，節(jié)約大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所需的巨大成本，為進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)，也可以供低年資醫(yī)生練習(xí)和操作血管腔內(nèi)修復(fù)技術(shù)。進(jìn)而我們還制作了用于主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)治療的人胸主動(dòng)脈模擬系統(tǒng)，以更接近臨床測(cè)試的要求。而本研究小組所設(shè)計(jì)的新型一體兩分支型覆膜支架在本次實(shí)驗(yàn)中成功的完成了釋放與對(duì)接，并且完善了各項(xiàng)細(xì)節(jié)的參數(shù)，接下來(lái)僅需在動(dòng)物體內(nèi)完成最后的驗(yàn)證。

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[2] 郗二平, 朱健, 朱水波. 用于主動(dòng)脈弓部一體二分支血管腔內(nèi)修復(fù)治療的覆膜支架. 中國(guó), CN202960834U [P]. 2013-06-05.

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Investigation of a New Type Two-branched Stent Graft Releasing in Experimental Canine Thoracic Aorta Simulation System

YAN Ming, XⅠ Er-ping, ZHU Shui-bo, ZHU Jian, ZHANG Yu.
Southern Medical University Wuham Clinical Medical College, Wuhan (430070), Hubei, China

Objective: To investigate the feasibility for reconstructing an aortic arch by a new integrated two-branched stent graft releasing in experimental canine thoracic aorta simulation system.

Thoracic aorta; Stent graft; Branched; Endovascular aortic repair; in vitro

2014-06-02）

（編輯：梅 平）

2010年度軍隊(duì)臨床高新技術(shù)重大項(xiàng)目（NO.2010gxjs036）

430070 湖北省武漢市，南方醫(yī)科大學(xué)武漢臨床醫(yī)學(xué)院（晏明） ；廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院 心胸外科（郗二平、朱水波、朱健、張瑜）

晏明 碩士研究生 主要從事大血管疾病的基礎(chǔ)與臨床研究 Emali：yanming0923@126.com 通訊作者：朱水波

Email：zhudandan2008@163.com

R541

A

1000-3614（2015）01-0076-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.01.020