一、支架取栓術所致的血管損傷

使用取栓支架進行AIS的血管內治療，在取得較高的血管再通率的同時，應考慮到腦血管對機械損傷的敏感性，所以裝置本身產生的血管損傷不容忽視。

臨床上，取栓裝置所致血管損傷的表現多樣：

·宏觀上：

可導致血管內皮剝脫、夾層、穿支血管損傷和撕裂等，可能造成嚴重的臨床后果，如出血、夾層、再閉塞和再通失敗等，導致患者的預后不良。

·微觀上：

血管閉塞后血管內皮細胞的血流剪切應力改變以及血栓對血管內皮的毒性作用，會影響內皮細胞間、內皮細胞核中膜平滑肌細胞間的信號傳導，可以引起一系列生長因子和細胞因子(如血管內皮生長因子、腫瘤壞死因子α、白細胞介素1β和白細胞介素6)的釋放，導致出現一系列級聯放大反應最終造成血管內皮的功能障礙、血腦屏障的功能完整性喪失以及繼發性神經元損傷。

血管再通后這些損傷可不同程度的恢復，而血管內皮功能難以完全恢復甚至加重。這種機械損傷已在體外細胞模型、動物模型和人類臨床影像學資料等不同維度得到證實，如在家兔的頸動脈取栓模型的研究中，于取栓后1周和2周可以觀察到血管內膜增厚和水腫，與4mm直徑的取栓裝置比較，6mm直徑的取栓裝置造成的血管內膜損傷程度更加明顯。

在家豬實驗模型的研究中有學者使用血管內光學相干斷層掃描觀察取栓后的血管損傷表現以及與組織病理學標本進行對照，發現取栓后1、3和6h血管內皮出現剝離，與之相對應的可見組織病理學標本的血管內膜夾層出血和中性粒細胞浸潤。

來自取栓術后高分辨磁共振影像學研究發現，取栓可導致病變血管壁增厚和強化。來自體外細胞平臺的研究亦證實了體內動物實驗的結果,并且展示了不同取栓裝置對血管損傷的異質性。

二、取栓裝置結構的設計對血管損傷的影響

降低取栓裝置對血管損傷的同時，最大限度地發揮其恢復腦血流的作用是取栓裝置設計面臨的重要問題。取栓裝置為超彈性鎳鈦合金制成的網籠結構，用以捕獲血栓并機械地從體內移除血栓，支架筋條的徑向支撐力作用于血管壁，在釋放支架和打開狀態下移動支架的過程中，不匹配血管解剖結構的支架系統可能會造成血管壁的機械損傷。

取栓裝置的設計涉及生物力學、力生物學和材料力學等學科，目前學界仍缺乏針對取栓裝置的結構對血管壁影響的力學分析和實驗研究。有學者針對體外仿真取栓支架的力生物學特性進行了探索，并對半閉環取栓裝置的結構、釋放、移動過程進行了有限元模擬分析，提出了支架的外部設計應更加平滑，以減少其應變峰值，為取栓裝置的設計提供了有益的借鑒。

目前，更多的、可借鑒的信息來自于網孔樣鎳鈦合金血管支架，此類支架(特別是大型號支架)對血管壁的損傷已經在體外數學、力學模擬和不同種屬的動物實驗中得到證實。

綜合現有的有限元模型分析和動物實驗結果認為：支架系統大于置人靶血管的尺寸和順應性差是導致血管內皮嚴重損傷的兩個重要因素。通過有限元分析和評估血管內治療技術對機械取栓裝置減輕血管損傷的設計具有指導意義。

三、機械取栓裝置的結構設計現狀

目前，常用的取栓裝置有Solitaire、Trevo等二代支架取栓裝置，為了提高取栓效率和降低并發癥的發生率，學者們對取栓支架進行了改良，如 Trevo XP、NeVa""和ERIC支架等，在腦缺血機械取栓試驗中取得的良好效果,并廣泛應用于臨床。

新一代Solitaire取栓支架Paltinum在降低血管損傷上也做出了一定的改進，如顯影標記頭端更加圓潤和可視化更好等。Trevo支架是目前臨床上應用較為廣泛的取栓裝置其頭、尾部各以10mm長的半支架形成“錐形”過渡，從而更好地滿足較細及遠端血管。

也有學者經過長期的研究指出，Trevo支架組的血管開通率高于Merci支架組，疾病可得到更有效的控制，且患者的預后良好率(改良 Rankin 量表評分為0~2 分)高于Merci支架組(40.0%對比22.0%)，兩組病死率的差異無統計學意義(15%對比23%,P>0.05)。

然而在清除血栓時，脫落栓子可隨著血液流動堵塞遠端血管，而且取出支架可能會引起其他繼發性疾病，如血管壁內膜損傷等，一定程度地增加了治療風險。

而最新研發的Trevo XP支架已將10 mm的無效段去除，并給予更輕盈的頭端無損傷設計,支架推送和操作時對血管的損傷更小NeVa"支架包括3個部分：

1、初始段是一個封閉的細胞支架結構,可以壓縮血栓，并即可恢復血流(血流恢復區)；

第二部分由2個大的、開放的區域組成,金屬覆蓋面積最小，被稱為“降落區”，它們以90°的角度相互偏移，可為堅硬、白色、富含纖維蛋白的血栓提供入口點；

最后一部分是一個封閉的籃狀”結構,用來保留進入擴大的滴入區”開口的血栓該裝置采用了 Drop Zone 技術,具有閉合的遠端尖端和強大的擴張徑向力。

有學者通過回顧性分析認為NeVa支架取栓的首次通過率和最終再通率均較高，且操作迅速、安全，無重大并發癥發生，與傳統的支架相比，該支架的回收設計可更有效地回收所有類型的血栓。

ERIC支架是由3~5個直徑為3~6 mm之間相互連接的“球形籠”組成，最終的工作長度為15~44 mm。該裝置的設計限制了與血管壁的接觸點,可以潛在地減少血管創傷;與經典器械相比，不良事件的發生率相同。

四、血管解剖結構對支架結構設計的影響

以上取栓支架的具體結構和尺寸均有所不同，但均為“直筒形”設計，支架遠、近端直徑相同，而腦血管近、遠端直徑往往逐漸變小，故支架遠端完全釋放后其直徑大于目標血管的直徑。

反觀腦血管其近、遠端直徑往往具有較大差異，如前循環動脈，從近端頸內動脈顱內段至遠端大腦中動脈M2段為漸細的結構[頸動脈末端的直徑為(3.6±0.4)mm.大腦中動脈近端起始部的直徑為(3.1±0.4)mm,M2 起始部的直徑為(2.4±0.4)mm)][32]。

均一直徑的取栓支架置人血管后，由于遠端血管直徑較小，相當于較大直徑的支架置人較小直徑的血管中，故而遠端血管承受的應力較大。

當拉動支架取出血栓時相當于在血管中拉動一個大直徑支架，其產生的摩擦力和血管形變對血管損傷的可能性較大。

這一效應可能在彎曲的血管中得到放大，對血管的損傷更大腦血管多迂曲,且顱內、外段血管管徑不一，支架取栓時不能與血管壁良好的貼合:還需指出的是，在干預過程中，由于迂曲血管使得支架軸向方向發生形變,容易影響療效，并且還可能導致血栓碎裂，使其遠端血栓脫落的風險增加。

此外，在國人AIS的病因譜中，顱內動脈粥樣硬化狹窄(ICAD)的占比較高,文蘭報道可達 46.6%；而在西方國家發生ICAD的比例很低，現有的取栓支架是針對西方患者的血管解剖條件和疾病特點設計，并未考慮ICAD會加劇血管直徑的不均勻程度，所以增大了取栓難度，導致國內取栓手術發生再通失敗或再閉的概率較高。

來自亞洲人群的研究發現，合并ICAD的取栓手術面臨著更加復雜的情況，發生再通失敗或再閉塞的概率較高，這與潛在的血管內皮損傷密切相關。特別是我國卒中高發且卒中病因譜中ICAD也高發，使得取栓手術更加復雜和困難。

為了適應血管的解剖結構，學者們對神經介入器材進行了探索，設計了漸變直徑的頸動脈支架,其遠端直徑為6mm，近端直徑為8mm，更加貼合頸動脈起始處的解剖結構，通過有限元分析以更好地適應眾多頸動脈分叉處病變的管腔形態。

目前已有針對頸動脈支架置人術的有限元分析研究，目前，“直筒形”設計的支架與腦血管近、遠端直徑逐漸變細的解剖結構不相符，取栓時容易損傷血管壁，且不易與血管壁很好的貼合。

因此，為了適應腦血管的解剖結構，使其更容易到達病變血管處，最大程度地減少對血管壁的損傷，從而提高手術的安全性，可考慮將支架的“直筒形”設計改進為適應血管結構的“錐形”設計，使其直徑尺寸與血管直徑差值較小，支架置人遠端血管后展開的更充分。

內容來源：《機械取栓裝置所致血管損傷及相關結構設計的研究進展》DOI:10.3760/cma.i. cn112050-20221125-00552