火狐游戏体育:葛均波院士:从生物瓣到聚合物瓣膜——经导管介入治疗的创新与发展

  经导管主动脉瓣置入术(TAVR)被誉为引领“第四次心脏介入革命”的创新性技术,20年发展历程中,TAVR在适应证、操作技巧及器械创新等方面均得到了长足的发展,目前TAVR虽已处于较为成熟的阶段,但器械的研发与创新并没有停滞不前,聚合物材料瓣膜的诞生更是为临床主动脉瓣狭窄(AS)患者的治疗带来了新的可能。2022血管疾病多学科协作论坛暨岭南瓣膜会暨大湾区抗栓会期间,复旦大学附属中山医院以TAVR的发展历程为引,结合Tria高分子材料外科瓣与我国自主研发的TRISKEL E ® 经导管主动脉瓣系统向大家阐述了现下聚合物瓣膜的临床应用现状,并向大家呈现了TRISKEL E ® 经导管主动脉瓣系统全球首例植入的病例细节。

  当人体心脏跳动次数达30~32亿次,瓣膜将会出现狭窄或关闭不全的退行性病变,其中AS是临床最常见的老年退行性瓣膜病之一,未得到干预的症状性AS患者中位生存期仅为2~3年,但高龄、合并症等常限制外科主动脉瓣置换手术的开展。2002年TAVR的首次人体植入为此类外科禁忌或高危的主动脉瓣狭窄患者带来了新的希望,并由此掀起了“第四次心脏介入革命”。在随后20年的发展进程中,不断累积的循证医学证据也证实了TAVR相比传统开胸换瓣手术(SAVR)的非劣效性甚至优越性。尤其近2年来,随着经验的积累、技术的改进与产品的革新,TAVR作为一项标志性的转化医学技术,其适应证已纳入高危、中危AS人群,并逐步延伸至低危AS患者中。

  目前临床瓣膜置换手术器械主要可分为生物瓣与机械瓣两大类:生物瓣具有无需长期抗凝、既有外科瓣也有介入瓣、损坏后可行瓣中瓣介入治疗、无噪音等优点,但同时瓣口面积较小且瓣膜易钙化,寿命较短;而机械瓣瓣口面积大、使用寿命长,但有噪音、患者术后需终生抗凝、只能通过外科手术植入,且若损坏也只能通过开胸手术治疗,因此生物瓣与机械瓣各具特点。其中以球囊扩张瓣膜(简称球扩瓣)、自膨胀瓣膜(简称自膨瓣)、机械扩张瓣膜为代表的生物瓣是目前TAVR的主要器械。

  但在TAVR技术蓬勃发展的同时,针对长预期寿命患者与二叶式主动脉瓣(BAV)患者TAVR治疗的探索是如今TAVR面临的困境之一。考虑到目前TAVR的应用正逐渐向外科手术低危、相对低龄的患者拓展的趋势,我们可以预测未来将有越来越多长预期寿命的主动脉瓣疾病患者可能会面临TAVR治疗的选择。同时,随着TAVR在BAV领域中的证据累积,BAV正成为TAVR一个庞大的潜在人群,而BAV患者因解剖特点等导致AS进程更早、更快的特点也进一步加剧了适用TAVR长预期寿命患者的比重。但对于此类患者而言,接受TAVR后,经导管心脏瓣膜的耐久性、主动脉瓣再次介入的可行性及接受瓣中瓣置入术的预后情况尚无定论,因此有待更多临床研究结果的公布。

  另外,由于生物瓣平均使用寿命为8~12年,因此生物瓣衰败同样将成为TAVR领域面临的重要难点。2020年STS-ACC TVT注册研究结果提示,自2011年至今,TAVR术后因瓣膜衰败将接受干预人群数量将急剧增高;而EXPLANT-TAVR研究结果则显示TAVR术后接受外科换瓣的269名患者中,30天和1年死亡率分别为13.1%和28.5%,卒中率分别为8.6%和18.7%,TAVR术后外科换瓣相关风险不容忽视。因此TAVR术后生物瓣衰败患者如何开展后续干预也成为临床亟待解决的重要问题。

  2019年,美国FDA批准Foldax公司的Tria高分子材料外科瓣进入临床,标志着自生物瓣出现40年来外科瓣领域的一次革命性进步,而Tria高分子材料介入瓣预计也将于2023年上半年进入临床。

  目前,Tria高分子材料外科瓣现已积累了超过2年的临床数据:其中,离体测试结果显示,当心跳数为1亿7千万次时,若一个人平均心率为70次/分,则Tria高分子材料外科瓣可使用约35年,优于如今生物瓣的平均使用寿命;而在应用Tria高分子外科瓣行SAVR治疗患者的1年随访结果表明,患者术后跨瓣压差显著下降,且瓣口面积在术后明显增加,其安全性与有效性与临床目前应用的经导管主动脉瓣系统类似;Chronic Ovine研究则证实应用Tria高分子材料外科瓣完成SAVR后,患者术后90天内峰值跨瓣压差与平均跨瓣压差均显著降低,再次证实了该款瓣膜的有效性。

  聚合物材料瓣膜具有多项优点:包括优良的血液相容性和血流动力学性能使患者无需长期抗凝;不易钙化、使命寿命优于生物瓣;瓣叶厚度小于生物瓣;瓣口面积大,为后续治疗提供充足空间;既能用于介入瓣也可用于外科瓣;因此许多学者也认为聚合物材料瓣膜或将成为TAVR领域未来发展的新方向。

  2022年7月6日,葛均波院士团队成功完成了TRISKELE® 经导管主动脉瓣系统的全球首例植入,自此我国TAVR领域正式步入聚合物材料瓣膜的全新时代。

  TRISKELE® 经导管主动脉瓣系统是由镍钛合金与合成PU纳米复合材料构成的自膨瓣,共有23、26及29三种瓣膜型号,瓣膜锚定区位于流出道。瓣膜设计上,其自膨式镍钛丝铆接支架设计可稳定支撑瓣叶,独特的扭力簧设计则能够减小收入力,分散瓣叶应力从而延长瓣叶寿命,且瓣膜完全膨开后亦可完全回收和重新定位;合成PU纳米复合材料瓣叶厚度仅为生物材料瓣叶的1/3,生物相容性好,无戊二醛不易钙化且具有优良的抗凝血性,高分子裙边设计能够有效防止瓣周漏的发生;同时作为我国自主研发的瓣膜系统,金属丝铆接支架(非激光雕刻)、高分子纳米符合材料瓣叶(无需缝制)的特点使得自动化批量生产与标准化质控成为可能,从而使瓣膜成本显著降低,约为现有生物材料TAVR瓣膜的1/10。

  在流体力学性能对比测试中,TRISKELE® 经导管主动脉瓣系统与SAPIEN XT瓣膜系统及CoreValve瓣膜系统相比,有效开口面积相近,但反流量及心室能量损耗均更少;而在瓣膜耐久性对比测试中,同样显示出了令人满意的结果;在前期的动物实验中,TRISKELE® 经导管主动脉瓣系统也显示出了优秀的血流动力学特性,同时未影响到冠状动脉,其安全性与有效性得到了验证。‍

  全球首例应用TRISKELE® 经导管主动脉瓣系统完成TAVR治疗的患者为80岁男性,主诉“反复胸闷气急1年,加重1周”;既往患有高血压20余年、房颤11年以及慢性阻塞性肺气肿(重度通气功能障碍);诊断为重度主动脉瓣狭窄合并中重度反流、心功能不全;STS评分9.762%。术前TEE及TTE评估结果显示主动脉根部内径38 mm,左房内径48 mm,LVEF 52%,主动脉CW峰值流速4.5 m/s,主动脉峰值跨瓣压差81 mmHg,主动脉平均跨瓣压差47 mmHg,预估瓣口面积1.0 cm2 ,中重度反流;MSCT三维重建测量主动脉瓣短轴直径23.2 mm,长轴直径29.5 mm,瓣环面积545.1 mm2 ,瓣环周长83.8 mm,主动脉窦35.2*38.5*33.0 mm,左室流出道管径21.7*30 mm,窦管交界34.0*35.6 mm,升主动脉管径39.2*40.6 mm,左冠高度16.0 mm,右冠高度17.0 mm;结合测量结果手术团队计划使用26 mm TRISKELE® 瓣膜完成TAVR治疗。

  术中选择经右侧股动脉作为主入路输送瓣膜,左侧股动脉作为辅入路完成造影定位,成功送入导丝后行主动脉根部造影提示瓣膜钙化及中重度反流,采用球囊进行预扩打开狭窄瓣口时未见影响冠状动脉,随后送入瓣膜输送系统,然而由于TRISKELE® 瓣膜头端具有一定角度,为防止瓣膜固定位置对流出道造成压迫导致传导阻滞事件的发生,因此选择先于降主动脉处调整瓣膜方向后再继续输送瓣膜系统,将标记环与自体瓣环对齐后,准确将瓣膜释放至既定位置,造影确认瓣膜位置良好且未影响冠脉血流后,完全释放并解离瓣膜,造影及TEE复查提示存在轻度反流,考虑到瓣膜本身为编织设计,且瓣膜自膨胀的过程将随着时间的改变呈现出更好的效果,因此未进行球囊后扩,手术顺利完成。

  手术结束患者立即撤管苏醒,术后第三天转至普通病房、开始下床活动,同期开始进行计划性术后心脏康复训练,并完成各项检查。术后5日心超提示瓣周微量反流,LVEF由术前52%上升至62%,主动脉CW峰值流速由4.5 m/s下降至1.39 m/s,主动脉峰值跨瓣压差由81 mmHg下降至8 mmHg,主动脉瓣平均跨瓣压差由47 mmHg下降至4 mmHg,预估瓣口面积为2.8 cm2 。术后1个月时,患者NT-proBNP结果逐日好转,6分钟步行距离达338 m,手术效果显著。

  瓣膜介入治疗是未来结构性心脏病发展的大势所趋,过去40年内,生物瓣植入技术的发展令人瞩目,但随着应用时间的延长,其优缺点同样日益明显。如今,以TRISKELE® 经导管主动脉瓣系统以及Tria高分子材料外科瓣为代表的聚合物瓣膜正逐渐步入临床,相关中短期应用结果已证实其具有一定的有效性与安全性,但仍需更多临床研究数据的积累。而聚合物TAVR瓣膜已历经实验室研发、动物试验以及临床首例植入,我们也期待其未来能够呈现出更好的远期临床预后结果,从而造福更多临床患者。

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