多层裸支架腔内治疗动脉瘤的血液动力学研究

裸支架由于存在网孔，血液会经网孔流入动脉瘤腔，因此以往认为无法代替覆膜支架治疗动脉瘤。临床治疗的意外发现改变了原来的观点，多层裸支架可以治疗动脉瘤并维持分支动脉的通畅，但治疗的成功率较低，且存在许多难以解释与理解的问题。本项目从动脉瘤腔内治疗的最根本原理：血液动力学原理入手，通过临床数据采集、计算机模拟分析及动物实验，对不同形状、不同直径、不同部位及有无分支动脉的动脉瘤，以不同层数及网格密度的金属裸支架进行腔内治疗，对包括血流的速度、形态及流场，血压，动脉瘤壁所受的壁压力和周向张力等血液动力学各因素在治疗后的变化及转归进行研究，进一步阐明多层裸支架治疗动脉瘤并维持分支动脉通畅的基本原理，为临床治疗适应证的选择，裸支架使用规范，治愈率提高等问题奠定理论与实验基础。

研究背景：传统开放手术治疗主动脉瘤创伤较大，导致部分患者难以耐受。腔内修复术的出现为此类患者提供了一个有效的治疗途径，具有明显的微创优势。但以往基于覆膜支架的腔内修复术在面临累及重要分支动脉的复杂主动脉瘤时却遇到难题，原因是覆膜支架在隔绝动脉瘤的同时会将附近的分支动脉一同遮蔽掉，从而导致严重的靶器官缺血。近几年兴起的多层裸支架技术为解决这一难题提供了契机。但由于其隔绝动脉瘤的机制目前尚未完全阐明，实践中难以预先评估其疗效而导致部分患者治疗效果不佳。故亟需对其展开进一步深入研究。.研究内容：本研究首先分析裸支架相关参数（孔隙率等）对其血液动力学效应的影响；随后在临床研究中分析多层裸支架技术治疗动脉瘤的临床疗效，并通过计算机模拟研究分析裸支架诱导瘤腔内血栓形成对管壁的生物力学效应；最后通过动物实验验证上述研究结果。.研究结果：1）血液动力学研究结果：不同层数的裸支架随机叠放时，其孔隙率分布区间相对集中；随着支架层数的增多，瘤腔内血流流场发生明显改变。当以3-4层裸支架进行隔绝时，血流调节作用最为明显；2）临床研究结果：共纳入42例患者，手术成功率为95.2%。支架释放前后造影的定量分析提示支架释放后瘤腔内血流平均流速和峰值流速显著下降。术前瘤腔内血栓容积比（STR）及平均动脉瘤最大直径分别为18.1±14.9%及53.4±13.6 mm；术后STR增加至93.6±9.5% （p<0.001），而动脉瘤最大直径下降至48.8±13.9 mm (p<0.001)；随访中，约97.4%的主要分支（肠系膜上动脉、腹腔干和肾动脉）和97.1%的小分支（节间动脉）保持通畅。多层裸支架的治疗效果与动脉瘤形态特征相关。囊袋状动脉瘤的治疗效果最为显著。3）裸支架诱导血栓的生物力学性质：支架诱导的血栓可限制动脉瘤管壁周向形变，同时管壁周向张力亦明显下降；同时可削弱导致局部管壁应力集中的风险因素的作用。4）动物实验结果：对25只比格犬进行肾下腹主动脉瘤建模并分别以0~5层裸支架进行隔绝，随访中证实3~4层裸支架隔绝组瘤腔内血栓化最为明显。.结论：多层裸支架技术为累及分支动脉的复杂主动脉瘤的腔内治疗提供了一种新的方法。裸支架通过改变瘤腔内血液动力学特征诱导其内血栓形成，降低管壁的张力，从而预防动脉瘤的破裂。但其临床安全性及有效性有待于进一步大规模临床试验证实。