CEC腔内技术第三章

第三章 球囊与支架 第一节球囊 球囊的两个基本作用 一 球囊预扩张利于后续支架的顺利到位 二 球 囊的后扩张保证支架的充分膨胀或良好贴壁 球囊的分类有多种 按照球囊的 使用特点分为同轴整体交换型 Over the Wire OTAw 快速交换 型 Rapid exchange system 及固定导丝的球囊 balloon on wire 临床上基本不 再使用此类球囊 三种 还包括特殊设计的球囊如灌注球囊 切割球囊 双导 丝聚力球囊 载药球囊按照球囊直在径大小 可大致分为小球囊 2 5mm 普 通球囊 5 N 12mm 和大球囊 12mm 小球囊一般用于冠状动脉 胭动脉以下 胫腓动脉和直径偏细的肾 椎动脉等 普通球囊一般用于颈动脉 肾动脉 髂 股腘动脉等 而大球囊一般用于肾下腹主动脉 髂动脉和腔静脉等 评价球囊 导管的性能指标一般包括球囊外径 跟踪性 推送性 灵活性和顺应性 一 顺应性球囊和非顺应性球囊 球囊的顺应性 compliance 是指球囊充盈时每增加一个大气压 atm 球囊外形 或体积相应发生的变化 是球囊拉伸能力的指标 球囊完全充盈后 球囊顺应 性越高 随充盈压继续增加 球囊体积或外形进一步涉增大的趋势越明显 但 对绝大多数扩张球囊导管来说 增加充盈压时球囊的长度并不发生变化 体积 的变化主要体现在球囊直径的变化上 重要参数 命名压 Nominal pressure 指球囊获得预定直径所需要的球囊内充盈压 一般命名压介于 6 8atm 之间 爆破压 rated burst pressure 指体外测试时反复充盈球囊 40 次 99 9 球囊 不会破裂的最大充盈压 依球囊顺应性 目前临床应用的球囊大致分为顺应性 球囊 半顺应性球囊和非顺应性球囊 球囊的顺应性主要取决于球囊的制作材 料 早期的球囊为聚氯乙烯 PVC 材料 为顺应性球囊 现半顺应性球囊和非顺 应性球囊主要采用聚乙烯 PE 聚氨酯 尼龙 Nylon DuralynTM 和聚对苯 二甲酸乙二醇酯等材料 后二者是当今半顺应性球囊 非顺应性球囊制作的主 要质材 1 顺应性球囊 顺应性球囊在压力增加至命名压或扩张到预定直径后 随充盈压继续增加 其直径和容积可不断增加 血管内遇到阻力时 球囊形态可发生变化并向阻力小 处扩张 这会导致两种结局 一是对周围病亦施加的挤压力量明显减少 二是 持续升高充盈压球囊两端肩部过度膨胀容易导致正常血管壁损伤引发夹层 扩张 狭窄病变易造成夹层使得顺应性球囊一怒般不用于血管成形术 但但利用顺应 性球囊适应血血管形态塑形这一特性 仍有其不可忽视的作用 如颈动脉支架 置入术所使用的 Mo Ma 球囊脑保护装置就利用顺应性球囊的塑形特性 低压 扩张确保球囊完全贴壁且且不损伤血管壁内膜 以完全阻断颈内动脉血流 2 半顺应性球囊和非顺应性球囊 半顺应性球囊指球囊充盈压在命名压和爆破压之间继续增加时球囊直径在 预定直径之上仍有 0 25 0 75mm 左右的增加范围 而非顺应性球囊在球囊直径 完全充盈至指定数值后不管再增加多少压力其直径仍保持不变 两者耐高压性 能和挤压病变能力较顺应性球囊强而对血管形状的适应性则弱于顺应性球囊 而非顺应性球囊的出色耐高压性使其挤压病变能力较非半顺应性球囊更强 有 利于扩张严重化或纤维化的坚硬病变 半顺应性球囊 充盈超过命名压后通过 控制压力可精确调控球囊直径 然而 半顺应性球囊在高于 14atm 下易出现狗 骨头现象 对病变的挤压力不足以扩开坚硬的病变 并且病变两端突起的球 囊部分可能损伤病变两端的正常血管壁组织 造成边缘效应引发支架两端的再 狭窄或病变处的夹层 如果在高达 20atm 的压力时 不仅可能扩不开病变 同 时有可能造成严重的血管破裂穿孔或夹层事件 此外 支架未完全扩张或贴壁 往往是支架内血栓和远期再狭窄的重要影响因素 因 在严重钙化阻力较大的 情况下 支架或半顺应性球囊通常不足以完全扩开病变或使支架充分贴壁 而 非顺应性球囊的超耐高压性可保证对病变部位持续施加高压 可完全扩张病变 或使支架充分贴壁 对于此类病变 在使用半顺应性球囊扩张压增至 16atm 或 超过球囊爆砚破压仍不能使病变压迹消失时 尤其透视下见血管壁动脉有明显 钙化时 应当考虑换用非顺应性球囊 切割球囊或采用斑块旋磨术 不应继续 增加球囊压力 以免血管破裂穿孔等严重并发症发安生 非顺应性球囊通常适用于严重钙化芝病变支架植入前的预扩张或支架植入后 的高压后扩张使支架充分膨胀或贴壁完全 非顺应性球囊由于扩张力强还应用 于分叉病变 开口病变 支架重叠处和支架内再狭窄等不易扩张的病变 非顺 应性长球囊用于长段闭塞病变时可明显降低血管成形术后内膜损伤所致的夹层 的发生率 自膨式支架的后扩张亦通常使用非顺应性球囊使其完全贴壁 二 载药球囊 drug eluting balloon 药物洗脱支架的晚期血栓形成与支架的聚合物载体抑制内皮修复和愈合过 程有关 载药球囊的使用既有抗增殖药 j 物抑制内膜增生防止再狭窄的发生 又可避免药物洗脫支架的金属骨架与聚合物载体长期滞留血管壁内造成的晚期 血栓形成 与药物洗脫支架的缓慢持续释放药物方式不同 载药囊 紫杉醇洗 脱球囊 是在球囊表面的微孔内填入紫杉醇 通过球囊扩张与病变的接触而快 速释放到局部动脉壁内 充盈前的球囊使用折叠技术可预防球囊在血液中前行 时药物被提前冲刷掉 球囊扩张同时可使 75 的药物剂量渗透入局部动脉壁内 阻止血管内膜增殖 而剩余的 25 药物剂量于球囊膨胀时被快速血流冲刷掉 三 冷冻球囊 冷冻成形术 Cryoplasty 使用的特殊球囊导管 作用原理包括普通球囊的 血管成形机械扩张力量和对血管壁的快速冰冻双重机理 冰冻效应通过在血管 壁和病变表层产生多数微小裂缝 可获得超过普通球囊更为整齐的扩张效果 有效减低局部内膜撕裂或夹层的发生率 还通过改变胶原和弹力纤维的物理性 状 理论上减轻血管壁弹力回缩和降低远期的血管负性重构可能性 此外还可 诱导血管平滑肌细胞的凋亡 降低内膜增殖或再狭窄的发生率 理论上冰冻球 囊蓬的使用可降低术中即刻夹层的发生率 减少因急性并发症对支架的需求 改变血管的重塑过程和诱导血管平滑肌凋亡降低再狭窄的机率 但缺乏有力证 据表明冰冻球囊的远期疗效及终点事件发生率要优于常规球囊或支架 第二节 支架 外周血管支架的分类标准很多 以支架释放方式为依据可分为球扩式 balloo expandable stent 和自膨式支架 self expanding stent 以支架的 功能和治疗目标可分为金属裸支架 Bare meta stent BMS 药物涂层支架 drug coated stent 覆膜支架 Covered stent 根据支架的结构设计可分 为管状支架 slotted tube stent 环状支架和缠绕支架 coil stent 根据 支架网眼不同可分为闭环支架和开环支架 支架的金属骨架材料 般为不锈钢 丝 钽丝和温控镍钛合金及钴铬合金等 一 球扩式支架 球扩式支架本身无弹性 其设计是支架预装在球囊上 通过球囊导管将支 架输送至血管病变处 球囊扩张到拟定直径后依靠血管壁回缩力贴附于血管壁 对血管壁不产生持续膨胀张力 球扩式支架的最大优点为释放时定位精确 尤 其适用于开口病变 如椎动脉开 肾动脉开口病变 此外还具有释放后短缩现 象不明显 径向支撑力强于外周自膨式支架等特点 但球扩式支架本身缺乏弹 性 受压后易出现塌陷闭塞 柔韧性欠佳 不太适合于颅外颈动脉 股胭动脉 等易受压或活动关节部位 在外周血管仅适用于走形较直 非活动关节区域的 局限性短段狭窄闭塞病变 3cm 外周动脉疾病可选择的球扩式支架较少 经 典的外周球扩式支架以 Palmaz Cordis 公司 和 Strecker Boston 公司 支架为 代表 Palmaz 球扩支架及其衍生 Genesis 系列为 Cordis 公司生产 为开槽的不 锈钢丝网管状支架 支架壁厚度极薄仅约 0 15mm 采用闭环型设计 长度为 15 N 50mm 直径 5 7mm 可用于肾动脉和椎动脉开口部 直径 8 14mm 可用于髂股 动脉 优点为径向支撑力强 扩张后紧贴血管壁 几乎不发生弹性回缩现象 内皮化快 不易阻塞分支开口 缺点是纵向柔顺性差 不易通过扭曲血管 释 放后整体趋向直线状态 对迂曲血管有一定抗力 Strecker 球扩支架由 O lmm 细的单根钽坦丝编织而成的管型金属网 表面具有带负电的金属氧化层 可阻 止血小板黏附 X 线透视下显影清晰利于准确定位 扩张后直径 6 一 12mm 长 度 40mm 优点是与 Palmaz 支架相比其纵向和径向柔顺性好 易通过扭曲血 可适应血管壁的自然曲度 膨胀后短缩现象较小 无铁磁性可行核磁检查随访 缺点是径向支撑力较 Palmaz 支架小 有一定的弹性回缩现象 因此 对于重度 钙化 闭塞 开口病变应使用支撑力强的 Palmaz 支架 明显扭曲的病变应使用 柔顺性佳的 Strecker 支架 Jostent 球扩式支架 Abbott Vascular 公司 具有 Palmaz 和 Strecker 支架两者优点 易于定位 径向支撑力较强 扩张后能紧 贴血管壁 不易回缩及移位 纵向柔顺性好 有利于顺利送入扭曲的弓上头臂 动脉和越过扭曲的腹主动脉分叉部进入对侧髂动脉 操作性强 其另一特点是 支架直径变化范围大 直径可从 6 mm 扩张至 12 mm 二 自膨式支架 自膨 1 l 式支架的释放机理与球扩式支架不同 支架压缩于输送鞘管内并 输送到血管病变处 鞘管外撤释放支架 依赖支架自身膨胀张力和血管壁的弹 性限制之间取得平衡关系从而贴附血管壁 自膨式支架的优点是柔韧性较好 有利于通过扭曲血管和钙化病变 能顺应血管壁的自然曲度 不易受压变形 甚至可跨越活动关节释放 缺点为释放时有前向跳跃和短缩现象 以至精确定 位释放困难 外周血管除肾动脉 椎动脉外 主要使用自膨式支架 可选择范 围较球扩式支架较多 经典自膨式支架以 Gianturco Z 形支架 Cook 公司 Wallstent Boston Scientific 公司 Memotherm Bard 公司 Smart 支架 Cordis 公司 为代表 新型自膨式支架主要以镍钛合为材料 包括 Symphony 支架 Boston Scientific 公司 Luminexx 支架 Bard 公司 Zilver 支架 Cook 公司 Precise Cordis 公司 Prot g 支架 EV3 公司 Maris 支架 Invatec 公司 Sinus 支架 Optimed 公司 等 Gianturco Z 形支架采用直径 0 25 0 5mm 的不锈钢丝缠绕成各种长度和直径的以 Z 弯曲围成的圆柱形结构 输送方便 特点是支架网孔较大 不易造成血管分支开口处阻塞 径向支撑力 强 无短缩现象 主要用于静脉系统病变 尤其适用于布加综合征中肝静脉开 口处的下腔静脉病变 不易造成肝静脉和副丹肝静脉开口处阻塞 缺点为释放 时具有向前跳跃现象 为增加稳定性和防止前向跳跃造成支架移位应常规使用 三节 Z 形支架 由于支撑力强 可用于坚韧 纤维化 钙化或弹性回缩较强的 病变 Wallstent 支架采用直径为 0 075 mm 的不锈钢丝编织成的网管状结构 优点是具有良好的纵向柔顺 易于放在迂曲血管内 可用于跨关节放置 支架 释放未超过全长的 80 时仍可回收支架并调整位置后再次释放 缺点为不锈钢 丝纤细 透视可视性差 径向扩张力较球扩式支架偏小 对某些坚硬的纤维化 或严重钙化的病变血管不易扩张 需借助球囊后扩张确保支架与血管壁贴壁 膨胀后明显短缩 有时定位困难 网眼较同类支架细小密集 有可能阻塞血管 分支 Memotherm Smart 支架等采用镍钛合金管经激光雕刻切割形成 径向撑 力强 膨胀后支架短缩小且透视下可视性较不锈钢 Wallstent 好 除严重钙化 僵硬病变和局限 1N 2cm 的短病变外 一般髂股胭动脉和颈动脉应选择柔韧性 较好的自膨式支架 镍钛合金自膨式支架整体柔顺性佳 与不锈钢自膨式支架 相比挤压后更容易恢复形状 而且不锈钢丝支架用于股胭动脉时可因抗疲劳性 能不良致远期支架断裂发生率增高 三 金属裸支架 bare metal stent 表面经抛光处理后不再添加任何涂层和覆膜材料的金属支架称为金属裸支 架 其问世可非常有效处理血管夹层和急性血管闭塞 提高血管成形术的成功 率和安全性 裸支架已被证实具有两方面重要价值 作为单独球囊扩张成形术 失败的有效补救性措施和降低术后远期再狭窄 常用的金属裸支架包括球扩式 和自膨式支架 特点和类型如上述 这里仅阐述支架的治疗原理及其内在缺陷 球囊血管成形术其局限性在于其处理偏心性 钙化或长段狭窄时其即刻成 功率低 术中急性血管闭塞以及远期再狭窄率较高 术中急性血管闭塞主要由 于血管弹性回缩或血管局限夹层以及继发血栓形成所致 PTA 后的早期和远期 狭窄通常由于血管弹性回缩 内皮损伤后内膜增殖及远期血管重塑所致 金属 裸支架通过其良好的径向支撑力为血管壁提供有效的机械支撑作用 从而消除 和防止血管弹性回缩和局限夹层所致的急性血管闭塞 提供更大的初乡始管腔 内面积和更平滑的内膜面以使支架内血流羟榴正韩叫层流以及限制远期血管负 性重构所致的再狭窄 因此 金属裸支架继球囊之后引入腔内血管成形术不仅 有效减少血管成形术失败率和因弹性回缩和血流限制性夹层所致的急性血管闭 塞的发生率 保证手术安全性 扩大血管成形术的适应症 还有助于维持血管 的远期通畅率 降低远期再狭窄 然而金属裸支架仅仅具有机械支撑作用 缺 乏内在的生物学活性 不能抑制内膜增殖 后者正是导致远期再狭窄的主要机 理 与球囊成形术相比 支架作为人体异物长期留滞于机体血管腔内可长期刺 激内膜致过度增殖并引起支架内血栓形成 远期再狭窄 金属裸支架的缺乏生 物学活性的缺陷及期再狭窄率问题导致随后的覆膜支架 药物洗脱支架等新产 品问世和设计理念的引入 四 覆膜支架 covered stent stent graft 覆膜支架为在普通金属裸支架的平台上覆量盖高分子特殊膜性材料构成 是金属裸支架的支撑理化特性和覆膜材料的特有性能的有效组合 支架型人工 血管为用于主动脉的覆膜支架特有命名 覆盖的高分子膜性材料以生物非降解 性聚合物为主 主要有可膨性聚四氟乙烯 expandablepolytetrafluoroetnyiene ePTFE 涤纶 pojyethylene terephthalate PET 即俗称 dacron 聚酯 polyestPE 聚氨基甲酸乙酯 polyurethane PU 真丝等 靶血管的直径对选择不同特性的覆膜材料有特 殊要求 对于小直径的血管 抗血栓形成尤为重要 大口径的血管 lOmm 则 机械耐久性是相对突出的问题 相称 dacron 而言 ePTFE 不易致血栓形成 因 而被用于直径 lOmm 的血管覆膜或移植血管材料 Dacron 的致炎性反应和致纤 维增生反应较 ePTFE 明显 因而用于大口径的主 髂动脉具有更好耐受性 覆 膜支架或支架型人工血管已广泛用动脉扩张性疾病的腔内修复治疗 如主动脉 瘤 主动脉夹层和外周动脉瘤 血管损伤所致的假性动脉瘤和动静脉瘘以及血 管成形术所致的急性破裂穿孔等 由于内膜可通过裸支架的网眼增殖导致支架 内再狭窄缺陷 覆膜支架亦被用于外周动脉闭塞性疾病 借助覆膜材料的物理 屏障作用以制内膜在支架腔内的增殖 覆膜支架外壁光滑较金属裸支架容易移 位 为防止移位支架两端增设倒钩 覆膜支架或支架型血管长度一般需超出病 变长度 2cm 以上 两端分别超出病变两端 lcm 以上 原则上宁长勿短 支架直 径须大于病变两端血管直径 15 一 20 使支架与血管壁严密贴合 与金属裸支 架相比 覆膜支输送鞘外径明显增粗 用于外周动脉通常为 8F 12F 用于主 动脉则为 16F 24F 主动脉的支架型人工血管一般采用自膨式释放方式 包括 管状 分叉状和主单髂型 一般采用覆膜材料全程支架内支撑方式 支架型人 工血管主要有进口的 Talent Medtronic 和 Zenith Cook 腘产有 Ancura 深圳先健 和 Aegis 上海微创 Talent 由镍钛合金自膨式支架内 外覆盖涤纶组成 而 Zenith 则以 Gianturco Z 型支架内衬 ePTFE 膜构成 两者 近端均有裸支架 可跨越锁骨下动脉和肾动脉开口释放而不影响分支血流 外周血管覆膜支架的释放方式类同于普通金属裸支架 分为球扩式和自膨 式两种 以自膨式常见 Wallgraft 覆膜支架 Boston Scientific 基于 Wallstent 支架平台上覆以涤纶 为最常用的覆膜支架之一 其保留了 Wallstent 的良好径向支撑力 具有良好的贴壁性能 其输送与释放技术与 Wallstent 基本一致 输送鞘管较粗 约 9 12F 柔韧性较差 可供选择直径为 6 14mm 长度为 20 90mm Hemobahn Viabahn W L Gore 公司 覆膜支架亦采 用自膨式镍钛合金支架平台 ePTFE 内衬于支架内表面 输送鞘管 IOF Fluency Bard 公司 采用自膨式镍钛合金 Lumunexx 支架平台 直径 6 一 10mm 长度 60 80mm 金属骨架上内外两面覆盖双层超薄 ePTFE 膜 输送鞘外 径仅 9F 内层 ePTFE 膜覆以碳涂层 可阻止血小板黏附 提高远期通畅率 Jostent 覆膜支架 Jomed 公司 以球扩式 Jostent 支架为平台 外覆 ePTFE 膜