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摘 要：本文结合血流导向装置在兔动脉瘤模型中的动物实验项目案例展开研究，基于实验目的，重点阐述了动物试验具体设计内容，包括实验动物用药、手术操作程序、血流导向支架系统可操作性、血管造影影像学评价、组织病理学检查等方面。最终对动物实验结果加以分析，表明测试品生物相容性较好，具有良好的可操作性、有效性和安全性；同时，该医疗器械顺利通过快速评审绿色通道，并且已完成产品的国内临床入组，进而获得了可观的社会效益和经济效益。

关键词：血流导向支架系统；动物实验；安全性

引言

随着医学领域的持续发展以及全新医疗器械的出现，为临床颅内动脉瘤的治疗提供了更多的选择空间[1]。血流导向支架目前属于全新的医疗器械，主要目的是阻止进入动脉瘤内血流，并最终通过血流导向装置表面完全内皮化[2]，达到完全封堵动脉瘤瘤颈口，动脉瘤萎缩纤维化，以此来有效治疗动脉瘤等脑血管病变的疾病。基于此背景，针对血流导向支架系统的特点，开展临床应用前期安全性评价和动物实验验证意义重大，可以验证血流导向装置在动物实验中的具体效果。

1 项目实验目的

此项实验研究主要是为评估一种全新的动脉瘤血流导向支架系统装置，其适应症状与作用机理基本与传统治疗方式一致。通过新西兰大白兔动脉瘤动物模型，评价血流导向支架系统的安全性、有效性和可操作性。

2 动物实验设计

实验中选择4kg左右的新西兰雄性大白兔为实验动物，用猪胰蛋白酶消化法制作动脉瘤动物模型。设30天、90天和180天三个观察时间点，30天时间点内只设测试品组，90天和180天两个时间点内设测试品组和对照品组。测试品为血流导向支架系统，对照品为Tubridge血管重建装置（微创神通医疗科技（上海）有限公司）测试品组在每只试验的载瘤动脉和腹主动脉部位各植入一套血流导向支架系统，术后即刻考察血流导向支架系统的可操作性能。血流导向支架系统的植入后，通过观察动脉瘤内血流变化和动脉瘤闭塞率评价器械的有效性，并通过扫描电镜和组织病理学检查瘤颈部位支架新生内膜生长情况。支架植入体内后，通过实验动物总体表现，对器械与相关组织、器官的组织学、病理学的评估（主要观察血管内血栓形成、炎症、支架内皮化、新生内膜等情况）和支架覆盖的分支的通畅率评价器械的安全性。

2.1 用药与临床病理检查

实验动物术前三天口服给与阿司匹林和氯吡格雷各5mg/kg体重，术前肌注舒泰®50诱导麻醉，麻醉前给与阿托品抑制腺体分泌。诱导麻醉后吸入1%～5%的异氟烷维持麻醉。术后三天肌注头孢曲松钠和痛立定，每日给予阿司匹林和氯吡格雷至设定的试验观察终点。实验动物于计划麻醉前12h开始禁食。麻醉复苏后4h以上恢复给食。同时，在实验动物适应期、术前、随访前取血做血常规和血生化检测。

2.2 手术操作程序

2.2.1 麻醉

所有手术操作均采用无菌技术，植入手术过程中实验动物处于全身麻醉状态。手术当天，对实验动物进行肌注舒泰50 6mg/kg镇静及诱导麻醉。若需要，可以用呼吸面罩让实验动物吸入异氟烷麻醉。同时将一支静脉留置针放置在一支外周静脉血管内，根据需要通过导管施加药物或补液。术中实时监测实验动物的心电图体温、心率、呼吸频率和施加的吸入麻醉混合气体的比率，手术过程中经静脉给予实验动物生理盐水溶液或同等溶液，术中给药情况等。

2.2.2 模型制作

将兔仰卧于手术台，颈部剃毛。常规碘伏、酒精消毒后铺巾。取颈部正中切口剪开皮肤，沿右胸锁乳突肌外侧分离，找到右颈总动脉并游离，注意迷走神经保护。两条1号丝线绕过右颈总动脉。用组织剪切开右侧部分胸肌，沿右颈总动脉向近心端分离，小心分离出右颈总动脉和部分右锁骨下动脉。1号丝线距离右颈总动脉起始部约2.5cm处结扎，另一根1号丝线只绕一个结但不结扎，动脉瘤夹夹在右颈总动脉起始部靠近右锁骨下动脉。在距右颈总动脉起始部1.5cm处插入装有弹性蛋白酶的套管针，丝线结扎套管针插入处，确保液体不外漏，向管腔内注入约75U猪胰弹性蛋白酶。弹性蛋白酶消化20分钟后拔出套管针，结扎穿刺口处，小心松开动脉瘤夹。逐层缝合肌肉和皮肤，碘伏消毒。术后立即静脉注射肝素钠200U/kg，密切观察动物生命体征直至苏醒，分笼喂养。

2.2.3 血流导向支架系统植入

做好动物麻醉后手术区域的准备，切开右侧股动脉，插入5F的血管鞘。导引导管经血管鞘向上推送到主动脉弓位置，转动5F导管进入头臂干动脉放，进行DSA造影。静脉注射的肝素进行全身肝素化处理，使ACT值大于250s。放置微导管，微导管通过微导丝经过动脉瘤开口位置到锁骨下动脉远端，撤出微导丝。血流导向支架系统通过导入鞘进入微导管，支架放置在瘤颈位置或穿过右椎动脉放置以覆盖动脉瘤瘤颈，支架放置完成后，撤出输送系统、微导管和导引导管。将导引导管放置在腹主动脉的位置，同样的步骤放置第二个支架，支架放置在腹主动脉应至少穿过一对腰动脉的起始部位，撤出输送系统、微导管和导引导管，缝合股动脉切口。等待动物苏醒，正常饲养。

测试组在动物模型的动脉瘤位置（颈总动脉）和腹主动脉植入血流导向支架系统，其中腹主动脉植入该装置是用于评价支架对穿支血管和分支血管的影响。对照组仅在载瘤动脉部位植入。

2.3 血流导向支架系统的可操作性

手术过程中评价血流导向支架系统，包括：支架输送性、输送系统到达目标植入（靶病变）位置的能力、颅内动脉瘤血流导向支架可视性、支架释放的准确性和有效性、支架的可回收和再释放性能、支架贴壁性、输送系统的回撤性能、输送系统和导入鞘的止血性等。

2.4 血管造影影像学评价

所有实验组动物及对照组动物在每个时间点均进行血管造影，在最佳层面获得血管造影图，记录角度。介入手术后即刻和各随访点造影，考察血流导向支架系统植入后目标血管直径、动脉瘤形态、分支血管mTICI、动脉瘤内血流情况（栓塞）等，详见表1、表2。

2.5 安乐死取样

随访后计划内安乐死的所有动物将进行解剖检查。打开胸腔，沿头臂干分离出动脉瘤及载瘤动脉，观察并对测试部位拍照，观察是否有异常。保存在10%中性福尔马林固定。上述操作完成后，对其他组织和主要脏器进行全面大体尸检，取出心脏、肝脏、脾脏、肺、脑及双侧肾脏大体观察有无梗死病灶及其他异常情况。

2.6 组织病理学检查

对于测试段组织进行病理分析，将收集的血管支架段组织保存于10%的中性福尔马林固定液中，至少浸泡48h；酒精梯度脱水后，二甲苯透明，树脂包埋。载瘤动脉血管支架段经瘤颈部位纵向切片；腹主动脉支架段横向切片，支架段分近中远三段各一片；HE染色，进行组织病理学评价。

定性评价支架血栓形成；支架周围组织的炎症反应（炎症积分）；支架周围组织增生；支架周围淋巴结形态结构变化及组织增生。定量分析支架段血管以下参数：管腔面积、内弹力板面积，新生内膜厚度，新生内膜面积。

3 实验结果分析

3.1 手术总体信息

该实验计划为27只动物，6只备用动物，共有33只动物参与实验。其中1只动物因状态不佳已安乐死，1只动物为早期死亡动物，另两只动物因载瘤动脉型态异常淘汰。30天、90天和180天时间点共有29只动物完成终末随访取样。测试部位为载瘤动脉和腹主动脉，实验手术过程中动物未出现异常情况，术后观察饲养阶段未见异常临床表现，已完成观察饲养的30天，90天和180天时间点动物均存活到指定时间点。

3.2 临床病理学检查

对参与实验的动物在术前和取材前采血进行临床病理学检测，结果显示实验动物术前健康状态好，手术未对动物临床病理学血液血指标造成不良影响。

3.3 器械操作性能评价

手术过程中发现，30天、90天和180天时间点的实验动物术中的支架输送性均为优，颅内动脉瘤血流导向支架在微导管中输送性能良好，装置上显影标识在X射线下清晰可辨，能够准确的定位和释放，并且根据需要能够轻松回收到微导管中重新定位释放。装置贴壁性良好，植入后管腔血流通畅。

3.4 DSA影像学分析

3.4.1 动脉瘤形态分析

除一只对照组支架位置移动，导致180天后动脉瘤尺寸变大外，其余测试组和对照组动物动脉瘤在30天、90天和180天时间点随访时发现仅有少量动物有动脉瘤残留，绝大部分实验动物的动脉瘤消失。测试组对动脉瘤的治疗效果似乎优于对照组。动脉瘤尺寸的具体汇总信息如表3、表4、表5、表6所示。

3.4.2 动脉瘤内血流评价

支架覆盖动脉瘤后即刻瘤腔内造影剂明显滞留或不显影。30天时间点终末随访时7只实验组动物5只实验动物的载瘤动脉（右锁骨下动脉）造影显示动脉瘤消失，动脉瘤闭合率71.4%（5/7），2只动物动脉瘤尺寸明显减小，支架内无明显狭窄。90天时间点终末随访时7只实验组动物6只实验动物载瘤动脉（右锁骨下动脉）造影显示动脉瘤消失，动脉瘤闭合率85.7%（6/7），仅有1只动物动脉瘤有残留；2只对照组动物1只动物动脉瘤消失，1只动物动脉瘤残留。180天时间点测试品组9只实验动物动脉瘤消失，动脉瘤闭合率为100%（9/9）；4只对照组动物，其中3只动物动脉瘤消失，1只动物动脉瘤有残留。

3.4.3 腹主动脉覆盖的分支血管血流分析

实验动物在腹主动脉支架植入后30天、90天和180天时间点终期随访时发现，所有被支架覆盖的腰动脉均通畅，血流无影响。其中，30天时间点测试品组载瘤动脉和腹主动脉部位支架植入和随访影像见图1。

图1-a、1-b为动脉瘤植入前的DSA影像；图1-c为30天终期随访的DSA影像，可见载瘤动脉上动脉瘤消失，载瘤动脉重塑；图1-d为30天终期随访的DSA影像，可见被支架覆盖的腰动脉显影清晰，血流未受影响。

3.5 组织病理学分析

组织病理学发现30天时间点到180天时间点锁骨下动脉支架段全内皮化程度逐步提高；血管管腔内均未见血栓；部分血管内膜和外弹力膜之间血管壁见不同程度的损伤；血管及周围见轻度的炎症细胞浸润；血管壁见少量的纤维化组织和肉芽组织，呈逐步减轻表现。测试组180天时间点锁骨下动脉支架段血管与对照组180天时间点锁骨下动脉支架段血管呈现相似的病理变化，无显著性差异。30天时间点到180天时间点腹主动脉支架段血管完全内皮化程度逐步提高，到180天时间点全部血管均完全内皮化；血管管腔内均未见血栓；大部分血管未见血管损伤，小部分血管内膜和外弹力膜之间血管壁见不同程度的损伤；血管及周围见轻度的炎症细胞浸润；部分血管壁见极少量或少量的纤维化组织，未见肉芽组织；很少的血管管腔狭窄。180天时间点测试组与对照组载瘤动脉病例见图2。

4 结语

综上所述，通过此次临床前安全性评价动物实验研究，测试品生物相容性良好，具有良好的可操作性、有效性和安全性。深入分析血流导向装置临床前安全性评价动物实验，保证此项实验结果的准确性、可靠性；同时，评价测试品植入效果，全面评估了血流导向装置的综合性能，为日后相关临床项目的开展提供了重要的实验依据。此次实验结果具有较高的参考价值，值得为临床医疗提供参照。

参考文献：

[1]杨巧钰，罗针，赵小燕，等.血流导向装置在颅内前循环破裂动脉瘤中的应用效果[J].中国实用神经疾病杂志，2024，27（01）：9-14.

[2]李元智，付宇，管生.血流导向装置内皮化过程的动物研究进展[J].中国脑血管病杂志， 2023， 20 （10）：715-721.

作者简介：吕见，男，汉族，1980.09-，河南信阳人，硕士研究生，工程师，研究方向：医疗器械临床前安全性评价