支架和球囊都是时代发展的产物,冠状动脉介入治疗学发展史,几乎等同于冠状动脉介入器械的发展史,以支架和球囊为最重要。
支架和球囊的发展史
年一名勇敢的德国人Gruntzig,受球囊扩张成功治疗外周动脉狭窄的启发,大胆创新将柱状球囊扩张(图1)用于治疗冠状动脉狭窄,随后惊喜地发现不但疗效显著而且完全没有事前所担忧的致死危险。自此,这项技术就在世界范围里广泛传播,成为冠心病治疗的一种主要手段,并有了一个很专业的名头“经皮冠状动脉球囊成形术”,英文缩写PTCA。
图1介入使用的柱状球囊
上世纪八十年代,随着PTCA广泛开展,人们发现还有许多问题亟待解决,最为突出的是PTCA不能治疗斑块脱垂,不能阻止血管弹性回缩,从而不能防止急性血栓和因此引发的心肌梗死,于是发明了支架。
早期支架由金属细丝制成,称为金属裸支架,具有支撑血管作用,弥补了单纯PTCA的不足。同时期若干临床研究证实,大多数临床情况如心肌梗死,使用支架治疗效果显著优于单纯PTCA。
随着金属支架被广泛使用,人们又发现金属支架的一个显著不足——再狭窄,并常把它比喻成希腊神话里人物阿喀琉斯之踵。意即,纵是再强大、再优秀的人也有缺陷。支架植入人体后,作为异物不可避免引起人体排异反应。通常在植入后3-6月就可能发生再狭窄。个别研究认为6个月再狭窄发生率高达50%。
支架后再狭窄一度是横亘在介入治疗道路上一座难以逾越的大山。
在研究者们历经20余年多方苦苦探索后,一种解决金属支架再狭窄的方法终于被找到。研究发现,将抗增生的药物包被在支架的金属钢梁上,制成药物包被金属支架(药物支架,英文简称DES),可以将再狭窄大幅度降低。随着21世纪的开启,药物包被支架进入了临床并获得巨大成功。
相比过去的金属裸支架,虽然药物包被支架显著减少了再狭窄,但是,仍有发生严重并发症支架内血栓(图2)的可能,而且一旦发生常可致命。药物包被支架血栓的发生原因主要和内皮化不全有关。
图2支架植入部位血栓形成
于是,研究者们又进一步优化了支架携带的药物种类、剂量、钢梁的材质和结构,以及装载药物的高分子膜,对防止再狭窄和支架血栓作用进行了平衡,这种支架被称为“新一代”药物包被支架。它不但使得再狭窄发生率降低到个位数(10%以内),甚至5%左右,而且支架血栓发生显著减少。
同时期,抗血小板药物的进步如氯比格雷或替格瑞勒的广泛使用,对于减少支架血栓也功不可没。
至此药物包被支架就完美了吗?显然不是,科技发展从来没有止步不前。
尽管“新一代”药物包被支架得到了长足改进,仍然具有明显的局限性。
植入支架后仍然需要长期服用双联抗血小板药物(至少6月),以防止支架血栓,这对择期外科手术的病人或者出血风险高的病人不合适。
此外,对于一些特殊病变支架效果压根就不理想,比如支架后再狭窄、小血管、分叉、扭折、心肌桥、管径落差大的病变。
为了克服药物包被支架这些局限性,保留抗再狭窄作用,研究者又发明了药物涂层球囊(药物球囊,英文简称DCB,图3)。通过在球囊表面涂上抗增生药物和促进药物渗透的基质制成。有研究发现不同厂家的药物球囊疗效相去甚远。
图3药物球囊
药物球囊特点
通过短时间、局部引入抗增生药物作用血管壁,以防止血管再狭窄。不引入金属钢梁和多聚物载体。
药物球囊使用的临床优势
1药物球囊的疗效与安全性,与“新一代”药物包被支架相似。
2不植入金属异物,也无聚合物残留,不影响血管愈合过程,减少了炎症反应和晚期血栓形成的风险。是真正的“介入无植入”。
3维持血管舒缩特性,不改变血管原有形态,减少异常的血流模式。
4由于没有植入物影响,可以为后续治疗保留更多机会,如外科搭桥手术。
5能够缩短介入治疗后服用双联抗血小板药物时间,可以降低因为服用抗血栓药物而发生出血的风险。
药物球囊使用适应症
1支架内再狭窄(为最强适应症)
影像A1-A3来自一位68岁男性患者。2年前外院于其前降支血管植入一枚药物包被支架,因为胸口闷痛再发作来本院,入院后复查造影发现原来支架内再狭窄(影像A1),经过高压球囊扩张后使用药物涂层球囊(影像A2),最终结果满意,原来狭窄消失殆尽(影像A3)。
影像A1影像A2影像A32小血管病变
多个临床试验证实,血管直径小于3mm的病变疗效不比支架差。
3分叉病变
分支或主支使用药物球囊,避免双支架术固有缺陷,如支架堆叠、贴壁不良、血管原始解剖改变,从而减少血栓、再狭窄发生。
4慢性闭塞病变(CTO)
使用药物球囊可以避免使用支架后出现的晚期贴壁不良现象。
影像B1和B2来自一位56岁男性患者。入院造影发现右侧冠状动脉慢性完全闭塞(CTO)(影像B1),开通血管后使用药物涂层球囊治疗,效果满意,残余狭窄几乎为0(影像B2)。
影像B1
影像B2
5其他适合药物球囊治疗的临床情况,包括但不限于:
1)预期支架疗效不佳,如:心肌桥病变,扭折明显的血管节段。
2)支架难以精确定位,如动脉瘤附近,管径落差大的血管节段。
3)预期患者抗凝治疗不能持久,或抗凝风险存在极大不确定性。
4)小儿介入。
需要说明的是,并非每一个病变都可以使用药物球囊治疗。除左主干及等同病变不适合药物球囊治疗外,大约30%病变会因为严重夹层和残余狭窄等而不适合使用。
现有药物球囊主要缺陷
1长度有限,不能重复使用
长病变或多个病变需要多根药物球囊,花费高。
2只能选用一种药物和固定剂量
目前市场上提供的药物球囊使用的药物均是紫杉醇
3必须迅速输送,且输送中涂层药物有减损
4释放时间要求
通常要求维持球囊膨胀60秒
5药物只能作用血管表浅层
展望
当前国内外主流趋势是将药物球囊拓展应用于除支架再狭窄病变外的更多原发性冠脉病变,如使用于心肌梗死、糖尿病患者。
药物球囊治疗结合高强度调脂治疗(如PSK-9抑制剂瑞白安)可能更有利于斑块、血管发生正性重构。
药物球囊将在21世纪冠心病介入治疗领域占有重要的一席之地。
附:一种新型双层药物球囊
为了克服现有药物球囊的不足,笔者发明了一种新型双层药物球囊(已申请国家专利),如图4。
图4一种新型双层药物球囊
外层球囊带微孔。充盈内层球囊后,
流体药物被“注射”作用于血管壁。
新型双层药物球囊特点
1可反复多次、多部位使用
2可单独或联合使用任意目标药物
3可以调整药物使用剂量
4不存在输送减损
5可以改变药物作用时间
6药物可深达血管内皮下层、夹层或贴壁不良节段
(周一上午,医院心内科专家门诊)邮箱lybabasohu.