中国“智”造-新型生物可吸收房间隔缺损封堵器

作者:张智伟[1] 
单位:广东省人民医院[1]

  介入封堵术是先天性心脏病治疗的常用方法之一。自从King和他的团队在1976年报告了第一例经导管介入封堵继发孔ASD后,一系列封堵器械和输送系统应运而生。目前,主流的商用封堵器都是用一些化学稳定性很好的生物相容性材料作为金属框架和合成纤维阻流膜,如镍钛合金,316L不锈钢,聚四氟乙烯膜等,但是植入人体的封堵器全部是由金属制成的,将永久存留在患者体内,不但存在远期并发症,而且部分敏感的患者会有慢性炎症,并且随着左心系统疾病治疗技术的不断发展,如经皮心脏瓣膜修复或置换术、心律失常研究及治疗(例如肺静脉隔离和左心耳封闭),这些都需要为介入程序保留一个不受阻挡的经房间隔通路至左房,而不是被金属框架和合成纤维阻流膜阻挡。


  近年来随着材料科技的进步,生物可吸收高分子材料已被临床广泛用于缓释药物载体、手术缝合线、骨折内固定及冠脉支架等方面。从材料科学与工程的角度来看,理想的生物可吸收高分子材料需要具备以下的特性:①植入人体后不引起持续的炎症或毒性反应;②合适的降解周期;③在降解过程中,具有与治疗或组织再生功能相对应的的力学性能;④降解产物是无毒的,能够通过代谢或渗透排出体外;⑤可加工性。目前常用的心血管完全生物可吸收聚合材料有:聚乳酸(poly-lactic acid,PLA)、聚羟基乙酸(poly-glycolic acid,PGA)、聚己内酯(poly-caprolactone, PCL)、聚对二氧环己酮(plydioxanone,PDO)、聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate,PHB)等。这类聚合物都具有可降解性和良好的生物相容性。


  2010年,张智伟教授率先提出运用生物可降解材料替代传统金属材料制备封堵器的概念。2016年张智伟教授团队携手先健科技的科研人员,在经过专利分析、原型设计、结构优化、实验室检测、动物实验等等一系列基础研究后,采用生物可吸收材料左旋聚乳酸(PLLA)研制出新型生物可降解房间隔缺损封堵系统。封堵器的原材料聚左旋聚乳酸(PLLA)是经FDA批准的可降解高分子材料,具有良好的生物相容性,被广泛应用于心血管外科、骨科及整形外科等领域,由封堵器和特制的输送手柄组合而成的封堵系统具有良好的可操作性和实用性,易于被医生广泛接受并熟练掌握。


  PLLA是聚乳酸(PLA)的主要存在形式,PLA 是从玉米淀粉中提炼出来的一种生物高分子,降解之后的最终产物是二氧化碳和水, 植入人体后可以随循环完全排出,其在体内的降解时间为两年左右。该封堵器采用程控编织机将直径约0.15mm的多根PLLA单丝编织成管状,随后用网管热定型设备热压缩定型成双盘状,中间部分为圆柱状腰部,腰高4mm,左侧面为平整圆盘状,边缘略向右侧内收,直径比腰部大12mm,右侧面圆盘状,直径比腰部大10mm,中间稍凹陷。两盘及腰部都缝有PLLA阻流膜,通过血栓形成及随后的内皮形成来促进缺损的关闭,在封堵器内部有一个锁定件。两盘各缝有铂铱点作为标记。随后的动物实验采用20只猪,19只成功制作ASD模型,1只因下腔静脉穿孔救治无效死亡。2只作为空白对照组观察ASD模型,17只成功予以ASD封堵。植入封堵器后动物服用阿司匹林6月,均未发生并发症,长期存活。术后3、6、12个月经心腔及经胸超声检查,封堵器位置良好,无移位、附壁血栓,对心脏瓣膜无影响;心电图无异常;术后3个月随访,大体标本显示封堵器左房面贴壁良好,表面已被新生组织覆盖。封堵器右房面除封堵器锁定件外均有较厚的新生组织覆盖,表面光滑,封堵器边缘大部分为周围房间隔组织爬覆;术后 6、12个月随访,大体标本显示封堵器左房面基本被较厚的新生组织包裹,右房面整个为新生组织所覆盖,新生组织与房间隔组织光滑相连。


  生物可降解封堵器的面世,避免了金属封堵器植入术后多种潜在远期并发症的发生,如心脏穿孔、心包压塞、金属过敏、延迟内皮化、血栓形成、房性心律失常、房室传导阻滞等。除此以外,还可避免金属封堵器介入术后无法穿刺房间隔进行进一步治疗(左心房封堵、射频消融术、二尖瓣球囊扩张术等)、无法行高剂量核磁共振检查等问题,为患者未来获得疾病的精准治疗提供了机会。


  目前,以广东省人民医院为牵头单位、评价生物可降解房间隔缺损封堵系统人体植入有效性和安全性的全国多中心临床试验在2018年8月已正式启动。2019年2月23日,在CSI-Asia Pacific会议上,张智伟教授团队面向全球进行了1例生物可降解房间隔缺损封堵器人体植入术的live case手术演示,引起了全球先心介入领域的专家同行对生物可降解房间隔缺损封堵器系统的设计、操作方法及手法步骤的极大关注,并对手术的成功演示给与了高度评价。截至2019年4月,全国共10家医学中心开展了生物可降解封堵器的人体植入术,成功入组111例患者,均获得了满意的植入效果:封堵器位置良好,无移位、附壁血栓,对心脏瓣膜无影响。该项目成果也入选了亚太结构青年俱乐部主办的“2018年度结构性心脏病十大热点新闻”。这是先心介入领域划时代的突破,标志着“中国智造”真正达到世界领先水平,可以让更多的欧美同行分享学习“中国智造”的成果。


    2019/6/4 21:22:45     访问数:1401
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