分支支架在主動脈弓部疾病中的應用與發展

顧浩，何文揚，何進偉，劉寶坤，郭婷婷，周棟

蘭州大學第二醫院 血管外科，甘肅 蘭州 730000

引言

主動脈弓為主動脈上部弓形彎曲的部分，從弓部發出3條較大的動脈，由右向左依次分別為頭臂干動脈、左頸總動脈和左鎖骨下動脈（Left Subclavian Artery，LSA）。由于這種多分支的彎曲解剖結構，以及主動脈弓上分支血管的重要性，手術過程中需重建分支動脈的血流供應，增加了主動脈弓部疾病治療的難度[1]。主動脈弓部疾病是一種具有災難性后果的臨床急癥，其起病兇險、進展迅速，如未能早期識別并積極干預，可能會導致患者死亡。據報道，主動脈夾層患者在發病后24 h內未經治療的死亡率約為50%，而且在發病后的48 h內，每增加1 h，死亡率升高1%，其中75%的患者因主動脈破裂而死亡[2]。分支支架技術是指應用帶有單個分支或多個分支的覆膜支架，重建主動脈弓部一支或多支血流。作為近年來興起的腔內治療技術之一，分支支架技術既具備腔內治療的微創性，同時在形態上最符合主動脈弓部的解剖形態，因此受到越來越多血管外科醫生和醫療設備供應商的關注[3]。

本文主要對目前臨床應用的分支支架及新型分支支架的結構、臨床應用結果作一綜述，旨在幫助臨床醫生了解分支支架的最新進展，在臨床治療中選擇最優的治療方案；同時展望了主動脈弓部疾病的未來治療方向以及分支支架的發展方向，以期為醫療設備供應商開發新型分支支架提供理論參考。

1 主動脈弓部疾病的治療現狀

累及主動脈弓部的疾病主要包括侵及主動脈弓部的主動脈夾層、主動脈瘤、透壁潰瘍、壁間血腫等，這些疾病對人體健康造成了極大的危害，甚至危及生命安全。針對主動脈弓部疾病，目前一線的治療方法為開胸深低溫體外循環下主動脈弓人工血管置換術[4-5]。自1975年深低溫停循環技術開始應用于主動脈弓外科手術以來，隨著手術技術、麻醉、術后監護等方面的進步，傳統的開胸手術已在臨床廣泛開展[4]。但對于高齡、高危等患者，開胸手術仍有較高的圍術期死亡率及并發癥發生率[5-6]。

1994年，Dake等[7]報道了單純運用血管腔內治療技術來修復胸主動脈病變。胸主動脈腔內修復術（Thoracic Endovascular Aortic Repair，TEVAR）的應用明顯提升了主動脈弓部疾病治療的效果，TEVAR是指在影像學設備和技術輔助下，借助導絲導管技術在主動脈腔內進行操作，實現對主動脈病變的修復。目前TEVAR已廣泛應用于治療Stanford B型主動脈夾層、左鎖骨下動脈開口以遠的胸主動脈瘤等疾病[8-9]。

對于主動脈弓部病變，單純的腔內修復由于存在腔內支架移植物的有效錨定區不足等問題，單一的胸主動脈覆膜支架隔絕技術往往不能治療所有主動脈弓部疾病[4]。為解決這一問題，20世紀90年代末，雜交手術（開放式和腔內手術相結合）應運而生[10]。該術式需要同期或分期進行旁路手術來重建主動脈弓上分支，以達到治療目的。TEVAR與傳統開胸手術和雜交手術相比具有創傷小、風險低、死亡率低、并發癥發生率低等優點[11]。因此，血管腔內修復技術對于主動脈弓部疾病無疑是更理想的選擇。但對于累及主動脈弓部的疾病，腔內治療的難點在于如何在修復夾層破裂口或主動脈瘤的同時，保留主動脈弓部重要分支動脈的血流供應。隨著TAVER的進步以及術者經驗的積累，目前臨床中逐步發展出了煙囪技術[12]、開窗技術[13]和分支支架技術[14]等來解決這一難題。上述技術的出現極大地擴展了TEVAR的適應證，為主動脈弓部疾病的治療提供了更多的選擇。1999年，Inoue等[15]首次報道了應用分支支架的臨床經驗，這標志著分支支架理念的建立。分支支架技術相較于煙囪技術及開窗技術而言，更符合主動脈弓部解剖形態，其Ⅰ型內漏等并發癥發生率較低[16]，因此成為目前研究的一大熱點。

2 分支支架應用現狀

2.1 單分支支架

對于傳統的TEVAR，至少需要15 mm的正常主動脈壁才能充分錨定覆膜支架[17]。對于近端錨定區不足的患者，需覆蓋左鎖骨下動脈，以獲得良好的支架固定。然而，左鎖骨下動脈的覆蓋可能會導致嚴重的并發癥，如中風、上肢缺血等[18-19]，而單分支支架可有效解決這一問題。目前，單分支支架主要用于治療累及左鎖骨下動脈開口以遠的疾病，其主體支架近端錨定區需達到左頸總動脈開口處，同時單分支用于重建左鎖骨下動脈血流。目前國內外有多款產品已用于臨床階段，此類產品的形態結構基本相似。

2.1.1 Castor支架

Castor支架由上海長海醫院血管外科與上海微創心脈公司聯合開發，于2013年開始臨床試驗[20]，共納入11家中心合計73例患者，其中50例急性主動脈夾層（病程≤2周）和23例慢性主動脈夾層（病程＞2周），手術成功率為97.26%（71/73），內漏發生率為5.48%（4/73），在中位隨訪時間（61個月）內，5例（6.85%）患者死亡，其中2例死因不明、3例與主動脈疾病無關，分支通暢率為92.65%（63/68）。Castor支架于2017年正式獲準臨床上市，成為國際首款臨床應用于治療主動脈弓部疾病的腔內器材。自上市至今，臨床已累計使用5000余例[21]。目前上海長海醫院血管外科團隊在原有Castor支架基礎上進行改良，開發出單分支開窗支架，并取得滿意療效[22]。單分支用于重建左鎖骨下動脈血流，并且可以增加支架錨定的穩定性，支架近端的“開窗”保留了頭臂干動脈及左頸總動脈的血流，通過這種分支與開窗結合的特殊結構，實現了主動脈弓部分支血流的重建，這種單分支開窗支架為臨床治療主動脈弓部疾病提供了新的方法。

2.1.2 Medtronic支架

Medtronic單分支支架是在其Valiant胸主動脈支架基礎上開發的，被稱為Valiant Mona LSA支架，由聚酯及鎳鈦諾制成，其分支結構實際上是一個改進的開窗結構，具有倒漏斗或火山狀外觀。2015年，Roselli等[23]發表了該支架的早期研究，共納入9例患者，手術成功率為100%，術后30 d通暢率為100%，2例發生Ⅱ型內漏，2例內漏原因不明，非致殘性卒中發生率為33%；術后1年隨訪期間無死亡、左上肢缺血、截癱、動脈瘤破裂、開放手術或二次介入手術等情況發生。Rousseau等[24]分享了對于Valiant Mona LSA支架的單中心應用經驗，其認為對于不適合行開放手術的患者，Valiant Mona LSA支架植入是可行的，而且手術成功率及圍術期死亡率都相對較低，但仍需多中心、大樣本的臨床數據來評估長期效果。

2.1.3 Gore支架

Gore單分支支架由聚四氟乙烯覆膜和鎳鈦諾骨架構成，基于cTAG平臺開發，不同于Valiant Mona LSA支架，該支架采用反向煙囪設計，并采用了Gore產品特有的標準拉線結構。Dake等[25]報道了31例植入Gore分支支架的臨床研究結果，手術成功率為100%，隨訪30 d時，分支全部保持通暢，1例出現卒中，無死亡及截癱發生；隨訪1年時，生存率為83.9%，無支架及手術相關死亡，5例患者發生內漏（Ⅱ型2例，3例無法確定分型），該研究認為胸主動脈腔內修復術的出現徹底改變了降主動脈瘤的治療方式。但是，如果當動脈瘤累及左鎖骨下動脈區域的主動脈弓時，就必須考慮保留分支血管，而分支血管支架為分支重建提供了新的選擇。

2.1.4 Nexus支架

Endospan公司的Nexus主動脈弓部分支支架由兩部分組成：遠端主體和分支+近端主體。遠端支架從頭臂干動脈內入路，分支用于重建無名動脈血流，近端支架從股動脈入路。一項納入28例患者的多中心研究顯示[26]：手術成功率為100%，非致殘性卒中發生率為3.6%，30 d內死亡率為7.1%，1年內死率為10.7%，無支架或動脈瘤相關死亡發生。Nexus支架是一種新型的單分支支架系統，錨定于升主動脈來完成主動脈弓重建，另需結合血管搭橋手術重建其他分支血流。在隨訪1年內，安全性較高。

2.2 多分支支架

單分支支架僅能重建弓部單一分支血管，如果要重建其他分支，則需要結合外科雜交手術或者平行及開窗技術。理想的多分支支架應能重建弓部三支動脈血流，具有更廣泛的適應證，但多分支支架較單分支支架，其術中操作步驟更復雜，且卒中等并發癥發生率更高[27]。雖然目前多分支支架的研究尚處于初步階段，但國內外多家機構正致力于研發多分支支架，開展上市前臨床研究，并取得了一定的進展。

2.2.1 Inoue支架

1999年，日本Inoue等[15]首次報道了Inoue分支支架及其臨床應用結果，該支架采用鎳鈦合金骨架和聚酯纖維覆膜，研究包括15例患者，其中14例植入單分支支架，1例植入三分支支架，結果發現11例（73%）動脈瘤瘤體完全血栓化，4例存在持續內漏，1例出現卒中，2例在隨訪期間出現死亡（1例死于肺炎，1例死于腹主動脈瘤破裂），1例在回撤輸送系統時導致右側髂外動脈破裂，1例出現腳趾部位微栓塞。2017年，該團隊公布了Inoue支架更大范圍、更長隨訪時間的臨床研究結果[28]，共報道了89例使用Inoue支架的患者，其中單分支64例，雙分支18例，三分支7例，手術成功率為100%，30 d內死亡率為4.5%（單支，3.1%；雙支，0；三支，29%），卒中發生率為16%（單支，7.8%；雙支，33%；三支，42%），1年和5年隨訪時，全因死亡率分別為85%和59%。1例雙分支支架植入患者，出現左鎖骨下動脈分支支架閉塞。以上研究表明，Inoue單分支支架圍術期的結果可基本達到滿意效果，并且其長期安全性和有效性均得到了驗證。但是，Inoue多分支支架還有很大的改進空間，以降低手術相關并發癥。

2.2.2 Cook支架

Cook分支支架在結構設計上經歷了一系列迭代升級。最初的Chute支架[29]因卒中發生率較高，因此在此基礎上進行改造，目前為內嵌式設計，由聚酯材料和鎳鈦諾構成。雙分支支架在主體支架的近端大彎側錯位設計了2個內嵌分支，分別對頭臂干和左頸總動脈[30]、左鎖骨下動脈進行栓塞或旁路重建。三分支支架[31]與雙分支支架有類似的近端結構，但遠端增加了一個反向的內嵌分支，從而重建了左鎖骨下動脈，實現腔內重建弓部所有分支血管。2014年，Haulon等[32]報道了38例植入該款支架的回顧性研究結果：手術成功率為84.2%（32/38），30 d死亡率為13.2%（5/38），4例行早期二次干預，6例發生早期腦血管并發癥，11例發生內漏，平均隨訪12個月，無動脈瘤相關死亡事件，3例再次干預。2019年，一項多中心、前瞻性研究結果[33]顯示：共納入70例患者，手術成功率為94.3%（66/70），12例患者需要在圍術期進行二次手術，平均隨訪期為301 d，隨訪期內20例患者接受了二次干預，8例患者死亡（7例為非主動脈相關原因）。2019年，Cook分支支架開始進行商業化上市前的多中心研究。由于這款支架屬于針對不同患者CT血管造影結果而定制的支架，因此對于需要行急診手術的患者有很大限制。但近年來有學者回顧性分析了2013—2018年所有使用定制主動脈弓分支支架的數據[34]，研究結果指出，5種產品型號即可涵蓋大部分的主動脈弓部解剖結構，這為急診手術提供了可能。

2.2.3 Bolton支架

Bolton分支支架基于Relay NBS平臺設計，由聚酯和鎳鈦諾構成，采用與Cook支架類似的內嵌結構，包括單分支和雙分支，其中單分支支架使用時需要行頸動脈-鎖骨下動脈轉流。2015年，Riambau等[35]報道了9個中心，26例應用該款雙分支支架的早期研究結果，包括動脈瘤22例，動脈夾層4例：手術成功率為100%，術中4例出現并發癥，包括1例右側鎖骨下動脈覆蓋、1例左頸總動脈夾層、1例左心室穿孔、1例卒中死亡；術后2例發生Ⅰ型內漏（7.7%）。2020年，有研究者回顧性分析了11例Relay雙分支支架治療主動脈弓部動脈瘤的結果：手術成功率為100%，8例進行了左鎖骨下動脈血運重建術，術后2例因卒中死亡，2例出現小卒中，1例出現截癱，且該研究認為，Relay分支支架在完全腔內治療主動脈弓疾病方面，在技術上是可行有效的，但術后卒中發生率較高[36]。

3 新型分支支架

3.1 模塊化內嵌支架

模塊化支架是近年來提出的一種新型組合式支架，由帶有分支的近心端和直管狀遠心端組成[37]。模塊化分支支架是在體內由多個組件組裝而成的，而單體分支支架是作為一個整體來植入的。在模塊化支架理論基礎上，解放軍總醫院血管外科張宏鵬提出并設計了模塊化內嵌支架結構，并重建了犬的主動脈弓[38]，驗證了該技術的可行性。杭州唯強醫療科技有限公司在此基礎上進行了一系列研究與改進，2018年該公司設計了一種模塊化內嵌分支支架[39]。該支架由升主動脈內嵌支架、分支支架和弓部支架3個部分組成，其中升主動脈內嵌支架內含2個內嵌式分支支架，可與分支支架結合用于重建頭臂干動脈、左頸總動脈或左鎖骨下動脈；弓部支架與升主動脈支架結合可修復主動脈弓部病變。Guo等[40]報道了該支架首次在臨床中用于救治1例胸主動脈瘤患者，術后結果顯示瘤體修復滿意，分支通暢性良好。雖然該支架的短期結果令人滿意，但其長期安全性及分支通暢率仍需要更多臨床數據及更長時間的隨訪來驗證。

3.2 4D打印形狀記憶聚合物分支支架

2013年，麻省理工學院的科學家Tibbit Skylar首先提出了4D打印的概念[41]，之后4D打印被廣泛用于制造功能響應型材料。與3D打印相比，4D打印將時間作為第四維度[42]，打印出的結構可以在受到刺激時創建或修改形狀。隨時間變化的參數包括溫度、水、光、濕度、pH等[43]。形狀記憶聚合物是一種刺激響應材料，能夠在外部刺激（光、熱、磁、水等）下從變形形狀恢復到原始形狀[44]。4D打印形狀記憶聚合物分支支架結合了增材制造與智能材料的各自優勢，使得支架在植入之前可以先變形縮小，待到達靶血管后再擴展成設計好的幾何形狀[45]，這種設計可極大地減小對血管入路的損傷。2019年，Kim等[46]報道了一種4D打印形狀記憶聚合物分支支架，該支架能在1 min內展開、進入并貼合于“Y”型血管模型。此類支架減小了對血管入路的損傷，并且可以實現個性化腔內治療，雖然這款支架目前管壁較厚且未明確生物相容性，轉變溫度（55～60℃）也不適宜在人體體溫下實現，但為未來相關領域研究提供了新的方向和思路。

4 總結與展望

目前各類主動脈弓分支血管支架的研發與應用正在廣泛地開展，各類支架都有各自的適應證及優缺點。對于單分支支架，目前在臨床使用較多，其操作較多分支支架也更為簡便，并且其長期安全性及有效性也得到了驗證。多分支支架臨床應用較少，且操作較為復雜，術后卒中等并發癥發生率也較高。雖然部分多分支支架短期安全性和有效性已得到驗證，但其長期安全性仍需更長時間的隨訪。同時，模塊化內嵌支架及4D打印形狀聚合物分支支架的提出，為分支支架的設計提供了新方向。

在過去的幾十年，為優化手術，心血管外科臨床進行了大量的研究，從全弓或半弓置換、“象鼻”技術、雜交手術到腔內修復。未來，各種主動脈弓分支重建技術將繼續共存且不斷發展，外科醫生對于各項技術的操作也會不斷成熟。但是各項技術各有優缺，具體手術方案的選擇需根據對患者病情的評估來綜合考量，目前尚無一種技術可被稱為“金標準”。但近年來，隨著腔內技術及器械的快速發展，為主動脈夾層和胸主動脈瘤等主動脈弓部疾病提供了新的治療思路，腔內治療的適應證也越來越廣，今后完全腔內治療會越來越廣泛地應用于主動脈弓疾病，成為治療該類疾病的首選方案。