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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2025-02-11 10:48
經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)(PTCA)是一種微創(chuàng)治療冠狀動(dòng)脈狹窄或完全閉塞的手術(shù)。該手術(shù)使用遠(yuǎn)端帶有球囊的導(dǎo)管,通過(guò)在腹股溝或手腕處的小穿刺(分別通過(guò)橈動(dòng)脈或股動(dòng)脈)將球囊輸送到病變的冠狀動(dòng)脈。借助導(dǎo)引導(dǎo)管(GC)和導(dǎo)絲(GW),球囊經(jīng)主動(dòng)脈推進(jìn)至冠狀動(dòng)脈,直至到達(dá)目標(biāo)病變部位。球囊到位后進(jìn)行充壓,擴(kuò)張病變血管以恢復(fù)血流:歡迎各位與小編交流行業(yè)內(nèi)話題,相互學(xué)習(xí),共同進(jìn)步!
1、摘要
一:背景
本研究詳細(xì)評(píng)估了 8 種市售的經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)(PTCA)球囊導(dǎo)管,包括半順應(yīng)性和非順應(yīng)性球囊,對(duì)其尖端、球囊、導(dǎo)管軸、快速交換(RX)端口和海波管的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,并對(duì)尖端變形、球囊縱向伸長(zhǎng)和泄壓時(shí)間等重要性能特征進(jìn)行了量化研究。
二:方法
對(duì)每個(gè)型號(hào)的 5 根導(dǎo)管進(jìn)行了多種測(cè)試。通過(guò)壓縮測(cè)試評(píng)估尖端的堅(jiān)固性,記錄是否有損壞發(fā)生。在球囊充氣至額定爆破壓力(RBP)的過(guò)程中,記錄球囊的縱向伸長(zhǎng)情況。在模擬使用測(cè)試裝置中,測(cè)量導(dǎo)管向前推進(jìn)和回撤至導(dǎo)引導(dǎo)管所需的力。通過(guò)測(cè)量隨時(shí)間抽取的造影劑來(lái)研究球囊的泄壓時(shí)間。此外,還對(duì)球囊的順應(yīng)性和導(dǎo)管尺寸進(jìn)行了研究。
三:結(jié)果
發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管的外部尺寸在海波管處最?。?.59-0.69mm),在球囊處最大,即通過(guò)輪廓(0.9-1.2 mm)。壓縮后,尖端直徑增加了 1.7%- 22%。折疊球囊的橫截面顯示分別有三瓣和兩瓣折疊。測(cè)量到的球囊縱向伸長(zhǎng)范圍為 0.6 至 2.0 mm。球囊充壓后,在 4 根導(dǎo)管上觀察到導(dǎo)絲與導(dǎo)管之間的摩擦力增加,最大增加量為 0.12 N 至 1.07 N。RX 口的橫截面顯示出半圓形的充壓管腔和圓形的導(dǎo)絲管腔。測(cè)量到的泄壓速率范圍為 0.004 至 0.013 微升 / 秒,估計(jì)球囊泄壓時(shí)間為 10.2秒至 28.1秒。
2、結(jié)論
本研究為 RX PTCA 球囊導(dǎo)管的設(shè)計(jì)特征提供了有價(jià)值的見(jiàn)解,有助于促進(jìn)改進(jìn)導(dǎo)管設(shè)計(jì)的開發(fā)并提高臨床效果。半順應(yīng)性(SC)和非順應(yīng)性(NC)導(dǎo)管在球囊性能和尺寸等方面存在明顯差異。值得注意的是,沒(méi)有一種導(dǎo)管在所有方面都表現(xiàn)出色,因?yàn)槊糠N導(dǎo)管都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因此,在選擇導(dǎo)管時(shí),必須考慮個(gè)體干預(yù)的要求。本研究還確定了特定導(dǎo)管的弱點(diǎn),如壁厚減小、尖端有邊緣以及性能特征降低等問(wèn)題。
一:研究背景
經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)(PTCA)是一種微創(chuàng)治療冠狀動(dòng)脈狹窄或完全閉塞的手術(shù)。該手術(shù)使用遠(yuǎn)端帶有球囊的導(dǎo)管,通過(guò)在腹股溝或手腕處的小穿刺(分別通過(guò)橈動(dòng)脈或股動(dòng)脈)將球囊輸送到病變的冠狀動(dòng)脈。借助導(dǎo)引導(dǎo)管(GC)和導(dǎo)絲(GW),球囊經(jīng)主動(dòng)脈推進(jìn)至冠狀動(dòng)脈,直至到達(dá)目標(biāo)病變部位。球囊到位后進(jìn)行充壓,擴(kuò)張病變血管以恢復(fù)血流。
自 1977 年 Andreas Grüntzig 成功進(jìn)行首例 PTCA 以來(lái),經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)取得了眾多進(jìn)展,人們對(duì)冠狀動(dòng)脈疾病的認(rèn)識(shí)也不斷加深。1977 年最初的 PTCA 球囊導(dǎo)管經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段,最初的 PTCA 球囊由柔軟材料如柔性聚氯乙烯(PVC)制成。然而,由于需要較厚的壁,導(dǎo)致球囊尺寸較大,在輸送至目標(biāo)病變時(shí)面臨挑戰(zhàn)。隨著聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)和尼龍等新材料的引入,PTCA 球囊的尺寸和輪廓減小,改善了病變通過(guò)性、定位精度和血管內(nèi)的可操作性。除了直徑和壁厚(WT)外,材料的選擇也會(huì)影響球囊的順應(yīng)性。低密度共聚物聚醚嵌段酰胺(PEBAX)等柔軟材料用于半順應(yīng)性(SC)球囊,而非順應(yīng)性(NC)球囊則由尼龍或 PET 制成。
柔軟的材料使 SC 球囊易于通過(guò)迂曲的血管,但它們的額定爆破壓力(RBP)較低,并且容易出現(xiàn)所謂的 “狗骨頭效應(yīng)”。這種效應(yīng)表現(xiàn)為球囊充壓時(shí)擴(kuò)張不均勻,在狹窄較硬的部位徑向擴(kuò)張較小。不均勻擴(kuò)張可能會(huì)損傷血管,或因擴(kuò)張不完全而導(dǎo)致臨床效果不佳。NC 球囊則不易出現(xiàn)這種效應(yīng),在充氣過(guò)程中直徑增長(zhǎng)極小,可用于更高 RBP 的情況,例如治療鈣化病變。然而,有時(shí)治療嚴(yán)重鈣化病變甚至需要比 NC 球囊所能提供的更高 RBP。因此,制造商試圖制造能夠承受更高壓力的導(dǎo)管。2012 年,首款超高壓(> 30 - 45 atm)PTCA 球囊導(dǎo)管上市。
1982 年,引入了 over - the - wire 技術(shù)。該技術(shù)允許導(dǎo)絲穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)管并獨(dú)立操作,即使在更換球囊導(dǎo)管時(shí),醫(yī)生也可以將導(dǎo)絲留在原位。然而,由于導(dǎo)絲長(zhǎng)度要求(約 300 厘米),需要兩名操作人員,這導(dǎo)致治療時(shí)間延長(zhǎng),且存在導(dǎo)絲污染的風(fēng)險(xiǎn)。1985 年,快速交換(RX)導(dǎo)管(見(jiàn)圖 1)被引入以克服這些缺點(diǎn)。從那時(shí)起,由于操作簡(jiǎn)便、治療時(shí)間短,RX 導(dǎo)管占據(jù)了最大的市場(chǎng)份額。

圖1,Rx型球囊擴(kuò)張導(dǎo)管示意圖
圖 1 展示了 RX PTCA 球囊導(dǎo)管的總體概況。球囊導(dǎo)管通過(guò)導(dǎo)管近端的充壓端口進(jìn)行充壓。充壓端口后是一個(gè)金屬海波管(1),其外徑為DH。一根逐漸變細(xì)的加硬鋼絲(2)向遠(yuǎn)端延伸,逐漸降低海波管的剛度。此外,加硬鋼絲穿過(guò) RX 端口,起到防扭結(jié)的作用。RX 端口用作導(dǎo)絲的出口。導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部分(3)將用于充入介質(zhì)的外軸(OS)和外徑,以及用于導(dǎo)絲的長(zhǎng)度為的內(nèi)軸(IS)結(jié)合在一起。在球囊(4)充壓之前,它被折疊以獲得最小通過(guò)外徑,便于通過(guò)病變部位。在球囊內(nèi)部的內(nèi)軸上應(yīng)用不透射線的標(biāo)記,以便正確定位。尖端(5)定義了病變?nèi)肟冢↙E)直徑,并標(biāo)記了PTCA 球囊導(dǎo)管的遠(yuǎn)端末端。
盡管球囊導(dǎo)管已經(jīng)存在了幾十年,但關(guān)于其設(shè)計(jì)的公開文獻(xiàn)并不多。過(guò)去,Barkholt 等人研究了 PTCA 球囊導(dǎo)管的尖端設(shè)計(jì),Gupta 解釋了 PTCA 球囊導(dǎo)管的一般設(shè)計(jì)和特性,支架系統(tǒng)及其與球囊的相互作用已被廣泛研究和模擬。制造商提供的關(guān)于其導(dǎo)管設(shè)計(jì)的信息通常較為籠統(tǒng)且有限。
了解設(shè)計(jì)特性有助于推動(dòng)該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展,并有可能降低導(dǎo)管成本和手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。在本研究中,基于創(chuàng)新設(shè)計(jì)、市場(chǎng)研究以及與介入心臟病專家的訪談,選擇了 8 種市售的先進(jìn) PTCA 導(dǎo)管,并對(duì)其尖端設(shè)計(jì)、RX 口、海波管以及導(dǎo)管部件的尺寸進(jìn)行了測(cè)試。此外,還研究了導(dǎo)管的泄壓性能。同時(shí),對(duì)球囊充壓過(guò)程中的球囊縱向伸長(zhǎng)情況以及導(dǎo)管沿導(dǎo)絲和進(jìn)入導(dǎo)引導(dǎo)管時(shí)的回拉阻力可能增加的情況進(jìn)行了研究。
二:研究結(jié)果
1)尖端設(shè)計(jì)
圖 2a 展示了各個(gè)尖端設(shè)計(jì)的微觀圖像。除了 NC Trek 導(dǎo)管(其似乎使用填充聚合物)外,所有導(dǎo)管都有金屬(鉑銥合金)不透射線標(biāo)記。NC Trek 導(dǎo)管上的標(biāo)記似乎是填充聚合物。
大多數(shù)導(dǎo)管的錐形尖端由一個(gè)額外的部件制成,通過(guò)不同的顏色表示。EasyT 和 OPN NC 導(dǎo)管沒(méi)有顏色過(guò)渡,在遠(yuǎn)端球囊焊接處之前,尖端直徑保持恒定。在Sapphire NC24 和 Maverick2 的尖端,用紅色圓圈標(biāo)記的邊緣清晰可見(jiàn)。
壓縮尖端所需的力以及由于尖端褶皺導(dǎo)致的直徑增加情況如圖 2b 所示。力的范圍從 1.6N(NC Trek)到 4.2N(OPN NC)不等。Pantera LEO(1.7%)和 NC Trek(3.3%)的直徑增加最小,Sapphire NC24(22%)的直徑增加最大。OPN NC 的尖端力最大,NC Trek 的尖端力最小。

圖2,a)尖端外觀和b)尖端壓縮褶皺所需力和尖端直徑變化情況
2)球囊設(shè)計(jì)和球囊伸長(zhǎng)量
球囊的折疊情況如圖 3 所示。除了NC Emerge 和 Maverick2 之外,所有導(dǎo)管都采用三瓣折疊設(shè)計(jì)。NC Emerge 和 Maverick2 采用兩瓣折疊設(shè)計(jì),其中 NC Emerge 顯示出不對(duì)稱的折疊,有一個(gè)較大和一個(gè)較小的瓣。OPN NC 的橫截面進(jìn)一步展示了雙層球囊設(shè)計(jì)。
每個(gè)周期的球囊縱向伸長(zhǎng)情況如圖 3b 所示。測(cè)量到的伸長(zhǎng)范圍從 0.6 毫米(Pantera LEO)到 2.0 毫米(Maverick2)不等。Accuforce、OPN、Pantera LEO、Sapphire NC24 和 NC Trek 在四個(gè)測(cè)量周期內(nèi)伸長(zhǎng)量增加。伸長(zhǎng)量與 RBP 的比值如圖 3c 所示,較低的值意味著壓力增加時(shí)伸長(zhǎng)量略有增加,而較高的值則意味著壓力增加時(shí)伸長(zhǎng)量顯著增加。
聚合物在恒定負(fù)載下往往會(huì)出現(xiàn)應(yīng)變?cè)黾拥那闆r,這種效應(yīng)稱為蠕變。當(dāng)達(dá)到 RBP 后,球囊在縱向進(jìn)一步生長(zhǎng)時(shí),蠕變效應(yīng)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。蠕變距離在 0.14 至 0.46 毫米之間,約為球囊伸長(zhǎng)量的 10% - 31%。具體數(shù)值見(jiàn)附錄圖 10。多次重復(fù)充壓后,蠕變效應(yīng)會(huì)減弱。

圖3,a)球囊折疊形態(tài)外觀和b)球囊在RBP下長(zhǎng)度變化量c)伸長(zhǎng)量與 RBP 的比值
使用手持式導(dǎo)管力測(cè)量裝置(CFMD)在充壓周期前后測(cè)量導(dǎo)絲阻力的結(jié)果如圖 4a 所示。充壓周期后,所需的推力和拉力從大約 0.12N 和 0.21N 增加到 0.37N 和 - 0.46N(EasyT)、± 0.73N(NC Emerge)、0.76N 和 - 1.07N(OPN NC)以及 0.26N 和 - 0.4N(Sapphire NC24)。OPN NC 測(cè)量到的力最大。
將球囊回撤至導(dǎo)引導(dǎo)管時(shí)的力如圖 4b 所示,范圍從 0.49N(Maverick2)到3.45N(OPN NC)。

圖4,a)球囊充壓前后導(dǎo)絲阻力和b)球囊回撤至導(dǎo)引導(dǎo)管內(nèi)的力值
球囊的徑向伸長(zhǎng)范圍在 3%(Sapphire NC24)到 12%(Maverick、OPN)之間。NC 和 SC 球囊的順應(yīng)性分別在 0.06-0.09/atm 和0.19-0.23/atm 之間。
3)導(dǎo)管軸設(shè)計(jì)和尺寸
圖 5a 和圖 5b 分別描繪了導(dǎo)管各部分的直徑和壁厚。尖端的病變?nèi)肟谳喞@示出最小直徑(0.40-0.50 mm),球囊處的直徑最大(0.9-1.2 mm)。這個(gè)值定義為通過(guò)外徑(CP),通常由近端球囊焊接處和尖端之間的最大直徑表示,通常位于球囊的近端。
外軸(OS)的直徑(0.81-0.93 mm)和近端與遠(yuǎn)端部分過(guò)渡處的導(dǎo)管軸直徑(0.75-0.85 mm)相當(dāng)。內(nèi)軸(IS)的直徑和海波管的直徑分別在 0.53-0.56 mm和 0.59-0.69mm之間。
不同制造商生產(chǎn)的外軸、內(nèi)軸和海波管的壁厚分別在 54-89μm、58-78μm 和 25-47μm 的范圍內(nèi)變化。球囊的拉伸吹塑制造工藝允許較薄的壁厚(22-32μm)。

圖5,a)球囊各部件外徑數(shù)據(jù)和b)球囊各部件壁厚數(shù)據(jù)
4)RX 端口設(shè)計(jì)和泄壓速率
圖 6a 展示了不同導(dǎo)管 RX 端口設(shè)計(jì)的橫截面。值得注意的是,同一制造商生產(chǎn)的導(dǎo)管,如 EasyT 和 OPN NC,以及NC Emerge 和 Maverick2,呈現(xiàn)出相似的流體形狀。EasyT 和 OPN NC 在這組導(dǎo)管中具有最大的流體橫截面。從 NC Emerge、Maverick2 和 NC Trek 等導(dǎo)管的橫截面可以看出,它們使用了多層內(nèi)軸。
測(cè)量到的泄壓速率如圖 6b 所示。此外,還對(duì) RX 端口、遠(yuǎn)端部分和海波管處的流體橫截面進(jìn)行了評(píng)估。由于 Pantera LEO 的金屬 RX 端口,生成其橫截面具有挑戰(zhàn)性,且會(huì)導(dǎo)致形狀變形,因此其流體橫截面是基于直徑和壁厚進(jìn)行估算的。
Accuforce(0.013 微升/秒)和 Maverick2(0.012微升/秒)的泄壓速率最快,OPN NC(0.004 微升/秒)的泄壓速率最小。圖 6a 中在相應(yīng)導(dǎo)管橫截面上標(biāo)明了直徑為 3 毫米、長(zhǎng)度為 20 毫米的球囊的計(jì)算中位泄壓速率 。

圖6,a)不同導(dǎo)管Rx端口設(shè)計(jì)和b)球囊泄壓速率數(shù)據(jù)對(duì)比
5)海波管設(shè)計(jì)
圖 7 展示了海波管與遠(yuǎn)端部分過(guò)渡處的設(shè)計(jì)。除了 Pantera LEO 和 NC Trek 之外,大多數(shù)導(dǎo)管都采用將錐形加硬鋼絲三點(diǎn)焊接到海波管上的設(shè)計(jì)。Pantera LEO 的海波管在遠(yuǎn)端進(jìn)行了重塑和削薄,RX 端口直接位于海波管的末端。除了加硬鋼絲外,NC Trek 的海波管在遠(yuǎn)端也進(jìn)行了削薄。在大多數(shù)導(dǎo)管中,在外軸連接到海波管的位置,可以看到海波管表面有粗糙化處理。海波管的外徑和壁厚分別如圖 5a 和圖 5b 所示。
測(cè)量到的導(dǎo)管各部分長(zhǎng)度(過(guò)渡長(zhǎng)度、導(dǎo)絲長(zhǎng)度和加硬鋼絲長(zhǎng)度)見(jiàn)附錄(見(jiàn)圖 12a)。過(guò)渡長(zhǎng)度表示海波管末端到 RX 端口的距離,范圍從 71 到115 毫米。由于 RX 端口直接位于削薄的海波管末端,Pantera LEO 沒(méi)有這個(gè)過(guò)渡部分。導(dǎo)絲長(zhǎng)度表示支撐導(dǎo)絲的長(zhǎng)度,從 RX 端口到尖端。除了 Pantera LEO,這個(gè)長(zhǎng)度在 230 到 250 毫米之間。對(duì)于所有導(dǎo)管,加硬鋼絲(33-265 mm)比過(guò)渡長(zhǎng)度長(zhǎng),這表明加硬鋼絲與 RX 端口重疊 30-180 mm,對(duì)于 Sapphire NC24,加硬鋼絲甚至延伸到球囊處。此外,附錄中的圖 12b 描繪了加硬鋼絲在海波管處的基部直徑(25-34μm)和尖端直徑(8-13μm)。

圖7,海波管與遠(yuǎn)端部分設(shè)計(jì)展示圖
3、專業(yè)名詞縮寫
專業(yè)名詞縮寫描述:
1:CFMD:導(dǎo)管力測(cè)量裝置
2:CP:通過(guò)外徑
3:GC:引導(dǎo)導(dǎo)管
4:GW:導(dǎo)絲
5:IS:內(nèi)軸
6:IQR:四分位間距
7:LE:病變?nèi)肟?/span>
8:NC:非順應(yīng)性
9:OD:外徑
10:OS:外軸
11:PCI:經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療
12:PEBAX:低密度共聚物聚醚嵌段酰胺
13:PET:聚對(duì)苯二甲酸乙二酯
14:PTCA:經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)
15:PVC:聚氯乙烯
16:RBP:額定爆破壓力
17:Rx:快速交換
18:SC:半順應(yīng)性
19:WT:壁厚
4、討論
表 1 展示了測(cè)量結(jié)果的概述,測(cè)量值從“-”(最不理想)到 “ + + ”(最理想)進(jìn)行分類。這個(gè)概述展示了所研究導(dǎo)管設(shè)計(jì)元素之間的優(yōu)缺點(diǎn)。需要注意的是,在歸一化過(guò)程中包括了所有測(cè)試的導(dǎo)管類型(SC 和 NC)。盡管 SC 和 NC 球囊導(dǎo)管是不同類型,通常不可比,但這樣可以展示這些數(shù)據(jù)組之間的差異。

從這個(gè)概述可以看出,與 NC 球囊導(dǎo)管相比,SC 的 Maverick2 在尖端和球囊性能方面表現(xiàn)較差。然而,其尺寸較小,例如可用于治療非常迂曲血管中的非鈣化狹窄。兩種 SC 導(dǎo)管,EasyT 和Maverick2,都具有出色的通過(guò)外徑(CP)。盡管EasyT 的尺寸較大,但其尖端和球囊性能略優(yōu)于 Maverick2。
比較NC球囊之間的差異可以發(fā)現(xiàn),Pantera LEO、Sapphire NC24 和 NC Trek 表現(xiàn)出出色的球囊性能。然而,Pantera LEO 在尺寸和泄壓速率方面可能存在一些缺點(diǎn)。OPN NC 具有出色的尖端性能和獨(dú)特的特點(diǎn),如高 RBP 和低順應(yīng)性,適用于高度鈣化的病變。但是,較高的 CP 可能會(huì)降低其適用性,因?yàn)槟承┆M窄部位無(wú)法通過(guò),此外,其泄壓速率較低。
目前還無(wú)法就導(dǎo)管性能得出最終結(jié)論。未來(lái),需要研究諸如推送性(推進(jìn)導(dǎo)管的能力)、跟蹤性(跟隨迂曲血管路徑的能力)、摩擦特性和導(dǎo)管部件的剛度等參數(shù)。此外,重要的是要注意,測(cè)量值并不直接適用于臨床實(shí)踐。操作人員的熟練程度、策略和方法在手術(shù)執(zhí)行中起著重要作用。此外,導(dǎo)引導(dǎo)管、導(dǎo)絲和球囊的組合也至關(guān)重要。這些組件的選擇和相互作用對(duì)干預(yù)的整體性能和成功有重大影響。
下面將更詳細(xì)地討論各個(gè)設(shè)計(jì)元素以及所用測(cè)試裝置與實(shí)際情況之間的潛在差異。
一:尖端設(shè)計(jì)
Barkholt 等人研究了 NC Trek、NC Emerge 和 Accuforce 的尖端設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn) NC Trek 的設(shè)計(jì)抗損傷能力較強(qiáng),本研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),尖端在遠(yuǎn)端應(yīng)該盡可能小,以確保較小的病變?nèi)肟谳喞?。然而,壁厚過(guò)薄可能會(huì)導(dǎo)致尖端受損,并出現(xiàn)本研究和 Barkholt 等人所述的 “魚嘴效應(yīng)”。受損的尖端可能會(huì)增加通過(guò)病變的難度,或?qū)е轮Ъ茏冃?。總體而言,Pantera LEO的尖端塑性變形最小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),Pantera LEO 在通過(guò)病變方面表現(xiàn)較差,原因可能是其遠(yuǎn)端尖端直徑逐漸增加(見(jiàn)圖 2a)。
由于在進(jìn)行任何其他測(cè)試之前拍攝了導(dǎo)管尖端的微觀圖像,Sapphire NC24 和 Maverick2 尖端上可見(jiàn)的邊緣(見(jiàn)圖 2a 中排)可能是在制造過(guò)程中產(chǎn)生的。需要注意的是,Maverick2 上的邊緣非常微小,僅在一根導(dǎo)管上發(fā)現(xiàn),而 Sapphire NC24上的邊緣在所有研究樣本上都存在,在其他研究的導(dǎo)管上未觀察到這些邊緣。這些邊緣可能是不理想的,因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)增大病變?nèi)肟谥睆?,如果在干預(yù)過(guò)程中脫落,可能會(huì)導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈上游部分的血管創(chuàng)傷或血栓形成。
不透射線的標(biāo)記用于指示球囊在患者體內(nèi)的位置。厚且長(zhǎng)的標(biāo)記會(huì)增加通過(guò)輪廓和球囊的局部剛度。在所有研究的導(dǎo)管中,NC Trek 是唯一使用填充聚合物標(biāo)記(鎢 - PEBAX)的導(dǎo)管。由于標(biāo)記的柔韌性增加,諸如跟蹤性等性能特征可能會(huì)得到改善。此外,焊接過(guò)程可以提高制造過(guò)程中標(biāo)記放置的準(zhǔn)確性。由于這些標(biāo)記通常是焊接而非卷曲的,因此在放置過(guò)程中對(duì) IS 造成缺陷的風(fēng)險(xiǎn)降低。然而,焊接過(guò)程中的熱變化可能會(huì)導(dǎo)致材料降解和焊接過(guò)程中的熱變化可能會(huì)導(dǎo)致材料降解和內(nèi)軸變薄。此外,填充鎢的聚醚嵌段酰胺(Pebax)標(biāo)記的不透射線性降低,這對(duì)檢查過(guò)程中的可視性產(chǎn)生負(fù)面影響。
二:球囊設(shè)計(jì)
緊密的球囊折疊是比較理想的,因?yàn)橥ㄟ^(guò)輪廓應(yīng)盡可能小,以便于病變進(jìn)入并正確放置球囊。半順應(yīng)性導(dǎo)管 Maverick 和 EasyT 分別展示了緊密的兩層和三層折疊球囊設(shè)計(jì)。非順應(yīng)性的 NC Emerge 使用了與其他非順應(yīng)性球囊不同的方法,形成了緊密但不對(duì)稱的包裹。由于其雙層球囊設(shè)計(jì),OPN NC 的通過(guò)輪廓最大。
盡管 OPN 是一種非順應(yīng)性球囊,但其整體徑向增長(zhǎng)較高(10%)。不過(guò),需要注意的是,這是由于其 35atm 的高額定爆破壓力。在介入過(guò)程中必須考慮這種增長(zhǎng),以防止血管損傷。
三:球囊伸長(zhǎng)
較低的縱向伸長(zhǎng)是較為理想的,這可以避免血管創(chuàng)傷并有助于球囊的正確放置。過(guò)度伸長(zhǎng)可能會(huì)導(dǎo)致球囊在狹窄區(qū)域或支架外膨脹,進(jìn)而可能導(dǎo)致血管損傷或支架擴(kuò)張不當(dāng)。除了臨床并發(fā)癥外,較高的球囊伸長(zhǎng)還可能導(dǎo)致塑性變形,如內(nèi)軸變窄,從而增加導(dǎo)管與導(dǎo)絲之間的摩擦力。在最壞的情況下,這甚至可能會(huì)完全卡住導(dǎo)絲。為了避免這種影響,制造商傾向于縮短球囊的肩部長(zhǎng)度以減少縱向伸長(zhǎng)。Maverick2 的伸長(zhǎng)量最大,盡管有伸長(zhǎng)現(xiàn)象,但并未觀察到導(dǎo)絲被卡住的情況。盡管Sapphire NC24 和 EasyT 的伸長(zhǎng)量較低,但在充壓后仍存在導(dǎo)絲被卡住的問(wèn)題。充壓后導(dǎo)絲的摩擦力表明內(nèi)軸發(fā)生了塑性變形。給 OPN 充壓后,導(dǎo)絲幾乎被卡住,在通過(guò)導(dǎo)引導(dǎo)管收回導(dǎo)管時(shí)無(wú)法取出。需要注意的是,本研究?jī)H對(duì)一種導(dǎo)絲(ASAHI SION Blue)進(jìn)行了研究。根據(jù)與醫(yī)生的交流,例如 OPN NC 的導(dǎo)絲卡住問(wèn)題,對(duì)于其他導(dǎo)絲來(lái)說(shuō)會(huì)減少或消失。因此,塑性變形可能不是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的唯一原因,內(nèi)軸與導(dǎo)絲涂層 / 表面之間的相互作用也可能存在問(wèn)題。
在介入過(guò)程中,導(dǎo)管卡在導(dǎo)絲上可能是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。這會(huì)對(duì)手術(shù)時(shí)間產(chǎn)生負(fù)面影響,并存在造成損傷的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)樾枰鼡Q導(dǎo)絲。本測(cè)試僅在四個(gè)充壓周期后進(jìn)行。未來(lái),研究這種影響是在第一次充壓后就會(huì)出現(xiàn),還是在多次充壓后才會(huì)發(fā)生,將會(huì)是一個(gè)有趣的研究方向。在臺(tái)架試驗(yàn)中,球囊的外表面是 “自由” 的,沒(méi)有與任何動(dòng)脈接觸,這可能會(huì)影響伸長(zhǎng)量。然而,每個(gè)導(dǎo)管的測(cè)試條件都是相同的,因此得到的值具有可比性。
將導(dǎo)管拉回導(dǎo)引導(dǎo)管的回撤力可以反映球囊的重新包裹情況。然而,在介入過(guò)程中,球囊是在動(dòng)脈內(nèi)充壓的,周圍的動(dòng)脈可以幫助導(dǎo)管部分重新包裹。
在 OPN NC 上測(cè)量到的回撤力最大,這可能是由于其雙層球囊設(shè)計(jì)。在考慮導(dǎo)管軸的斷裂特性時(shí),必須考慮到導(dǎo)管移除過(guò)程中所需的高回撤力。一方面,血管內(nèi)的高回撤力可能會(huì)將導(dǎo)引導(dǎo)管拉入動(dòng)脈,從而導(dǎo)致血管損傷;另一方面,高力可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)引導(dǎo)管被拉出動(dòng)脈開口,需要重新定位。
在進(jìn)行導(dǎo)絲 / 導(dǎo)管力測(cè)量時(shí),導(dǎo)管力測(cè)量裝置(CFMD)必須與導(dǎo)管垂直。由于該操作是手動(dòng)進(jìn)行的,可能會(huì)受到操作人員的一些影響。所有測(cè)試均由同一人進(jìn)行,并注意保持正確的對(duì)齊。該裝置還可以在介入過(guò)程中使用,以便更深入地了解介入醫(yī)生所施加的力。目前這些力的值尚不清楚,了解這些值有助于更好地理解導(dǎo)管的性能。
四:尺寸
較小的直徑、通過(guò)外徑和病變?nèi)肟谕鈴礁軞g迎,因?yàn)樗鼈兏子诓僮?、通過(guò)病變,并能夠采用“對(duì)吻技術(shù)” 治療分叉病變。Maverick 的外軸壁厚最薄。對(duì)于所有導(dǎo)管,球囊壁厚的變化比導(dǎo)管軸更大,這可能是由于球囊的制造工藝導(dǎo)致的。在一些導(dǎo)管中,如 NC Emerge、Maverick2 和 NC Trek,可以看到多層內(nèi)軸。內(nèi)軸的內(nèi)層通常用于減少導(dǎo)絲與內(nèi)軸之間的摩擦力。
五:Rx端口設(shè)計(jì)
制造Rx端口可以使用涂層鋼絲來(lái)穩(wěn)定內(nèi)軸,以及使用涂層和成型鋼絲來(lái)確定和穩(wěn)定Rx端口處流體橫截面的形狀。圖 6a 中可以看到用于充氣管腔的不同鋼絲之間的差異。EasyT 和 OPN NC 在 Rx 端口處具有最大的流體橫截面,但這會(huì)導(dǎo)致壁厚變薄,進(jìn)而可能對(duì) Rx端口的拉伸強(qiáng)度和額定爆破壓力產(chǎn)生負(fù)面影響。在充壓過(guò)程中,圓形邊緣更有利于聚合物中的應(yīng)力分布,然而,制造這種用于流體橫截面的穩(wěn)定鋼絲可能會(huì)更加復(fù)雜。Pantera LEO 的海波管設(shè)計(jì)使 Rx端口的制造更加容易,因?yàn)椴恍枰~外的用于流體橫截面的穩(wěn)定鋼絲。此外,這種海波管設(shè)計(jì)消除了一個(gè)焊接步驟,因?yàn)楹2ü芎蛯?dǎo)管的遠(yuǎn)端部分在 Rx 端口處連接。因此,Rx端口的制造可以通過(guò)將遠(yuǎn)端部分連接到海波管直接實(shí)現(xiàn)。本研究中展示的其他導(dǎo)管在 Rx端口近端幾厘米處有一個(gè)單獨(dú)的焊接點(diǎn),用于將過(guò)渡部分連接到海波管。
泄壓速率受海波管處的圓形橫截面、外軸和內(nèi)軸之間的環(huán)形橫截面以及 Rx端口設(shè)計(jì)的影響。一般來(lái)說(shuō),海波管的圓形環(huán)越小,導(dǎo)管遠(yuǎn)端部分的圓形環(huán)越窄,泄壓時(shí)間就越長(zhǎng)。
根據(jù)測(cè)量的泄壓速率計(jì)算,外徑為 3 mm、長(zhǎng)度為 20 mm的球囊的泄壓時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)(10 - 28 秒)。這可能是因?yàn)樽⑸淦髦械?7 毫升液體過(guò)多,降低了產(chǎn)生的真空度,或者造影劑 - 鹽水溶液的溫度為 23°C 而不是 37°C,導(dǎo)致粘度較高。此外,冠狀動(dòng)脈內(nèi)的壓力以及球囊的彈性回縮有助于將液體推出導(dǎo)管。由于測(cè)試過(guò)程中不存在這兩種效應(yīng),泄壓時(shí)間可能被高估了。不過(guò),所有導(dǎo)管的測(cè)試條件相同,因此泄壓速率可用于比較不同導(dǎo)管。
除了 Pantera LEO 之外,所有導(dǎo)管的導(dǎo)絲引導(dǎo)長(zhǎng)度和總長(zhǎng)度都具有可比性。Pantera LEO 的內(nèi)軸更長(zhǎng),導(dǎo)致導(dǎo)絲引導(dǎo)長(zhǎng)度更長(zhǎng)。較長(zhǎng)的長(zhǎng)度可能會(huì)影響導(dǎo)管的性能,但需要進(jìn)一步測(cè)試才能得出結(jié)論。一般來(lái)說(shuō),應(yīng)該足夠長(zhǎng),以確保在整個(gè)介入過(guò)程中 Rx端口始終位于導(dǎo)引導(dǎo)管內(nèi)。
六:海波管設(shè)計(jì)
由于其幾何形狀,Rx端口通常比導(dǎo)管的其他部分更容易發(fā)生扭結(jié)。因此,所有導(dǎo)管的錐形加硬鋼絲都穿過(guò) Rx端口。加硬鋼絲可防止導(dǎo)管扭結(jié),并在高剛性的金屬海波管和柔性的聚合物遠(yuǎn)端部分之間形成平滑過(guò)渡。
Sapphire NC24 的加硬鋼絲甚至延伸到球囊處。由于鋼絲較細(xì),預(yù)計(jì)對(duì)彎曲剛度的影響不大(約 1 - 2%)。然而,較長(zhǎng)的鋼絲可以提高整體的抗扭結(jié)能力,并增強(qiáng)傳遞到尖端的力。
最常見(jiàn)的設(shè)計(jì)是將一根單獨(dú)的錐形鋼絲三點(diǎn)焊接到海波管上。Pantera LEO 提出了一種替代設(shè)計(jì)方法,它沒(méi)有使用單獨(dú)的錐形鋼絲,而是將海波管重塑成半月形并進(jìn)行削薄,以降低向遠(yuǎn)端的剛度。如前所述,這種方法使 Rx端口的焊接更加容易,因?yàn)樗鼰o(wú)需為流體橫截面使用額外的穩(wěn)定鋼絲。然而,由于其設(shè)計(jì)比常見(jiàn)的三點(diǎn)焊接更為復(fù)雜,制造 Pantera LEO 那樣的海波管可能需要更多步驟。此外,在研究過(guò)程中觀察到,削薄部分在插入過(guò)程中比錐形鋼絲更容易受損。雖然 NC Trek 海波管的削薄部分在遠(yuǎn)端沒(méi)有減小,但它確實(shí)有助于進(jìn)一步降低從海波管到遠(yuǎn)端部分的剛度梯度。這種設(shè)計(jì)修改簡(jiǎn)化了加硬鋼絲的點(diǎn)焊,但由于額外的工藝,也增加了海波管的總體成本。
大多數(shù)導(dǎo)管在海波管遠(yuǎn)端的表面都有粗糙化處理。由于金屬和聚合物無(wú)法形成焊接,表面粗糙化增加了外軸和海波管之間的緊密配合。
5、結(jié)論
本文全面概述了半順應(yīng)性(SC)和非順應(yīng)性(NC)導(dǎo)管的設(shè)計(jì)元素和性能特征。通過(guò)比較它們的性能,可以明顯看出這兩種類型之間的差異,例如球囊性能和尺寸。需要注意的是,沒(méi)有一種導(dǎo)管在所有方面都表現(xiàn)卓越,因?yàn)槊糠N導(dǎo)管都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。此外,介入醫(yī)生的偏好和材料也會(huì)影響導(dǎo)管的性能??梢缘贸鼋Y(jié)論,高性能的球囊往往整體尺寸較大。因此,應(yīng)根據(jù)個(gè)體介入需求選擇導(dǎo)管。
此外,本研究還識(shí)別出了單個(gè)導(dǎo)管的特定弱點(diǎn),包括 Rx端口處壁厚減小、尖端有邊緣、潛在的成本降低空間以及測(cè)試性能特征方面的不足。這些見(jiàn)解有助于更好地理解導(dǎo)管設(shè)計(jì),并有助于開發(fā)改進(jìn)的設(shè)計(jì),從而提高經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療的臨床效果。

來(lái)源:MedTalk of Vascular