中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2021

专注于为医疗器械研发与生产服务

2022年8月31-9月2日 | 上海世博展览馆1&2号馆

 

医疗器械博览会细说微创血液透析通路手术器械与技术的创新

2022-06-06

在过去的十年中,全球范围内终末期肾病的发病率持续上升,超过200万患者给医生、研究人员和相关医疗决策者带来了新的挑战。血液透析仍是治疗肾衰竭的最主要治疗方式,血液透析是终末期肾病治疗的主要选择,占到了所有治疗方式70%,但是由于医院透析的程序繁琐等带来的不便。近年关于血透通路的建立和维护的创新层出不穷,有关血透通路的建立和维护方面,近年来有很多新型技术及器材的出现,但目前认为成熟的AVF仍是最理想的血透通路,其他新技术及新器材的长期效果仍需进一步研究来明确长期疗效如何。但是这些新技术和新器材的长期疗效仍需进一步研究来明确。本文医疗器械博览会Medtec中国展将在本文讲解关于血透通路AVF的创新以及建立和维护过程中新器材和新技术的研究探讨。

AVF的创新

血透通路的划时代革命发生在1966年,那时由Brescia、Cimino等发明的新型手术方法,将动脉直接吻合到静脉上形成成熟的AVF,为HD提供最佳的透析流量。这一创新彻底改变了全球肾脏替代治疗的模式,一时间大量终末期的肾脏病透析患者飞往纽约寻求”救命稻草“。随着腔内时代的到来,更多创新性的技术和理念正在悄然改变这一经典术式。

AVF促成熟技术

CorMatrix (CorMatrix Cardiovascular Inc., Sunnyvale, CA)CorMatrix是一项在动物实验中显示出良好前景的AVF促成熟技术,在动物实验中,将小鼠的颈动脉与同侧颈静脉连接以产生AVF。从猪小肠黏膜下层提取的脱细胞、非交联、冻干的多层基质包绕在流出静脉周围。它提供了一个支架,明显改善新生内膜增生减少和管腔直径改善。



(CorMatrix吻合口促成熟材料)

Far infrared therapy远红外治疗是另一种常用的技术,主要研究在台湾地区CKD患者AVF的促成熟。远红外波是一种不可见的电磁波,它可以改善皮肤的血流量,并可以改善内皮功能。可能的作用机制包括热效应、L-精氨酸/一氧化氮通路的激活、炎症抑制、氧化损伤和新生内膜增生的减少。远红外波应用于瘘管吻合部位,使用远红外波发射器,从瘘管上方20cm处发射波长为5-25mm的远红外波。患者在HD期间接受40分钟的远红外治疗,已经显示出了很好的结果,包括减少血栓形成,更好的管腔获得以及一期通畅率。

腔内AVF成形术

everlinQ (TVA Medical, Austin, TX)腔内AVF成形术的步骤可以分为四步,第一步穿刺肱静脉,并在透视下引导导丝进入尺深静脉,并经导丝引入7F鞘。第二步,肱动脉顺行穿刺,导丝进入尺动脉,经导丝引入6F鞘。第三步,将静脉磁性导管推进尺静脉,并通过肱动脉引入动脉磁性导管。第四步,磁性导管对齐,射频电极被激活,在尺动脉和尺静脉之间建立吻合。在这项关键研究中,使用everlinQ, endoAVF系统的60例患者中成功创建了59个经皮腔内AVF,其中87%的AVF适合透析,平均肱动脉流量为918 ml/min,瘘管直径为5.2 mm。瘘管成熟的平均时间为111天,在12个月时,一期通畅率和二期通畅率分别为69%和84%。



(everlinQ, 腔内AVF成形系统)



(利用everlinQ, endoAVF系统进行腔内AVF成形术)

The Ellipsys(Avenu Medical, San Juan Capistrano, CA)该装置属于TRAD (thermal resistance anastomosis device) 系统,利用压力和热阻能量创造一个椭圆形的动静脉吻合口,该吻合口可以承受球囊扩张,从而增加直接流入瘘管的血流量。整个手术过程可以采用局部麻醉,配合微穿刺针逆行置管肘部静脉或肱静脉,在实时超声下引导针和导丝进入桡动脉近端。TRAD通过血管鞘进入动脉,固定并咬合动脉和静脉壁,激活装置融合并建立一个持久的吻合。球扩促成熟和副静脉栓塞可以立即进行,以增加流入AVF的血流。在其前瞻性单臂研究中,107例患者中有102例成功使用Ellipsys血透通路系统进行了TRAD辅助下经皮AVF成形。研究的主要终点事件为肱动脉流量达500 ml/min,目标静脉直径达4 mm,其中86%(92/107)的患者达到了这一目标。然而,大多数患者(77/107)需要球囊扩张以促成熟。90、180和360天的二期通畅率分别为91.6%、89.3%和86.7%。



(Ellipsys血透通路系统)



(利用Ellipsys血透通路系统在超声引导下的腔内AVF成形)

AVG的创新

尽管“AVF优先”策略在原则上仍然是大多数接受HD的患者的核心原则,但它可能不是普遍适用的,因为静脉不合适或AVF中的成熟问题将导致长时间的CVC暴露。AVG更能够适用于老年透析患者以及合并并发症或AVF难以成熟的患者。

AVG表面修饰

肝素涂层洗脱AVGAVG表面修饰是一种减少血栓和感染并发症的新兴技术。Propaten (W. L. Gore & Associates, Inc.) 是美国唯一的药物洗脱-肝素结合的AVG。一项对160名患者进行的前瞻性随机试验比较了肝素涂层洗脱移植物和标准ePTFE移植物在透析通路中的应用,肝素涂层移植物在前5个月的血栓形成率较低,并有效提高了瘘管的通畅率,但在进一步的随机试验中没有重复出这些结果。杂交AVG支架(Hybrid AVG stent)Gore杂交血管移植系统(W. L. Gore & Associates, Inc.)由肝素涂层的ePTFE移植物和静脉端的镍钛合金支架组成。在一项回顾性研究中,25名透析患者接受了该移植物治疗,并与同期35例采用标准ePTFE移植物的患者进行了比较,手术均获得了技术成功,与标准ePTFE移植物相比,其在24个月的主要和次要终点事件结果相似。

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AVG的抗内膜增生治疗

Coll-R (Vascular Therapies, LLC, Cresskill, NJ)内膜增生是导致移植物功能障碍和失败的一个主要因素。包括西罗莫司和紫杉醇在内的药物抑制新内膜增生,并被用于临床试验。一项研究对12例HD患者进行了13个ePTFE移植物并联合Coll-R静脉周围包绕,这是一种可降解西罗莫司洗脱的血管外包绕材料,于术中放置在AVG的静脉吻合处,显示了令人鼓舞的结果。其1年和2年的二期通畅率分别为76%和38%,血栓形成率为每年平均0.37名患者。Vascugel wrap (Pervasis Therapeutics, Cambridge, MA)Vascugel是一种用于血透通路手术的新型细胞治疗产品,利用嵌入在明胶基质中的同种异体内皮细胞植入物,应用于AVG静脉端或吻合口,在最初的临床研究中显示了良好的安全性和有效性,在联合Vascugel辅助下的早期通畅率为78%,而安慰剂组的AVG通畅率仅为50%。



(Vascugel明胶,Pervasis Therapeutics, Cambridge, MA)

AVG的吻合装置

AVG动静脉吻合容易引起广泛的内膜增生和狭窄,而其原因除外内皮细胞和平滑肌细胞的过度增殖外,还与血流动力学有关。通过计算研究吻合后血流动力学的变化,寻找一个最佳的剪切应力,有利于正常成熟,避免不良吻合。InterGraft吻合系统(Phraxis, Inc., St. Paul, MN)的设计就是基于这一理念促进AVG的长期通畅率。这是一种微创,无缝合的技术,其动静脉端的两个连接器都由镍钛合金与ePTFE连接组成,利用特殊的输送系统,能够将AVG主体埋入皮下隧道。在其早期实验中,植入均达到了100%的技术成功率,流量达到>1L/分钟,与传统缝合AVG吻合相比,可以减少手术和血管创伤,从而减少愈合时间,减少狭窄倾向,提高通畅率。



(InterGraft, 经导管的腔内AVG吻合系统)

生物工程血管-AVGs

在过去的几十年里,研究的进展促进了组织生物工程血管的产生,以取代假体移植物。这些医用生物材料及技术作为医疗器械博览会Medtec中国展的强势品类,包括对异体血管进行化学治疗,以降低免疫抗原反应。Artegraft (Artegraft, North Brunswick, NJ)Artegraft是一种对牛的颈动脉进行改进,以提高其韧性和通畅性,是美国FDA批准的第一个用于透析的生物工程AVG。在其早期研究中,18个月的一期通畅率为73.3%,二期通畅率为89%。1年通畅性明显优于ePTFE材质的AVG。



(Artegraft, 基于牛颈动脉的生物合成AVG)

Omniflow II (LeMaitre Vascular, Inc., Burlington, MA)Omniflow II是一种生物合成血管,其具有牛来源的生物相容性胶原蛋白和强化的聚酯网状的复合结构。同样通过了美国FDA的批准,在38例接受透析的患者中植入Omniflow II移植物,其6个月时一期通畅率为92%,12个月时为80%,24个月时为60%。累计38个月通畅率为70%,未发现与血透通路相关的感染。

血透通路建立中的新技术及新器材
1.腔内AVF成型术(EndoAVF)

Ellipsys是一种在超声引导下的单导管系统,使用热量和压力促进血管吻合,并立即对吻合部位进行球囊血管成形术,以防止狭窄。WavelinQ系统是一种在超声或X线透视引导下在邻近血管中放置于动脉和静脉的双导管系统,通过激活磁体对齐导管,并通过使用射频能量创建吻合。产生的瘘管引流到多个流出静脉中,通常需要对深静脉进行额外的弹簧圈栓塞,以引导血流进入浅静脉,以便将来在血液透析的过程中进行插管。总体而言,与传统AVF的建立手术相比,EndoAVF有独特的优势。它避免了解剖因素导致的无法建立AVF,最大限度地减少了对血管壁的损伤,并且不需要使用缝合线,从而减少了局部炎症。EndoAVF还可以避免手术瘢痕、提高美观性以及增加患者对手术接受度。



图1:血透通路的新器材和新技术分类



图2:血透通路建立及维护中各种新技术及新器材的适用条件

2、生物工程移植物

生物工程移植物的潜在适应症是那些适合行AVG手术的患者,生物工程移植物比传统AVG更耐用,更不容易感染、狭窄、血栓形成和形成动脉瘤。

Humacyte是一种完全生物工程的人类无细胞血管(HAV)。HAV通过获得从人体器官和组织捐赠者身上获取的平滑肌细胞,并在营养介质中生长而产生。细胞扩增后,将细胞种植在生物支架上。并受到模拟血流的流体影响,使细胞暴露在剪切力下,从而促进细胞分化。8周后,移植物被脱细胞以去除抗原,同时留下非免疫原性胶原管,用以血透通路的建立。这种“活组织”是否会因纤维化而愈合并导致狭窄,它可能需要干预率是多少?这些问题与当前传统AVF遇到的问题有什么不同?这都是我们需要进一步研究的问题。



图3:生物工程移植物用于血透通路的建立

血透通路维护中的新技术及新器材

1、覆膜支架(Stent Grafts)覆膜支架是由包裹镍钛合金支架框架的扩张PTFE制成的柔性自膨式血管移植物。相比之下,裸金属支架由不锈钢、钴铬或铂铬制成,没有涂层。覆膜支架的置入有利于靶病变的通畅,但不一定有利于回路通畅。支架移植已经被证明可以减少保持通路通畅所需的干预次数,而不需要明确延长总体的长期通畅率。

2、涂药球囊(DCB)将常规血管成形术与患处局部药物释放相结合,从而防止新生内膜增生和狭窄复发。DCB中最常用的药物是紫杉醇,它是一种细胞毒性药物,具有疏水性-亲脂性,有利于细胞摄取和药物的输送能力。紫杉醇一旦释放,就会使细胞周期停止在有丝分裂的M期,通过引起细胞凋亡和抑制血管平滑肌细胞迁移到内膜来阻止新生内膜增生。DCB的使用是一种很有前途的治疗方法,最近的研究表明在短期内有更好的结果,但长期持久的结果并不确定。



图4:传统球囊与涂药球囊的对比;金属裸支架与覆膜支架的对比

心血管类医疗器械是我国医疗器械创新研发和国产化替代的主要阵地之一。其中,诊断类产品包括心电图机、血管内成像系统、冠脉血流评价系统以及IVD领域的心标类产品等;治疗类产品以植介入领域的心血管支架、球囊、瓣膜、心脏起搏器、封堵器、射频消融类产品等为主。

“风物长宜放眼量”—— 经过几十年的沉寂,血透通路的创新已然重新焕发活力。过去20年收集的临床证据已经将“内瘘优先”的理念转变为“最优透析通路”,并给予了各种类型血透通路构建的方法和器械同等的重要性。终末期肾病的替代疗法是一场持久战,每一个血透通路失功的改变形式千变万化,重点是实施以病人为中心的方法,因病制宜,因人制宜。我们对这一领域新器械和新技术的期待远未结束,我们有理由相信在不远的未来,血透通路治疗必将迎来全新的时代。

来源:Medtec医疗器械设计与制造