研究背景:在过去的几年里,经皮瓣膜置换技术得到飞速的发展。目前,一些经皮置换主动脉瓣、肺动脉瓣的方法在国外已经用于临床。2000年9月,Bonhoeffer等首次成功的为一例12岁右心室流出道-肺动脉瓣严重狭窄的患者,经皮通过股静脉入路,在肺动脉瓣位置植入带瓣膜支架进行肺动脉瓣膜置换,开创了人经皮肺动脉瓣膜置换的先河。到目前为止,该技术成为了目前经导管瓣膜置换术中最成功,临床应用经验最多的瓣膜病介入治疗新方法。经皮肺动脉瓣膜置换技术由梦想变成了现实。尽管这项技术目前还面临着这样那样的问题,包括:瓣膜在支架内缝合的合适位置;瓣膜经导管被压缩、释放过程中如何保护瓣膜的功能;瓣膜支架的固定以及如何避免瓣膜周围漏等问题。但是,8年来的临床证据证实,这种非外科的治疗方法不仅可行,而且充满希望。新的带瓣膜支架装置以及不同植入路经的研究一直倍受国内外研究人员的关注。为了克服目前存在的问题,推动带瓣膜肺动脉支架装置的国产化,降低费用,以使该技术在我国的开展和推广,我们与上海形状记忆合金有限公司合作,设计一种新型的自膨胀带瓣膜肺动脉支架装置,进行了经导管植入置换肺动脉瓣的实验研究。研究目的:评价使用新型自膨胀带瓣膜支架装置,经导管植入到实验山羊的肺动脉瓣位置的可行性、安全性和瓣膜支架功能,为临床应用提供依据。研究方法:(1)经导管肺动脉瓣置换的应用解剖研究:分别解剖测量40例经防腐固定的外形大小正常的成人心脏标本,以及20只新鲜的健康山羊心脏标本。先观察肺动脉瓣膜区解剖位置及毗邻关系,然后分别测量肺动脉瓣环的周径;肺动脉瓣游离缘、附着缘长度;窦底到瓣叶游离缘的最大距离;主肺动脉开口到肺动脉分叉的距离。同时,通过彩超、肺动脉瓣上造影测量8只实验山羊的肺动脉瓣膜环直径。(2)带瓣膜肺动脉支架及输送系统研制:我们与上海形状记忆合金有限公司合作,以国产镍钛合金丝为材料,编织自膨胀支架,支架由头部、颈部和体部三个部分组成。人工瓣膜以新鲜的猪心包为材料,先给予0.01%胰蛋白酶中震荡脱细胞处理后24小时,后给予0.6%戊二醛液4℃浸泡36小时,再用2%L-谷氨酸浸泡24小时去除戊二醛毒性。将处理好的心包裁剪成瓣叶,缝合在瓣膜环上,构成人工瓣膜,最后将人工瓣膜固定在支架上,组成带瓣膜肺动脉支架。带瓣膜支架保存在60%的酒精溶液中,使用前换75%酒精浸泡24小时灭菌,在植入前用生理盐水反复冲洗去除酒精。输送系统是由扩张管、外鞘管、连接短鞘以及推送杆组成,使用前肝素水冲洗。(3)经导管肺动脉瓣膜置换实验研究:健康清洁级实验山羊16只,随机分为2组,每组8只,一组为经皮经导管植入带瓣膜支架组(A组),另一组开胸经导管植入带瓣膜支架组(B组)。A组切开股静脉,建立输送轨道,经输送鞘管,将带瓣膜支架植入到肺动脉瓣膜区。B组通过开胸,穿刺右室前壁,经到导管植入带瓣膜肺动脉支架。两组实验山羊术后进行了6个月的影像学、血流动力学随访,同时,在术后12小时和6个月分别进行解剖学和组织学的评估。(4)带瓣膜支架植入治疗肺动脉瓣返流实验研究:健康清洁级实验山羊6只,体重(26.6±3.2)kg,先给予经皮经导管在肺动脉瓣膜区植入直径为0.18 mm镍钛合金丝编织管状支架,支架将原肺动脉瓣膜压在支架与主肺动脉间,建立肺动脉瓣关闭不全模型,观察2周后,经皮植入带瓣膜肺动脉支架,术后给予影像学、血流动力学的随访。(5)经导管带瓣膜肺动脉支架二次植入实验研究:健康清洁级实验山羊6只,体重(26.1±3.7)kg,先给予经皮经导管植入带瓣膜支架置换肺动脉瓣,饲养2个月后,给予二次经皮经导管植入带瓣膜支架置换第一次植入的人工肺动脉瓣膜。术后给予影像学、血流动力学的随访。结果:(1)正常成人和实验山羊测得肺动脉瓣周径分别为(66.5±11.3)mm、(56.4±7.4)mm;瓣膜游离缘长度分别为(27.5+5.2)mm、(20.1±2.4)mm;瓣膜附着缘长度分别为(21.3±4.6)mm、(16.4±2.3)mm;游离缘距窦底的距离分别为(16.5±4.3)mm、(10.9±2.2)mm;主肺动脉长度分别为(33.5±8.2)mm、(28.3±3.2)mm;彩超测实验山羊肺动脉瓣膜环直径(14.9±1.1)mm,造影测肺动脉瓣膜环直径(15.6±1.0)mm。(2)带瓣膜支架设计成类似酒杯状结构,与右室流出道-肺动脉区解剖结构相匹配,可以锚定在肺动脉瓣膜区,不易移位,其颈部直径在18-24mm,可以收入14F的鞘管中,通过血管途径植入。输送鞘管有良好的柔韧性,容易到位,推送装置可靠,推送过程对人工瓣膜无影响。(3)A组8只实验羊中,7只实验羊手术成功;B组8只实验羊中,7只实验羊即时成功,1只羊术后4个月死于肺动脉支架内血栓形成。两组实验山羊术后6个月心脏彩超提示人工肺动脉瓣膜启闭正常,无明显狭窄及关闭不全,心功能与术前比较无明显变化;右心室以及人工肺动脉瓣上造影证实支架的位置及瓣膜功能良好;64排螺旋CT增强扫描发现支架无移位。术后即刻解剖见支架位置良好,肺动脉瓣被压在支架与肺动脉瓣膜环之间,带瓣膜支架锚定牢靠。术后6个月,解剖见支架无移位,透明的内膜组织覆盖支架表面,扫描电镜下见支架上覆盖内皮细胞形态成熟,较饱满,排列致密有序,细胞长轴与血流方向一致。(4)6只实验羊中5只成功的建立肺动脉瓣返流模型,肺动脉瓣被压在支架与肺动脉瓣膜环之间,彩超以及血管造影证实模型成功。1只羊术后1周死于急性肺动脉瓣膜返流,4只肺动脉瓣返流模型羊成功的进行了经皮带瓣膜肺动脉瓣膜支架的植入,术后即刻以及2个月心脏彩超以及血管造影证实植入的人工瓣膜功能良好。(5)6只实验羊成功的进行经皮带瓣膜肺动脉支架的植入。植入2月后,5只羊成功的给予带瓣膜肺动脉支架二次植入,植入过程操作安全,无任何手术相关的并发症。术后即刻以及2个月心脏彩超以及血管造影证实植入的第二次植入的人工瓣膜功能良好。结论:自行研制的新型带瓣膜肺动脉支架装置及相匹配的输送系统,成功的应用于实验山羊的经导管植入,随访效果理想。新型带瓣膜肺动脉支架设计简约、合理,质量稳定,植入过程方便,安全可行,生物相容性好,是可以提供临床试验用的带瓣膜支架。