胸主動(dòng)脈腔內(nèi)隔絕術(shù)中支架遠(yuǎn)端流出道力學(xué)性質(zhì)分析

沈 毓，陳 政，陸清聲

近年來(lái)越來(lái)越多研究報(bào)道胸主動(dòng)脈夾層腔內(nèi)治療中發(fā)生支架源性新發(fā)破口（stent-graft induced new entry，SINE）并發(fā)癥，且主要關(guān)注點(diǎn)在于支架遠(yuǎn)端放大率［1-4］。限制性裸支架技術(shù)有效降低了這一并發(fā)癥發(fā)生。一些研究認(rèn)為限制性裸支架可明顯改善支架順應(yīng)性，改善術(shù)后主動(dòng)脈重塑情況，降低二次手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)［5-6］。然而臨床實(shí)踐中仍可能發(fā)生支架遠(yuǎn)端SINE及聯(lián)合置入段支架破裂［7］。這可能與聯(lián)合置入段支架選擇不匹配有關(guān)，但缺乏相關(guān)資料和證據(jù)。目前鮮見(jiàn)有研究對(duì)聯(lián)合置入段支架力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。本研究擬通過(guò)胸主動(dòng)脈夾層腔內(nèi)隔絕術(shù)中支架聯(lián)合置入段的體外力學(xué)測(cè)試，比較不同支架組合后的力學(xué)性質(zhì)差異，為胸主動(dòng)脈夾層腔內(nèi)治療中遠(yuǎn)端支架選擇策略提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)支架

主體支架：MicroPort Hercules（30-26-160 mm，32-28-160 mm，34-30-160mm，36-32-160 mm）、Gore TAG（34-34-100 mm）、Medtronic Valiant（32-32-155 mm）、Cook Zenith（36-36 mm），見(jiàn)表1；裸支架：OptiMed Sinus-XL（20-20-80 mm，22-22-80 mm，24-24-80 mm）。上述實(shí)驗(yàn)支架均為相關(guān)企業(yè)提供的樣品，用后歸還，不存在任何利益糾紛。

表1 不同尺寸主體支架

1.2 測(cè)試方法

采用RX-650徑向力測(cè)試儀（Machine Solutions，美國(guó)）對(duì)實(shí)驗(yàn)支架進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試環(huán)境為37℃封閉溫箱，非液體循環(huán)（測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：BS EN ISO 25539-1：2009 Cardiovascular Implants-Endovascular devices，Part1：Endovascular Prostheses D.5.3.15 Radial Force）。所測(cè)試支架均為相關(guān)企業(yè)提供的樣品，為保持支架結(jié)構(gòu)完整性，將完全展開(kāi)的支架流出道（支架遠(yuǎn)端4～5 cm）放入測(cè)試儀。為測(cè)試的準(zhǔn)確性和完整性，試驗(yàn)中將裸支架完全套疊主體支架遠(yuǎn)端，即為聯(lián)合置入段。測(cè)試時(shí)，將支架壓縮至最小直徑，然后通過(guò)支架自身彈性恢復(fù)至展開(kāi)狀態(tài)。通過(guò)測(cè)試儀記錄支架流出道的力學(xué)變化［8］。每次支架測(cè)試重復(fù)測(cè)3次。所測(cè)徑向力（radial force，RF）值平均至每毫米長(zhǎng)度支架所產(chǎn)生的力（牛頓）。測(cè)試環(huán)境和過(guò)程見(jiàn)圖1。

圖1 RX-650徑向力測(cè)試儀

1.3 測(cè)試指標(biāo)

慢性外擴(kuò)張力（chronic outward force，COF）：外圈齒輪釋放過(guò)程中支架對(duì)外作用力；徑向阻力（radial resistive force，RRF）：外圈齒輪壓縮過(guò)程中支架對(duì)外作用力［9］。RF單位為N，強(qiáng)度單位為N/mm，支架進(jìn)入測(cè)試儀的長(zhǎng)度單位為mm。

2 結(jié)果

測(cè)試結(jié)果顯示，在壓縮程度一致情況下，不同尺寸Hercules支架間遠(yuǎn)端RF大體相似，支架放大率低于14.75%～17.04%時(shí)COF增高較快，隨后呈相對(duì)緩慢增高趨勢(shì)（圖2①）；Zenith 36-36 mm支架、TAG 34-34 mm支架、Valiant 32-32 mm支架間比較，支架COF隨著放大率變化同樣存在相應(yīng)增高差異，Zenith支架COF曲線拐點(diǎn)出現(xiàn)更早，且拐點(diǎn)相對(duì)不明顯（圖2②）。

圖2 主體支架COF曲線圖

在相同的壓縮程度下，相同尺寸裸支架聯(lián)合不同尺寸主體支架的RF曲線出現(xiàn)初始測(cè)試值對(duì)應(yīng)直徑有差異，但壓縮過(guò)程中RF曲線總體相近（圖3），這表明裸支架選擇對(duì)聯(lián)合置入段RF大小的影響較為關(guān)鍵。

圖3 Hercules主體支架聯(lián)合Optimed裸支架的RF曲線圖

在初始?jí)嚎s程度下，聯(lián)合置入段可一定程度上改善支架RF大??；在高壓縮程度下，聯(lián)合置入段支架RF大小高于單一主體支架置入，見(jiàn)圖4。例如，Valiant 32-32聯(lián)合Optimed時(shí)聯(lián)合支架置入段COF小于單一主體支架COF，直至直徑壓縮至＜18.18 mm。

圖4 單一主體支架與主體支架聯(lián)合裸支架的COF曲線對(duì)比

3 討論

2010年以來(lái)，多項(xiàng)研究報(bào)道主動(dòng)脈夾層腔內(nèi)修復(fù)術(shù)后出現(xiàn)SINE并發(fā)癥［1-2］。Dong等［10］研究報(bào)道SINE發(fā)生及其可能機(jī)制，考慮主動(dòng)脈真腔順應(yīng)性、支架應(yīng)力性質(zhì)及回彈趨勢(shì)是SINE發(fā)生的重要原因。一些研究發(fā)現(xiàn)支架移植物在不同放大率下的RF水平不一，支架高RF作用是導(dǎo)致SINE的重要原因［3-4］。目前有多種旨在降低主動(dòng)脈夾層患者術(shù)后SINE發(fā)生的治療方式，使用錐形支架可降低真腔順應(yīng)性，使用限制性支架也可明顯降低SINE發(fā)生。多項(xiàng)研究結(jié)果顯示，使用限制性裸支架患者與未使用患者相比可避免發(fā)生SINE且生存效益更好［5-6，11］。然而若裸支架與主體支架不匹配，也可能導(dǎo)致支架脫位和破裂。目前關(guān)于如何規(guī)范使用限制性裸支架尚未形成共識(shí)。

支架RF通過(guò)作用于血管壁起到擴(kuò)張血管、保持管腔通暢的重要作用。Duerig等［12］最先提出RF主要包括RRF和COF，RRF在支架壓縮過(guò)程中起作用，防止支架直接被壓閉，COF在支架置入后持續(xù)作用于血管壁，以恢復(fù)其自然狀態(tài)。雖然在整個(gè)支架壓縮過(guò)程中RRF均大于COF，但兩者作用時(shí)機(jī)不同，因此支架COF通常被認(rèn)為是引起血管壁損傷的主要因素。

本研究單一主體支架測(cè)試結(jié)果表明，降低支架遠(yuǎn)端超放大率可降低COF。Jang等［4］研究顯示支架遠(yuǎn)端放大率每發(fā)生10%變化，相應(yīng)支架遠(yuǎn)端SINE風(fēng)險(xiǎn)升高28%（HR=1.28，95%CI=1.12～1.48，P＜0.01）。本研究中除Zenith支架外，其他品牌支架在初始?jí)嚎s過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一明顯拐點(diǎn)，Zenith支架拐點(diǎn)相對(duì)不明顯。這可能與支架采用不銹鋼為支撐金屬有關(guān)，不銹鋼材料相對(duì)于鎳鈦合金能提供更強(qiáng)的支撐力和膨脹力，使支架釋放過(guò)程中其內(nèi)腔能展開(kāi)得更充分。本研究通過(guò)比較相同尺寸裸支架聯(lián)合不同尺寸主體支架的力學(xué)性質(zhì)發(fā)現(xiàn)，在相同壓縮程度下COF曲線相近，認(rèn)為限制性裸支架可通過(guò)改變流出道口徑使支架整體更好地適應(yīng)真腔的解剖環(huán)境，從而影響聯(lián)合置入段RF大小；同時(shí)觀察到初始?jí)嚎s段聯(lián)合裸支架的RF小，高壓縮程度下聯(lián)合置入段的支架RF高于單一主體支架置入，認(rèn)為聯(lián)合裸支架置入可在一定范圍內(nèi)改善支架遠(yuǎn)端RF力，超過(guò)一定壓縮程度后聯(lián)合置入段產(chǎn)生的RF比單一主體支架產(chǎn)生的RF更大，血管內(nèi)膜損傷風(fēng)險(xiǎn)也更高。對(duì)于這一現(xiàn)象，本研究認(rèn)為相比單一主體支架，聯(lián)合置入段產(chǎn)生初始RF的壓縮直徑取決于裸支架直徑大小，產(chǎn)生RF的初始?jí)嚎s直徑通常大于裸支架展開(kāi)直徑，即裸支架與主體支架產(chǎn)生疊加效應(yīng)開(kāi)始出現(xiàn)。疊加效應(yīng)出現(xiàn)后，單一主體支架由于壓縮率更大，所產(chǎn)生的COF值比聯(lián)合段大。然而在進(jìn)一步壓縮過(guò)程中，當(dāng)兩者疊加效果超過(guò)單一主體支架時(shí)即產(chǎn)生曲線交點(diǎn)。這提示如果沒(méi)有合適尺寸的裸支架，使用裸支架反而更危險(xiǎn)。Canaud等［13］通過(guò)系統(tǒng)分析報(bào)道，9.26%（10/108）聯(lián)合置入段支架相關(guān)并發(fā)癥中包括支架移位5例，支架與血管壁貼合不緊密4例，聯(lián)合置入段SINE 1例。

上述結(jié)果對(duì)支架設(shè)計(jì)及臨床治療的啟發(fā)是：①選擇放大率合適的裸支架，有利于降低遠(yuǎn)端內(nèi)膜損傷風(fēng)險(xiǎn)；②在遠(yuǎn)端真腔受壓較重且無(wú)合適尺寸裸支架時(shí)，單獨(dú)采用主體支架可能更為安全；③支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可進(jìn)一步優(yōu)化，以降低支架遠(yuǎn)端RF，降低支架相關(guān)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。

本研究尚存不足，如未對(duì)急性?shī)A層和慢性?shī)A層的不同進(jìn)行分析，未權(quán)衡主動(dòng)脈真腔重塑與COF對(duì)血管內(nèi)膜是否損傷，測(cè)試是通過(guò)徑向力測(cè)試儀進(jìn)行，而臨床上遠(yuǎn)端支架選擇通常依據(jù)被壓縮后遠(yuǎn)端錨定區(qū)真腔長(zhǎng)徑，兩者在形態(tài)上有明顯差異。還需要進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和病例回顧進(jìn)行論證。

總之，限制性裸支架應(yīng)用可通過(guò)降低支架移植物遠(yuǎn)端放大率減少對(duì)遠(yuǎn)端血管內(nèi)膜的損傷，但聯(lián)合置入段裸支架壓縮程度過(guò)大反而會(huì)有害。