鈦鎳合金人體植入件在臨床治療中的應用現(xiàn)狀

王 爽，高 捷，張光偉，王勇健，鈔 愈

(西安醫(yī)學院，陜西 西安 710021)

鈦鎳合金人體植入件在臨床治療中的應用現(xiàn)狀

王 爽，高 捷，張光偉，王勇健，鈔 愈

(西安醫(yī)學院，陜西 西安 710021)

鈦鎳合金以其良好的生物相容性，不僅廣泛應用于被人們所熟知的骨科和口腔科，還廣泛應用于其他臨床科室。介紹了鈦鎳合金植入件在以下臨床治療中的應用及其優(yōu)點:①室間隔缺損封堵器治療室間隔缺損和冠狀動脈支架精確定位輔助系統(tǒng)治療冠狀動脈開口病變;②治療顱內血管狹窄;③治療下腔靜脈阻塞綜合征;④治療食管阻塞以及食管氣管瘺;⑤治療呼吸道狹窄;⑥治療尿道狹窄;⑦治療膽道狹窄以及聽骨鏈重建。鈦鎳合金在臨床上的應用十分廣泛，但在我國的應用還相對較少，主要原因是我國的鈦鎳合金植入件主要依賴進口，而且價格高昂。

鈦鎳合金;人體植入件;臨床應用

0 引言

鈦鎳合金除具有獨特的形狀記憶功能外，還具有耐磨損、抗腐蝕和超彈性等優(yōu)異特點。更為重要的是，鈦鎳合金被認為是生物相容性最好的金屬材料之一，至今尚無應用于人體引起局部或全身的不良反應，或者致炎、致敏、甚至致癌的報道。在現(xiàn)代醫(yī)學中，鈦鎳合金在人體多個部位都有大量的應用，尤其是在骨骼及口腔的應用更為人們所熟知。其實，鈦鎳合金在臨床其他方面的應用也非常廣泛，比如在一些人體植入件上的應用。本文就鈦鎳合金植入件在臨床治療中的應用現(xiàn)狀做簡要總結，旨在增進人們對鈦鎳合金植入件的了解，并推廣其在臨床上應用。

1 心臟植入件

鈦鎳合金以其自身的優(yōu)點已經(jīng)廣泛地應用于各類人體植入件中，其中以心臟最為主要。

1.1 室間隔缺損封堵器

室間隔缺損(ventricular septal defect，VSD)約占先天性心臟病的20%，并且絕大部分為膜周部室間隔缺損［1］。以往臨床將開胸手術修補室間隔缺損作為VSD治療的金標準。但是，這種治療方法的缺點也相當明顯，如手術創(chuàng)傷大，術后有一定的并發(fā)癥，以及對患者生理及心理的影響較大等。針對這些缺點，介入治療逐漸成為室間隔缺損的主要治療方法，而鈦鎳合金封堵器在這種治療方法的發(fā)展歷史上起到了非常重要的作用。

2002年，Amplatzer發(fā)明了鈦鎳合金室間隔缺損封堵器(ventricular septal defect occluder，VSDO)，它是由超彈性鈦鎳合金絲編織而成，具有自膨脹性能的雙盤狀結構。經(jīng)過多年的發(fā)展，VSDO得到了進一步的完善，形成了外套膜VSDO。如今，這種方法已經(jīng)成為治療VSD的主流方法［2］。與開胸治療相比，VSDO治療室間隔缺損優(yōu)勢明顯:①治療方式從巨創(chuàng)改為微創(chuàng)［3］;②外套膜VSDO在硬的封堵器與心臟組織間增加了一層緩沖膜，減少了對心肌組織的機械損傷;③外套膜VSDO降低了血栓形成的風險;④外套膜VSDO可以避免溶血的發(fā)生;⑤外套膜VSDO能減少術中和術后的殘余分流［4－5］。

現(xiàn)在，這種治療方法已經(jīng)被廣泛地應用于臨床治療，鈦鎳合金作為其主要組成部分起著不可替代的作用。

1.2 冠狀動脈支架精確定位輔助系統(tǒng)

鈦鎳合金支架在冠狀動脈開口病變中也有相當重要的作用。所謂冠狀動脈開口病變，是指距主支冠狀動脈開口部3 mm以內的嚴重的粥樣硬化病變，屬于高危復雜病變。雖然臨床上也是采用微創(chuàng)介入的治療方式，但支架定位問題一直是介入治療的難點，也是導致植入效果欠佳的主要原因。所以，支架精確定位問題一直是國內外研究人員關注的焦點。鈦鎳記憶合金在這個問題的解決中也起到了不可替代的作用。Ostial Pro支架定位系統(tǒng)是世界上首例應用于臨床的支架定位裝置，它利用鈦鎳記憶合金協(xié)助實現(xiàn)支架的精確定位［6］。首先在體外設計好定位系統(tǒng)的形狀以及支架和該系統(tǒng)之間的距離，然后在介入手術前先將鈦鎳記憶合金支架定位系統(tǒng)裝置安裝于導引導管的前端，手術過程中先將支架推送入開口病變遠端，再將定位裝置推出指引導管，推出的裝置像電風扇的扇葉一樣貼緊冠狀動脈開口處的主動脈竇，扇葉即是支撐腿定位腳，共有4個，每個支撐腿定位腳的頭端分別有鉑金顯影點，在手術影像中的遠端顯影點形成的面即為主動脈的血管壁，這樣向后回撤支架時的近端顯影點落在這個顯影面上時，支架就到達了需要擴張的位置，這個過程也就實現(xiàn)了支架的精確定位。支架精確定位的實現(xiàn)，使得冠狀動脈開口病變的治療效果明顯提升。

2 顱內植入件

鈦鎳合金在腦血管支架中的作用也非常重要。大多數(shù)缺血性腦血管病是因顱內外動脈粥樣硬化致動脈狹窄及粥樣硬化斑塊破潰形成的栓子脫落所致［7］。臨床對比研究證明，腦動脈狹窄最好的治療方法就是直接置入支架［8］。自膨脹式鈦鎳合金支架由于其自身的優(yōu)點，成為臨床最常用的支架類型。

Gateway-Wingspan支架系統(tǒng)于2005年通過美國FDA認證，2007年在中國獲得批準正式應用。在應用鈦鎳合金支架之前，國內主要應用的是國產球囊擴張式支架。鈦鎳合金自膨脹式支架與其比較，優(yōu)點顯而易見:①治療效果好，F(xiàn)iorella等［9］報道78例患者的82處顱內動脈狹窄，術前平均狹窄程度為(74.6±13.9)%，用球囊擴張后的平均狹窄程度為(43.8±18.1)%，而應用鈦鎳合金自膨脹式支架治療后平均狹窄程度為(27.2±16.7)%，應用自膨脹式鈦鎳合金支架治療的患者發(fā)病率明顯較低;②術后短期和長期再狹窄率較低，Bose等［10］隨訪了多例應用鈦鎳合金自膨脹式支架治療的患者，他們6個月后的平均狹窄程度為(28.0±23.2)%，而術前為(74.9±9.8)%，術后即刻為(31.9±13.6)%，雖然有3例患者出現(xiàn)再狹窄，但無臨床癥狀;③柔順性更好，易于通過迂曲、狹窄的顱內血管，減少了對穿支血管的牽拉，較大程度上避免了醫(yī)源性血管痙攣、破裂和夾層的危險等。自2007年Gateway-Wingspan支架系統(tǒng)引入國內以來，在治療癥狀性顱內動脈狹窄方面的臨床報道也證實其具有良好的近期安全性和有效性［10－11］。

以上都說明自膨脹式鈦鎳合金支架在顱內血管狹窄的治療方面具有非常大的優(yōu)勢。

3 下腔靜脈植入件

下腔靜脈(inferior vena cava，IVC)癌栓引起的下腔靜脈阻塞綜合征的臨床癥狀主要表現(xiàn)為下肢嚴重水腫及腹水。癌栓主要來源于肝細胞癌(20%)及腎癌(4% ～10%)［12－13］，以往的臨床治療效果不佳。

現(xiàn)在，有研究人員在動物身上利用激光切割鈦鎳合金大支架治療下腔靜脈阻塞綜合征。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的球囊擴張或者置放一般支架的治療方法相比較，應用鈦鎳合金大支架優(yōu)點主要有:首先，鈦鎳合金具有良好的生物相容性，臨床治療非常安全;其次，研究發(fā)現(xiàn)，應用鈦鎳合金大支架治療動物，動物生存期優(yōu)勢明顯;最后，研究結果也證明，應用鈦鎳合金大支架治療不會造成與支架相關的并發(fā)癥。

雖然該研究目前僅限于動物實驗，但從取得的成果看，相信不久將會應用于臨床。

4 食管植入件

除了血管支架外，鈦及其合金還在食管病變中起著相當重要的作用。

4.1 食管狹窄

在對于各種原因導致的食管狹窄的姑息治療上，與其他治療方法相比較，鈦鎳記憶合金支架治療法，尤其是采用鼻胃鏡直視下釋放植入鈦鎳合金記憶合金支架優(yōu)點顯著，主要有:①定位準確，放置成功率可達100%;②創(chuàng)傷小，操作容易，安全性高，治療痛苦小;③術后可迅速并最大限度地緩解吞咽困難，改善全身情況并提高生活質量。

如今，鈦鎳記憶合金支架治療法作為一種較理想的姑息治療手段而被廣大醫(yī)務工作者認可并在臨床上廣泛應用。

4.2 食管吻合口瘺

胸內食管吻合口瘺是食管手術后最嚴重的并發(fā)癥。覆硅膠膜鈦鎳合金食管支架療法對于治療胸內食管吻合口瘺有非常重要的作用。與傳統(tǒng)治療方法比較，用覆硅膠膜鈦鎳合金食管支架療法的優(yōu)勢有:①手術死亡率低，只需一次手術，對患者損傷比較輕;②能夠迅速封堵瘺口，控制感染，避免了多次損傷;③能夠縮短治療周期，從而減輕患者的經(jīng)濟負擔。從這些優(yōu)點看，鈦鎳記憶合金支架治療法不失為一種微創(chuàng)、有效、經(jīng)濟的治療方法。

5 呼吸道植入件

鈦鎳合金支架在呼吸道狹窄，尤其是惡性氣道狹窄的治療上效果明顯。

臨床上治療氣道狹窄也可以采用硅酮、不銹鋼等材料制作的氣道支架。這些支架應用于氣管或支氣管治療，近期不良反應主要為咳嗽、咯血、痰液潴留、支架移位甚至發(fā)生窒息死亡;遠期并發(fā)癥主要為支架刺激支氣管壁導致肉芽組織增生等。而鈦鎳合金支架由于其與人體組織具有良好的相容性，與支架置入前相比較，患者原有的咳嗽、咳痰均未加重，相反，由于氣道狹窄得以解除，呼吸困難緩解，咳嗽和咳痰均逐漸減輕。

以上充分說明，鈦鎳合金支架應用于呼吸道狹窄治療效果良好。

6 泌尿外科植入件

近年來，鈦鎳合金在尿道狹窄的臨床治療上也起著非常重要的作用。

鈦鎳合金支架于1988年開始用于治療尿道狹窄，臨床效果良好。與其他治療方式相比，優(yōu)點主要有:①鈦鎳合金作為支架管生物兼容性好，管徑柔軟，富有彈性，不會損傷新建尿道;②鈦鎳合金支架擴張尿道后，尿道通暢性好，不易感染;③利用鈦鎳合金支架管后尿瘺發(fā)生率為0%，而其他治療方法尿瘺發(fā)生率為15% ～30%;④對于高齡前列腺增生癥患者合并其他臟器嚴重疾病不能耐受手術的，用網(wǎng)狀鈦鎳記憶合金支架治療效果較好［14］。基于以上優(yōu)點，鈦鎳合金支架在臨床上的應用將越來越廣泛。

7 其他植入件

鈦鎳合金除了在以上方面的應用外，還有一些其他特殊的臨床應用。

7.1 膽管支架

臨床上一般認為，對于膽道梗阻引起的黃疸最有效的治療方法是手術解除梗阻。然而由于惡性腫瘤或其他原因引起的梗阻性黃疸，導致患者不能耐受手術者適合應用姑息性治療手段。而且，一般認為，只要引流40%左右的膽汁就能達到明顯的降黃效果［15］。基于以上原因，膽道支架應運而生，以鈦鎳合金為主要組成部分的覆膜自膨式鈦鎳合金支架已經(jīng)成為臨床上解除膽道梗阻性黃疽的主要姑息性治療用具。臨床上一般以聚氨酯和膨脹式聚四氟乙烯氟化乙烯丙烯(ePTFE-FEP)自膨式鈦鎳合金支架應用較為廣泛，而且效果較好:①總體上講，與外科手術相比較，該治療方法創(chuàng)傷小、痛苦輕、可靠而安全;②這種支架有耐腐性、耐熱性、自潤性和不易脫模等特點，能夠抵抗細菌滋生，并減少膽汁結殼作用造成堵塞的風險［16］;③通暢性良好，巨噬細胞附著力低于其他材料;④能夠成功阻擋腫瘤長入，對于患有遠端惡性梗阻性黃疽的患者其療效顯著。Schoder等［17］報道稱，使用覆膜支架能達到無支架梗阻的良好臨床效果，而這種類型的支架具有錨定于兩端的側翼，PTFE膜能對未來腫瘤的長入形成有效屏障，因而能提高支架的通暢率。

7.2 聽骨鏈重建

約40%～90%的鼓室成形術需要做中耳聽骨鏈重建［18］。鈦鎳合金在這個領域也有著重要的用途:①鈦鎳合金是一種良好的骨結合與骨傳導性生物相容性材料，鈦表面的氧化層具有負極性，組織液中的陽離子主要是Ca2+，它可吸附在材料表面，介導陰性大分子如蛋白多糖吸附在材料表面，創(chuàng)造一個良好的人工細胞外基質，從而滿足細胞正常生長的需求［19］;②鈦鎳合金具有生物相容性和組織親和性好、無毒性、耐腐蝕、密度低、與鐙骨連接牢固、不易脫位等特點;③通過對開放式鼓室成形術伴I期聽骨鏈重建的慢性中耳炎病例的分析，并進一步觀察術后聽力改善情況，并對可能的影響因素進行探討，表明鈦鎳合金對于聽骨鏈的重建優(yōu)于其他材質。

8結語

鈦鎳合金人體植入件在臨床治療中有著重要的應用，但目前在我國醫(yī)療行業(yè)中的應用量還相對較少，其主要原因有以下幾點:首先是人們對其在醫(yī)學上應用的了解還十分有限，只知道其在骨科及口腔科的應用，對其他臨床應用知之甚少;其次是由于現(xiàn)在臨床應用的鈦鎳合金植入件大多依賴進口，價格比較昂貴;再次是多數(shù)患者不能用醫(yī)保支付，而個人支付能力有限，這也在一定程度上阻礙了鈦鎳合金在臨床上的應用。打破國外壟斷，實現(xiàn)鈦鎳合金人體植入件的國產化，是推廣其在我國臨床應用的關鍵。

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Special Clinical Application of Titanium-nickel Alloy Human Implants

Wang Shuang，Gao Jie，Zhang Guangwei，Wang Yongjian，Chao Yu
(School of Xi’an Medical University，Xi’an 710021，China)

Titanium-nickel alloy is widely used in clinical such as orthopedics and dentistry because of good biocompatibility.While this paper summarizes some special clinical applications in several aspects:①cardiovascular stents，②intracranial vascular stenosis，③inferior vena cava，④esophagus，⑤respiratory tract，⑥urinary tract，⑦biliary tract and ear diseases.Clinical application of titanium-nickel alloy is very extensive but relatively less in China because of its dependence on import and high price.

titanium-nickel alloy;human implants;clinical application

10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2014.02.002

2013－10－08

陜西省科技廳青年基金資助項目(2011JQ4005);陜西省科技廳基金資助項目(2012KJXX-43);陜西省教育廳基金資助項目(2013JK0761)

王爽(1978—)，男，副教授。