血管内支架的物理特性与临床运用的相关性

　　 Dotter首次报告内支架治疗血管栓塞性疾病的新方法以来，最近10年，各种支架研究、开发和临床运用已广泛的深入和发展。在治疗血管疾患过程中，各种内支架的结构和物理特性直接关系到治疗的成败。如：血管内支架的环形张力不强，将导致膨胀不全而并发再狭窄甚至闭塞，需要进一步的再次球囊扩张或叠加支架和外科治疗，甚至有报道超硬Palmaz支架在球囊不完全膨胀或外来压力过大时治疗后闭塞。业已证明：支架的稳定性与低柔韧性呈反相关，形态改变少、环形张力高上皮增值程度少而狭窄闭塞机会少。上海第十人民医院介入科李茂全
　　现阶段多数时候在临床支架释放时依靠手术者的个人经验，少有学者系统研究血管内支架的基础机械力学和物理特性对治疗的影响。这些具体参数包括：支架的环形张力，即评价支架承受外加压力的能力的参数，柔韧性和推送力，评价支架系统通过扭曲的血管内的重要指标， X线透过性，评价支架的定位和监督整个释放过程的关键指标。
　　目前国内常见的支架以其材质可分为不锈钢和镍钛合金两种。不锈钢弹簧钢圈支架的包括：Palmaz支架（Cordis；Johnson和Johnson Warren，NT），Perflex支架（Cordis；Johnson和Johnson），和AVE桥支架类型（Arterial Vascular Engineering，Richmond，BC，Ganada），镍钛合金支架包括：Memotherm 支架（Angiomed/Bard，Karlsruhe，Germany），Symphony支架（Boston Scientific Vascular，Natick，MA），和S.M.A.R.T支架（Cordis；Johnson和Johnson）。另外Wallstent（Schneider，Zurich，Switzerland和Boston Scientific Vascular）。笔者综合国内外文献以常用的长度为4cm支架为例详细叙述，以下3个基本的物理特性：支架环形的承受力或撑力，ii柔韧性，iii不透光性，以供国内同道在临床治疗时参考，同时依据物理特性和笔者微薄的经验探讨支架误放和移位的处置。
　　一、支架的撑力
　　目前常见球囊自膨胀支架的支架圈的撑力祥见表1。其中AVE Bridge X支架的撑力在所有支架中最强，平均值是28.9N/cm直到塌陷。它的撑力比Palmaz支架强54％。但是Stephen报告10个AVE Bridge X支架中的3个在测试支架的撑力时塌陷折成两半，而折断处均为焊接中点，而相似严重的损坏在其他类型都未发现。AVE Bridge X支架的稳定性测定是以钢丝出现折断时为标准，且超过Palmaz支架的环形撑力的7％,但这种差别无统计学意义。但比较单位长度的支架的撑力时，Palmaz支架（125N/cm*g）相比较而言要优于常规AVE Bridge X支架（87N/cm*g），和超硬的AVE Bridge X（131N/cm*g）支架相似。组中的其他支架支架的撑力单位值介于75到99N/cm*g，支架的稳定性和撑力依赖于以下因素：1支架的设计方式；2支架的材料；3支架的重量；4支架的长度；5支架的直径。由于所有球囊自膨胀支架组都用不锈钢材料组成，我们研究不同支架扩张到相同的直径（8mm）的撑力，通过测量支架的撑力与支架的长度和重量关系，结论是支架的设计方式为造成支架撑力不同唯一因素。
　　表2给出的多种统计测试的结果在支架撑力在球囊自膨胀时P水平为。05。Palmaz大支架的撑力同Palmaz中等大小支架和Perflex支架比较有明显差异。
　　二、环形耐受力/慢性扩张力
　　自膨胀式支架中，Wallstent的环形耐受力为0.39N/cm。Memotherm支架和Symphony支架基本相同，分别为1.27N/cm和1.36N/cm。S.M.A.R.T支架为1.7N/cm。慢性扩张力应与环形耐受力相一致。Wallstent的慢性扩张力为0.16N/cm,为所有支架中最低。最高的慢性扩张力为0.31N/cm，为S.M.A.R.T支架。统计而言，所有的自膨胀式支架表明不同的放射耐受力和慢性扩张力。
　　三、系统推进力
　　所有支架推送系统都在未用润滑剂的情况货物支架状态下通过血管的分叉处。Perflex的支架释放系统用最高的推进力，AVE Bridge支架的柔韧性的标准有相对的推进力。除S.M.A.R.T支架外，自膨胀式支架通过血管分叉处所需的推进力要比Perflex支架所需推进力和AVE Bridge支架的要高，这或许需要更加柔软血管释放鞘。Palmaz-Schatz中-长支架推进力非常相似于自膨胀式支架系统。表3总结了在P水平为0.05时多种支架统计测试推进力的结果，除S.M.A.R.T和Perflex支架推送系统外，在不同类型的支架推送系统都有相当的推送力
　　四、不透光性
　　具有良好的不透光性的支架，在Stenphen的不透光性的实验中，在钢丝材料组最低的是Palmaz大支架，Symphony支架，AVE Bridge X支架和Pzlmaz-Schatz中-长支架的不透光系数介于92.7到96.4。另外一组镍钛合金中，由S.M.A.R.T支架、Perflex支架和Wallstent支架组成，不透光系数介于99.7到102.7之间。Palmaz中-长支架、AVE Bridge X支架和Memotherm支架组成的最后一组系数介于108.3到114.7之间。但是，具有高不透光性的支架（Palmaz 大支架）在低x线剂量的情况下，对 AVE Bridge支架仅高于24％。
　　五、研究支架物理特性的临床意义
　　血管内支架释放术日益广泛，动脉夹层或动脉内斑块引起显着不规则狭窄、急性或即将发生血管再次闭塞是动脉内放支架的主要适应征。同样适用于血管再狭窄和提高血管球囊成型术后的通畅率。支架物理特性与支架的疗效密切相关，但支架的生物评价十分困难并且介入用的绝大多数支架都未完成。
　　年，Fallone描述Gianturco支架的弹性收缩性。1993年，关于金属支架的稳定性的研究不能够简明计数Palmaz支架的承受力，并且已经处理了如Strecker支架不能再在血管内应用的支架。1994年，Flueckier报道了关于金属支架的特性的额外数值。但是在那时作者仅认为仅更支架设计有关。设计的模型不锈钢支架对于支架的圈的承受力和柔韧性都有好处。因为模型支架释放，优良好的柔韧性、塑形性和适中的价格，在欧洲广为应用。此次研究的目的是证明关于帮助特殊临床状况下选择不同特性的支架。作为金属适应征的总的支架的重量，柔韧性、和不同支架的不透光性。在球囊扩张支架圈的承受力被认为是重要作用，和放射耐受力与慢性扩张力来测试自膨胀式支架同等重要。
　　由于释放时的膨胀行为不一样，当估计血管内支架的基础物理特性时，应将球囊扩张式和自膨胀式分开。如果外加力超过支架的最大撑力时，球囊扩张支架将不规则变形。当外加力超过环形张力时，自膨胀式支架同样可能塌陷。但是外引导力低于自膨胀式支架的环形张力时，支架会再次恢复原状。由于球囊扩张支架易发生打摺的特性，因此该种不宜运用于颈动脉和逐渐增大的腹主动脉瘤颈部。这就是我们分别估计球囊扩张支架和自膨胀式支架的原因。典型的球囊扩张支架是Palmaz支架。Palmaz支架的撑力较高，介于12.8N/cm至18.8N/cm之间。Palmaz大支架为17.9N/cm，Palmaz小支架为18.8N/cm，二者没有明显的差别，其原因在于常规Palmaz支架的连接点角度（4-9mm）宽于支架本身的直径8mm,同时大于的Palmaz大的支架直径。这种结果在1994年Lossef和他的同事们都早已报道。
　　关于Palmaz支架在锁骨下动脉的释放位置。这“nutcracker”位置介于第一肋和锁骨之间，可能导致球囊式支架暴露以致外在压力使其塌陷。但是自膨胀支架在这个位置亦有同样缺点，在完全扩张的直径稍大于外压血管直径时。有报告Wallstent支架在上腔静脉综合症时疗效不明显，以及Palmaz支架在Cimino分流时打摺和支气管系统内塌陷。最近推出的AVE Bridge X亦为球囊扩张支架，其支撑力超过Palmaz的54％（28.9N/cm对18.8N/cm），但这种支架的高支撑力两侧下降明显。血管内支架材质的僵硬度越高，在插入支架过程中其形态改变越难，手术过程越长从而血栓形成的机会增大。不匹配顺应性的概念适用于动脉内放支架。可以推测提出不匹配顺应性可能会增加支架和动脉之间僵硬度。10个AVE Bridge X支架的撑力测试有3个被折成2半，原因是其较高的僵硬度，而高压力正好作用于焊接点，这可能是不锈钢支架内切割的原因。当支架扩张不完全或出现反弹，应采用同轴叠加支架以增加支架的撑力。最佳的撑力仍未清楚，不同支架差异较大。钽支架内膜增生依赖于支架的僵硬度。但是Wallstent内膜增生与支架的环形撑力无关。
　　 另一个重要的特性是推进力。柔韧的支架能更好地通过扭曲的血管。Palmaz类型支架膨胀时缩短和比较僵硬，所以在横跨血管时比较困难，而且可能损伤大血管。但在临床应用中，适当的支架选择依据于自身的柔韧性和释放系统的推进力。在横跨释放过程中，柔韧性支架和释放系统都要求要相当地可靠。Perflex支架在其撑力为15.8N/cm时，柔韧性最好。令人惊奇的是，Perflex支架在横跨通过血管时的柔韧性比镍钛合金支架要更柔韧。关于支架的撑力，AVE Bridge比Perflex支架的柔韧性超过4.3N/cm，但AVE Bridge的重量要比加长的Perflex支架重28％，而推进力二者几乎相同（0.20/N vs0.19/N）。因为没能焊接在一起，AVE Bridge支架在两个方向易被折弯。在自膨胀式支架横跨血管时，只有S.M.A.R.T比AVE Bridge支架要好