钛镍合金人体植入件在临床治疗中的应用现状

王 爽，高 捷，张光伟，王勇健，钞 愈

(西安医学院，陕西 西安 710021)

钛镍合金人体植入件在临床治疗中的应用现状

王 爽，高 捷，张光伟，王勇健，钞 愈

(西安医学院，陕西 西安 710021)

钛镍合金以其良好的生物相容性，不仅广泛应用于被人们所熟知的骨科和口腔科，还广泛应用于其他临床科室。介绍了钛镍合金植入件在以下临床治疗中的应用及其优点:①室间隔缺损封堵器治疗室间隔缺损和冠状动脉支架精确定位辅助系统治疗冠状动脉开口病变;②治疗颅内血管狭窄;③治疗下腔静脉阻塞综合征;④治疗食管阻塞以及食管气管瘘;⑤治疗呼吸道狭窄;⑥治疗尿道狭窄;⑦治疗胆道狭窄以及听骨链重建。钛镍合金在临床上的应用十分广泛，但在我国的应用还相对较少，主要原因是我国的钛镍合金植入件主要依赖进口，而且价格高昂。

钛镍合金;人体植入件;临床应用

0 引言

钛镍合金除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀和超弹性等优异特点。更为重要的是，钛镍合金被认为是生物相容性最好的金属材料之一，至今尚无应用于人体引起局部或全身的不良反应，或者致炎、致敏、甚至致癌的报道。在现代医学中，钛镍合金在人体多个部位都有大量的应用，尤其是在骨骼及口腔的应用更为人们所熟知。其实，钛镍合金在临床其他方面的应用也非常广泛，比如在一些人体植入件上的应用。本文就钛镍合金植入件在临床治疗中的应用现状做简要总结，旨在增进人们对钛镍合金植入件的了解，并推广其在临床上应用。

1 心脏植入件

钛镍合金以其自身的优点已经广泛地应用于各类人体植入件中，其中以心脏最为主要。

1.1 室间隔缺损封堵器

室间隔缺损(ventricular septal defect，VSD)约占先天性心脏病的20%，并且绝大部分为膜周部室间隔缺损［1］。以往临床将开胸手术修补室间隔缺损作为VSD治疗的金标准。但是，这种治疗方法的缺点也相当明显，如手术创伤大，术后有一定的并发症，以及对患者生理及心理的影响较大等。针对这些缺点，介入治疗逐渐成为室间隔缺损的主要治疗方法，而钛镍合金封堵器在这种治疗方法的发展历史上起到了非常重要的作用。

2002年，Amplatzer发明了钛镍合金室间隔缺损封堵器(ventricular septal defect occluder，VSDO)，它是由超弹性钛镍合金丝编织而成，具有自膨胀性能的双盘状结构。经过多年的发展，VSDO得到了进一步的完善，形成了外套膜VSDO。如今，这种方法已经成为治疗VSD的主流方法［2］。与开胸治疗相比，VSDO治疗室间隔缺损优势明显:①治疗方式从巨创改为微创［3］;②外套膜VSDO在硬的封堵器与心脏组织间增加了一层缓冲膜，减少了对心肌组织的机械损伤;③外套膜VSDO降低了血栓形成的风险;④外套膜VSDO可以避免溶血的发生;⑤外套膜VSDO能减少术中和术后的残余分流［4－5］。

现在，这种治疗方法已经被广泛地应用于临床治疗，钛镍合金作为其主要组成部分起着不可替代的作用。

1.2 冠状动脉支架精确定位辅助系统

钛镍合金支架在冠状动脉开口病变中也有相当重要的作用。所谓冠状动脉开口病变，是指距主支冠状动脉开口部3 mm以内的严重的粥样硬化病变，属于高危复杂病变。虽然临床上也是采用微创介入的治疗方式，但支架定位问题一直是介入治疗的难点，也是导致植入效果欠佳的主要原因。所以，支架精确定位问题一直是国内外研究人员关注的焦点。钛镍记忆合金在这个问题的解决中也起到了不可替代的作用。Ostial Pro支架定位系统是世界上首例应用于临床的支架定位装置，它利用钛镍记忆合金协助实现支架的精确定位［6］。首先在体外设计好定位系统的形状以及支架和该系统之间的距离，然后在介入手术前先将钛镍记忆合金支架定位系统装置安装于导引导管的前端，手术过程中先将支架推送入开口病变远端，再将定位装置推出指引导管，推出的装置像电风扇的扇叶一样贴紧冠状动脉开口处的主动脉窦，扇叶即是支撑腿定位脚，共有4个，每个支撑腿定位脚的头端分别有铂金显影点，在手术影像中的远端显影点形成的面即为主动脉的血管壁，这样向后回撤支架时的近端显影点落在这个显影面上时，支架就到达了需要扩张的位置，这个过程也就实现了支架的精确定位。支架精确定位的实现，使得冠状动脉开口病变的治疗效果明显提升。

2 颅内植入件

钛镍合金在脑血管支架中的作用也非常重要。大多数缺血性脑血管病是因颅内外动脉粥样硬化致动脉狭窄及粥样硬化斑块破溃形成的栓子脱落所致［7］。临床对比研究证明，脑动脉狭窄最好的治疗方法就是直接置入支架［8］。自膨胀式钛镍合金支架由于其自身的优点，成为临床最常用的支架类型。

Gateway-Wingspan支架系统于2005年通过美国FDA认证，2007年在中国获得批准正式应用。在应用钛镍合金支架之前，国内主要应用的是国产球囊扩张式支架。钛镍合金自膨胀式支架与其比较，优点显而易见:①治疗效果好，Fiorella等［9］报道78例患者的82处颅内动脉狭窄，术前平均狭窄程度为(74.6±13.9)%，用球囊扩张后的平均狭窄程度为(43.8±18.1)%，而应用钛镍合金自膨胀式支架治疗后平均狭窄程度为(27.2±16.7)%，应用自膨胀式钛镍合金支架治疗的患者发病率明显较低;②术后短期和长期再狭窄率较低，Bose等［10］随访了多例应用钛镍合金自膨胀式支架治疗的患者，他们6个月后的平均狭窄程度为(28.0±23.2)%，而术前为(74.9±9.8)%，术后即刻为(31.9±13.6)%，虽然有3例患者出现再狭窄，但无临床症状;③柔顺性更好，易于通过迂曲、狭窄的颅内血管，减少了对穿支血管的牵拉，较大程度上避免了医源性血管痉挛、破裂和夹层的危险等。自2007年Gateway-Wingspan支架系统引入国内以来，在治疗症状性颅内动脉狭窄方面的临床报道也证实其具有良好的近期安全性和有效性［10－11］。

以上都说明自膨胀式钛镍合金支架在颅内血管狭窄的治疗方面具有非常大的优势。

3 下腔静脉植入件

下腔静脉(inferior vena cava，IVC)癌栓引起的下腔静脉阻塞综合征的临床症状主要表现为下肢严重水肿及腹水。癌栓主要来源于肝细胞癌(20%)及肾癌(4% ～10%)［12－13］，以往的临床治疗效果不佳。

现在，有研究人员在动物身上利用激光切割钛镍合金大支架治疗下腔静脉阻塞综合征。研究发现，与传统的球囊扩张或者置放一般支架的治疗方法相比较，应用钛镍合金大支架优点主要有:首先，钛镍合金具有良好的生物相容性，临床治疗非常安全;其次，研究发现，应用钛镍合金大支架治疗动物，动物生存期优势明显;最后，研究结果也证明，应用钛镍合金大支架治疗不会造成与支架相关的并发症。

虽然该研究目前仅限于动物实验，但从取得的成果看，相信不久将会应用于临床。

4 食管植入件

除了血管支架外，钛及其合金还在食管病变中起着相当重要的作用。

4.1 食管狭窄

在对于各种原因导致的食管狭窄的姑息治疗上，与其他治疗方法相比较，钛镍记忆合金支架治疗法，尤其是采用鼻胃镜直视下释放植入钛镍合金记忆合金支架优点显著，主要有:①定位准确，放置成功率可达100%;②创伤小，操作容易，安全性高，治疗痛苦小;③术后可迅速并最大限度地缓解吞咽困难，改善全身情况并提高生活质量。

如今，钛镍记忆合金支架治疗法作为一种较理想的姑息治疗手段而被广大医务工作者认可并在临床上广泛应用。

4.2 食管吻合口瘘

胸内食管吻合口瘘是食管手术后最严重的并发症。覆硅胶膜钛镍合金食管支架疗法对于治疗胸内食管吻合口瘘有非常重要的作用。与传统治疗方法比较，用覆硅胶膜钛镍合金食管支架疗法的优势有:①手术死亡率低，只需一次手术，对患者损伤比较轻;②能够迅速封堵瘘口，控制感染，避免了多次损伤;③能够缩短治疗周期，从而减轻患者的经济负担。从这些优点看，钛镍记忆合金支架治疗法不失为一种微创、有效、经济的治疗方法。

5 呼吸道植入件

钛镍合金支架在呼吸道狭窄，尤其是恶性气道狭窄的治疗上效果明显。

临床上治疗气道狭窄也可以采用硅酮、不锈钢等材料制作的气道支架。这些支架应用于气管或支气管治疗，近期不良反应主要为咳嗽、咯血、痰液潴留、支架移位甚至发生窒息死亡;远期并发症主要为支架刺激支气管壁导致肉芽组织增生等。而钛镍合金支架由于其与人体组织具有良好的相容性，与支架置入前相比较，患者原有的咳嗽、咳痰均未加重，相反，由于气道狭窄得以解除，呼吸困难缓解，咳嗽和咳痰均逐渐减轻。

以上充分说明，钛镍合金支架应用于呼吸道狭窄治疗效果良好。

6 泌尿外科植入件

近年来，钛镍合金在尿道狭窄的临床治疗上也起着非常重要的作用。

钛镍合金支架于1988年开始用于治疗尿道狭窄，临床效果良好。与其他治疗方式相比，优点主要有:①钛镍合金作为支架管生物兼容性好，管径柔软，富有弹性，不会损伤新建尿道;②钛镍合金支架扩张尿道后，尿道通畅性好，不易感染;③利用钛镍合金支架管后尿瘘发生率为0%，而其他治疗方法尿瘘发生率为15% ～30%;④对于高龄前列腺增生症患者合并其他脏器严重疾病不能耐受手术的，用网状钛镍记忆合金支架治疗效果较好［14］。基于以上优点，钛镍合金支架在临床上的应用将越来越广泛。

7 其他植入件

钛镍合金除了在以上方面的应用外，还有一些其他特殊的临床应用。

7.1 胆管支架

临床上一般认为，对于胆道梗阻引起的黄疸最有效的治疗方法是手术解除梗阻。然而由于恶性肿瘤或其他原因引起的梗阻性黄疸，导致患者不能耐受手术者适合应用姑息性治疗手段。而且，一般认为，只要引流40%左右的胆汁就能达到明显的降黄效果［15］。基于以上原因，胆道支架应运而生，以钛镍合金为主要组成部分的覆膜自膨式钛镍合金支架已经成为临床上解除胆道梗阻性黄疽的主要姑息性治疗用具。临床上一般以聚氨酯和膨胀式聚四氟乙烯氟化乙烯丙烯(ePTFE-FEP)自膨式钛镍合金支架应用较为广泛，而且效果较好:①总体上讲，与外科手术相比较，该治疗方法创伤小、痛苦轻、可靠而安全;②这种支架有耐腐性、耐热性、自润性和不易脱模等特点，能够抵抗细菌滋生，并减少胆汁结壳作用造成堵塞的风险［16］;③通畅性良好，巨噬细胞附着力低于其他材料;④能够成功阻挡肿瘤长入，对于患有远端恶性梗阻性黄疽的患者其疗效显著。Schoder等［17］报道称，使用覆膜支架能达到无支架梗阻的良好临床效果，而这种类型的支架具有锚定于两端的侧翼，PTFE膜能对未来肿瘤的长入形成有效屏障，因而能提高支架的通畅率。

7.2 听骨链重建

约40%～90%的鼓室成形术需要做中耳听骨链重建［18］。钛镍合金在这个领域也有着重要的用途:①钛镍合金是一种良好的骨结合与骨传导性生物相容性材料，钛表面的氧化层具有负极性，组织液中的阳离子主要是Ca2+，它可吸附在材料表面，介导阴性大分子如蛋白多糖吸附在材料表面，创造一个良好的人工细胞外基质，从而满足细胞正常生长的需求［19］;②钛镍合金具有生物相容性和组织亲和性好、无毒性、耐腐蚀、密度低、与镫骨连接牢固、不易脱位等特点;③通过对开放式鼓室成形术伴I期听骨链重建的慢性中耳炎病例的分析，并进一步观察术后听力改善情况，并对可能的影响因素进行探讨，表明钛镍合金对于听骨链的重建优于其他材质。

8结语

钛镍合金人体植入件在临床治疗中有着重要的应用，但目前在我国医疗行业中的应用量还相对较少，其主要原因有以下几点:首先是人们对其在医学上应用的了解还十分有限，只知道其在骨科及口腔科的应用，对其他临床应用知之甚少;其次是由于现在临床应用的钛镍合金植入件大多依赖进口，价格比较昂贵;再次是多数患者不能用医保支付，而个人支付能力有限，这也在一定程度上阻碍了钛镍合金在临床上的应用。打破国外垄断，实现钛镍合金人体植入件的国产化，是推广其在我国临床应用的关键。

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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

陕西省科技厅青年基金资助项目(2011JQ4005);陕西省科技厅基金资助项目(2012KJXX-43);陕西省教育厅基金资助项目(2013JK0761)

王爽(1978—)，男，副教授。