人工心臟瓣膜

人工心臟瓣膜治療心臟瓣膜疾病或缺損的心臟植介入醫(yī)療器械01發(fā)展歷史發(fā)展趨勢(shì)使用情況面臨挑戰(zhàn)目錄030204基本信息人工心臟瓣膜是一種治療心臟瓣膜疾病或缺損的心臟植介入醫(yī)療器械。1960年人工心臟首次應(yīng)用于臨床，之后經(jīng)歷了機(jī)械瓣、生物組織瓣、介入瓣等階段，已成為心血管治療領(lǐng)域一種非常重要的醫(yī)療器械。發(fā)展歷史機(jī)械瓣介入瓣生物組織瓣發(fā)展歷史機(jī)械瓣機(jī)械瓣自誕生之日起先后經(jīng)歷了球籠瓣和籠碟瓣、斜碟瓣、雙葉瓣三大類。

具有代表性的球籠瓣有Starr-Edwards瓣、Smeloff-Cutter瓣和Magovern瓣等。這種機(jī)械瓣采用一個(gè)較小的球籠限制球體赤道線在縫合環(huán)的位置。球體的外緣有一個(gè)很小的空隙，方便球體通過(guò)瓣膜孔。這個(gè)微小的空隙還可以造成一個(gè)微小的反流，這種微小的反流可能會(huì)起到抑制血栓形成的作用。球籠瓣體積較大，在一定程度上限值了其使用。于是更為小巧的籠碟瓣應(yīng)運(yùn)而生。具有代表性的籠碟瓣有Kay-Shiley瓣和Beall瓣。主要用于二尖瓣的瓣膜置換手術(shù)。不過(guò)由于籠碟瓣血流動(dòng)力學(xué)特征比較差，已經(jīng)很少使用了。Bjork-Shiley和Lillehei-Kaster兩種斜碟瓣的出現(xiàn)成為機(jī)械瓣發(fā)展歷史上的重要事件。兩種心瓣均采用了“活”的浮動(dòng)式碟片，在瓣膜打開(kāi)的時(shí)候，碟片在支架的限制下傾斜到預(yù)先設(shè)定的角度。兩種機(jī)械瓣均實(shí)現(xiàn)了在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)封堵碟片與血流入口圓周良好配合，幾乎沒(méi)有重疊。因此也就降低了對(duì)紅細(xì)胞的機(jī)械損傷。使用中少量的血液回流可以對(duì)殘留血液和血小板產(chǎn)生“沖刷”作用，在理論上可以降低血栓的發(fā)生率。雖然后來(lái)出現(xiàn)的MedtronicHall瓣進(jìn)一步改進(jìn)了其性能，血流動(dòng)力學(xué)特性明顯優(yōu)于球籠瓣和籠碟瓣。雙葉瓣為最新的機(jī)械瓣設(shè)計(jì)，主要基于St.JudeMedical,Inc公司于1978年開(kāi)發(fā)的雙葉全PYC瓣。雙葉瓣有2個(gè)葉片，瓣葉打開(kāi)合理，開(kāi)口面積大，為中心血流型，是目前應(yīng)用最廣泛的機(jī)械瓣。生物組織瓣生物組織瓣分為同種生物瓣和異種生物瓣兩種。生物組織瓣通常具有良好的生物相容性和血流動(dòng)力學(xué)特性，在臨床中應(yīng)用廣泛。第一例同種移植手術(shù)由Ross在1962年完成，臨床效果良好。通體生物瓣移植可以采用患者自身其他部位的瓣膜（如將肺動(dòng)脈瓣到主動(dòng)脈），也可以采用自身其他組織來(lái)代替（如將自體取下的闊筋膜）。異種移植心瓣多以牛心包或豬心包組織取出，經(jīng)化學(xué)處理后可防止異體排異反應(yīng)，增加組織強(qiáng)度。隨著處理技術(shù)、固定技術(shù)及抗鈣化處理技術(shù)的不斷改進(jìn)，異種移植瓣膜不斷涌現(xiàn)。具有代表性的有：Hancockporcinexenograft生物瓣和Carpentier-Edwards生物瓣。介入瓣介入瓣又叫支架瓣膜，是隨著介入心臟病學(xué)的迅速發(fā)展而產(chǎn)生的微創(chuàng)介入心瓣。相對(duì)于外科手術(shù)，介入治療對(duì)人體的創(chuàng)傷微小、術(shù)后恢復(fù)快、不留疤痕、不損傷勞動(dòng)力，解除了很多患者的疾苦。20世紀(jì)90年代，人們嘗試著將導(dǎo)管介入術(shù)應(yīng)用在瓣膜置換上，尤其在2000年，Bonhoeffer等率先報(bào)道了帶瓣膜支架成功進(jìn)行肺動(dòng)脈瓣膜置換術(shù)的臨床應(yīng)用；繼后于2002年，Cribier等報(bào)道了首例人體經(jīng)皮主動(dòng)脈瓣膜置換術(shù)病例。經(jīng)導(dǎo)管瓣膜病介入治療方法的出現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了經(jīng)導(dǎo)管瓣膜置換的新時(shí)代，并取得滿意臨床療效。

使用情況使用情況目前，每年有超過(guò)個(gè)人工心瓣被植入到世界各地的患者體內(nèi)。目前臨床使用的支架主要分成5個(gè)基本大類：

心瓣制造商們不斷設(shè)計(jì)新的機(jī)械瓣和組織瓣。但是“理想”的心瓣還未出現(xiàn)，將來(lái)也不可能出現(xiàn)。一般認(rèn)為，“理想”的心瓣應(yīng)該具有如下特征：考慮到特定的瓣膜組織特性，心臟瓣膜設(shè)計(jì)需考慮如下三個(gè)方面的工程問(wèn)題：發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)最初，人工心瓣血流動(dòng)力學(xué)特性是設(shè)計(jì)者首要的方面。后來(lái)豬心包瓣在臨床上的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題，它的血流動(dòng)力學(xué)特性等于或優(yōu)于某些機(jī)械瓣。目前臨床已經(jīng)積累了心瓣長(zhǎng)期耐久性的數(shù)據(jù)，而后發(fā)現(xiàn)生物瓣的長(zhǎng)期臨床耐久性成為其臨床應(yīng)用的最大障礙。對(duì)于來(lái)源于豬和牛的生物心瓣來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)創(chuàng)新支撐支架的設(shè)計(jì)來(lái)減少應(yīng)力集中，還要改進(jìn)固定和安裝方式，引入更加柔韌的組織材料。如果前面提到的設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)都能夠解決，那么生物瓣將可以同時(shí)具備良好的耐久性和抗血栓能力（也正因如此，患者不再需要接受抗血栓治療），這勢(shì)必帶來(lái)生物瓣臨床使用的逆襲。介入心瓣因其微創(chuàng)植入方式降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)而被醫(yī)生和患者普遍接受。現(xiàn)在介入心瓣技術(shù)已經(jīng)不止用于危重病人的治療，還可以作為外科手術(shù)治療的替代方案用于普通病人的治療。為了更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，人們已經(jīng)開(kāi)始介入瓣自身的一些缺點(diǎn)和不足，例如瓣膜側(cè)漏和植入過(guò)程中的影像引導(dǎo)等。

面臨挑戰(zhàn)面臨挑戰(zhàn)如果要比較不同人工心瓣的“綜合”特征和表現(xiàn)是非常困難的，甚至是不可能的事情。不同的研究對(duì)人工心瓣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也各有不同。如果要研究人工心瓣的長(zhǎng)期特性，還需要對(duì)大樣本量的患者進(jìn)行長(zhǎng)期的觀察。在當(dāng)前階段，我們需要在心瓣材料、設(shè)計(jì)、治療方法等多個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。心瓣植入患者以及潛在的心瓣疾病發(fā)病人群的年齡對(duì)于瓣膜選擇和使用壽命的估計(jì)是非常重要的一個(gè)數(shù)據(jù)。適合于主動(dòng)脈瓣置換的人工心瓣也許并不適合二尖瓣的置換。因此，不可能確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷哪種設(shè)計(jì)是“最好”的人工心瓣。目前所用的人工心瓣，無(wú)論是機(jī)械瓣還是生物瓣，都會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的湍流應(yīng)力（可以引起紅細(xì)胞和血小板的致命性或半致命性損傷）以及比正常心瓣更大的壓力梯度和