一、导管设计
局部药物转移导管有三个基本组成:(1)被动弥散;(2)主动或压力驱动装置使药物释放;(3)机械装置。每一种转移导管都有它独特的设计和它独特的益处及局限性。
目前在世界上常用转移的导管有
1.双球囊导管:用分开的腔与球囊相连,其中一个用于注射,注射的物质用于简单弥散或静水压下内膜转移。但双球囊导管有几点局限:(1)弥散的物质丢失到球囊间的侧支段;(2)需要延长扩张时间,通常要15~30 min才能达到充分的转移;(3)它不能扩张病变部位,能造成血管壁受损;(4)当药物转移时阻止前向血流、导致局部缺血。
2.螺旋球囊导管:此导管独特的设计在于它扩张时有一中心螺旋状的弥散腔。当药物转移时可延长前向弥散时间,并能在低压下转移入多个小空间。此系统以围绕软的螺旋闭塞球囊,以避免产生渗漏,不会导致转移药物丢失。Mitche等已用此导管进行了离体、在体及初步的临床研究。结果显示:在同量尿激酶转移情况下,动脉壁内尿激酶沉积的量是末端带孔球囊的10倍。此导管的局限性有:(1)导管本身较大,可能使血流受阻;(2)它不可能做为扩张导管;(3)螺旋导管不能再缠绕,限制再跨过损伤区的能力。尽管有它的局限性,但它仍是一个能延长局部药物转移的装置,允许弥散物质进入动脉壁而没有导致球囊远端局部缺血。
3.水凝胶导管:此导管系统由一个标准的球囊导管组成。球囊表面附有一层吸水的酸性聚合物。这种物质可将药物吸附到它的表面,当它与水溶液相遇时,这种表面海绵能从5 μm膨胀到25 μm。Mitdel等报道大约有550~750单位的尿激酶能被吸附到3 mm球囊的表面,但仅有十几个单位的尿激酶能被转换到动脉壁内,转移药物的有效率大约为0.5%~1.8%。有效率尽管很低,但与系统溶栓相比要高几百倍。在再体药物转移研究中,在水凝胶导管扩张的部位,血小板聚集从2.5×106降至1.3×106。血小板聚集降低的临床意义待阐明,据报道用此导管在一部分病人中可降低血栓的形成。水凝胶导管也用来转移肝素,DNA和其他物质。此导管也有它的局限性,其一是在血流中吸附于水凝胶内的物质能快速消失,避免此缺陷的方法是外面用一个鞘。水凝胶导管的最基本的优势在于,在药物转移的同时能扩张狭窄位置的动脉。
4.支架涂层导管:目前大约50%以上在冠脉血管介入性治疗中放置支架,提高了临床疗效,而且为持续药物转移提供了条件,从而限制了亚急性血栓的形成[2]。已有报道,涂层支架在动物试验中,能非常有效地降低亚急性血栓的形成,而没有影响支架介入后的内皮生长。目前还有学者研究纤维外衣支架,它是生物聚合物的支架。这种支架附加一个吸附药物的表面,为控制一种或多种物质的释放提供了一个自然的表面。生物支架有时可能引起炎症反应,试图用抗增殖的物质降低炎性反应,结果反可导致血栓率的增高。这可能是因为延长内皮愈合的前血栓物质的作用。或者这些药物出现没有预料到的局部凝结链索。
5.压力转移导管:该系统通过球囊转移系统的孔直径转移药物,一般在几分钟或几秒钟完成。而且能弥散到较深的程度。这种多孔球囊系统迫使药物通过孔渗入球囊表面,压力用于扩张球囊,此压力也成为药物转移的驱动压[1]。此外转移导管的技术也提供了一个机会,那就是将高浓度的抗血栓和抗血小板的药物直接转移到动脉或静脉血栓的位置,从而产生有效、快捷及持久的治疗作用。同时避免全身溶栓药物所引起的出血等合并症。由于导管转移的有效率依赖于导管与血管壁的接触,所以压力过高将导致血管壁的损伤。目前,应用小体积高浓度的转移系统肯定比应用大体积的物质转移系统更优越更有效,所引起的动脉壁损伤也少。
二、经导管局部血栓的治疗
据报道,冠心病患者行PTCA后大约有15%出现冠脉内血栓,不稳定心绞痛患者有的高达40%~90%。
用局部药物转移导管直接将药物转移到冠脉血栓位置有许多潜在的优越性。在减少抗血栓药物剂量的同时也避免延长给药时间。还可降低药物的全身毒副作用。这对那些有禁忌证的血栓患者尤为适用。
用上述这些导管能够直接到达血凝块位置有三个特点:(1)这些装置可将血栓引入一个高溶解血栓浓度的药物环境。(2)通过导管产生机械变形从而使血栓破裂,形成更多的血栓表面,使溶栓药物与血栓的接触面积增大,更好溶解血栓。(3)药物在血管内膜沉积能使血管壁成为一个药库。
用水凝胶导管做药物转移时,药物已包括在水凝胶聚合物中,当球囊扩张时并接触动脉内壁表面,含在水凝胶内的物质被压缩直接进入血管壁。
水凝胶球囊导管直径小的有0.5 mm,大的可从2.0 mm到8.0 mm。药物被吸入水凝胶通过两个途径。(1)把扩张的球囊浸到浓缩的药物溶液中;(2)将药涂到水凝胶表面。在活体研究中已经证明,将球囊导管浸入药液1分钟,水凝胶就可以吸到最大量的药物。被水凝胶外衣所吸收的药量与球囊表面面积及水凝胶所用的量成比例。通过药物涂在水凝胶表面能装载高剂量的药物。并且可反复给药,在两次给药间可将球囊干燥,然后再次涂药或浸入药液中。
Mokay等[3]一直在研究水凝胶导管的应用。他们将水凝胶球囊扩张到2个大气压,扩张的球囊导管浸泡在Abbokinase溶液中60秒(一种尿激酶制剂)(50!000单位/ml)。大约240单位的尿激酶被渗附到直径为2.0 mm的球囊表面。而直径为8 mm的球囊大约可有1!500单位的尿激酶附于表面的水凝胶中。他们用球囊/动脉比例为1∶1,扩张球囊2~3 min尿激酶成功地转移到猪周围动脉及冠状动脉的内膜,且并未造成血管结构的破坏。球囊扩张后冠状动脉壁的尿激酶可持续存在5个小时。Mitdel在临床上应用水凝胶导管进行冠脉内血栓治疗。
Mckay等[4]人用Dispatch导管进行尿激酶局部转移。他们将不稳定心绞痛,急性心肌梗塞,梗塞后心绞痛的患者做为研究对象,29例病人中有25例完成了试验,其中有4例病人因为胸痛、心电图改变而未完成试验。这可能是侧支闭塞或末梢循环不佳所致。所完成的25例中,血栓栓块减小,TIMI增加,所有病人均无末梢栓塞、血管突然闭合等现象。
DUET试验(Dispatch Urokinase Efficacy Trial)计划在美国20个中心总共100例进行此试验。研究对象为血栓引起狭窄的病人,一组为用Dispatch导管局部转移尿激酶,另一组为常规治疗,用Dispatch导管转移30万尿激酶,转移时间为30分钟。之后行球囊血管成形术,动脉硬化斑块切除术,激光血管成形术。对下列各项进行随访:术后在医院的死亡率,心肌梗死紧急性外科手术,靶血管的重复血管再成形术,剩余血栓,突然闭塞、末稍栓塞,无再灌注以及术后病变血管的最小腔直径。
Dispatch导管有以下局限性:(1)扩张冠脉狭窄的能力有限;(2)由于导管的弯曲度,可能引起侧支关闭,从而引起心肌缺血;(3)此导管在较小的动脉使用,可能导致不完全扩张,从而引起末稍灌注不足。以上任何一个缺陷都可能限制药物弥散,此乃这种装置成功与否的关键。
英国Cumberland等最先用转输导管治疗不稳定心绞痛及有血栓的冠脉狭窄病人,局部转t-PA获得了成功。在美国,IDE临床试验已对50多位病人应用转输导管进行局部尿激酶转移治疗冠脉内血栓。
Kaplan等[5]成功地在猪冠脉模型进行尿激酶的局部转移研究。在药物转移后3小时仍能在管壁内测到尿激酶[5]。
三、防止动脉再狭窄
(一)肝素
肝素是预防再狭窄的代表药物,它可降低平滑肌增殖,抑制平滑肌迁移,降低平滑肌细胞数量,且抑制细胞从收缩型到合成型的过程。肝素的次级碎片尽管缺少抗凝作用,但仍保留着抗增殖作用。一旦肝素存在于平滑肌细胞,它通过降低DNA和RNA的合成,而影响细胞的周期,在血管受伤之后,肝素的活性降低了新生内膜的形成。肝素的连续释放有效地抑制了新生内膜的增生和血栓形成。
由多孔球囊导管经皮腔内转移肝素,首先是由Wolinsky和Thung应用于兔颈动脉血管受损的模型,在转移之后48 h内萤光素标记的肝素能在血管中层测到。在周围血管拉伤后喂养高胆固醇形成的再狭窄模型中,多孔球囊导管局部转移肝素未能显示其防止再狭窄的作用。尽管如此,初步的试验显示低分子量的肝素能抑制平滑肌增殖和内膜增厚。
Moura等用Infusasleeve导管转移肝素,在急性猪颈动脉损<
