血管内支架成形术

第三节　血管内支架成形术

PTA术是治疗周围血管疾病的有效方法之一。然而单纯PTA治疗周围血管疾病有一定限度，如狭窄病变的弹性回缩可造成PTA治疗失败;PTA治疗后再狭窄发生率也较高，文献报道，PTA术后再狭窄发生率约30%。其主要原因是内膜损伤引起腔内血栓形成、内膜增生再塑形和粥样硬化进展;另外，PTA对长段狭窄、完全闭塞病变疗效不佳。为了克服PTA存在的缺陷和不足，国外一些学者开始了人工血管内支架动物实验和临床应用研究。1969年，Dotter首先介绍了经皮血管内支架(Stent)的动物实验研究。Dotter的装置是将不锈钢弹簧圈缠绕在导丝上，用导管推送器将弹簧圈放置在血管内，他在狗股动脉内放置了一枚直径3．5mm的弹簧圈，并保持2年半的开通，这一令人兴奋的结果足以证明了内支架的巨大发展前景。但仍存在一些问题，如放置前后弹簧圈直径没有变化，仅能用于较小的血管;弹簧圈与血管壁不相容引起内膜增生和慢性炎症反应;可发生支架移位、血管穿孔等严重并发症。上述原因使血管内支架的临床应用受到限制。20世纪80年代初，由于镍钛合金制的热记忆式支架研究的进展，促进了血管内支架临床应用的研究。1988年，Palmaz等首先报道了用血管内支架治疗粥样硬化性髂动脉狭窄。20世纪90年代初PTA和内支架成形术已成为冠状动脉和周围动脉严重狭窄的主要治疗方法。近年随着介入放射学技术的发展和各种新型内支架的研制和开发，PTA和内支架成形术也被用于主动脉瘤、主动脉夹层、颈动脉狭窄、椎基底动脉狭窄和颅内动脉狭窄的治疗。

一、血管内支架(endoluminal stent，ES)类型及其作用机制

自1987年，已经研制和开发了许多类型血管内支架，并已经应用于几乎全身各部位大于2．5～3mm血管病变的治疗。目前常用的血管内支架多为金属或合金制作。根据作用机制可分为自扩式(self－expanding)血管内支架，球囊扩张式(balloon expandable)血管内支架和热记忆式(thermalmemory)血管内支架。自扩式血管内支架是由医用不锈钢丝加工成“Z”型弯曲管状(Gianturco和Gianturco－Rosch ES)或编织成网状(wallstent)。此类血管内支架本身具有弹性，释放后即在管腔内自行扩张，当血管壁弹性回缩(elastic recoil)和扩张后血管内支架的残余弹力(residual load)达到平衡时，血管内支架即获得其最大扩张管径，这样不仅可以充分发挥其支撑作用，而且扩张后血管内支架的残余弹力还可提供一定摩擦力，使支架牢固地附着于靶血管内。自扩式血管内支架适用于周围动脉、主动脉和静脉。球囊扩张式血管内支架，包括超薄型有槽不锈钢管的Palmaz和Palmaz－Schatz支架、不锈钢丝“U”状曲绕的Gianturco－Roubin支架以及钽丝编织网状的Strecker支架等等。此类血管内支架本身不具有弹性，但具有可塑性，释放后能被高压球囊被动扩张至一定径值(可达未扩张时管径之6倍);扩张后无残余弹力，但靶部位管壁的弹性回缩可产生一环性压力作用于血管内支架上，使其固着于靶部位。由于此类血管内支架本身不具弹性而可受外力压缩变形，故常用于体内深部血管。热记忆式血管内支架是镍钛合金(nitinol)制成，早期的弹簧状Cragg支架和Rabkin支架使用时需经高温处理、冰水中缩小变形和在靶部位的再加温恢复原形等复杂步骤。支架在靶血管内的附着固定机制同球囊扩张式血管内支架。近年来，通过改变镍钛合金成分比例和制作工艺制成的新型镍钛合金支架，如新型Cragg支架、Ultraflex支架、Memotherm支架等，相变温度为25～35℃，其作用机制类似自扩式血管内支架，操作简易，故也称之为自扩式镍钛合金血管内支架。

二、血管内支架成形术的适应证与禁忌证

与PTA一样适合全身各部位血管狭窄性疾病的治疗，包括颈动脉、冠状动脉、肾动脉、四肢动脉、腹主动脉、腔静脉等血管狭窄和闭塞，也用于治疗主动脉瘤、主动脉夹层、周围动脉瘤和动—静脉瘘等等。

下列情况应优先考虑血管支架成形术:①由于血管壁或病变弹性回缩有残余狭窄＞30%，PTA治疗不充分者;②PTA治疗中引起内膜撕裂、假性动脉瘤或夹层动脉瘤者;③PTA治疗后由于血栓形成或内膜增生，病变血管再狭窄或闭塞者;④动脉粥样硬化狭窄段较长、病变不规则、溃疡形成或钙化、长段闭塞者。对于大动脉炎性血管狭窄、外压性动脉狭窄、腔静脉狭窄、血液透析通道的狭窄或闭塞均可用内支架治疗。另外，经导管局部动脉溶栓治疗、PTA和血管内支架成形术结合应用对周围动脉闭塞病变疗效更好，包括长段血管闭塞病变。

血管内支架植入术禁忌证包括:凝血功能严重异常，经内科治疗不能纠正者;心、肝、肾功能衰竭;大动脉炎活动期;血管过度迂曲、钙化者;股、腘动脉远端狭窄，一般不主张支架治疗。

三、血管内支架操作过程要点

血管内支架置入的技术大致与球囊扩张术相同，但因其自身操作特点，应该注意以下问题:

1．术前、术中用药　术前1天晚及术日晨口服肠溶性阿司匹林100～150mg，术中开始静脉内给予肝素化，以后1 000～2 000U/h静脉滴注，保持ACT大于300秒。

2．支架的选择　支架的长度以能将病变完全覆盖为宜，而且最好支架两端能覆盖正常或相对正常血管段约5mm。选用时要考虑到扩展开后支架会缩短，因此，要把支架的缩短率计算在内。若需放置多个血管内支架，各内支架间应相互交错5～10mm。支架的口径则以病灶近端血管径为标准，球囊扩张式支架直径与血管径的最低比值为1．2～1．5，资料显示这个比值的支架内再狭窄率最低;而自扩式支架应大于血管径的10%～20%，以保持支架的稳定性。

3．支架的输送系统　球囊扩张式支架应确保支架紧贴在球囊上不移动，球囊不漏。支架一旦进入血管不能轻易回收到导引导管和长鞘内，因为在回收的过程中支架可能被导管开口挂下来而造成异位释放。另外要确保球囊不漏，因为支架要靠球囊扩张，如果支架进入血管内而球囊破裂无法释放，又无法回收是很危险的。自扩式支架应核对选用支架的型号和规格，要知道所选用支架缩短的比率(因为自扩式支架缩短率较大)，要熟悉支架释放的操作过程和注意事项。

4．导引导管和导管鞘　导引导管或长导管鞘使用的目的是支持和确保支架输送系统顺利到达和穿过病变血管，同时可通过导引导管或长导管鞘的侧管持续加压注入肝素盐水或随时注入对比剂观察及准确定位。使用球囊扩张式支架时，不论什么部位都应该用导引导管或长导管鞘;自扩式支架用在颈动脉、肾动脉和肠系膜上动脉时需用导引导管或长导管鞘，放置在动脉开口处或病变近侧端;而在主动脉和四肢动脉可用导丝直接输送自扩式支架系统至病变部位。

5．球囊预扩张　自扩式支架只要能顺利穿过和到达治疗血管部位，一般不主张进行球囊预扩张，但支架输送系统穿过有阻力或困难时，以及穿过完全闭塞血管段时应进行球囊预扩张。对闭塞或重度狭窄血管病变球囊扩张式支架放置前应该进行球囊预扩张，但选择球囊不要过大，球囊径应小于病变近端血管径或二者1∶1，扩张时不要给太大压力。以球囊导管能顺利穿过为宜，避免造成血管内膜撕裂或夹层反而使支架置入更加困难。

6．支架定位　准确将支架定位极为重要，因为一旦支架被释放，就不可能更换位置或将其收回。须在透视下认真反复确认支架和治疗病变血管的位置关系，并仔细调整，必要时要进行点片式血管造影，以保证支架定位的准确性。可在路径图或体外金属标记指导下，放置和调整支架的准确位置。

7．支架释放　确定支架准确到位后，应迅速在透视下释放支架。球囊扩张式支架用6～8个大气压将支架完全展开，加压持续时间为15～30秒，支架完全展开后抽空和回撤球囊。自扩式支架释放后，原则上不再进行球囊扩张。支架展开后，应再次进行血管造影，以了解支架的位置、张开情况及与血管壁贴合的情况。如遇下列情况仍需给予处理:①支架释放后仍有明显残余狭窄，应送入球囊再扩张，必要时用高压球囊;②如果支架没有覆盖其远端的狭窄血管或可疑有夹层时，应在远端再置入一枚支架。

8．术后处理　一般术后6小时拔除动脉导管鞘。术后继续抗凝3～5天，静脉滴注肝素或皮下注射低分子肝素。口服波立维75mg/d，1个月;口服肠溶性阿司匹林100～300mg/d，6～12个月。

四、血管内支架植入术的并发症及其处理

1．支架脱落　是一个既危险又浪费时间和患者经费的事件。每一个术者都应有所准备，掌握如何预防支架脱落，掌握一旦支架脱落时应如何处理。

支架脱落最常见的原因有:①导引导管或长导管鞘与血管开口不同轴，支架进入开口受阻;②导引导管或导丝的支持力不够，当支架前进受阻时导引导管或导丝退出;③支架前进受阻的原因是血管弯曲或狭窄病变未充分扩张或支架的直径较大和柔软度差等;④携带支架的球囊在未膨胀起来之前破裂，支架既无法释放又无法收回，勉强回收常导致支架脱落;⑤操作者经验不够或对支架输送系统不熟悉。因此，支架植入前应注意以下事项:术前X线血管造影(或DSA)，明确血管病变位置、长度、狭窄程度及邻近血管管径;根据血管造影结果选择合适类型和规格的支架;选择合适的导引导丝和导引导管，以确保其支持力和血管开口的同轴性;认真检查支架输送系统，熟练掌握支架输送和释放的每一步操作;支架或支架输送系统通过困难时，应进行适当的球囊预扩张。

2．支架释放失败、异位和位置不正确

近年，随着血管内支架的广泛应用，植入技术经验的积累和新型支架的开发，这种技术原因造成的并发症发生率明显减少。对于支架扩张不完全时，可用高压球囊再次扩张或用耐高压的球囊扩张式支架。支架一旦移位或异位释放，往往不能收回，如支架游离于某个异位，可用异物钳或取异物网篮取出。狭窄部位应重新植入内支架。

3．血管损伤或夹层和急性血栓　PTA和支架植入过程均可造成远端血管内膜损伤、夹层和斑块移位，严重者可造成急性血栓。如术中确已出现上述问题，应迅速给予积极处理。首先用球囊扩张支架植入覆盖远端夹层部位，如血管造影证实病变消失和血管保持通畅，可让病人回病房严密监视观察，必要时给予及时进一步处理。支架内已经血栓形成，应先进行经导管动脉溶栓，第1小时50万～100万U尿激酶，以后10万～20万U/h。开通后再进行PTA或支架置入治疗。有学者主张，在血管内支架植入术前，应经导管向病变血管内注入肝素2 000～5 000U，以防血栓形成。

五、血管内支架植入术后再狭窄及其研究与进展

血管内支架植入后再狭窄机制、预防和治疗是近年许多学者研究的焦点，包括血管内支架生物相容性的分子生物学和细胞学的实验研究、再狭窄(restenosis)或闭塞的经导管治疗以及血管内支架技术方面的改进和更新等等。

1．血管内支架生物性相容性的分子生物学和细胞学实验研究进展

(1)血浆蛋白与血管内支架表面的亲和力　除与前述之电荷有关外，还与血浆蛋白分子大小、结构、疏水力(hydrophobicity)和溶解度等有关，尤其是疏水反应(hydrophobic reaction)是决定血浆蛋白兼顾附着于血管内支架表面的主要因素。此反应的强度取决于支架表面张力，其生物相容性水平为0．2～0．3mN/cm到0．01～0．03mN/cm，后者被认为是与细胞体液相似之生理值。

(2)置入血管内支架损伤的血管内壁　在未完成内皮化过程前，黏附于血管内壁(或内支架腔表面)的血小板和各种细胞皆可释放出生长因子，如血小板源性生长因子、碱性成纤维细胞生长因子等，皆可激活血管平滑肌细胞(VSMC)和其他细胞并使其增生。体外细胞培养实验中也发现，当内皮细胞未融合生长成完整层面时或人为地除掉内皮细胞层时，就可见到被激活的血管平滑肌细胞增生。

(3)血管内支架表面沉积的蛋白或细胞外基质　其中有一种细胞粘连分子，血液中被激活细胞可产生细胞膜受体。血管内支架腔表面内皮细胞和其他细胞的附着和移植必须通过上述两者相互作用才能完成。体外实验也证实人工植入内皮细胞的黏附、移植数量取决于细胞外间质的种类和作用。

(4)血管内支架表面的细胞移植和生产受支架金属或合金表面的化学特性影响　羧基表面最适合于细胞移植生长，甲基和甲基酯表面次之，氢氧化物表面很少或无细胞生长。

(5)血管内支架置入血管腔后血管壁内出现的血管滋养管增生　是由于血管内支架压迫血管壁所致缺氧的结果。Pisco等的实验证实钢硬度大的Palmaz支架所致的血管滋养管增生比柔软的Strecker支架明显，而且随着支架表面血栓性沉积物增多和内膜的增厚，缺氧状况更加剧，血管滋养管的增生也更明显。这种血管内支架机械作用所引起的血管壁微血管改变，对支架的长期开通性可能也有一定影响。

2．血管内支架植入后再狭窄或闭塞的经导管治疗　血管内支架植入后，由于血栓形成或内膜增生所致的早期或晚期再狭窄或闭塞，需及时行再次经导管治疗，包括经导管的球囊扩张、溶栓、动脉粥样斑块旋切、吸引性血栓切除、激光治疗、内支架取出回收和再次内支架植入等，使狭窄或闭塞的管腔获得再通，提高其二期开通率。

基因治疗也是预防和治疗再狭窄研究的方向。①预防支架植入术后血栓形成，如通过血管壁转染编码t－PA等，可以增强血管壁抗血栓形成能力，并且能够产生局部血栓溶解活性，从而避免血管成形术后急性血栓形成，防止血栓形成和快速溶解血栓，可能会阻止再狭窄的发生;②阻断上皮细胞增生，防止再狭窄的发生，如腺病毒介导下的转基因治疗，利用细胞毒因子或细胞静止因子可阻断细胞增生;③促进损伤的血管再内皮化及内皮细胞功能正常化。过去10年，人们对基因治疗技术投入了大量人力物力，但由于转基因感染率低，临床收效甚微，其主要原因是循环血流因素、基因传递系统因素及载体因素的影响。因此，基因治疗尚有相当长的路要走，下一世纪的基因治疗应该从定性及定量上精确地解决实用问题，抑制过多的新内皮化及使内皮功能正常化，以降低再狭窄发生率，提高血管病介入治疗的效果。

3．血管内支架技术方面的研究与进展

(1)暂时性血管内支架植入技术(temporary stenting)　目的是为了防止血管内支架长期置放于血管腔所引起的主要并发症—内膜增生和再狭窄或闭塞。Liermann通过尸体血管试验后指出，常用血管内支架中，只有Strecker支架可作为暂时性释放血管内支架，适用于术后取出且不损伤血管壁。近来，Henry等报道一种新型自扩式镍钛合金血管内支架，可作为暂时置放血管内支架用于周围动脉。

(2)血管内支架制作材料和工艺的更新和改进

1)生物降解性聚合物血管内支架的实验研究　由于金属或合金支架存在一定的缺点，故有的学者应用传统的血管移植物或手术缝合线的生物性聚合材料制成血管内支架，尤其是生物降解性聚合物内支架。其优点是在体内短期可被吸收，在对狭窄血管提供暂时性支撑作用的同时还能提供药物局部释放，缺点是X线透视或照相可视性差。

2)生物性聚合物与金属或合金相结合的覆膜血管内支架的研究　此类血管内支架既保留了金属内支架的物化特性，又具有生物性聚合物的特有性能。因此，近年来研制种类日益增多。临床应用也较广泛。

3)新型金属或合金血管内支架的研制

生物性聚合物与金属或合金相结合的覆膜血管内支架或内支架性移植物有以下缺点:可阻碍支架表面的再内皮化和血管分支的血供，植入术中可发生皱缩、扭曲、剥脱或损坏以及置入后较易产生移位或脱落等。因此，又有人研制性能更好的新型金属和合金血管内支架，即将镍钛合金通过一特殊的焖火处理工序，使其获得超弹性，同时改变镍钛成分比例并以氧化钛封盖其表面，从而使其性能更完善和相变温度在25～35℃之间，在室温下可缩小变形并顺利通过输送导管释放，在正常体温下可在血管腔内完全扩张。作用机制类似自扩式血管内支架，操作简易，故亦称为自扩式镍钛合金血管内支架。此类支架具有超弹性、箍力强、扩张力大，兼有良好的柔顺性和刚硬性、表面光洁并带有负电荷以及于X线和MRI下均可行操作和随访等优良特性，其缺点是完全扩张需延时2～4分钟和短缩较明显。

4)药物释放性血管内支架和支架表面内皮植入的研究　血管内支架植入后经静脉或口服途径的抗凝治疗对防止内支架再狭窄或闭塞的效果不显著，因此有人想到局部药物的治疗方法，即在金属或合金支架外覆盖一层药物膜进行药物渐进、持久的局部释放来达到治疗目的。目前已有覆以肝素膜的血管内支架植入后用于临床。但是，进来Gabelmann和Streeker等的动物实验结果否定了覆以肝素膜血管内支架的价值，认为只有覆以抗增生药物膜的内支架对新生内膜增生有一定抑制作用。更有人指出，覆以药物膜血管内支架之药物局部释放和经导管的机械性治疗方法对引起内膜增生的血液中各种生长因子皆无效果，所以不能降低内支架腔内再狭窄或闭塞的发生率。有效的治疗方法是支架表面内皮植入技术，即将功能性或基因内皮细胞浸渗到扩张球囊或内支架表面，或在介入治疗中利用一媒介物直接将内皮细胞植入到内支架腔表面。“人造内皮”可以像正常内皮细胞一样生长覆盖受损的血管内壁，从而最大限度的减少内膜增生，保证血管内支架植入后的长期开通性;目前在体外实验中，已成功获得内皮细胞的移植和生长。

(3)聚合物的管腔内敷膜术　此种治疗技术实际上与血管内支架置放技术并不完全相同，是Slepian为了克服金属或合金血管内支架的缺点而于1987年首创的一种新技术。其基本作用机制是经导管注入生物降解性聚合物在狭窄管腔处，即刻进行局部热成形处理，使其在靶部位达到原位定型，而后用扩张球囊造型，从而及时于靶部位获得一薄层与其下管壁组织表面密切顺应、紧密粘连并有支撑作用的腔内聚合物衬垫。这种组织表面再造或组织再表面化的全部过程，称之为覆膜或涂膜术。使用的生物降解性聚合物的体外实验和动物实验证实，其临床应用范围将远远超过血管内支架置放术。①可作为暂时性血管内支架，除了有完好的顺应性外，还能防止血管的弹性回缩，保持其扩张的最大腔径;另外，对于血管夹层的内膜破口有很好的粘封作用;②通过与抗血栓形成、抗内膜增生等因子的结合，可作为管壁局部的有效药物释放手段，预防和治疗内膜增生;③可作为有效的短期生物屏障，尤其是凝胶体生物降解性聚合物，通过在管壁表面形成一层物理滤过作用的衬垫，可防止或限制血液中的血小板、白细胞和含各种介质的液体与其下方血管内膜组织的接触和相互作用。液体的生物降解性聚合物衬垫甚至还可临时改变其下管壁组织表面的电荷、孔隙率、润滑性和对血液中各种细胞的亲和力;从而可非常有效的防止或减少管壁表面的血栓形成和内膜增生。