用于 1 区胸主动脉瘤修复的 3D 打印辅助医生改良开孔内移植物

摘要

该方案描述了一种在 3D 打印的帮助下使用医生改良的有孔内移植物修复 1 区主动脉弓动脉瘤的方法。

摘要

主动脉弓动脉瘤是一种危及生命的心血管疾病，需要及时的医疗干预。1 区的动脉瘤通常涉及多条分支动脉，使修复具有挑战性。开放手术修复通常会导致严重的手术创伤、大量失血和手术时间延长。随着血管内技术的进步，开窗/分支胸腔内主动脉修复术 （F/B TEVAR） 已被用于主动脉弓修复和分支动脉重建。F/B TEVAR 的支架移植物需要根据患者解剖结构进行个性化修改和制造。医生改良的开孔内移植物 （PMEG） 为 1 区个性化主动脉弓动脉瘤修复提供了一种可行的方法。然而，制造 PMEG 需要对解剖学有透彻的了解和丰富的经验，这对大多数外科医生来说都是一个挑战。为了简化这一过程，使用了 3D 打印来协助精确的开窗。由 3D 打印引导的 PMEG 可增强分支动脉通畅并减少 F/B TEVAR 后的术后内漏。需要进一步随访以评估该技术的长期益处和疗效。

引言

主动脉瘤是常见的危及生命的主动脉疾病，需要及时评估和治疗干预¹。主动脉弓动脉瘤通常累及主要动脉分支，包括无名动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉¹。根据美国心脏协会/美国心脏病学会临床实践联合委员会指南，主动脉分为 11 个着陆区²。修复 1 区的主动脉弓动脉瘤需要重建主动脉弓分支动脉，这带来了重大的解剖学挑战。

主动脉弓修复的最初方法是开放手术修复。DeBakey 等人于 1957 年首次成功修复主动脉弓动脉瘤³。然而，一些限制限制了开放手术修复^{术 4} 的应用，包括严重的手术创伤、大量失血、高并发症发生率和延长的手术时间⁵。随着血管内技术的进步，胸主动脉腔内修复术 （TEVAR） 已被证明可有效治疗胸主动脉瘤和夹层 ^6,7,8。在传统 TEVAR 的基础上，开发了 fenestrated/branched 胸主动脉腔内修复术 （F/B TEVAR） 以解决涉及分支动脉的胸主动脉瘤 ^9,10。值得注意的是，F/B TEVAR 在夹层后胸腹动脉瘤患者中显示出很高的技术成功率和可接受的术后死亡率^11,12。

F/B TEVAR 可以恢复正常的生理血流，并在胸主动脉瘤修复后实现分支动脉的高通畅率^13,14。主体支架移植物上的精确开窗对于重建分支动脉至关重要。1 区的主动脉弓动脉瘤通常涉及多条分支动脉，需要具有三开窗的支架移植物。然而，目前的市售支架不能根据个体患者的解剖结构进行定制。医生改良的开孔内移植物 （PMEG） 为 1 区胸主动脉瘤的个性化治疗提供了一种可行的替代方案^15,16。

成功制造 PMEG 需要大量的实践和经验，这对许多外科医生来说可能是一个挑战。为了简化制备过程，本文提出了一种为 F/B TEVAR 制造 PMEG 的方法。使用 3D （3D） 打印在主体支架移植物上实现精确的开窗，然后在适当的方向连接分支支架。本研究报告了 21 名使用 PMEG 接受 F/B TEVAR 的患者的病例系列，为该技术的疗效和适用性提供了新的见解。

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研究方案

此处描述的手术方案由南京大学医学院附属南京鼓楼医院伦理委员会批准。Written 来自参与本研究的患者。材料 表中列出了试剂和所用设备的详细信息。

1. 术前评估

1. 应用以下纳入标准： 18 岁以上的患者;使用计算机断层扫描血管造影 （CTA） 确诊主动脉 1 区的主动脉瘤;无 F/B TEVAR 禁忌症;手术的知情同意书。
2. 应用以下排除标准： 患有其他主动脉疾病（如主动脉溃疡和夹层）的患者;患有严重并发疾病（如肾或肝功能衰竭、未控制的糖尿病、严重活动性感染）的患者;孕妇;接受过主动脉弓手术的患者。
3. 进行术前 CTA 并重建主动脉以评估主动脉瘤的位置（图 1A、B）。
4. 进行其他检查，包括常规体格检查、血液检查和尿液检查。

2. 准备 3D 打印模型

1. 将患者的原始 CTA 数据（DICOM 格式）导入 3D 重建软件。
2. 单击 SEGMENT 并通过定义最大和最小阈值来执行阈值。
3. 单击 Calculate Part 创建主动脉的 3D 预览。
4. 单击 Edit Masks 以优化 3D 模型。
5. 将 3D 模型导出为 STL 格式文件。
6. 将 STL 格式文件导入仿真分析软件。
7. 单击 Edit-Select Outliers 以删除大多数无效点。
8. 接下来，单击 Edit-Discontinued Components。使用 Separation 和 Size 选项识别剩余的无效点，然后将其删除。
9. 单击 点 - 减少杂色 并选择 自由形状 以减少杂色数据。
10. 单击 Points-Wrap 以生成带有多边形包裹的 3D 模型。
11. 单击 Polygons-Fill Holes-Fill Single 以填充 3D 模型中的孔。
12. 单击 Decimate 根据曲率简化模型。
13. 单击 Smooth-Relax/Sandpaper 以细化模型表面。
14. 点击 Repair-Defeature 进一步优化模型。
15. 通过在 3D 模型上剪断分支动脉来设计开窗。
16. 将最终的 3D 模型导出为 STL 格式文件（图 1C）。
17. 将 STL 格式文件导入 3D 打印机，并使用生物相容性透明 MED610 材料打印主动脉的 3D 模型。
18. 用环氧乙烷对模型进行消毒，以准备对其进行 PMEG 的修改。

3. PMEG 的术中制备

1. 手术前，将带有主体支架移植物的产鞘放入无菌 3D 打印模型中。
2. 释放 3D 打印模型内的主体支架移植物。
3. 使用记号笔标记分支动脉的开窗（图 2A）。
   注意：在金属边缘之间放置标记，以防止干扰支架扩张。
4. 使用电烙笔在标记位置创建开窗（图 2B）。
5. 缝合金属线圈作为开窗处的选择标记。
6. 使用导丝约束主体支架移植物，将直径限制在原始支架的 50%-70%。
   注意： 完成支架改造后，将导丝穿过支架移植物的远端输送鞘。对称地将 4-0 条不可吸收的缝合线放在开窗两侧的后部，并将它们牢固地固定在导丝上。
7. 将准备好的 PMEG 重新安装到主体支架的输送护套中。
8. 植入前弯曲 PMEG 以促进其输送到主动脉（图 2C）。

4. 外科手术

1. 使用麻醉诱导剂 （丙泊酚 20 mg/mL）、镇痛药 （芬太尼 50 μg/mL） 和肌肉松弛剂 （维库溴铵 10 mg/mL） 通过静脉注射给药（遵循机构批准的方案）麻醉患者。
2. 将患者置于仰卧位，并使用经皮标志定位作为手术入口的动脉。
   注意：使用股动脉作为主体支架移植物的通路，使用左颈总动脉和肱动脉作为分支支架的通路。
3. 暴露动脉并通过插入输送鞘创建通路。
   注意：对主体支架移植物使用长输送护套 （18-20 F），对分支支架使用输送护套 （4-6 F）。
4. 植入一根 150 厘米的导丝和一根 4 F 导管。进行数字减影血管造影 （DSA） 以评估主动脉弓动脉瘤。
5. 进行全身肝素化（肝素，1 mg/kg）。
6. 用支撑导丝更换导丝，以方便设备放置和更换。
7. 通过股动脉入路将 PMEG 输送到主动脉弓，并将其放置在计划的位置（图 3A）。
8. 缓慢释放主体支架移植物的前段，同时保持支架处于收缩状态（图 3B）。
   注意：收缩状态允许位置调整。撤回导丝可靠地释放双侧缝合线，使支架移植物能够受控扩张，使开窗与分支动脉对齐。
9. 将导管插入每个分支动脉通路。选择性地将导管推进到无名动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉的相应开窗中（图 3C）。
10. 拉出约束线并完全释放主体支架移植物。
11. 在无名动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉中植入和释放分支支架。
12. 在主体支架和分支支架之间的桥接部位扩张扩张球囊。
13. 验证每个分支动脉的通畅性并使用 DSA 检查内漏（图 3D）。
14. 移除导管、导丝和输送鞘。使用不可吸收缝合线（6-0 或 7-0）缝合动脉。

5. 术后监测和护理

1. 将患者转移到麻醉后监护病房 （PACU） 或重症监护病房 （ICU）。
2. 监测生命体征，包括血压、心律、呼吸功能和血氧饱和度。
3. 评估并发症，例如卒中、脊髓缺血和内漏。
4. 开始疼痛管理和康复护理。

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结果

21 例患者年龄在 35 至 87 岁之间，接受了 F/B TEVAR 治疗使用 PMEG 修复主动脉弓动脉瘤。在所有情况下，所有主动脉弓支动脉（无名动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉）的血流都通过三重开窗恢复（图4）。平均手术时间为 234.3 min± 70.4 min。术中失血量为 150 mL （IQR = 300）。术后 ICU 住院时间平均为 1.2 ± 2.2 天，而总住院时间为 9.0 ± 4.9 天。围手术期死亡...

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讨论

F/B TEVAR 是修复 1 区主动脉弓动脉瘤的合适方法，可有效维持分支动脉通畅。与开放手术修复相比，F/B TEVAR 与较低的围手术期发病率和死亡率相关^15,17。然而，术后开窗桥接部位可能发生内漏，可能需要再次干预¹⁸。研究表明，更多的开窗会增加目标血管相关内漏的可能性¹⁹。因此，精确的开?...

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材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D printer	Stratasys	Eden260VS	Used for printing 3D models
Ankura TAA Stent Graft System	Lifetech	TAA2622B100	Used as the main body stent grafts
Biocompatible PolyJet material	Stratasys	MED610
Fluency Plus Endovascular Stent Graft	Bard Peripheral Vascular	FEM10100	Used as the branch stents
Geomagic Wrap software	OQTON		Used for simulation analysis of vascular remodeling after stent implantation
GORE DRYSEAL Flex Introducer Sheath	W.L. Gore & Associates	DSF1065	Used as the delivery sheaths
GORE VIABAHN Endoprosthesis	W.L. Gore & Associates	VBHR051002A	Used as the branch stents
Hi-Torque Supra Core peripheral extra supportive guide wires	Abbott	1002703	Used as the guidewires
INFINITI DIAGNOSTIC CATHETER	Cordis	SRD6642	Used as the catheters
Lunderquist Extra-Stiff Wire Guide	COOK MEDICAL	G49228	Used as the guidewires
Mimics software	Materialise		Used for performing 3D reconstructions of the aorta
Nester Embolization Coil	COOK MEDICAL	G47332	Used as the coils
PROLENE Polypropylene Suture	Johnson&Johnson MedTech	SXPP1B201	Used as the operative suture
RADIFOCUS Angiographic Catheter	Terumo Interventional Systems	RF-DB1500GM	Used as the catheters
RADIFOCUS Guide Wire M	Terumo Interventional Systems	RF-GA18153M	Used as the guidewires
SurVeil Drug-Coated Balloon	Abbott	SRV03513504010	Used as the expansion balloons
V-18 & V-14 ControlWire Guidewire	Boston Scientific Corporation	39216-71822,  46-850	Used as the guidewires
Valiant thoracic stent graft with Captivia delivery system	Medtronic	VAMF2626C100TU	Used as the main body stent grafts