介入器械的普及应用推动了冠脉介入治疗的发展

杨涵 刘洪伟 深圳市医疗器械检测中心 (深圳 518058)

介入器械的普及应用推动了冠脉介入治疗的发展

杨涵 刘洪伟 深圳市医疗器械检测中心 (深圳 518058)

近年来，中国心脑血管疾病患病率逐年提高，急剧增长的心脏病患者刺激了中国心脏介入手术和冠脉支架需求的快速增长，PCI手术、冠脉支架(药物洗脱支架)植入数量也大幅增加。本文主要针对心血管介入治疗器械的应用及其技术指标进行论述，并对该领域内主要器械的技术发展趋势进行了展望。

介入治疗 球囊 冠脉支架 药物洗脱支架

目前全世界每年有150万患者接受经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention, PCI)。介入治疗作为现代临床治疗学中的第3大诊疗体系，正以其微创性、定位准确、可重复性强、并发症发生率低、疗效高的鲜明特点，得到医疗学术界和广大患者的认同。介人材料的发展，也赋予传统意义上的内科诊疗与外科诊疗崭新的内涵。介入材料的品种及规格繁多，不少材料尚在不断研制改进中。本文主要针对介入材料——支架的应用进行论述。

1977 年 9 月， Gruentzig 在瑞士苏黎世成功进行了世界上第一例经皮腔内冠状动脉成形术 (PTCA)，开创了介入治疗的新纪元。经皮腔内冠状动脉介入治疗形成术(PCI)采用经皮动脉穿刺法，将带有球囊或其他各种治疗装置的导管经主动脉送入冠状动脉病变部位，利用加压充盈球囊的机械作用或其他物理作用，直接扩张或消融粥样硬化性的斑块，从而增大血管内径，改善心肌供血，最后达到缓解心肌缺血症状和减少心肌梗死发生的目的。在此后的30年中，随着新材料、新技术的出现，新的介入器械不断涌现并应用于临床。以PTCA为基础的冠心病介入治疗技术也迅速发展，并根据循证医学原则对各种介入治疗的适应证及治疗价值获得评价。

冠心病介入治疗三个主要的发展阶段及技术特点如下：

阶段一(1977～1994年)：经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)

PTCA球囊扩张导管是头端设计成可快速充盈成球囊和恢复扁平形状结构的导管输送装置，它的作用是准确地到达病变、通过病变并且扩张病变(运送支架到达病变位置)。

1992年以前，冠心病的介入治疗仅局限于单纯球囊扩张。经皮冠状动脉介入治疗(PCI)以手术创伤小、手术危险性小、即刻疗效明显、病人乐于接受等优势，在临床介入治疗手术中得到了广泛的应用。

理想的球囊导管应包括以下特征：

①最小的通过外径。球囊材料壁厚约20um，才能准确穿过狭小病变；

②寻踪性的锥形头端设计,帮助穿过有难度的病变。头端锥形渐细的设计及材料的厚薄软硬程度决定了球囊对于钢丝跟踪性能的好坏；

③柔顺性的头端与导丝密切吻合，在通过弯曲处减少“鱼嘴”现象；

④球囊应为非顺应性或半顺应性球囊。非顺应性：不管加多少压力球囊直径到达指定尺寸后保持不变，对于血管的适应性弱，主要用于输送支架的球囊；半顺应性：宽广的工作范围，可灵活地操纵球囊尺寸，多用于进行预扩张(见图1图2)；

⑤球囊需要有良好的耐疲劳性能，需要在极短时间内快速升高到球囊的名义压力而不破裂。

图1 顺应性球囊易造成血管夹层 图2 非顺应性球囊呈均匀性扩张

然而，人们在认同单纯球囊扩张取得良好的临床效果的同时，也不否认其存在着一些尚待解决的问题，如球囊扩张术中约2%～5%的病例发生急性血管闭塞等各种并发症；术后中远期靶血管再狭窄率高达30%～50% ；弥漫性血管病变、慢性完全闭塞病变以及对于纤维化或钙化病变成功率低等因素，困扰着球囊扩张治疗的发展。

阶段二(1994～2003年)：冠状动脉血管内支架植入术(BM STENTING)

介入治疗中使用的冠状动脉支架是一种管型网状结构，用于植入冠脉血管以防止血管弹性回缩和有效处理经皮冠状动脉腔内成形术术中内膜撕裂、血管痉挛造成的血管闭塞等并发症，减少术后再狭窄的发生率。

1987年Sigwart首次采用金属支架植入冠状动脉，后来相继有冠脉狭窄的介入治疗在临床上得到应用，并取得了明显疗效，如不锈钢支架、磷-32(32p)放射性支架、锶-90(90Sr)-钇-90(90y)链式源、铼-188(188Re) MAG3液体球囊源等。冠状动脉支架术的临床应用基本上解决了介入治疗术后急性血管闭塞的问题，并且通过改善血管的负性重塑使靶血管中远期再狭窄率较单纯球囊扩张术下降了 15% 左右。

理想的支架应包括以下特性：

①具有足够的强度以抵制动脉壁的回弹力，且无支撑部分翘起现象；

②在释放后支架长度不变或短缩很小，方便术者在目标部位正确定位支架，有利于精确释放；

③轴向柔韧性好(支架的柔顺性取决于支撑部分之间的连接方式)，可通过弯曲血管(图3)；

④有良好的耐疲劳性能，保证在血管脉动压力作用下(约10年)无断裂；

⑤支架和血管壁面贴合良好，能顺应不规则的血管壁表面；

⑥未扩张状态下有较小的轮廓，利于通过高度狭窄的病变部位。

支架置入术由于有效地制止了血管弹性回缩和负性重塑，使再狭窄率有所降低，但支架置入术后再狭窄发生率仍达 20%～30% 左右。由于血管壁损伤、血栓形成以及炎性反应刺激各种生长因子和细胞因子产生，通过血管平滑肌 (VSMC) 受体使平滑肌细胞分裂，导致平滑肌细胞增生、基质分泌，平滑肌细胞并向内膜迁移，使新生内膜过度增生，内膜增厚导致再狭窄。虽然从临床资料分析来看，单纯的支架置入术并不能从根本上防治再狭窄，但不可否认的是，支架置入术已大大地拓宽了冠心病介入治疗的适应证。

阶段三(2003年以来)：药物支架时代(DES)

金属支架虽然可以有效地降低再狭窄的发生率，但金属支架本身作为异物，刺激血管内平滑肌细胞增生，不能完全预防再狭窄的发生。因此，选择生物相容性良好的聚合物和有效抗再狭窄药物涂覆在支架表面，通过携带并缓慢释放抑制平滑肌细胞增殖的药物和金属支架自身的支撑力的共同作用，使介入治疗后的再狭窄率由普通支架的30%下降到10%。

2001年9月，在瑞典斯德哥尔摩召开的欧洲心脏病学会议上公布的RAVEL试验结果开创了药物涂层支架治疗冠心病的新的里程碑。2003年美国FDA批准了药物洗脱支架应用于临床冠状动脉治疗之中，至今已有非常广泛的应用，欧美国家、新加波、日本等药物支架的使用率在30%左右，而国内的一些大医院，药物支架的使用率超过60%。目前，在临床上使用的药物涂层支架(DES)主要有两种：一种是雷帕霉素涂层支架(CYPHER，Cordis)；另一种是以多聚物为基础的紫杉醇涂层支架(TAXUS，Boston Scientific)。近年我国微创、乐普、吉微等公司药物支架也纷纷获得上市批准。

理想的药物洗脱支架应具备以下特征：

① 有足够大的载体面积；

② 较小的网孔间隔；

③ 释放后的形态改变小，以确保药物运输后和后续释放的成功率。

经过 20 世纪末的大量实验研究，药物洗脱支架的临床应用取得了显著的效果，成为冠心病介入治疗的新的里程碑。目前尚有多种新型支架处于推广和临床试验阶段。药物洗脱支架的应用尽管还存在许多不确定因素，如远期血栓的安全性风险，但从目前的临床结果来看，药物洗脱支架置入术后再狭窄的发生率 < 10% 已毋庸置疑。随着临床试验的进一步完善，左主干病变、再狭窄病变、分叉处病变、静脉桥病变都可能成为药物洗脱支架置入术的适应证。药物洗脱支架必定对冠心病血运重建治疗产生深远影响。

介入治疗材料的发展与普及，不仅引起医学界的极大关注和众多患者的欢迎，而且极大地刺激着电子物理、化学、激光、计算机、生物医学等众多学科相互渗透、相互促进，不断研制出更多的材料，以满足介入治疗材料发展的需要，使介入治疗学在发展中不断完善。

图4 150倍SEM下的雷帕霉素药物涂层支架

[1] 沈靓,王若琦 雷帕霉素涂层支架临床研究进展 中国全科医学 2005,8(8):677

[2] 罗来龙 王贵学 尹铁英 药物洗脱性血管内支架药物涂层的研究进展 中国医疗器械杂志，2006.30(2)：1

[3] 顾兴中 易红 倪中华 冠状动脉支架研究 中国生物医学工程报 2005,24(6)：662

[4] 罗助荣 盖哓波，林毅 ST段抬高性心肌梗死急诊置入药物洗脱支架与普通金属裸支架的比较 心脏杂志，2007.19(3)：306-314

[5] Henry M, Klonaris C, Amor M , et al. State of the art ：which stent for which stent for which lesion in peripheral interventions? [J].Tex Heart Inst J,2000,27(2):119-126

[6] McClean D R, Eigler N L.Stent design: implications for restenosis [J].Rev Cardiovasc Med ，2002，3：16-22

[7] Roger C D K. Drug-eluting stents: role of stent design, delivery vehicle, and drug selection [J].Rev Cardiovasc Med,2002,3:10-15

[8] 戴琰，郭鹏， 刘日辉 药物洗脱性支架的研究近况《辽宁医学院学报 》2008年 29卷 6期

[9] Berger PB，H0lmes DR Jr. Ohman EM，et a1.Restenosis，reocclusion and adverse Cardiovascular events after successfu1 balloon angioplasty of occluded versus non-occluded coronary arteries.Results from the Multicenter American Research Trial With Ci1azapril After Angioplasty to Prevent Transluminal Coronary Obstruction and Restenosis ( MARCATOR)[J].J Am Col1 Cardiol，1996，27(1)：1-7.

[10] Saito S, Hosokawa FG，Kim K，et aI.Primary stent implantation without coumadin in acute myocardial infarction[J].J Am Coll Cardiol，1996，28(1)：74-81.

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

杨涵，助理工程师；刘洪伟，高级工程师，深圳市医疗器械检测中心无源医疗器械及药包材检测部副主任