楚天论坛 | 董念国&尚小珂:微创介入二尖瓣置换瓣膜的研发现状和展望
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2021年5月21-22日,中国结构周2021—楚天论坛瓣膜病专题会议在英雄的城市——武汉隆重召开,国内众多心血管领域的顶尖专家齐聚一堂,以实践经验为基础,以学术交流为核心,在结构性心脏病瓣膜介入领域开展了充满火花的思想碰撞,不仅在学科建设与发展中提出真知灼见,而且推动着地区结构介入可持续发展。

围绕近年来结构性心脏病领域中最为火热的二尖瓣介入器械,大会主席董念国教授、大会执行主席尚小珂教授发表了自己的看法:

经导管治疗二尖瓣反流已成为时下热点

但仍有大量患者得不到有效治疗

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近年来,以TAVR为主的经导管心脏瓣膜病介入治疗被称为是介入心脏病学第四次革命。而且随着材料学的持续改进及医学技术理论体系的更新,二尖瓣、三尖瓣介入治疗也不断取得新的进展。

二尖瓣反流(MR)是西方世界中最常见的瓣膜病变,欧美流行病学研究数据显示,75岁以上人群中,患病率达10%,明显超过主动脉瓣膜病变。据估测,我国重度MR患者超过1500万,但外科手术治疗率低于2%。研究数据显示超过一半的症状严重二尖瓣返流患者由于手术风险高未选择外科治疗。

在过去的十年中,由几种不同外科术式衍生而来的经导管二尖瓣修复技术已经出现,并用于治疗手术高危或无法手术的患者。多种设备在欧洲批准应用于临床,包括 MitraClip、Pascal(缘对缘瓣叶修复), Neochord (人工腱索修复), CardioBand (二尖瓣成型环), Mitralign 装置 (二尖瓣瓣环折叠技术)等。在目前的临床中,唯一大规模应用的经导管二尖瓣修复装置是的MitraClip装置,模仿Alfieri提出的对缘瓣叶修复,使二尖瓣双孔化减少二尖瓣返流,自2003年推出以来,已有超过十万名患者接受了治疗,并相继获得FDA批准用于原发型以及继发型MR病群。

经导管二尖瓣修复虽然目前器械多样,但是均有其先天劣势,包括因二尖瓣解剖复杂导致的不同器械适应症病群有限,二尖瓣返流复发率高等缺点。经导管二尖瓣置换术理论上较修复有先天优势,可以覆盖多种复杂的解剖结构,同时远期复发率更低,手术创伤性又远远小于传统的外科术式。

二尖瓣解剖特点

带来TMVR产品研发的百花齐放

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二尖瓣解剖特点

二尖瓣是位于左心房及左心室之间的房室瓣,由瓣叶、瓣环以及腱索及乳头肌组成,二尖瓣是一个多组织形成的复合体,其解剖特点大大增加介入的手术难度,包括:1)独特的动态马鞍形结构,2)瓣叶几何形状不规则, 3)无钙化的大瓣环,4)复杂的临近组织结构:冠状动脉/左心室流出道等。MR是由二尖瓣复合体或其临近结构的病变引起的疾病,病因多样、严重程度各不相同,且在发展过程中,左心室也会发生重构。(图1)目前TMVR主要采用经心尖途经,经股静脉到达二尖瓣需要经房间隔入路,对具有高弯曲能力的输送导管的工程学要求极高。

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图1

在以往的经验中,外科二尖瓣环成形术和人工瓣膜置换术后,左心室流出道(LVOT)面积会出现减少,术后的LVOT梗阻也时有报道。而这种现象在经导管二尖瓣置换手术后,出现的概率会更高,目前报道的经导管二尖环内瓣手术急性LVOT梗阻的发生率高达8.2%,在严重二尖瓣环钙化的情况下,TMVR后LVOT梗阻发生率甚至会增加至9.3%。而且流出道梗阻也是目前TMVR临床试验入组的第一大排除因素。早期美敦力的intrepid由于流出道梗阻的风险入组速度较慢,反复多次降低在流出道梗阻的排除标准,入组速度才慢慢恢复正常。

相较于国外的MR病人,我国仍有一部分患者是以风湿性二尖瓣为代表的退行性二尖瓣返流,这种病人的左室扩张不明显,进行TMVR时流出道梗阻的风险会更高。

人工生物瓣膜的锚定

为了解决在二尖瓣动态复杂的解剖结果中的锚定,目前提出了多种锚定机制。如下图(图2),包括心尖拉绳锚定(如tendyne),抓取瓣叶锚定(如Tiara),采用倒刺加二尖瓣的软木塞效应锚定(如Intrepid),预先植入锚定环等装置辅助瓣膜锚定(如highlife)等多种锚定方式。在过去十年中,有超过15种瓣膜进行过人体植入,且开展临床研究(图3),不过随着时间推移,很多瓣膜因为各种原因退出市场或者转向三尖瓣置换研究,只有为数不多瓣膜仍在继续开展临床。其中以雅培的Tendyne(唯一获批CE mark,可进行商业化销售),美敦力intrepid植入例数最多。 

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图2

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图3

从目前唯一获得CE认证的Tendyne瓣膜

讲述TMVR产品结构设计

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瓣膜设计

 Tendyne采用镍钛合金双层D型支架,三叶牛心包瓣膜,通过可调节拉绳与Pad(固定器)进行锚定(图4),在2020年获批CE mark,是目前唯一可以进行商业化销售的TMVR瓣膜。Tendyne 外支架根据二尖瓣瓣环解剖设计成类D型,内支架为圆形。外支架心房侧法兰外翻,用于防止瓣周漏、锚定(在舒张期瓣膜不会向心室移位),拉绳与心尖固定器相连,保证瓣膜不会向心房移位,且心尖固定器有辅助穿刺口止血的效果。

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图4

瓣膜迭代

Tendyne的前身是所谓的Lutter valve(图5),采用圆形支架,仅用缝线固定于心脏穿刺口,但其在动物实验阶段发现存在高风险的流出道梗阻,固定在穿刺口的缝线有拉扯心肌等风险后,经过多次迭代,包括由圆形单层支架改为D型双层支架,固定缝线由垫片改为特制的心尖固定器,拉绳通过特制的输送系统调节,在拉绳张力调节时配有压力传感器,保证在后续左室重塑的过程中拉绳张力。

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图5

在规格方面早期仅有standard profile规格,部分病人由于流出道梗阻风险,无法入选进行手术,二代瓣膜推出low profile规格(锥形外支架)后,流出道梗阻的风险大大降低,患者入组速度有明显提高 (图6)。其36F输送系统可对瓣膜进行半回收,重新定位。另外配置有完全回收装置,可在拉绳剪断之前对瓣膜进行完全回收,是目前市面上唯一一款可完全回收的TMVR瓣膜,在新中心开展前期明显降低手术风险。
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图6

临床研究

Tendyne于2014年首例人体植入后,至今有超过800例的植入例数,是目前植入最多的TMVR瓣膜。截止目前进行过多项临床,已经完成CE的早期可行性研究,CE的注册临床研究,FDA的早期临床研究,目前正在进行FDA的大规模注册临床。早期研究效果拔群,其100例患者的2年随访结果近期在PCR上已公布,超过93%患者在2年后无MR(图7)。其FDA注册研究SUMMIT trail也在加速入组,值得注意的是,tendyne在未降低流出道梗阻入选标准情况下,仍保持了较快的入组速度,可见其在二代瓣膜优化后的成果。该临床包含了MAC(二尖瓣钙化)的单臂研究,也为TMVR在二尖瓣钙化病人的治疗进行探索。(图8)

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图7

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图8

对TMVR产品研制之路的展望

目前国内有纽脉医疗的Mi-thos,以心医疗的Mitrafix瓣膜进行少量的人体植入,另外也有很多公司的瓣膜还处在早期的设计验证,临床前动物实验阶段,同时也有一些国外产品通过licence in 的方式进入国内,相信随着手术例数的积累,国产的器械迭代设计以及国际上多种技术各放异彩,会有越来越多饱受二尖瓣疾病困扰的患者在技术的发展中获益。

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