颅内覆膜支架柔顺性、贴壁性和内皮化实验研究

摘要

本研究分为五部分： 第一章：绪论 颈内动脉颅段(C2-C7段，Boutheliller分段)是动脉瘤、颈内动脉海绵窦瘘(carotidcavernousfistula，CCF)、硬膜动静脉瘘(duralarteriovenousfistulas，DAVF)、动脉粥样硬化性狭窄以及医源性(鼻咽癌放疗或垂体瘤切除术、中耳切开术等)颈内动脉撕裂所致的动静脉瘘(Arterio-venousfistulae，AVF)、假性动脉瘤的好发部位。据统计，该段病变约占颅内血管性病变的15％，具有极高的致残率和致死率。虽然在过去的10余年中，随着血管内技术和神经外科技术的发展，该段病变的治疗取得了显著进展。然而，该段巨大或大动脉瘤、宽颈小动脉瘤、假性动脉瘤和复发动脉瘤以及复杂的难治性CCF的治疗仍然是神经外科和神经介入放射领域的巨大挑战。因而，探索、寻找一种更为理想的治疗用材料，在保证安全的前提下，简化血管内治疗的操作行为，达到病变的解剖治愈尤为迫切和必要。理论上，血管内覆膜支架能够直接隔绝动脉瘤、封闭CCF瘘口和DAVF供养动脉的开口，隔绝易损性动脉粥样硬化斑块、消除颈内动脉狭窄，保持母体动脉的通畅，是该段病变最理想的治疗策略。然而，由于当前缺乏专用的颅内覆膜支架，所使用的覆膜支架绝大部分是冠脉覆膜支架，纵向柔顺性明显不足，难以顺利通过或到达直径相对较小而又极度迂曲的颈内动脉虹吸段，而且贴壁不良。此外，覆膜支架植入颅内血管后愈合反应尚不清楚。因此，研发颅内专用覆膜支架、研究覆膜支架植入后愈合反应成为当前治疗颅内血管性病变 第二章：个性化的颈内动脉虹吸段体外模型的建立 目的：探讨采用快速原型和脱蜡技术建立人体颈内动脉虹吸段体外模型可行性及可靠性。 材料与方法：选取6例临床怀疑脑血管疾病符合脑血管造影指针的患者，行全脑血管造影及三维旋转脑血管造影检查。以三维旋转脑血管造影数据为数据源，采用交互式医学影像控制系统(MIMIC)软件建立三维可视颈内动脉虹吸段管腔模型。然后，以蜡为原料，采用快速原型机制作出三维颈内动脉虹吸段管腔蜡模。最后，以硅橡胶为材料，涂层蜡模并采用脱蜡技术建立颈内动脉虹吸段体外模型。在体外模型正侧位投照影像上，测定体外模型虹吸段几何学参数，并与人体颈内动脉虹吸段影像几何学参数相比较，统计学分析、视觉评估体外模型与其人体原型相似程度。几何学参数比较采用配对t检验。 结果：采用快速原型技术和脱蜡技术成功建立6只颈内动脉虹吸段体外模型，其形态影像学视觉评估与人体原型高度相似，几何学参数H/B、2S/HxB、K/T，体外模型影像与其原型无统计学差异(P＞0.05)。 结论：采用快速原型技术和脱蜡技术建立颈内动脉虹吸段体外模型方法可行，该模型与人体颈内动脉虹吸段具有高度相似性，可以作为研发和测试神经介入新材料和新技术、构建颈内动脉虹吸段动物模型的实验平台。 第三章：一种新型的实验性颈内动脉虹吸段模型的建立 目的：利用颈内动脉体外模型作为约束装置，手术建立测试颅内支架性能的颈内动脉虹吸段动物模型。 材料与方法：使用快速原型及脱蜡技术建立6只颈内动脉虹吸段约束装置。6只犬，手术暴露并游离双侧颈总动脉。左侧颈总动脉近端暂时性夹闭，远端结扎并沿结扎点近侧切断。右侧颈总动脉远端暂时性夹闭，近端结扎并沿结扎点远侧切断。左侧颈总动脉近侧段穿过塑型装置，并与右侧颈总动脉远侧游离段端端吻合。术后1周、2周、1月血管造影，视觉评估虹吸段模型形态，血管通畅，吻合口狭窄及附壁血栓形成情况。所有模型均进行血管内手术模拟评价模型是否能够提供临床实际操作中所遇到的状况。 结果：所有实验犬均能耐受手术，无1例死亡或出现神经功能障碍。建模平均手术时间90分钟。术后1周、2周、1月血管造影，显示虹吸段模型空间结构与其人体原形高度相似，2例发生吻合口狭窄，1例吻合口附壁血栓形成。所有模型虹吸段随访中均保持通畅。血管内介入手术模拟支架植入主观感受与人体高度相似。 结论：采用颈内动脉虹吸段体外约束装置，手术建立虹吸段模型切实可行，该模型具有高度可重复性、可靠性，可用于测试神经血管内材料。 第四章：颅内覆膜支架柔顺性及贴壁性实验研究 目的：评价Willis颅内专用覆膜支架的柔顺性和贴壁性。 材料与方法：以4例患者颈内动脉三维旋转血管造影数据为数据源，采用快速原型技术及脱蜡技术建立12只颈内动脉虹吸段体外模型。每种几何学形态模型3只，以这些模型为约束装置，手术建立12只颈内动脉虹吸段实验动物模型。根据其原型形态分将12只动物模型为A、B、C、D4组，每组模型根据其血管造影直径选择相应支架直径后，随机选择7mm、10mm、13mm、16mm长度覆膜支架植入模型虹吸段前膝部。记录覆膜支架植入成功率、输送支架主观感受及辅助措施、支架输送过程中的血管反应，比较、测试覆膜支架植入前后模型虹吸段形态学变化评估支架拉直效应和贴壁程度，观察支架释放后形态。覆膜支架植入前、后虹吸段前膝部开角变化采用t检验。 结果：12枚Willis颅内专用覆膜支架均成功植入。所有支架置放过程中，均未发生血管损伤性改变。支架释放后，前膝部近段和远段轻微伸直，植入前虹吸段平均开角为104.63°±32.9°，植入后平均开角为110.69°±28.2°，两者之间无明显统计学意义(P＞0.05)；覆膜支架在弯曲凹面中部与血管壁轻微贴壁不良，支架平均贴壁率为0.05±0.02；支架相邻支撑单元在前膝段小弯侧间隙减小、金属杆轻度相互叠加并向血管腔内突出，大弯侧相邻支撑单元间隙增加，支架部分金属杆突向血管壁。 结论：Willis颅内专用覆膜支架具有良好的柔顺性和贴壁性，能够通过一定迂曲程度颈内动脉虹吸段，对弯曲血管产生的拉直效应较轻，甚至可以忽略；略大直径的支架释放后，仅在支架中部弯曲的小弯侧有轻微的贴壁不良。 第五章：颅内覆膜支架内皮化时间过程实验研究 目的：研究颅内覆膜支架内皮化时间过程，探讨颅内覆膜支架内皮化的主要机制。 材料与方法：采用手术重建的方法，利用快速原型和脱蜡技术所建立的颈内动脉虹吸段体外约束装置，建立12只犬颈内动脉虹吸段动物模型。12只实验动物模型，分别植入1枚覆膜支架于颈内动脉虹吸段模型前膝部。术后即刻、手术结束时行血管造影检查评价急性血栓形成情况；术后2周、6周、12周行血管造影检查观察支架内亚急性血栓形成及早期支架内狭窄情况，并于各个时间点各取4只实验动物处死，采集支架植入段标本行大体观察和扫描电镜检查评价不同时间点覆膜支架内皮化情况。 结果：12只实验动物，覆膜支架植入术后即刻和手术结束时血管造影显示支架段血管通畅。术后2周血管造影，2只动物支架段亚急性血栓形成闭塞，10只管腔通畅，但其中1只支架段附壁血栓形成。术后6周血管造影，8只动物支架段血管通畅，无明显支架内狭窄。术后12周血管造影，4只实验动物支架段血管通畅，无明显支架内狭窄。2周采集标本大体观察：2只亚急性闭塞的动物，支架段管腔内充满暗红色血栓；1只附壁血栓形成的动物支架腔内表面被覆一层黄白色膜，中段附着淡红色类血栓样物质；管腔通畅的1只动物支架腔表面被覆一薄层白色透明膜样物质。6周采集标本大体观察：支架与血管壁粘附较紧密，支架腔内表面为一薄层白色或灰白色透明膜样物质所覆盖，部分金属杆裸露。12周采集标本大体观察：3枚支架与血管壁粘附较紧密，支架腔内表面为一薄层白色或灰白色透明膜样物质所覆盖，支架金属杆仍部分裸露：1枚支架腔被一厚层厚白色透亮膜完全覆盖。2周扫描电镜观察：2枚支架及膜表面见胶原蛋白沉积，其1枚红细胞粘附；仅1枚支架两端新生内膜表面可见内皮细胞被覆。6周扫描电镜观察：支架部分金属杆裸露，支架近端和远端内皮细胞爬行，中间段仅见胶原蛋白沉积。12周扫描电镜观察：内皮细胞自支架两端向中央爬行，中间段仍无内皮细胞被覆，支架内皮细胞爬行面积约占支架腔表面50％。 结论：ePTFE颅内覆膜支架自2周开始内皮化，3个月不完全内皮化，提示在人体覆膜支架植入颅段颈内动脉3个月后，仍需抗血小板治疗；内皮细胞自支架两端向中央水平迁移可能是结间距(微孔)为30umePTFE覆膜支架内皮化的主要机制。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号和缩略语说明

声明

第一章绪论

第二章个体化颈内动脉虹吸段体外模型的建立

2.1引言

2.2材料与方法

2.2.1材料

2.2.2颈内动脉虹吸段体外模型制作方法

2.2.3颈内动脉虹吸段体外模型相似性评估

2.3结果

2.4讨论

2.5小结

2.6参考文献

第三章一种新型的颈内动脉虹吸段动物模型的建立

3.1引言

3.2材料和方法

3.2.1实验动物

3.2.2实验器材

3.2.3实验方法

3.2.4虹吸段动物模型的相似性评估

3.3结果

3.4讨论

3.5小结

3.6参考文献

第四章颅内覆膜支架柔顺性及贴壁性实验研究

4.1引言

4.2材料与方法

4.2.1实验材料及对象

4.2.2实验器械

4.2.3覆膜支架植入技术及操作步骤

4.2.4覆膜支架柔顺性及贴壁性评价方法

4.2.5统计学分析

4.3结果

4.3.1覆膜支架置放虹吸段前膝部情况

4.3.2覆膜支架置放后对前膝部伸直效应

4.3.3覆膜支架置放虹吸段前膝部后贴壁效果

4.3.4支架置放前膝部后支架伸展情况

4.4讨论

4.5小结

4.6参考文献

第五章颅内覆膜支架内皮化时间过程实验研究

5.1引言

5.2材料与方法

5.2.1实验材料、对象

5.2.2实验器械

5.2.3覆膜支架植入技术及操作步骤

5.2.4覆膜支架植入后通畅性评价

5.2.5覆膜支架内皮化评价

5.3结果

5.3.1覆膜支架植入后通畅性观察结果

5.3.2覆膜支架大体标本观察

5.3.3覆膜支架标本扫描电镜观察

5.4讨论

5.5小结

5.6参考文献

致谢

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