CEC2024 | 张学民教授：一种新型主动脉腔内原位破膜器械

颈椎搭桥

手术过程：

全麻下双上肢穿刺，右股动脉切开，左上肢路径造影，右上肢进保护性导丝，对支架预开窗后植入升主，因破口较大，支架近端掉入破口，远端扭转遮蔽左颈总动脉及头臂干，窗口对破口，再次植入一枚38-80支架，封住近端破口后，以8*60支架开放右侧头臂干，6*10人工血管行右锁骨下-左颈总搭桥，取颈前静脉行左椎动脉-人工血管搭桥，之后造影，头臂动脉均通常，术后约2小时患者清醒。

目前主流的原位开窗方法（机械针、激光、导丝破膜）存在以下共性问题：

• 操作起点位于分支内：器械从锁骨下动脉或颈动脉内发起破膜动作，易因分支走行扭曲而偏离中心线，导致穿破分支血管壁。

• 贴壁行走，轴线偏移：导管/导丝倾向于沿血管壁走行（受力最小路径），而非沿血管中心轴，造成穿刺角度偏差。

• 破膜瞬间失控：即使术前通过可调弯导管调整方向，破膜瞬间钢丝仍可能滑脱，从覆膜支架边缘划出，损伤自体主动脉。

• 效率低下：需多角度反复确认位置，延长手术时间，增加脑缺血风险。

• 破口质量差：破膜形成的孔洞常不规则、非圆形，影响后续分支支架植入的密封性。

• 胚胎学基础：

• 主动脉的形成很复杂，受精后第三周原始主动脉有腹段和背段，腹段融合成主动脉囊，背段形成降主动脉，之间形成六对主动脉弓连接主动脉囊和降主动脉；

• 第四周心脏形成，咽弓接受源自心脏的动脉，通过六对经过咽弓的动脉的融合或退化心血管系统形成；

• 第I、II、V腮弓退化，第III弓形成颈动脉，第IV腮弓左侧形成主动脉弓，右侧形成锁骨下动脉。第VI腮弓在左侧形成肺动脉和动脉导管。

• 动态生理：升主动脉、弓部与降主动脉在心动周期中运动模式不同，进一步加剧支架与分支的相对位移。

• 器械-血管相互作用：不同刚度的导管、导丝与柔性主动脉相互作用，导致输送路径不可预测。

因此，理想的破膜装置必须跳出分支内部操作的局限，在主动脉主腔内建立稳定的操作平台。

被忽视的问题：

• 弓上分支不在一个平面上；

• 弓上分支发出后走行不在一个平面上；

• 升主动脉和弓部以及降主动脉在心动周期中的运动方式不同；

• 器材对主动脉弓形态的影响。

如何对准预开窗：

• 术前精确测量

• 3D打印模型中释放支架开窗

• 缝金属标记

• 空间翻转

• 覆膜支架固定和矫正

犬的原位开窗，钢针无法适应分支走行(窗口不圆)

导丝破膜，各角度反复确认

原位开窗存在问题:

• 分支角度和走行的扭曲；

• 器械贴壁行走，和血管轴线不重合（类似支架不对称释放），导致穿破风险；

• 激光开窗气泡问题，打断导管；

• 扩张后边缘不圆，裂口，漏。

原位开窗注意事项：

• 各个角度反复确认，耽误时间；

• 器材准备要充分；

• 多支开窗失败率较高。

被忽视的问题：

• 弓上分支不在一个平面上；

• 弓上分支发出后走行不在一个平面上；

• 升主动脉和弓部以及降主动脉在心动周期中的运动方式不同；

• 器材对主动脉弓形态的影响。

破膜装置的需求：

• 装置完全通过分支血管（避免穿破分支）；

• 破膜操作面稳定在主动脉壁和覆膜支架之间，针垂直覆膜支架（避免穿破主动脉）。

基于上述分析，我们于2019年申请发明专利，并联合企业开发出原型样机。其核心创新在于：“避分支、稳锚定、垂穿透”。

具体操作分两种模式：

• 预置模式：

• 先将器械送入主动脉，在目标分支开口处预张开前盘；

• 轻微回拉，使盘片卡住分支开口边缘；

• 再释放主体覆膜支架；

• 最后通过内置破膜针垂直穿透覆膜支架，完成开窗。

• 后顶模式：

• 先释放主体覆膜支架；

• 将长鞘顶住支架，推送器械使其前盘在主动脉内张开并向后牵拉，同样实现锚定于分支开口；

• 再行破膜。

优势：

• 破膜操作起始于主动脉主腔，完全避开分支血管，避免分支损伤；

• 前盘稳定摁住覆膜支架，防止破膜针滑动；

• 穿刺方向垂直于支架表面，确保精准、圆整的破口。

我们在两头35kg巴马公猪中完成动物实验：

• 成功实现弓上分支的快速、准确原位开窗；

• 破膜过程流畅，无分支或主动脉损伤；

• 取出标本可见圆形破口、支架贴合良好，证实技术可行性。

潜在应用场景拓展：

• 弓上单分支或多分支快速、准确的原位开窗；

• 配合可调弯鞘，可以实现夹层远端垂直破膜；

• 配合可调弯鞘，可以实现房间隔或室间隔穿刺破膜。