楊涵 劉洪偉 深圳市醫(yī)療器械檢測中心 (深圳 518058)

介入器械的普及應(yīng)用推動(dòng)了冠脈介入治療的發(fā)展

楊涵 劉洪偉 深圳市醫(yī)療器械檢測中心 (深圳 518058)

近年來，中國心腦血管疾病患病率逐年提高，急劇增長的心臟病患者刺激了中國心臟介入手術(shù)和冠脈支架需求的快速增長，PCI手術(shù)、冠脈支架(藥物洗脫支架)植入數(shù)量也大幅增加。本文主要針對心血管介入治療器械的應(yīng)用及其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行論述，并對該領(lǐng)域內(nèi)主要器械的技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

介入治療 球囊 冠脈支架 藥物洗脫支架

目前全世界每年有150萬患者接受經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention, PCI)。介入治療作為現(xiàn)代臨床治療學(xué)中的第3大診療體系，正以其微創(chuàng)性、定位準(zhǔn)確、可重復(fù)性強(qiáng)、并發(fā)癥發(fā)生率低、療效高的鮮明特點(diǎn)，得到醫(yī)療學(xué)術(shù)界和廣大患者的認(rèn)同。介人材料的發(fā)展，也賦予傳統(tǒng)意義上的內(nèi)科診療與外科診療嶄新的內(nèi)涵。介入材料的品種及規(guī)格繁多，不少材料尚在不斷研制改進(jìn)中。本文主要針對介入材料——支架的應(yīng)用進(jìn)行論述。

1977 年 9 月， Gruentzig 在瑞士蘇黎世成功進(jìn)行了世界上第一例經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動(dòng)脈成形術(shù) (PTCA)，開創(chuàng)了介入治療的新紀(jì)元。經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動(dòng)脈介入治療形成術(shù)(PCI)采用經(jīng)皮動(dòng)脈穿刺法，將帶有球囊或其他各種治療裝置的導(dǎo)管經(jīng)主動(dòng)脈送入冠狀動(dòng)脈病變部位，利用加壓充盈球囊的機(jī)械作用或其他物理作用，直接擴(kuò)張或消融粥樣硬化性的斑塊，從而增大血管內(nèi)徑，改善心肌供血，最后達(dá)到緩解心肌缺血癥狀和減少心肌梗死發(fā)生的目的。在此后的30年中，隨著新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，新的介入器械不斷涌現(xiàn)并應(yīng)用于臨床。以PTCA為基礎(chǔ)的冠心病介入治療技術(shù)也迅速發(fā)展，并根據(jù)循證醫(yī)學(xué)原則對各種介入治療的適應(yīng)證及治療價(jià)值獲得評價(jià)。

冠心病介入治療三個(gè)主要的發(fā)展階段及技術(shù)特點(diǎn)如下：

階段一(1977～1994年)：經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)(PTCA)

PTCA球囊擴(kuò)張導(dǎo)管是頭端設(shè)計(jì)成可快速充盈成球囊和恢復(fù)扁平形狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管輸送裝置，它的作用是準(zhǔn)確地到達(dá)病變、通過病變并且擴(kuò)張病變(運(yùn)送支架到達(dá)病變位置)。

1992年以前，冠心病的介入治療僅局限于單純球囊擴(kuò)張。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)以手術(shù)創(chuàng)傷小、手術(shù)危險(xiǎn)性小、即刻療效明顯、病人樂于接受等優(yōu)勢，在臨床介入治療手術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。

理想的球囊導(dǎo)管應(yīng)包括以下特征：

①最小的通過外徑。球囊材料壁厚約20um，才能準(zhǔn)確穿過狹小病變；

②尋蹤性的錐形頭端設(shè)計(jì),幫助穿過有難度的病變。頭端錐形漸細(xì)的設(shè)計(jì)及材料的厚薄軟硬程度決定了球囊對于鋼絲跟蹤性能的好壞；

③柔順性的頭端與導(dǎo)絲密切吻合，在通過彎曲處減少“魚嘴”現(xiàn)象；

④球囊應(yīng)為非順應(yīng)性或半順應(yīng)性球囊。非順應(yīng)性：不管加多少壓力球囊直徑到達(dá)指定尺寸后保持不變，對于血管的適應(yīng)性弱，主要用于輸送支架的球囊；半順應(yīng)性：寬廣的工作范圍，可靈活地操縱球囊尺寸，多用于進(jìn)行預(yù)擴(kuò)張(見圖1圖2)；

⑤球囊需要有良好的耐疲勞性能，需要在極短時(shí)間內(nèi)快速升高到球囊的名義壓力而不破裂。

圖1 順應(yīng)性球囊易造成血管夾層 圖2 非順應(yīng)性球囊呈均勻性擴(kuò)張

然而，人們在認(rèn)同單純球囊擴(kuò)張取得良好的臨床效果的同時(shí)，也不否認(rèn)其存在著一些尚待解決的問題，如球囊擴(kuò)張術(shù)中約2%～5%的病例發(fā)生急性血管閉塞等各種并發(fā)癥；術(shù)后中遠(yuǎn)期靶血管再狹窄率高達(dá)30%～50% ；彌漫性血管病變、慢性完全閉塞病變以及對于纖維化或鈣化病變成功率低等因素，困擾著球囊擴(kuò)張治療的發(fā)展。

階段二(1994～2003年)：冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)支架植入術(shù)(BM STENTING)

介入治療中使用的冠狀動(dòng)脈支架是一種管型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，用于植入冠脈血管以防止血管彈性回縮和有效處理經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)術(shù)中內(nèi)膜撕裂、血管痙攣造成的血管閉塞等并發(fā)癥，減少術(shù)后再狹窄的發(fā)生率。

1987年Sigwart首次采用金屬支架植入冠狀動(dòng)脈，后來相繼有冠脈狹窄的介入治療在臨床上得到應(yīng)用，并取得了明顯療效，如不銹鋼支架、磷-32(32p)放射性支架、鍶-90(90Sr)-釔-90(90y)鏈?zhǔn)皆础㈠n-188(188Re) MAG3液體球囊源等。冠狀動(dòng)脈支架術(shù)的臨床應(yīng)用基本上解決了介入治療術(shù)后急性血管閉塞的問題，并且通過改善血管的負(fù)性重塑使靶血管中遠(yuǎn)期再狹窄率較單純球囊擴(kuò)張術(shù)下降了 15% 左右。

理想的支架應(yīng)包括以下特性：

①具有足夠的強(qiáng)度以抵制動(dòng)脈壁的回彈力，且無支撐部分翹起現(xiàn)象；

②在釋放后支架長度不變或短縮很小，方便術(shù)者在目標(biāo)部位正確定位支架，有利于精確釋放；

③軸向柔韌性好(支架的柔順性取決于支撐部分之間的連接方式)，可通過彎曲血管(圖3)；

④有良好的耐疲勞性能，保證在血管脈動(dòng)壓力作用下(約10年)無斷裂；

⑤支架和血管壁面貼合良好，能順應(yīng)不規(guī)則的血管壁表面；

⑥未擴(kuò)張狀態(tài)下有較小的輪廓，利于通過高度狹窄的病變部位。

支架置入術(shù)由于有效地制止了血管彈性回縮和負(fù)性重塑，使再狹窄率有所降低，但支架置入術(shù)后再狹窄發(fā)生率仍達(dá) 20%～30% 左右。由于血管壁損傷、血栓形成以及炎性反應(yīng)刺激各種生長因子和細(xì)胞因子產(chǎn)生，通過血管平滑肌 (VSMC) 受體使平滑肌細(xì)胞分裂，導(dǎo)致平滑肌細(xì)胞增生、基質(zhì)分泌，平滑肌細(xì)胞并向內(nèi)膜遷移，使新生內(nèi)膜過度增生，內(nèi)膜增厚導(dǎo)致再狹窄。雖然從臨床資料分析來看，單純的支架置入術(shù)并不能從根本上防治再狹窄，但不可否認(rèn)的是，支架置入術(shù)已大大地拓寬了冠心病介入治療的適應(yīng)證。

階段三(2003年以來)：藥物支架時(shí)代(DES)

金屬支架雖然可以有效地降低再狹窄的發(fā)生率，但金屬支架本身作為異物，刺激血管內(nèi)平滑肌細(xì)胞增生，不能完全預(yù)防再狹窄的發(fā)生。因此，選擇生物相容性良好的聚合物和有效抗再狹窄藥物涂覆在支架表面，通過攜帶并緩慢釋放抑制平滑肌細(xì)胞增殖的藥物和金屬支架自身的支撐力的共同作用，使介入治療后的再狹窄率由普通支架的30%下降到10%。

2001年9月，在瑞典斯德哥爾摩召開的歐洲心臟病學(xué)會(huì)議上公布的RAVEL試驗(yàn)結(jié)果開創(chuàng)了藥物涂層支架治療冠心病的新的里程碑。2003年美國FDA批準(zhǔn)了藥物洗脫支架應(yīng)用于臨床冠狀動(dòng)脈治療之中，至今已有非常廣泛的應(yīng)用，歐美國家、新加波、日本等藥物支架的使用率在30%左右，而國內(nèi)的一些大醫(yī)院，藥物支架的使用率超過60%。目前，在臨床上使用的藥物涂層支架(DES)主要有兩種：一種是雷帕霉素涂層支架(CYPHER，Cordis)；另一種是以多聚物為基礎(chǔ)的紫杉醇涂層支架(TAXUS，Boston Scientific)。近年我國微創(chuàng)、樂普、吉微等公司藥物支架也紛紛獲得上市批準(zhǔn)。

理想的藥物洗脫支架應(yīng)具備以下特征：

① 有足夠大的載體面積；

② 較小的網(wǎng)孔間隔；

③ 釋放后的形態(tài)改變小，以確保藥物運(yùn)輸后和后續(xù)釋放的成功率。

經(jīng)過 20 世紀(jì)末的大量實(shí)驗(yàn)研究，藥物洗脫支架的臨床應(yīng)用取得了顯著的效果，成為冠心病介入治療的新的里程碑。目前尚有多種新型支架處于推廣和臨床試驗(yàn)階段。藥物洗脫支架的應(yīng)用盡管還存在許多不確定因素，如遠(yuǎn)期血栓的安全性風(fēng)險(xiǎn)，但從目前的臨床結(jié)果來看，藥物洗脫支架置入術(shù)后再狹窄的發(fā)生率 < 10% 已毋庸置疑。隨著臨床試驗(yàn)的進(jìn)一步完善，左主干病變、再狹窄病變、分叉處病變、靜脈橋病變都可能成為藥物洗脫支架置入術(shù)的適應(yīng)證。藥物洗脫支架必定對冠心病血運(yùn)重建治療產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

介入治療材料的發(fā)展與普及，不僅引起醫(yī)學(xué)界的極大關(guān)注和眾多患者的歡迎，而且極大地刺激著電子物理、化學(xué)、激光、計(jì)算機(jī)、生物醫(yī)學(xué)等眾多學(xué)科相互滲透、相互促進(jìn)，不斷研制出更多的材料，以滿足介入治療材料發(fā)展的需要，使介入治療學(xué)在發(fā)展中不斷完善。

圖4 150倍SEM下的雷帕霉素藥物涂層支架

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Application of Interventional Medical Devices to Promote the Development of Intracoronary Interventional Therapy

YANG Han LIU Hong-wei Shenzhen Testing Center of Medical Device, Shenzhen Institute for Drug Control (Shenzhen 518058)

s:In recent years, the prevalence of cardiovascular disease has gradually increased in China. The sharp growth of heart disease patients stimulated the rapid growth for interventional cardiology procedures and the demands of coronary stents. The numbers for PCI surgery, coronary stent (DES) implantation are substantially increased. This paper reviews the application of cardiovascular medical devices and their technical features, and makes prospect for technology development tendency of main devices in this field.

interventional therapy, balloon, coronary stent, drug-eluting stent

1006-6586(2011)05-0019-03

R318.08

A

2011-03-10

楊涵，助理工程師；劉洪偉，高級工程師，深圳市醫(yī)療器械檢測中心無源醫(yī)療器械及藥包材檢測部副主任