分支支架在主動脈弓部疾病中的應用與發(fā)展

顧浩，何文揚，何進偉，劉寶坤，郭婷婷，周棟

蘭州大學第二醫(yī)院 血管外科，甘肅 蘭州 730000

引言

主動脈弓為主動脈上部弓形彎曲的部分，從弓部發(fā)出3條較大的動脈，由右向左依次分別為頭臂干動脈、左頸總動脈和左鎖骨下動脈（Left Subclavian Artery，LSA）。由于這種多分支的彎曲解剖結(jié)構(gòu)，以及主動脈弓上分支血管的重要性，手術(shù)過程中需重建分支動脈的血流供應，增加了主動脈弓部疾病治療的難度[1]。主動脈弓部疾病是一種具有災難性后果的臨床急癥，其起病兇險、進展迅速，如未能早期識別并積極干預，可能會導致患者死亡。據(jù)報道，主動脈夾層患者在發(fā)病后24 h內(nèi)未經(jīng)治療的死亡率約為50%，而且在發(fā)病后的48 h內(nèi)，每增加1 h，死亡率升高1%，其中75%的患者因主動脈破裂而死亡[2]。分支支架技術(shù)是指應用帶有單個分支或多個分支的覆膜支架，重建主動脈弓部一支或多支血流。作為近年來興起的腔內(nèi)治療技術(shù)之一，分支支架技術(shù)既具備腔內(nèi)治療的微創(chuàng)性，同時在形態(tài)上最符合主動脈弓部的解剖形態(tài)，因此受到越來越多血管外科醫(yī)生和醫(yī)療設備供應商的關注[3]。

本文主要對目前臨床應用的分支支架及新型分支支架的結(jié)構(gòu)、臨床應用結(jié)果作一綜述，旨在幫助臨床醫(yī)生了解分支支架的最新進展，在臨床治療中選擇最優(yōu)的治療方案；同時展望了主動脈弓部疾病的未來治療方向以及分支支架的發(fā)展方向，以期為醫(yī)療設備供應商開發(fā)新型分支支架提供理論參考。

1 主動脈弓部疾病的治療現(xiàn)狀

累及主動脈弓部的疾病主要包括侵及主動脈弓部的主動脈夾層、主動脈瘤、透壁潰瘍、壁間血腫等，這些疾病對人體健康造成了極大的危害，甚至危及生命安全。針對主動脈弓部疾病，目前一線的治療方法為開胸深低溫體外循環(huán)下主動脈弓人工血管置換術(shù)[4-5]。自1975年深低溫停循環(huán)技術(shù)開始應用于主動脈弓外科手術(shù)以來，隨著手術(shù)技術(shù)、麻醉、術(shù)后監(jiān)護等方面的進步，傳統(tǒng)的開胸手術(shù)已在臨床廣泛開展[4]。但對于高齡、高危等患者，開胸手術(shù)仍有較高的圍術(shù)期死亡率及并發(fā)癥發(fā)生率[5-6]。

1994年，Dake等[7]報道了單純運用血管腔內(nèi)治療技術(shù)來修復胸主動脈病變。胸主動脈腔內(nèi)修復術(shù)（Thoracic Endovascular Aortic Repair，TEVAR）的應用明顯提升了主動脈弓部疾病治療的效果，TEVAR是指在影像學設備和技術(shù)輔助下，借助導絲導管技術(shù)在主動脈腔內(nèi)進行操作，實現(xiàn)對主動脈病變的修復。目前TEVAR已廣泛應用于治療Stanford B型主動脈夾層、左鎖骨下動脈開口以遠的胸主動脈瘤等疾病[8-9]。

對于主動脈弓部病變，單純的腔內(nèi)修復由于存在腔內(nèi)支架移植物的有效錨定區(qū)不足等問題，單一的胸主動脈覆膜支架隔絕技術(shù)往往不能治療所有主動脈弓部疾病[4]。為解決這一問題，20世紀90年代末，雜交手術(shù)（開放式和腔內(nèi)手術(shù)相結(jié)合）應運而生[10]。該術(shù)式需要同期或分期進行旁路手術(shù)來重建主動脈弓上分支，以達到治療目的。TEVAR與傳統(tǒng)開胸手術(shù)和雜交手術(shù)相比具有創(chuàng)傷小、風險低、死亡率低、并發(fā)癥發(fā)生率低等優(yōu)點[11]。因此，血管腔內(nèi)修復技術(shù)對于主動脈弓部疾病無疑是更理想的選擇。但對于累及主動脈弓部的疾病，腔內(nèi)治療的難點在于如何在修復夾層破裂口或主動脈瘤的同時，保留主動脈弓部重要分支動脈的血流供應。隨著TAVER的進步以及術(shù)者經(jīng)驗的積累，目前臨床中逐步發(fā)展出了煙囪技術(shù)[12]、開窗技術(shù)[13]和分支支架技術(shù)[14]等來解決這一難題。上述技術(shù)的出現(xiàn)極大地擴展了TEVAR的適應證，為主動脈弓部疾病的治療提供了更多的選擇。1999年，Inoue等[15]首次報道了應用分支支架的臨床經(jīng)驗，這標志著分支支架理念的建立。分支支架技術(shù)相較于煙囪技術(shù)及開窗技術(shù)而言，更符合主動脈弓部解剖形態(tài)，其Ⅰ型內(nèi)漏等并發(fā)癥發(fā)生率較低[16]，因此成為目前研究的一大熱點。

2 分支支架應用現(xiàn)狀

2.1 單分支支架

對于傳統(tǒng)的TEVAR，至少需要15 mm的正常主動脈壁才能充分錨定覆膜支架[17]。對于近端錨定區(qū)不足的患者，需覆蓋左鎖骨下動脈，以獲得良好的支架固定。然而，左鎖骨下動脈的覆蓋可能會導致嚴重的并發(fā)癥，如中風、上肢缺血等[18-19]，而單分支支架可有效解決這一問題。目前，單分支支架主要用于治療累及左鎖骨下動脈開口以遠的疾病，其主體支架近端錨定區(qū)需達到左頸總動脈開口處，同時單分支用于重建左鎖骨下動脈血流。目前國內(nèi)外有多款產(chǎn)品已用于臨床階段，此類產(chǎn)品的形態(tài)結(jié)構(gòu)基本相似。

2.1.1 Castor支架

Castor支架由上海長海醫(yī)院血管外科與上海微創(chuàng)心脈公司聯(lián)合開發(fā)，于2013年開始臨床試驗[20]，共納入11家中心合計73例患者，其中50例急性主動脈夾層（病程≤2周）和23例慢性主動脈夾層（病程＞2周），手術(shù)成功率為97.26%（71/73），內(nèi)漏發(fā)生率為5.48%（4/73），在中位隨訪時間（61個月）內(nèi)，5例（6.85%）患者死亡，其中2例死因不明、3例與主動脈疾病無關，分支通暢率為92.65%（63/68）。Castor支架于2017年正式獲準臨床上市，成為國際首款臨床應用于治療主動脈弓部疾病的腔內(nèi)器材。自上市至今，臨床已累計使用5000余例[21]。目前上海長海醫(yī)院血管外科團隊在原有Castor支架基礎上進行改良，開發(fā)出單分支開窗支架，并取得滿意療效[22]。單分支用于重建左鎖骨下動脈血流，并且可以增加支架錨定的穩(wěn)定性，支架近端的“開窗”保留了頭臂干動脈及左頸總動脈的血流，通過這種分支與開窗結(jié)合的特殊結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了主動脈弓部分支血流的重建，這種單分支開窗支架為臨床治療主動脈弓部疾病提供了新的方法。

2.1.2 Medtronic支架

Medtronic單分支支架是在其Valiant胸主動脈支架基礎上開發(fā)的，被稱為Valiant Mona LSA支架，由聚酯及鎳鈦諾制成，其分支結(jié)構(gòu)實際上是一個改進的開窗結(jié)構(gòu)，具有倒漏斗或火山狀外觀。2015年，Roselli等[23]發(fā)表了該支架的早期研究，共納入9例患者，手術(shù)成功率為100%，術(shù)后30 d通暢率為100%，2例發(fā)生Ⅱ型內(nèi)漏，2例內(nèi)漏原因不明，非致殘性卒中發(fā)生率為33%；術(shù)后1年隨訪期間無死亡、左上肢缺血、截癱、動脈瘤破裂、開放手術(shù)或二次介入手術(shù)等情況發(fā)生。Rousseau等[24]分享了對于Valiant Mona LSA支架的單中心應用經(jīng)驗，其認為對于不適合行開放手術(shù)的患者，Valiant Mona LSA支架植入是可行的，而且手術(shù)成功率及圍術(shù)期死亡率都相對較低，但仍需多中心、大樣本的臨床數(shù)據(jù)來評估長期效果。

2.1.3 Gore支架

Gore單分支支架由聚四氟乙烯覆膜和鎳鈦諾骨架構(gòu)成，基于cTAG平臺開發(fā)，不同于Valiant Mona LSA支架，該支架采用反向煙囪設計，并采用了Gore產(chǎn)品特有的標準拉線結(jié)構(gòu)。Dake等[25]報道了31例植入Gore分支支架的臨床研究結(jié)果，手術(shù)成功率為100%，隨訪30 d時，分支全部保持通暢，1例出現(xiàn)卒中，無死亡及截癱發(fā)生；隨訪1年時，生存率為83.9%，無支架及手術(shù)相關死亡，5例患者發(fā)生內(nèi)漏（Ⅱ型2例，3例無法確定分型），該研究認為胸主動脈腔內(nèi)修復術(shù)的出現(xiàn)徹底改變了降主動脈瘤的治療方式。但是，如果當動脈瘤累及左鎖骨下動脈區(qū)域的主動脈弓時，就必須考慮保留分支血管，而分支血管支架為分支重建提供了新的選擇。

2.1.4 Nexus支架

Endospan公司的Nexus主動脈弓部分支支架由兩部分組成：遠端主體和分支+近端主體。遠端支架從頭臂干動脈內(nèi)入路，分支用于重建無名動脈血流，近端支架從股動脈入路。一項納入28例患者的多中心研究顯示[26]：手術(shù)成功率為100%，非致殘性卒中發(fā)生率為3.6%，30 d內(nèi)死亡率為7.1%，1年內(nèi)死率為10.7%，無支架或動脈瘤相關死亡發(fā)生。Nexus支架是一種新型的單分支支架系統(tǒng)，錨定于升主動脈來完成主動脈弓重建，另需結(jié)合血管搭橋手術(shù)重建其他分支血流。在隨訪1年內(nèi)，安全性較高。

2.2 多分支支架

單分支支架僅能重建弓部單一分支血管，如果要重建其他分支，則需要結(jié)合外科雜交手術(shù)或者平行及開窗技術(shù)。理想的多分支支架應能重建弓部三支動脈血流，具有更廣泛的適應證，但多分支支架較單分支支架，其術(shù)中操作步驟更復雜，且卒中等并發(fā)癥發(fā)生率更高[27]。雖然目前多分支支架的研究尚處于初步階段，但國內(nèi)外多家機構(gòu)正致力于研發(fā)多分支支架，開展上市前臨床研究，并取得了一定的進展。

2.2.1 Inoue支架

1999年，日本Inoue等[15]首次報道了Inoue分支支架及其臨床應用結(jié)果，該支架采用鎳鈦合金骨架和聚酯纖維覆膜，研究包括15例患者，其中14例植入單分支支架，1例植入三分支支架，結(jié)果發(fā)現(xiàn)11例（73%）動脈瘤瘤體完全血栓化，4例存在持續(xù)內(nèi)漏，1例出現(xiàn)卒中，2例在隨訪期間出現(xiàn)死亡（1例死于肺炎，1例死于腹主動脈瘤破裂），1例在回撤輸送系統(tǒng)時導致右側(cè)髂外動脈破裂，1例出現(xiàn)腳趾部位微栓塞。2017年，該團隊公布了Inoue支架更大范圍、更長隨訪時間的臨床研究結(jié)果[28]，共報道了89例使用Inoue支架的患者，其中單分支64例，雙分支18例，三分支7例，手術(shù)成功率為100%，30 d內(nèi)死亡率為4.5%（單支，3.1%；雙支，0；三支，29%），卒中發(fā)生率為16%（單支，7.8%；雙支，33%；三支，42%），1年和5年隨訪時，全因死亡率分別為85%和59%。1例雙分支支架植入患者，出現(xiàn)左鎖骨下動脈分支支架閉塞。以上研究表明，Inoue單分支支架圍術(shù)期的結(jié)果可基本達到滿意效果，并且其長期安全性和有效性均得到了驗證。但是，Inoue多分支支架還有很大的改進空間，以降低手術(shù)相關并發(fā)癥。

2.2.2 Cook支架

Cook分支支架在結(jié)構(gòu)設計上經(jīng)歷了一系列迭代升級。最初的Chute支架[29]因卒中發(fā)生率較高，因此在此基礎上進行改造，目前為內(nèi)嵌式設計，由聚酯材料和鎳鈦諾構(gòu)成。雙分支支架在主體支架的近端大彎側(cè)錯位設計了2個內(nèi)嵌分支，分別對頭臂干和左頸總動脈[30]、左鎖骨下動脈進行栓塞或旁路重建。三分支支架[31]與雙分支支架有類似的近端結(jié)構(gòu)，但遠端增加了一個反向的內(nèi)嵌分支，從而重建了左鎖骨下動脈，實現(xiàn)腔內(nèi)重建弓部所有分支血管。2014年，Haulon等[32]報道了38例植入該款支架的回顧性研究結(jié)果：手術(shù)成功率為84.2%（32/38），30 d死亡率為13.2%（5/38），4例行早期二次干預，6例發(fā)生早期腦血管并發(fā)癥，11例發(fā)生內(nèi)漏，平均隨訪12個月，無動脈瘤相關死亡事件，3例再次干預。2019年，一項多中心、前瞻性研究結(jié)果[33]顯示：共納入70例患者，手術(shù)成功率為94.3%（66/70），12例患者需要在圍術(shù)期進行二次手術(shù)，平均隨訪期為301 d，隨訪期內(nèi)20例患者接受了二次干預，8例患者死亡（7例為非主動脈相關原因）。2019年，Cook分支支架開始進行商業(yè)化上市前的多中心研究。由于這款支架屬于針對不同患者CT血管造影結(jié)果而定制的支架，因此對于需要行急診手術(shù)的患者有很大限制。但近年來有學者回顧性分析了2013—2018年所有使用定制主動脈弓分支支架的數(shù)據(jù)[34]，研究結(jié)果指出，5種產(chǎn)品型號即可涵蓋大部分的主動脈弓部解剖結(jié)構(gòu)，這為急診手術(shù)提供了可能。

2.2.3 Bolton支架

Bolton分支支架基于Relay NBS平臺設計，由聚酯和鎳鈦諾構(gòu)成，采用與Cook支架類似的內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)，包括單分支和雙分支，其中單分支支架使用時需要行頸動脈-鎖骨下動脈轉(zhuǎn)流。2015年，Riambau等[35]報道了9個中心，26例應用該款雙分支支架的早期研究結(jié)果，包括動脈瘤22例，動脈夾層4例：手術(shù)成功率為100%，術(shù)中4例出現(xiàn)并發(fā)癥，包括1例右側(cè)鎖骨下動脈覆蓋、1例左頸總動脈夾層、1例左心室穿孔、1例卒中死亡；術(shù)后2例發(fā)生Ⅰ型內(nèi)漏（7.7%）。2020年，有研究者回顧性分析了11例Relay雙分支支架治療主動脈弓部動脈瘤的結(jié)果：手術(shù)成功率為100%，8例進行了左鎖骨下動脈血運重建術(shù)，術(shù)后2例因卒中死亡，2例出現(xiàn)小卒中，1例出現(xiàn)截癱，且該研究認為，Relay分支支架在完全腔內(nèi)治療主動脈弓疾病方面，在技術(shù)上是可行有效的，但術(shù)后卒中發(fā)生率較高[36]。

3 新型分支支架

3.1 模塊化內(nèi)嵌支架

模塊化支架是近年來提出的一種新型組合式支架，由帶有分支的近心端和直管狀遠心端組成[37]。模塊化分支支架是在體內(nèi)由多個組件組裝而成的，而單體分支支架是作為一個整體來植入的。在模塊化支架理論基礎上，解放軍總醫(yī)院血管外科張宏鵬提出并設計了模塊化內(nèi)嵌支架結(jié)構(gòu)，并重建了犬的主動脈弓[38]，驗證了該技術(shù)的可行性。杭州唯強醫(yī)療科技有限公司在此基礎上進行了一系列研究與改進，2018年該公司設計了一種模塊化內(nèi)嵌分支支架[39]。該支架由升主動脈內(nèi)嵌支架、分支支架和弓部支架3個部分組成，其中升主動脈內(nèi)嵌支架內(nèi)含2個內(nèi)嵌式分支支架，可與分支支架結(jié)合用于重建頭臂干動脈、左頸總動脈或左鎖骨下動脈；弓部支架與升主動脈支架結(jié)合可修復主動脈弓部病變。Guo等[40]報道了該支架首次在臨床中用于救治1例胸主動脈瘤患者，術(shù)后結(jié)果顯示瘤體修復滿意，分支通暢性良好。雖然該支架的短期結(jié)果令人滿意，但其長期安全性及分支通暢率仍需要更多臨床數(shù)據(jù)及更長時間的隨訪來驗證。

3.2 4D打印形狀記憶聚合物分支支架

2013年，麻省理工學院的科學家Tibbit Skylar首先提出了4D打印的概念[41]，之后4D打印被廣泛用于制造功能響應型材料。與3D打印相比，4D打印將時間作為第四維度[42]，打印出的結(jié)構(gòu)可以在受到刺激時創(chuàng)建或修改形狀。隨時間變化的參數(shù)包括溫度、水、光、濕度、pH等[43]。形狀記憶聚合物是一種刺激響應材料，能夠在外部刺激（光、熱、磁、水等）下從變形形狀恢復到原始形狀[44]。4D打印形狀記憶聚合物分支支架結(jié)合了增材制造與智能材料的各自優(yōu)勢，使得支架在植入之前可以先變形縮小，待到達靶血管后再擴展成設計好的幾何形狀[45]，這種設計可極大地減小對血管入路的損傷。2019年，Kim等[46]報道了一種4D打印形狀記憶聚合物分支支架，該支架能在1 min內(nèi)展開、進入并貼合于“Y”型血管模型。此類支架減小了對血管入路的損傷，并且可以實現(xiàn)個性化腔內(nèi)治療，雖然這款支架目前管壁較厚且未明確生物相容性，轉(zhuǎn)變溫度（55～60℃）也不適宜在人體體溫下實現(xiàn)，但為未來相關領域研究提供了新的方向和思路。

4 總結(jié)與展望

目前各類主動脈弓分支血管支架的研發(fā)與應用正在廣泛地開展，各類支架都有各自的適應證及優(yōu)缺點。對于單分支支架，目前在臨床使用較多，其操作較多分支支架也更為簡便，并且其長期安全性及有效性也得到了驗證。多分支支架臨床應用較少，且操作較為復雜，術(shù)后卒中等并發(fā)癥發(fā)生率也較高。雖然部分多分支支架短期安全性和有效性已得到驗證，但其長期安全性仍需更長時間的隨訪。同時，模塊化內(nèi)嵌支架及4D打印形狀聚合物分支支架的提出，為分支支架的設計提供了新方向。

在過去的幾十年，為優(yōu)化手術(shù)，心血管外科臨床進行了大量的研究，從全弓或半弓置換、“象鼻”技術(shù)、雜交手術(shù)到腔內(nèi)修復。未來，各種主動脈弓分支重建技術(shù)將繼續(xù)共存且不斷發(fā)展，外科醫(yī)生對于各項技術(shù)的操作也會不斷成熟。但是各項技術(shù)各有優(yōu)缺，具體手術(shù)方案的選擇需根據(jù)對患者病情的評估來綜合考量，目前尚無一種技術(shù)可被稱為“金標準”。但近年來，隨著腔內(nèi)技術(shù)及器械的快速發(fā)展，為主動脈夾層和胸主動脈瘤等主動脈弓部疾病提供了新的治療思路，腔內(nèi)治療的適應證也越來越廣，今后完全腔內(nèi)治療會越來越廣泛地應用于主動脈弓疾病，成為治療該類疾病的首選方案。