2024年01月04日发布 | 824阅读

周宇:颅内动脉瘤介入治疗——可吸收材料的研究进展

周宇

海军军医大学附属长海医院

刘建民教授团队

海军军医大学附属长海医院

达人收藏、周刊收录2项荣誉

可吸收材料可有效地解决目前颅内动脉瘤所面临的众多痛点;可吸收材料有望成为颅内动脉瘤治疗的又一前沿方向...

本期为大家特别分享:海军军医大学第一附属医院 刘建民教授团队 周宇教授的精彩会议内容,欢迎大家阅读和分享!

*本文来源于会议,为方便读者阅读,仅做简要整理

*文末附讲课视频,完整学习请以视频为主


会议内容


颅内动脉瘤介入治疗




颅内动脉瘤的血管内治疗

历经近二十年快速发展

· 技术器具不断进步

· 临床证据不断积累





血管内治疗的发展历程

疾病认识推动理念改变

目前为止有三大主要器械:弹簧圈,颅内支架,血流导向装置,对应以下三大治疗颅内动脉瘤的治疗理念/技术





FD适应症的扩展





动脉瘤治疗面临的问题

01

占位效应无法消除

*经治疗动脉瘤愈合,但占位效应没有消除,脑积水症状没有改善

迟发性血栓风险

*颈内动脉大型动脉瘤,当即治疗及半年复查结果良好,相关药物停用后出现迟发性血栓

02

03

覆盖分支的狭窄闭塞

*远端分支的未来是否有影响未知

金属伪影的影响

04

05

支架内狭窄

血管弹性丧失

06





解决方法

可吸收材料

将可吸收材料应用于到介入治疗中,将会大大降低迟发血栓、远端分支的狭窄闭塞等风险。


 可吸收材料研究进展 




可吸收材料的历史



1960-1970年代 早期实验

· 主要研究用于血管介入治疗的生物可吸收材料的潜力

· 主要集中在动物实验中,用于评估可吸收材料的生物相容性和降解性能



1980-1990年代 材料的开发

· 主要研究用于血管支架和其他血管内装置的可吸收材料

· 1988年,Stack等人研发出第一个商业化的可吸收支架:左旋聚乳酸(PLLA)支架

· 90年代末,聚乳酸和聚羟基乙酸等其他材料,也开始被用于支架的制造



2000年代 新材料的出现

· 镁金属被广泛研究,成为热门的可吸收材料

· 研究人员不断改进材料和制造技术,以提高镁金属支架的性能和稳定性



2010年代 材料与技术的商业化

· 新型可降解材料被不断制造出来,如聚碳酸酯-聚乳酸、可降解铁合金和锌合金等

· 可降解支架进入了商业化阶段,并获得批准,如全球上市的第一款可吸收聚合物支架--Absorb支架;第一个商业化的可降解镁金属支架:Magmaris 支架



2020年代至今 持续创新

· 利用材料之间分子的特性创造新型可降解材料,比如在金属材料中加入稀土元素,能更好的提高材料的稳固性。

· 继续改进材料、设计和制造技术,以进一步提高可吸收支架的性能和适应性。





聚合物材料使用的缺点

1. 多聚乳酸等聚合物支撑力不足

 · 为了增加支撑力势必会增加支架的厚度

 · 支架容易回缩,限制了其在小血管、钙化病变、弥漫性病变、高度迂曲病变、分叉病变和左主干病变的临床应用

 · 存在贴壁不良的问题


2. 可视性较差,没有明确的标记物,定位困难;


3. 支架的保存和运输要求比较严格,需要保存在不高于10ºC的冷藏状态下,且保质期较短;


4. 目前的价格昂贵,因此强烈推荐生命周期长(<60岁)、获益更多更长的患者使用。





心脏可吸收支架的发展

镁基支架:人体基本营养元素,安全性高,降解速度快(数天),强度中等,优于生物材料

铁基支架:人体基本营养元素,安全性高,降解速度慢(数年),强度最大,MR兼容性?





神经介入可吸收材料





可吸收材料血流导向装置

Wang et al. 2012. Neuroradiology

Biodegradable flow-diverting device for the treatment of intracranial aneurysm: short-term results of a rabbit experiment 

Nishi et al. 2019. JAHA

Biodegradable Flow Diverter for the Treatment of Intracranial Aneurysms: A Pilot Study Using a Rabbit Aneurysm Model 

Jamshidi et al. 2020. JNIS

A novel self-expanding primarily bioabsorbable braided flow-diverting stent for aneurysms: initial  safety results 

第一个正式人体应用的可降解FD

2023年,全球第一款可吸收密网支架-- ReSolv™完成全球首例临床植入(REDIRECT研究)

Nevzati et al. 2017. J Vis Exp

Biodegradable Magnesium Stent Treatment of Saccular Aneurysms in a Rat Model - Introduction of the Surgical Technique

Basil et al. 2019. JNIS

Testing bioresorbable stent feasibility in a rat aneurysm model 


思考

1.

· 什么样的支架构造最合适,BRFD,Metal+BRFD?

· 多长的降解周期最合适,3m,6m,1y?

· 瘤颈部和着陆区支架降解速度是否一样?





动脉瘤治疗中的可降解材料 ——弹簧圈

从另一治疗方向——弹簧圈出发着手改进,或可降低占位效应、金属伪影等问题


Nufairy弹簧圈研发历程


弹簧圈构造及设计




集成篮、填充、收尾于一身,满足动脉瘤治疗需要


3D:3-10mm

Ω+S结构设计

稳定与柔顺兼顾


3D:12-32mm

Ω结构设计

稳定成篮,均匀分布


2D:2-32mm

Helical结构设计

柔顺填充,致密栓塞


动物试验

试验目的

评估与试验用栓塞弹簧圈操作性能、安全性和有效性


试验评价内容

安全性

· 实验动物手术后行为学考察

· 手术并发症:术后即刻和随访时通过造影检查有无诱发性血管痉挛,动脉夹层,血管穿孔,远端栓塞,血栓形成等手术并发症等。

· 生化:常规血液生化、脑脊液生化、动脉血气分析

· 大体脏器病理:心肝脾肺肾

· 动脉瘤病理:支架辅助下瘤颈内皮化、瘤颈、瘤囊内炎症反应、瘤囊内血栓形成能力

· MRI:观察瘤腔血栓、瘤壁及动脉瘤周围改变

有效性

· 性能:导入鞘、微导管兼容性;弹簧圈展开、推送、成篮、顺应、回撤、可视、解脱等性能;

· DSA:动脉瘤闭塞率,弹簧圈稳定性,载瘤血管通畅度

· 动脉瘤病理:单纯栓塞/支架辅助下瘤颈内皮化、瘤囊内血栓形成能力

神经毒性

· 生化:脑脊液生化

· 脑组织HE病理:评价有无脑组织梗死灶及胶质增生形成;评价远端脑组织变性、坏死情况

· 脑组织免疫组化:FJ Staining、GFAP IHC Staining、Iba1 IHC Staining,Luxol fast blue,评价有无神经退行性变及星形胶质、小胶质异常增生

体内降解研究

· 降解实验:记录最初的弹簧圈质量、分子量、随访期间的质量、分子量丢失率,以评价实验组栓塞弹簧圈体内降解情况


试验结果

· 90天和180天随访时,试验组和对照组动脉瘤闭塞率无统计学差异


· 术后14天三组别均显示动脉瘤瘤腔信号混杂,增强后动脉瘤瘤壁明显强化,提示瘤壁存在炎症反应;周围软组织信号混杂,增强后可见明显不均匀强化,提示周围软组织水肿明显。

· 术后14天结果提示动脉瘤瘤壁的炎症及周围软组织的水肿主要由动脉瘤模型所致

· 结果表明,试验组弹簧圈植入后14天安全性与对照组相当


试验组与对照组呈相似的MRI影像学表现

· 90/180天MRI随访横向比较结果表明:

a.两组MRI均显示动脉瘤瘤腔信号较为均匀,增强后动脉瘤瘤壁未见明显强化,提示瘤壁炎症反应已消退;

b.周围软组织信号均匀,增强后未见明显强化,提示周围软组织水肿已消退,为弹簧圈植入后的安全性评价提供依据。


动脉瘤体和瘤颈区病理评价结果:

· 试验组瘤颈口被不同厚度新生内膜完全覆盖;瘤体被胶原化结缔组织填充,瘤体纤维组织见整个区域内大量胶原蛋白蓄积,弹簧圈瘤质体收缩极小,与对照组呈相似的病理变化,两组结果无统计学差异,试验组栓塞弹簧圈安全有效性良好


体内降解研究

· 体内降解研究表明,植入后90天出现分子量降低29.48%,质量损失9.34%,PLGA分子量变化较质量变化更为显著,病理切片上显示仍可见栓塞弹簧圈PLGA螺旋轮廓,材料未见明显降解;

· 植入后180天出现分子量降低95.04%,质量损失85.02%,PLGA分子量和质量损失较90天组都出现显著降低,病理切片显示栓塞弹簧圈PLGA螺旋结构崩塌;

· 植入后270天,分子量降低98.59%,质量损失90.87%,材料降解接近尾声。


动脉瘤体病理结果

· 5倍镜视野下,3M组试验圈弹簧圈螺旋结构基本完整,6M组试验圈弹簧圈螺旋结构崩塌


试验结论

1. 安全有效性良好

2.没有引起更多应激反应和炎症反应

3.材料的大致降解时间可推算


弹簧圈性能



FIM临床试验



· 《 十年打磨,全球首创!长海医院刘建民教授团队完成可吸收栓塞弹簧圈临床试验第一例入组 》(点击文字跳转详情查看)

海军军医大学第一附属医院(上海长海医院)脑血管病中心刘建民教授赵瑞教授团队,联合麻醉科等多学科团队,首次使用神通医疗Nufairy™可吸收栓塞弹簧圈,成功为一位61岁患者实施了颅内动脉瘤支架辅助栓塞术。期间,团队配合密切,手术过程顺利,器械操作稳定,可吸收栓塞弹簧圈位置理想,即刻手术效果良好。

这标志着Nufairy™可吸收栓塞弹簧圈治疗颅内动脉瘤的First In Man(FIM)临床试验在上海长海医院正式启动入组,也是全球首例可吸收栓塞弹簧圈的植入。





总结



01

可吸收材料可有效地解决目前颅内动脉瘤所面临的众多痛点


可吸收材料的应用目前仍面临较多的材料和技术问题,有待解决

02


03

可吸收材料有望成为颅内动脉瘤治疗的又一前沿方向





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