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学术前沿

经导管瓣膜病介入治疗器械研制路在何方

发表者:秦永文 1322人已读

第二军医学大学附属长海医院心内科  秦永文

解放军无锡101医院心内科   宗刚军

    经导管瓣膜植入术经过十多年的研究,材料和方法逐渐成熟,其中经导管主动脉瓣膜植入术(TAVI)应用最为广泛,全球累计治疗了近十万例患者。已经成为既往外科治疗无望患者的一种有效的治疗方法。其次是肺动脉瓣膜的植入,全球应用5000余例,临床应用证明方法简单,疗效可靠,安全。 对其他瓣膜病的介入治疗器械也设计和研制中,有些已经应用于临床,如二尖瓣夹合术(累计7000余例), 经冠状窦二尖瓣环成形术,人工心脏病生物瓣衰败后的瓣中瓣技术。可谓是种类繁多,全面发展,遍地开花。而国内瓣膜病介入治疗发展缓慢,远远落后于国外,从材料研究到应用技术方面均有巨大差距。从2005年开始,在国家高科技研究发展计划“863”的资助下,我们与上海形状记忆合金公司、乐普医疗开展了广泛的合作,进行了有关瓣膜病介入治疗国产化器材的系列研究。回顾过去8年来的研究过程,我们做以下几个方面的工作,与国内同行一起总结教训,分享经验,共同推动国内瓣膜病介入治疗的发展。上海长海医院心血管内科秦永文

第一、建立了一整套瓣膜材料处理、瓣膜缝合、瓣膜功能检测的流程。我们首先对实验动物的四个瓣膜区的应用解剖进行了详细的分析,设计出了瓣膜材料裁剪的整套器材,为规模生产瓣膜提供了思路。其次,在瓣膜材料的处理上,与多家国内知名高校的生物力学实验室合作,从生物瓣膜取材,瓣膜材料的处理,瓣膜功能检测等问题上,提出了一些新的理念,基本掌握了一整套瓣膜处理方法,并重点解决了如何缝合瓣膜,如何折叠瓣膜便于输送,如何延长瓣膜寿命这几个方面的关键技术。早期研制的瓣膜支架,无论在体外疲劳测试,还是在动物体内的实验研究都获得了理想的数据,最早植入到动物体内的生物瓣膜支架是在2007年10月,到目前已经达到6年,最近的随访证实瓣膜功能良好。

第二、建立了新型肺动脉瓣关闭不全动物模型、三尖瓣膜关闭不全动脉模型,急性、慢性主动脉瓣关闭不全动物模型,为瓣膜病介入治疗器材研究提供了新实验方法。所建立的动物模型均通过介入的方法实现,建立模型过程简单,效果明确。采用直管状支架植入到肺动脉瓣膜处,将肺动脉瓣挤压到血管壁,建立肺动脉瓣膜关闭不全动物模型。采用导丝穿瓣叶,进行球囊扩张的方法,将主动脉瓣叶撕裂,建立主动脉瓣关闭不全动物模型。另外,还采用钳夹方法拉断三尖瓣腱索,建立三尖瓣关闭不全动物模型。

第三、新型瓣膜支架系统的研制,并进行相关的动物实验研究。最早我们考虑到右心系统压力比较低,植入瓣膜支架的可行性比较大,首先从肺动脉瓣膜支架植入进行研究。早期研制的一种类似“酒杯状”的带瓣膜肺动脉自膨胀支架,可以通过血管路径以及穿刺右心室壁的方法植入,获得了比较理想的实验效果,形成的论文发表在J Thorac Cardiovasc Surg (IF=3.63)上,设计的瓣膜支架被该期杂志录用为封面图片,并且获得了国家发明专利。此外还设计了球囊扩张的带瓣膜肺动脉瓣膜支架,同样获得了比较理想的实验效果,后续的实验观察正在进行中,有望日后申请用于临床。完成肺动脉瓣膜支架植入动物实验后,我们开展了带瓣膜三尖瓣支架植入实验研究,设计了一种“沙漏”状的双盘带瓣膜三尖瓣膜支架,进行了动物实验研究,这种新型的瓣膜支架装置被国内外的同行所认可,不仅获得了国家发明专利,相关论文发表在Journal of Surgical Research (IF=2.03),瓣膜支架的图片被国外知名专家在多次TCT会议上作为有关瓣膜支架研究进展的内容所引用,被作为一项比较有新意的研究提出。在主动脉瓣膜支架研究方面,我们也投入了较大的精力,早期设计了一种“W”型带瓣膜主动脉,成功进行了动物实验研究。后来设计一种哑铃样的带瓣膜自膨胀支架,该支架突出的特点是可以通过比较小的鞘管植入,且可以调整位置,动物实验随访半年,得到了比较理想的实验数据。最近3年来,我们与乐普公司合作研制的自膨胀带瓣膜主动脉支架,吸取了国外瓣膜支架的一些元素,同时大胆了进行了一些改进,目前正在进行大规模的动物实验,早期的结果比较喜人。同期,我们还进行了球囊扩张主动脉瓣膜支架的动物实验研究,取得了比较理想的效果,实验动物正在随访过程中。这些资料的取得必将为国产主动脉瓣膜支架产品用于临床提供实验基础。

第四、一些新的瓣膜病介入治疗方法得到了实验的证实。我们首先提出了二次植入带瓣膜支架套叠法植入解决人工瓣膜衰败、金属疲劳的新观点。实验证实,经导管人工瓣膜二次植入有望成为解决生物瓣膜衰败、金属材料疲劳的首选方法,操作安全可行。相关的学术论文发表在J Thorac Cardiovasc Surg (IF=3.63)上,目前该方法已经被国外同行广泛的应用于临床。近年来,通过大量的动物实验研究,我们提出了针对重危急性主动脉瓣破裂伤,以及极高危主动脉瓣膜病的高龄老人,紧急状态下在冠状动脉开口上方植入带瓣膜支架,作为一种抢救性治疗的新方法。相关的研究已经有两篇论文分别发表在Circulation Journal(IF=3.32)、Journal of Surgical Research (IF=2.03)上。

过去的几年,经导管主动脉瓣膜植入术在国内的多家心脏中心零星的开展了临床的应用,此举虽然激发国内心血管专业同道们的参与热情,缩短与国外的差距。但笔者认为,由于进口的瓣膜支架系统在我国目前还没有解决合法化使用的问题,以及昂贵的医疗费用严重制约了该技术在国内的发展,因此,短期内国内大规模开展这项技术几乎不可能。如能实现器材的国产化,则可能真正意义上解决目前该技术面临的难题。我们和国内的许多同行一样,潜心研究,充满热情,但我们也清醒的看到,要实现器材的国产化,绝非易事。面临四个需解决的瓶颈,一是实验动物模型与临床情况完全不同,如患者主动脉瓣膜钙化,瓣口狭窄,瓣上主动脉扩张,放置瓣膜支架定位容易,固定牢固。而动物实验中主动脉的解剖结构是正常的,解剖形态也不一样,导致实验中瓣膜支架的定位、固定困难。即使实验成功,应用于临床的瓣膜支架仍需要重新设计。二是审批周期长、费用高。作为三类医疗器械,按照现有审批程序,完成产品注册需要数年时间。另外送检的瓣膜材料数量大,费用高,商家不愿意涉足。三是医疗单位与企业之间缺乏非常的密切合作。需要组建多方面的高水平的研究团队,按照国际标准制定长远的研究计划。另外,还需要国家有关管理部门和SFDA的积极参与,如组织材料学和心血管专业的专家,制定相应的技术标准和具有指导作用的临床试验方案,以保证审批过程规范和有章可循。四是技术难度大。国外早期30天死亡率高达10%,随着技术进步和经验积累,死亡率已明显降低,要达到国外目前的先进水平,必须按照高水平的要求标准组建团队,强化技术培训。可通过请进来和走出去的方式,提高国内医生的操作技能,保证此项技术高水平的健康发展。

参考文献:

1、Zong GJ, Bai Y, Jiang HB, Li WP, Wu H, Zhao XX, Qin YW. Use of a novel valve stent for transcatheter pulmonary valve replacement: an animal study. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009;137(6):1363-9.

2、Bai Y, Zong GJ, Jiang HB, Li WP, Wu H, Zhao XX, Qin YW. Percutaneous reimplantation of a pulmonary valved stent in sheep: a potential treatment for bioprosthetic valve degeneration. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009;138(3):733-7.

3Bai Y, Zong GJ, Wang YY, Jiang HB, Li WP, Wu H, Zhao XX, Qin YW. Percutaneous aortic valve replacement using a W-model valved stent: a preliminary feasibility study in sheep. Chin Med J (Engl). 2009; 122(6): 655-8.

4、Bai Y, Zong GJ, Wang HR, Jiang HB, Geng CJ, Wu H, Zhao XX, Qin YW. An integrated pericardial valved stent special for percutaneous tricuspid implantation: an animal feasibility study. J Surg Res. 2010:15;160(2):215-21.

5、Bai Y, Zong GJ, Jiang HB, Li WP, Wu H, Zhao XX, Qin YW. Percutaneous valve stent insertion to correct the pulmonary regurgitation: an animal feasibility study. Chin Med J (Engl). 2010;123(21):3127-3131.

6、Bai Y, Chen HY, Zong GJ, Jiang HB, Li WP, Wu H, Zhao XX, Qin YW .Percutaneous establishment of tricuspid regurgitation: an experimental model for transcatheter tricuspid valve replacement. Chin Med J (Engl). 2010;123(7):806-9.

7、Zong GJ, Bai Y, Wu GY, Jiang HB, Qin YW. Percutaneous Valved Stent Implantation Above the Coronary Ostia:A New Transitional Treatment for Acute Aortic Valve Rupture. Circulation Journal. 2011 ;75(8):1872-7.

8、Zong GJ, Bai Y, Gu MB, Jiang HB, Wu H, Zhao XX, Qin YW. Eighteen-month outcome of pulmonary valve stent implantation by direct right ventricle puncture: an animal study. J Thorac Cardiovasc Surg. 2011;141(2):518-22.

 9、Zong GJ, Jiang HB, Bai Y, Wu GY, Ye GM, Chen JK, Qin YW, Zhao XX.Percutaneous valved stent implantation in the ascending aorta for the treatment of very high-risk aortic regurgitation: an animal study.J Surg Res. 2013 Jul 24. doi: j.jss.2013.06.059.

10、姜海滨,黄新苗,白 元,陈 翔,宗书峰,吴 弘,马丽萍,刘宗军,李卫萍,赵仙先,秦永文.经导管镍钛合金自膨式主动脉人工瓣膜支架植入的实验研究.介入放射学杂志.2011,20(8):631-636

11、陈 翔,白 元,姜海滨,朱玉峰,顾明标,叶 忠,李卫萍,秦永文.经皮肺动脉瓣置换动物实验研究.介入放射学杂志,2012,21(3):235-238.

12、姜海滨,宗刚军,黄新苗,白元,陈翔,赵仙先,秦永文.经导管国产化主动脉人工瓣膜支架“瓣中瓣”置入的实验研究.中国介入心脏病杂志,2013,21(4)49-53

 

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发表于:2013-10-07 04:45

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