每当你遇到痛苦的东西时,你就处在生活中一个潜在的重要节点:你可以选择健康并痛苦的事实,也可以选择不健康但舒适的幻觉。
——《原则》
一、什么是瘤内扰流装置
瘤内扰流装置是用于治疗颅内动脉瘤的一类植入器械,目前对于颅内动脉瘤血管介入治疗的常用手术方式是弹簧圈栓塞术(包括球囊辅助、支架辅助栓塞)和密网支架植入术,相比于以上两种手术方式,瘤内扰流装置主要特点在于仅在动脉瘤瘤腔内进行血液的分流,器械本身不侵占载瘤动脉,但手术过程中术者可以依据具体动脉瘤治疗方案,单独或搭配弹簧圈或密网支架或辅助栓塞支架等进行治疗。
二、瘤内扰流装置发展史
瘤内扰流装置最早其实可以追溯到1969年由俄罗斯Serbinenko医生创造的可解脱球囊技术,即将球囊置于动脉瘤瘤腔内,从而实现动脉瘤瘤腔内血流的分流效果。
之后随着MicroVention的Woven EndoBridge(WEB)瘤内扰流装置在国内获证(目前仍只有WEB器械获得了美国FDA和中国NMPA的批准),大家对瘤内扰流装置的关注热度开始逐步上升,并且同年国内有企业也开始模仿WEB开始进行对应的临床试验。
小编把主流的瘤内扰流装置获证的时间线梳理了一遍,见下图。最早获证的还WEB,其于2010年获得CE mark,紧跟着Luna、Medina、Contour也都陆续获得CE mark,但目前仅有WEB获得FDA approval和NMPA批准,对于Neqstent、Nautilus这两款器械手术中主要是瘤内辅助弹簧圈栓塞,属于瘤内辅助栓塞器械其也分别于2020年和2021年获得CE mark。
三、目前主要瘤内扰流装置结构分析
3.1 Woven EndoBridge
3.1.1 临床使用范围
适用于在大脑中动脉分叉部,颈内动脉末端,前交通动脉复合体或基底动脉顶端使用,对动脉瘤直径为3mm至10mm,且瘤颈尺寸≥4mm或者瘤颈比>1且<2的囊状宽颈颅内分叉部动脉瘤成年患者进行血管内治疗。
3.1.2 结构参数
主要组成:自膨式动脉瘤瘤内栓塞器由植入物和输送导丝组成。植入物为由镍钛合金丝、 铂丝/镍钛合金复合丝编织而成的自膨式网状结构,两端含有铂铱合金不透射线标记,通过连接件和输送导丝连接。输送导丝由芯丝、导线、热缩管、聚酰亚胺管、线圈、加热丝、连接器、连接件等组成。产品经辐照灭菌,一次性使用。货架有效期4年。
WEB植入物主体有两个系列分别是WEB-SL和球形的WEB-SLS,这两个形态规格均为单层编织网,早期有个WEB-DL规格,为双层网状结构。下图为WEB的规格选型表,这个在手术过程中是很关键的,小编看了一些WEB的临床结论相关的论文,其术后动脉瘤再复发有很大一部分原因在于手术时所选的规格偏小导致。
WEB手术系统的整体结构包括解脱器、VIA微导管、WEB植入物及其输送系统,不同规格植入物匹配不同尺寸的微导管。其植入物输送过程和常规弹簧圈输送过程类似,也是根据导管的同轴系统进行,需用到长鞘、颅内支撑导管(远端通路导管)等通路产品。
3.1.3 临床数据
目前已有较多与WEB器械临床数据相关的文献,主要看数据相对较多的WEB-IT临床试验结果。
临床试验结果:WEB-IT临床试验一共有 148 名患者接受了 WEB 植入。术后 30 天至 1 年内未发生主要安全事件。在 12 个月的血管造影随访中,143 名患者中有 77 名(53.8%)动脉瘤完全闭塞。143 名受试者中有 121 名(84.6%)实现了充分闭塞。
临床试验结论:WEB-IT 试验中研究的动脉瘤达到了预先设定的安全性和有效性终点。该试验的结果表明,WEB 装置为宽颈分叉动脉瘤患者提供了一种选择,其效果与目前可用的疗法同样有效,而且明显更安全。
大家有兴趣可以在clinicaltrials上搜索下WEB-IT临床试验,里面有详细介绍该临床试验的主要、次要指标、安全性指标,以及部分的临床试验结果,包括受试人群和SAE等数据。
3.2 Contour Neurovascular System
3.2.1 临床使用范围
根据其欧洲上市前临床试验描述,The Contour Neurovascular System是一种动脉瘤内、自膨胀的栓塞装置,用于治疗未破裂的颅内动脉瘤。其核心在于动脉瘤瘤颈部的封堵。
3.2.2 结构参数
主要组成:自膨式动脉瘤瘤内栓塞器由植入物、输送导丝和导入鞘组成。植入物为双层镍钛合金(管材)&铂金(丝材)复合材料(DFT)编织而成、其近端有一个铂金显影点,推送导丝由复合不锈钢和高分子聚合物组成,导入鞘为一根单腔聚合物管。产品经环氧乙烷灭菌,一次性使用。解脱方式为电解脱。
下图为Contour的规格选型表,其与WEB相比具有更大的动脉瘤颈治疗范围其适用的瘤颈宽度范围为2.0mm-10.0mm,WEB为3.0mm-10.mm。但其目前最小只能通过0.021inch的微导管,而WEB目前最小已经可以通过0.017规格微导管。
3.2.3 临床数据
Contour在临床数据上似乎一直在与WEB相比较,他们在设计方面的参数主要区别如下表:
临床数据我们先看数据相对多的The CERUS Study,该临床试验主要是研究Contour治疗分叉处动脉瘤的安全性和有效性。
临床试验结果:在治疗方案(PP)组中,32人中14例(44%)在6个月出现完全闭塞,32人中22例(62%)在12个月出现完全闭塞。在最后一次随访中,84%的患者达到了完全闭塞(有2例在血管造影随访中失败,并被视为治疗失败)。
临床试验结论:Contour在治疗颅内分叉动脉瘤方面安全且有效(但只是在欧洲的临床数据,且临床数据和更长期的随访数据需进一步增加)。
再看一篇关于Contour和WEB对比的一组临床数据,作者收集了2018年5月至2022年6月的在一所医院接受Contour或WEB治疗的所有患者的临床数据,该研究不仅局限于分叉处动脉瘤,也覆盖了侧壁动脉瘤。
临床试验结果:Contour试验组中,最后随访30个动脉瘤(75%)出现完全闭塞,6个动脉瘤(15%)出现一个小的颈部残余,总闭塞率为90%。在WEB试验组中,90%的动脉瘤也出现了充分的闭塞(19例[63.3%],8例[26.7%],再治疗率为20%)。Contour试验组总治疗时间明显更短(p = 0.004)。
临床试验结论:Contour和WEB在最终随访时的完全闭塞是相同的,而WEB的再治疗率显著更高。使用Contour治疗时间明显短于WEB。
目前WEB的临床应用明显是远多于Contour,若要更全面的对比Contour和WEB之间的区别,还需要更多临床数据。
3.3 LUNA aneurysm embolization system
3.3.1 临床使用范围
根据其临床试验描述,LUNA™AES是一款体积小,通过微导管送入动脉瘤瘤腔内。该器械可填充动脉瘤,从而减少动脉瘤破裂和/或出血的风险,同时仍然保持大脑中其他血管的血液流动。
3.3.2 结构参数
LUNA AES是一种可自膨胀的、卵圆形的植入物,由双层72根25µm直径的镍钛丝编织而成。球体(共144根导线)近端和远端均有显影标记。规格尺寸直径范围为4.5–8.5mm。LUNA AES的解脱方式为机械解脱,匹配0.027inch微导管。
该产品现阶段名称为Artisse intrasaccular device,与WEB更像了,如下图。
下图为Artisse intrasaccular device的规格选型表,相比luna其适配直径更小的0.021inch微导管,且解脱方式为电解脱。
Artisse的整个手术过程与WEB手术过程一致,其手术过程注意点也相似。
3.3.3 临床数据
主要看Artisse的临床试验研究,该研究入组患者数量较少,只有9例。
临床试验结果:共纳入 9 名受试者,其中 9 个分叉动脉瘤未破裂。平均动脉瘤大小为 7.2±1.2 毫米(范围 5.5-9.7 毫米)。6/9 名患者(66.7%)在 6 个月时达到充分动脉瘤闭塞(定义为完全闭塞或颈部残留),4/7 名患者(57.1%)在 36 个月随访时达到充分动脉瘤闭塞。9 名受试者中有 2 名(22.2%)出现严重中风,其中一名在术后第一天因手术相关的载瘤血管闭塞导致缺血性脑卒中。另一名严重卒中发生在 36 个月随访期间。
临床试验结论:ARTISSE ISD 在所有 9 例病例中均成功置入。然而,手术过程中出现了一些并发症,血管造影动脉瘤闭塞效果不佳。
再看下luna的临床试验数据,该研究共纳入63名患者进行临床试验。
临床试验结果:使用luna进行治疗,术后即刻充分闭塞率较低(11/63,18%),但在12个月和36个月时,分别有78.0%(46/59)和79.2%(42/53)的动脉瘤实现了充分闭塞。在12个月的随访前,2例受试者中有2例严重中风(2/63(3.2%)),1例轻微中风(1/63(1.6%))和2例(2/63(3.2%))发生颅内出血。有一例死亡率(1/63,1.6%)。在12个月和36个月的随访中,发病率分别为0%(0/63)和1.8%(1/63)。
临床试验结论:LUNA AES治疗分叉和侧壁动脉瘤是安全有效的。
3.4 Medina embolization device
3.4.1 临床使用范围
Medina embolization device被设计为一种囊内血流分流器,通过在颈部形成网状支架将血流从动脉瘤瘤腔内分流并通过载瘤动脉。
3.4.2 结构参数
Medina是一种多段3D金属编织结构,由可显影芯丝和形状记忆合金丝编织而成,在动脉瘤腔内形成一个自膨胀球体,其拉伸状态下主体为多个类似叶片形状的编织结构。Medina匹配的微导管直径为0.021inch,其输送过程与弹簧圈栓塞过程相似,解脱方式也是与Axium弹簧圈相同的机械解脱方式。
3.4.3 临床数据
小编针对Medina主要分享三篇相关的临床数据,第一篇是Karolinska单中心的临床数据,该中心共入组13 名患者共治疗了 14 个动脉瘤(非连续性),其中包括一个破裂的动脉瘤和一个部分血栓形成的动脉瘤。
临床试验结果:总体而言,13名患者中,4名患者接受了再次治疗,一名患者正在等待进一步治疗。在用一种以上的 MED 治疗的动脉瘤中,75% 在 6 个月的随访中显示完全闭塞,而只有一个用单个装置治疗的动脉瘤显示完全闭塞。
临床试验结论:MED 是一种囊内血流分流装置,具有令人满意的血管造影结果和可接受的安全性。不建议使用单个 MED,在广泛临床使用之前,还需要进一步进行长期研究。
第二篇是使用MED治疗后的六个月随访数据,在2015 年 1 月至 2015 年 10 月,12 名患者(10 名女性,平均年龄 = 56 岁)接受了 MED 治疗,共 13 个宽颈颅内动脉瘤(3 个破裂、10 个未破裂),评估了出院和 6 至 9 个月随访的改良 Rankin 量表。
临床试验结果:MED 均成功植入瘤体,手术过程中没有穿孔记录。在前交通动脉瘤破裂中观察到一例血栓栓塞并发症,但随访时未出现任何临床后果。术后 A 级闭塞率为 61.5%,随访 6 个月为 83%。
临床试验结论:MED 是新一代装置,结合了可拆卸弹簧圈和囊内血流阻断装置的设计。根据其早期经验,该装置是安全的,并且在 6 个月的血管造影随访中提供了令人满意的阻塞率。
第三篇是使用MED治疗后的12个月随访数据,选取19例患者(女性17例,平均年龄50岁)合并20例宽颈颅内动脉瘤(6例破裂,14例未破裂)接受MED治疗。系统记录手术相关并发症,评估出院情况及随访6-9个月的改良Rankin量表评分。血管造影中期和长期随访的平均延迟分别为6.4±1.5个月(=16个动脉瘤)和17.7±4.2个月(=15个动脉瘤)。
临床试验结果:除两例(2/20,10%)外,使用 MED 进行栓塞在所有情况下都是可行的。在手术过程中记录到一次穿孔(1/20,5%),一次由于动脉瘤形状导致的 MED植入失败(1/20,5%)。观察到三例血栓栓塞并发症(3/20,15%),其中只有一例血栓栓塞并发症导致了临床后遗症。手术后的 A 级闭塞率为 61%(11/18),在 6 个月的随访中为 75%(12/16),在长期随访中为 80%(12/15)。
临床试验结论:MED 是一种混合栓塞装置,结合了传统线圈和囊内血流破坏器的特性。该系列研究集中于长期血管造影随访,显示出令人满意的长期闭塞率。需要更大规模的系列研究和更长时间的血管造影随访来确认这些初步结果。
3.5 Neqstent coil-assisted flow diverter
3.5.1 临床使用范围
Neqstent旨在辅助栓塞颅内动脉瘤,重点在于动脉瘤瘤颈的封堵。可治疗多种未破裂动脉瘤形态,包括宽颈分叉动脉瘤和分叉动脉瘤。
3.5.2 结构参数
Neqstent小编认为可以理解成编织密度更稀的Contour,以便弹簧圈输送微导管的进入。共有4个规格,手术选型推荐见下图,针对不同规格分别适应0.021inch和0.027inch微导管。
3.5.3 临床数据
主要看CAFI临床试验数据,该临床研究共纳入38例患者。主要终点为6个月时闭塞,以及30天内任何重大卒中或非意外死亡或6个月内严重致残卒中。次要终点是再治疗率、手术时间和手术/器械相关的不良事件。
临床试验结果:在 36/38 例动脉瘤中成功植入了 NQS,意向治疗组中的 2/38 例未接受 NQS 并在 30 天后被排除在随访之外。在按方案处理组 (PP) 中,33/36 名患者可进行血管造影随访。记录到 4/38 (10.5%) 例与装置相关的不良事件,其中一例为出血,三例为血栓栓塞。在 PP 组中,治疗后即刻适当闭塞 (RR1 和 RR2) 见于 9/36 (25%) 例,并在 6 个月时进展到 28/36 (77.8%) 例。最后一次血管造影时,36 例中的 29 例 (80.6%) 达到完全闭塞 (RR1)(其中 3 例为术后随访)。平均手术时间为 129 分钟(50-300 分钟,中位数 120 分钟)。
临床试验结论:NQS 联合弹簧圈在治疗颅内宽颈分叉动脉瘤方面似乎是有效的,但其安全性尚需在更大规模的系列研究中得到验证。
3.6 Nautilus Intrasaccular System
3.6.1 临床使用范围
Nautilus Intrasaccular System用于辅助栓塞颅内动脉瘤,其在动脉瘤瘤颈处提供较高金属覆盖率以促进瘤内血栓形成和内皮重塑。
3.6.2 结构参数
Nautilus植入部分主要有显影弹簧圈和记忆合金芯丝组成以及近端的显影标记点,可以理解成弹簧圈的抗解旋丝换成了镍钛合金丝,并且热定型成了单盘的“蚊香状”。该器械可通过0.0165inch微导管,且在“蚊香”中心有个1mm直径的小孔,作为手术中弹簧圈微导管的入路口。
其手术过程为先将Nautilus置入动脉瘤瘤颈口,并回拉一点,形成一个漏斗形,再将弹簧圈微导管通过中间1mm的孔隙进入到动脉瘤内,进行弹簧圈栓塞,栓塞完成后解脱Nautilus,形成致密的瘤颈覆盖,手术完成。
J Mocco在一次采访中指出Nautilus represents“next evolution”of intrasaccular systems in aneurysm care,小编发现J Mocco也是Nautilus产品的医学顾问。
3.6.3 临床数据
对于Nautilus产品已有较多的临床文献,目前该产品也正在美国开展TORNADO-US临床试验。小编选取了一篇没有Nautilus产品医学顾问参与的临床文献。该研究回顾性收集了2021年3月至2022年3月期间在单中心接受Nautilus治疗的未破裂或破裂颅内动脉瘤所有患者的临床和放射学资料。在术后立即以及 3-6 个月的随访中测量了临床结果(改良 Rankin 量表 (mRS) 评分)、Raymond-Roy 血管造影闭塞、再通和并发症。
临床试验结果:共有 41 名患者接受了 Nautilus 治疗,平均年龄 56.7 岁(范围 37-83 岁),其中 41 个囊状动脉瘤(18 个(43.9%)未破裂,23 个(56.1%)破裂)。大多数动脉瘤(39/41(95.1%))位于前循环。没有遇到技术相关并发症。一名患者在术后发生了与手术相关的无症状轻微中风。30 名(73.1%)患者实现了即时 I 类闭塞。全因死亡率为 7.3%(3/41)。一名患者失访。在随访中,94.5% (35/37) 的患者达到 I 类闭塞,94.5% (35/37) 的患者 mRS 评分为 0。出院或随访时未出现与手术相关的死亡或永久性发病。
临床试验结论:本研究证明使用 Nautilus 囊内系统治疗破裂和未破裂颅内动脉瘤具有良好的安全性和有效性。需要更大规模的研究来证实这些发现。
另外关于Nautilus瘤颈处金属覆盖率与WEB和密网支架的对比如下,可以看到Nautilus在瘤颈处的金属覆盖率的确远高于WEB和传统的密网支架。
总结:针对目前现有的几款瘤内扰流装置,Contour、Nautilus以及Neqstent相比WEB和Luna以及Medina,由于其本身不填充动脉瘤腔,故更关注瘤颈的封堵效果,而结合目前现有的临床数据似乎只有WEB和Contour能在保证一定安全性的情况下做到“ONE and DONE”,Medina依据现有的临床数据,还是搭配血流导向装置或支架辅助弹簧圈更合适。
四、未来瘤内扰流装置技术思考
颅内动脉瘤内扰流装置,是一款相对较新且高风险的器械,目前临床医生学习曲线也还正在进行中,动脉瘤瘤内扰流装置为颅内动脉瘤介入手术提供了一个新的选择,目前现有瘤内扰流装置几乎都是用镍钛丝、铂金丝等编织而成,形成球形、漏斗形或是叶片的形状,学材料的同行应该知道有些记忆性的发泡高分子材料,其实也会很符合瘤内扰流这个需求,未来或许从材料的角度会有一款创新的瘤内扰流器械。
以上为小编作为一名医械工程师对于瘤内扰流装置的一些整理和思考。
欢迎各位进行技术交流,共勉、共进。
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