无支架生物二尖瓣的进展

关键词： 无支架生物二尖瓣 二尖瓣替换

中国协和医科大学　心血管研究所　阜外心血管病医院

*　博士生

传统支架生物瓣设计与天然心脏瓣膜相差很大，由于瓣架的存在造成应力的集中，易导致瓣叶撕裂，二尖瓣失功〔1，2〕。传统生物瓣替换需要在二尖瓣环处植入硬环，术中不保留二尖瓣瓣下结构的完整性，这些都可影响术后效果和左心室功能。为了避免支架生物瓣的缺点，使生物二尖瓣更加符合生理要求，加之近年来对二尖瓣装置生理功能认识的深入，无支架生物二尖瓣再度受到重视。现就这方面的一些进展作一综述。

无支架生物二尖瓣的种类

根据无支架生物二尖瓣材料的构成可分为以下几类：

1.同种瓣：包括同种二尖瓣、主动脉瓣、肺动脉瓣。早在60年代就已开始同种二尖瓣替换的研究，由于当时手术方法和组织保存等限制，结果不很满意〔3〕。最近Acar等〔4〕报告43例病人接受超低温保存同种二尖瓣替换手术，其中21例为部分瓣膜替换，22例为全瓣膜替换，术后效果良好。随访14个月，超声心动图检查20例无二尖瓣反流，13例轻度反流，5例中度反流；瓣口面积：部分瓣膜替换为2.5±0.4cm2，全瓣膜替换为2.7±0.4cm2，跨瓣压3±4mmHg(1mmHg=0.133kPa)。

Ozdogan等〔5〕首次使用同一供体的主动脉瓣和肺动脉瓣为一男病人行二尖瓣和主动脉瓣替换，手术获得成功。术后超声心动图检查左心室舒张末期压力、容积和射血分数较术前均明显改善。Renzulli等〔6〕报告1例男病人因术后复发性心内膜炎连续两次使用机械瓣替换未愈，第3次手术应用同种肺动脉瓣行二尖瓣替换。术后超声心动图检查跨瓣压4.2mmHg，二尖瓣无反流，术后心内膜炎亦未复发。

在动物实验方面，Vetter等〔7〕利用新鲜羊二尖瓣植入10只幼羊体内。术后心导管和超声心动图检查瓣膜工作性能良好，检查长期存活动物(平均153±8天)植入的瓣膜在瓣环和肌处愈合良好；光镜检查瓣叶有轻到中度的胶原变性；电镜检查瓣叶内有大量的成纤维细胞，说明新的胶原合成。

2.异种瓣即猪二尖瓣。Vrandecic等〔8〕报告85例病人采用猪二尖瓣替换，术后随访74例，平均14个月，效果良好，病人心功能(NYHA)改善为I级，植入的瓣膜运动良好。

3.牛心包和自体心包二尖瓣。Deac等〔9〕使用自体心包制作无支架二尖瓣，其方法为术中取下10cm×5cm的长方形自体心包，浸入0.7%戊二醛5～10分钟，然后将其裁成近似梯形的两片，将两片侧缘用滑线连续往返缝合，形成底大口小的半锥体形，在每片心包底部距两侧缝线5mm处分别切去一个半月形，制成无支架生物二尖瓣。作者利用该方法为18例病人进行二尖瓣替换，术后超声心动图检查瓣口面积2.21～7.25cm2，平均4.43±1.24cm2。仅1例术后3个月因肌缝线断裂导致二尖瓣反流，再次行机械瓣替换和1例因细菌性心内膜炎再次手术。

Liao等〔10〕利用牛心包制成四片无支架二尖瓣，由1个大的前叶、1个后叶和2个交界叶组成，用两个环形心包片加固瓣环。植入动物体内，超声检查证实，此种瓣膜启闭运动与天然二尖瓣相仿，并保留二尖瓣环在心动周期中的运动，亦保护了二尖瓣装置的完整性。

4.利用生物组织工程制作的瓣膜。组织工程(tissue engineering)是一新兴科学，它把工程制造原理应用到生物学上，制造具有细胞活性心脏瓣膜替换病变瓣膜。它的基本原理是利用可吸收聚合物为支架，种植成纤维细胞后，继而种植内皮细胞形成一层单细胞包裹瓣叶，这种可吸收性聚合物支架在体内8周可被降解〔11，12〕。体外测试，该瓣叶最大张力与天然肺动脉瓣相差无几，且这种瓣叶已植入羊的肺动脉瓣。动物实验证明，术后8周用自体细胞制成的瓣叶较天然肺动脉瓣厚，弹性稍差，但超声心动图检查肺动脉瓣无反流和狭窄。免疫组化等检查证明，随着支架的降解，种植的细胞可继续生长〔13〕，并对植入的瓣叶再塑形。而用异种细胞制成的瓣叶效果较差。这种方法若能进一步完善，制造出能耐受左心系统高压的瓣叶，将具有重要的临床应用价值，为无支架生物瓣的研制提供了全新的方向。

无支架二尖瓣的植入方法

无论制作还是行无支架二尖瓣替换，都要首先确定被替换二尖瓣的各项参数，如二尖瓣环直径、瓣叶的宽度、腱索的长度等，以便选择与之相适应的瓣膜。利用心脏超声检查可测得二尖瓣装置的基本参数：舒张期测量二尖瓣前叶的宽度，收缩期测量二尖瓣环的前后径及二尖瓣环与肌顶部的距离〔4〕。动物实验证明，在心动周期中肌顶部变化幅度非常小(＜0.9mm)，可以忽略不计〔14〕。根据这些测量参数选择稍大(约大3mm)的生物瓣。

植入无支架瓣膜不应扭曲，以交界处肌〔4〕或2个纤维三角〔8〕为参考点。瓣环可连续或间断缝合，但瓣环有钙化时应间断缝合〔8〕。缝合从后交界开始，沿前叶、前交界、后叶进行〔4〕。

关于无支架二尖瓣植入后是否还需要二尖瓣成形环加固存在着争议〔3〕。有人认为，植入成形环后妨碍二尖瓣环的生理运动，而且成形环支撑瓣环或支撑瓣膜，能否还称之为无支架瓣。但也有人认为，使用成形环可使瓣环适应植入的瓣，半硬质成形环可吸收一部分心室收缩产生的机械力，减轻其牵拉力，否则这种力将直接作用在二尖瓣缝线上；另外成形环可使瓣叶有更大的面积减轻瓣下结构的张力〔4〕。虽然有动物实验证明〔15〕无论是软环还是硬环都不影响左室收缩功能；但是Glasson等〔16〕在动物实验中发现，二尖瓣环面积和周长从舒张末期到收缩末期逐步减小。

与传统观点是不一致的是在左室收缩期瓣环后部收缩，但瓣环前部却在收缩期变长，即使在前负荷减低时(阻塞腔静脉)整个二尖瓣环变化不大，而瓣环前部仍继续变长〔17〕。二尖瓣环的前部是主动脉与二尖瓣叶的连续区，由纤维组织组成，并固定在纤维三角处。瓣环前部收缩期的变长并不是主动脉收缩性扩张所造成的，因为主动脉根部扩张发生在收缩早期且持续时间很短，而二尖瓣环前部的变长持续整个左室射血期，高峰在收缩晚期。瓣环前部收缩期变长有助于左室射血期流出道阻力减低。这一现象的发现具有重要的现实意义，在行二尖瓣替换及二尖瓣环成形手术时要充分考虑到二尖瓣环的生理变化。

手术中要注意保护肌，防止损伤。根据肌的分型〔18〕，可采用端?端?.?侧或固定于心室壁外等方法〔3〕固定腱索和肌。腱索的张力大小及牵拉方向对左室功能有重要影响。Komeda等〔19〕利用等容双球技术(isovolumid double-balloon technique)在动物实验中证明，腱索的最佳张力为10g，这时左室因被动弹性回缩增加，取得更佳的充盈能力。腱索最佳舒张末期张力应达到既加强左室收缩功能，又不影响左室舒张功能。腱索张力太大是以牺牲左室舒张功能为代价加强其收缩功能；张力太低虽保留左室舒张功能，但松弛腱索在左室收缩期不能传导肌附着力，会导致二尖瓣脱垂。用同样的动物模型证明〔20〕，腱索前向和斜向牵拉与保留前肌功能有关，而后向和反向牵拉与保留后肌功能有关。

早期无支架二尖瓣替换术后的主要并发症是腱索断裂，腱索断裂后导致二尖瓣严重关闭不全。为了防止腱索断裂，Vetter等〔7〕使用2对人工腱索(ePTFE，膨体聚四氟乙烯)加固二尖瓣前叶。但天然腱索在高负荷情况下可延长10%～15%，而ePTFE在高张力下总长度变化＜2%，另外ePTFE有?蠕动性?(creep)现象，天然腱索则没有这种现象〔21〕。ePTFE是目前临床使用较多人工腱索材料〔22，23〕，植入体内后其表面光滑，没有血栓形成和钙化，并有内皮细胞覆盖，以ePTFE为支架可形成新生腱索〔23〕。Kobayashi等〔24〕根据心脏超声心动图检查结果证实，术后人工腱索ePTFE优于异种心包。

结束语

虽然临床及动物实验应用无支架生物二尖瓣结果表明：在开瓣压、开口面积、维持左心室功能等血液动力学方面显示其优良特性，但是随访时间短，病人例数少，其远期结果有待进一步观察。耐久性差是所有生物瓣的致命弱点，提高生物瓣的耐久性是生物瓣研制的根本方向。

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