Y型硅酮气道支架的临床研究现状

钟旭飘，王锋，汤宁，谭景霞，叶群，周立，唐国盛

深圳市美好创亿医疗科技有限公司，广东 深圳 518000

引言

气道支架未被被应用于临床之前，诸如肺结核、气管缝合重建等造成的气管、支气管增生性狭窄，常使用切除手术以及结合药物进行治疗，但手术造成患者的二次损伤过大，损伤无病变组织，后续药物治疗负担过重。针对该突出临床问题，研究者利用人体组织工程学原理并结合组织解剖学，对人体气道组织以及肺部气管进行了充分的研究，并实现了气管模拟仿生，利用模拟自体气管气道结构的制备的支架管道对病变腔道进行修复重建，也就是人工气道。自1965年Montgomery研发出第一款管状硅酮支架即Montgomery支架后，后续临床中有Polyflex支架、Vergnon支架及Novatech 的Dumon支架等硅酮类支架；其后，亦有如Palmaz支架、Strecker支架、Wallstant支架和Ultraflex支架等金属支架产品相继应用于临床治疗[1]。

1 气道支气管的发展

良性气管增生狭窄病变的原因包括气管软化、肺气管结核、气管内插管切开以及气管四周病变压迫等。由于肺结核等呼吸道类疾病在我国的发病率相对较高，对应呼吸系统的治疗手术如插管等引起的并发症也渐渐增多，尤其是良性气道狭窄等并发症状。尽管气管狭窄传统标准是手术切除治疗，但并非所有狭窄气道疾病患者皆适宜采取手术切除。支架外的腔内介入治疗手段仍然具有较大的弊端，诸如针对气道狭窄的热疗、微波手术等，狭窄部位组织可能受能量刺激再度增生。激光手术治疗则存在着气管穿孔出血的风险，从而引起更严重的手术并发症。相对于临床上较为前沿的冷冻治疗手段，由于自身存在着治疗的延迟性效果，使得该治疗手段存在着不适用于重度、极性瘢痕性狭窄。支架置入在血管、食管成形中的成功应用，却为气管狭窄的治疗带来了新的思路。在20世纪末，研究者就开始把支架置入术应用于气管狭窄的治疗当中，随着气道管理产品线的丰富以及支架植入手术的接受度增大，气道支架越来越多地应用于临床。针对良性狭窄气道的治疗，目前主要采用植入支架方法进行处理[2-3]。

2 气道支架置入的适应症

置入支架治疗恶性气道狭窄，已获得公认为最优的手术气道疾病解决方案。硅酮气道支架适用于为维持气道的打开，在狭窄气管或切除梗阻后膨胀，尤其适用于以下症状：气管肿瘤；狭窄、瘢痕的气管；吻合术、移植手术后的气管狭窄；多数情况下的内外压力下直径非正常性缩小。而Y型硅酮气道支架更适用于中心近隆突部位气道狭窄、气管或支气管瘘口、气道食道瘘、隆突部位的组织增生性狭窄和破损等[4]。

3 气道支架置入的常见并发症及其处理

3.1 肉芽组织增生

相对于个别全金属支架植入后发生肉芽组织过度增生，硅酮气道支架具有较好的组织相容性，但是在现有的临床研究上仍存在35%以下的硅酮支架植入患者气道形成肉芽组织。

3.2 支架移位

若临床选用的支架尺寸偏小，硅酮支架径向支撑力不足，与气道壁之间的摩擦力小，更易发生移位，同等问题也会出现在覆膜金属支架当中，发生移位后容易造成气道堵塞窒息。而相反，裸金属支架不存在覆膜堵塞风险。

3.3 支架受损及气道损伤

人体气管组织具有良好应变性能，收到纵向横向径向的各种引起形变的拉伸性能，气管组织随着机体的运动如颈部拉伸呈现出不同程度的张力，而植入支架必须具有良好的耐疲劳、形变性能，以放置支架受力断裂，引起气道组织的二次损伤或堵塞气道，硅酮气道支架材料具良好的形变能力、拉伸性能，很好地适应组织的应力变化不易崩坏。其外，气管壁二次损伤引起大出血、气管或支气管瘘、咳血等，相对于硅酮气道支架，类似严重并发症较常见于早起使用的金属不锈钢支架。当发生气道壁损伤及大出血时，往往需要外科开胸手术治疗，加大患者负担。

3.4 粘液潴留

硅酮支架具有良好的形变能力，但无法实现正常人体气道的蠕动功能，造成气道分泌物、杂质清除功能受阻，临床上常常使用雾化、支气管镜介入进行植入术后清除护理。

3.5 支架放置与型号不对应

由于硅酮气道支架具有相对较大的径向支撑力，在临床使用过程中往往需要使用手动的方式进行压缩，但往往压缩程度不足而影响到配套使用硬质支气管镜的Profile，造成某些本可以达到的治疗区域最终无法达到。此外，现有的硅酮支架多数采用直形设计，并不能满足不同人种的需求，更加需要贴近患者的生理结构需求，各类型的硅酮气道支架如Y型硅酮气道支架、缩颈型气道支架等应运而生[5]。

4 Y型硅酮支架临床应用现状

国内临床上现有的气管支气管支架生产厂家有常州的佳森医用支架器械有限公司的镍钛记忆合金自扩张式医用内支架、南京微创医学科技股份有限公司的金属编织气道支架、淮安市西格玛医用实业的覆膜气管支架，其中以南京微创、西格玛公司产品优势为主。而临床上使用的进口气道支架系统代表性企业产品有COOK库克的气管支气管支架及导引系统、波士顿科学的Ultraflex的气管支气管支架系统、Novatech的DUMON支架、Merit的AERO支气管支架系统，四家主流国外厂家占据国内市场气管支气管市场份额，且以覆膜支架为主。

硅酮支架除去在价格和经济方面、譬如径向支撑力，生物相容性方面等临床性能方面优势较为明显外，最大的优势在于硅酮支架可以在植入气道与达到治疗目的后取出，避免了人体系统本身与外植入物的生理排异反映，治疗手段更加安全有效，并发症概率更低。Y型硅酮气道支架临床应用多年，最新临床研究表明仍然存在较多问题。其中随着现有材料评估技术都较为成熟，如镍钛合金、硅胶等支架产品已被大量临床使用，而支架的手术放置操作反而成了最主要的临床问题，国内外有研究者针对支架置入手术操作过程进行分析，由于狭窄不而引起支架放置错位，气管软化容易引起气管破裂，同时气管支架产品都需要配合硬质气管镜一起使用，而患者颈部脊椎病症造成颈后伸不足、气管部位狭窄开口过小造成插入困难。而Y型硅酮气道支架置入时，存在比较典型的问题就是主气管狭窄而造成支架前推困难。另外在支架放置手术过程中，需要加强对患者病人的监护，确保不发生严重的心血管事件[6]。

为了避免手术放置失败，提高硅酮气道支架放置成功率，应注意做好放置手术前准备并评估狭窄气道部位尺寸大小，评估气道狭窄类型，掌握好适应症。狭窄部位包括主支气管严重狭窄时，可使用球囊预前充分扩张或随球囊扩张前推支架进行放置，气道瘘患者支架放置应尽量将其查到瘘口远端，并且支架无法前推到狭窄官腔内时，可对硅酮支架进行现场的裁剪加工。

沈世茉等[7]与吴雪梅等[8]使用Y型DUMON气道支架资料复杂性的气道病变治疗，手术操作过程顺利且术后耐受好、无异物或胸痛述求，随访检查中发现存在左主支气管支架远端新生物堵塞部分管腔、存在支架上端存在部分肉芽阻止生长，需要结合活检钳与冷冻治疗对肉芽进行治疗。后续跟踪研究发现存在咳痰困难以及气管软化造成支架贴壁效果过差的患者各一，需要使用氨溴索雾化进行缓解。董红意等[9]使用Y型DUMON支架治疗复杂性气道病变，置入手术操作无问题，未出现支架移位情况，部分患者则出现刺激性干咳、咳血、肺部感染病例，需对症进行对应的治疗缓解症状。

除了国内临床研究外，欧美日各国家亦做了较多方面关于硅酮气道支架的临床研究。其中，亚洲临床代表性国家就有日本鲜有对疱疹病毒科食道炎患所形成的气道瘘患者使用DUMON的Y型硅酮气道支架，针对肺结核良性病变引起的左侧支气管堵塞、右侧主支气管分叉狭窄，选用最合适的Y型DUMON支架，临床还遇到脊柱前弯处狭窄，引起硬质镜置入操作困难[10-13]。针对支架植入操作困难的问题，中村 治彦等[14]少有地提出了采用柔性支气管镜以及气管钳，在局部麻醉的情况下经口植入支架产品，摆脱全身麻醉以及硬质镜的局限性。其外，还有较多的日本临床专家对肺部肿瘤引起的气道狭窄、食道瘘等气道问题采用了Y型DUMON支架，并指出相关使用的经验和临床问题，大量研究者针对DUMON的Y型支架进行了多年的跟踪性研究，指出产品质量效果显著，但产品实际置入操作以及术后管理仍然存在问题，少有地暴露支架植入4个月后存在细菌增生的现象[15-18]。

欧美大量的临床研究结果显示Y型硅酮气道支架的临床效果亦较为显著，尤其是针对代表性产品DUMON的Y性硅酮气道支架，国外对各类型病症引起的气道狭窄、增生或者食道瘘做了大量的临床使用效果研究[19-24]。诸如Lehingue等[25]研究者对46例患者使用Y型硅酮气道支架，其余29例附有SEMS的Y型硅酮气道支架，其研究结果显示，使用Y型硅酮气道支架的46例患者的手术时间明显短于附有SEMS的组别患者，两种手术出血量与术后表现均正常无明显差异；Y型支架对主气管与支气管分支隆突部位病变治疗的效果最为明显，Nam等[26]连续四年对11例患者进行球囊扩张、铷钇铝石榴石激光切除术来进行气道扩张，其中病例研究中就包括有结核后狭窄、气管插管后气道狭窄、手术后软化等多种病症，Y型硅酮气道支架植入后所有患者的临床症状皆得到了缓解，植入体内时间为439天（所有病例时间范围在119～1729天），晚期并发症主要体现为组织形成64%。

Schweiger等[27]利用3D打印技术在体外构建模拟气管Y型硅酮气道支架模型，充分解决了不同患者气管直径、中心气管与支气管夹角差异、气管长度等问题，并首次在2位患者中使用了硅酮材料3D打印的Y型气道支架，临床使用效果良好，支架与患者气管实现了很好的适配性。Takagi等[28]从1996年至2006年间对20例隆突的气道狭窄患者在硬支气管镜下使用DUMON的Y型硅酮支架进行治疗，支架放置时间为10天至20个月（平均4个月），临床结果显示存在部分置入手术不容易操作，尤其是分叉上方狭窄或气道偏曲的患者等问题。Higuchi等[29]结合内镜球囊扩张、激光消融和支架植入策略手段对支气管吻合手术后狭窄并发右侧肺移植特发性肺纤维化患者，使用经过改良的Y型的DUMON硅酮支架，于两个月后取出，检测结构显示患者气道直径保持良好。

由国内的代表性临床研究可见，现有阶段对Y型硅酮气道支架适用的临床对比性研究，仍表现出该产品的临床使用价值以及临床使用效果，但针对临床上使用以及操作引起的问题仍需要进行改进，以降低产品植入后并发症的产生。

5 展望

Y型硅酮气道支架在临床上使用得较为成熟，其中最为代表性DUMON的Y型硅酮支架，临床使用效果显著。针对该产品的临床使用出现的并发症以及医用工作者操作等使用问题，国内外都做了相关的临床应用分析改善研究。总的来说，针对Y型硅酮气道支架于患者的病灶部位差异性，需要实现临床时的灵活性调整，以配合各个体差异性，如可实现产品的临床现场加工以及3D打印定制化编辑；而对于产品的主要操作应用方面，需要结合患者的实际情况对常规的硬质镜介入操作进行改善，同时需要结合硬质镜介入的可能性配合软质镜以及手术钳、球囊扩张进行灵活处理，支架应当配套相关手术操作零部件器械供临床医师选择；针对临床并发症问题，临床需要加强Y型硅酮气道支架置入后的随访跟踪，需要考虑到介入后支架贴壁情况、肉芽组织增生等情况，鉴于支架位于人体呼吸道部位，长时间植入容易滋生细菌等情况，可考虑结合抗菌性材料提高产品的耐受性。由此可见，Y性硅酮支架仍有较大的改良研究空间。