丨小口径人工血管临床应用及市场容量分析

 

人工血管的临床应用目前主要集中在两个科室，血管外科以及心血管外科。其中，心血管外科主要应用在冠状动脉旁路移植术；血管外科主要有三个方向的应用：

 

1）外周血管旁路移植术；

 

2）血管创伤（缺损≥2cm）；

 

3）血液透析血管通路。

 

1 冠状动脉旁路移植术（CABG）

 

冠状动脉旁路移植术（俗称冠脉搭桥）用于修复或替换梗阻的冠状动脉以改善心脏心肌血供的手术。手术方法为用移植的血管（常为大隐静脉及乳内动脉）在主动脉及梗阻的冠状动脉远端建立一条血管通路。根据实际病变的情况，医生决定桥血管的数量，如下图所示：

 

图. 冠状动脉搭桥原理示意图^[1]

 

冠脉搭桥和经皮冠状动脉介入术（PCI）是目前治疗冠状动脉狭窄的两种主要治疗方法^[2]。

 

2019 年中国心外科手术和体外循环数据白皮书提到，中国生物医学工程学会体外循环分会调查全国757家医院，进行中国心脏外科手术和体循环手术数量的调查，其中冠状动脉旁路手术46232例，较2018年增加1154例(增幅2.6%)，2018年为45078例；中国心血管健康与疾病报告2019概要中提到2018年中国大陆地区性冠心病介入治疗例数为915256例。

 

适合PCI手术/CABG手术的患者，手术方式以及此两类手术的优缺点对比如下表所示：

 

 

冠状动脉搭桥手术目前的血管供体来源主要是患者自身血管，主要有以下三种取材：

 

乳内动脉：左乳内动脉吻合前降支，l年通畅率达95.7%，10年通畅率在90%以上，乳内动脉做桥的缺点是壁薄、腔细、质脆、易痉挛、分支多、易出血、长度有限，需要较高的吻合技术；

 

图. 乳内动脉（红色血管）取材作为桥血管^[3]

 

大隐静脉：最常用和易于取材的血管，口径较大，长度够用。大隐静脉由于内膜损伤、过分牵拉和其它原因易出现内膜增厚和血管硬化，一年内可能发生静脉吻合口近端狭窄、血栓形成，10年通畅率在50%左右,长期效果不如乳内动脉；

 

图. 大隐静脉取材作为桥血管^[4]

 

桡动脉：从外科角度来看,桡动脉是非常理想的桥血管，直径大小与冠脉相匹配，长度适中，易获取。但该动脉易痉挛而被弃用，随着技术进步近些年逐渐得到重视^[5]。

 

由于自身血管供体来源有限，血管口径匹配度，CABG术后桥血管再狭窄等问题，提升了临床对小口径人工血管的需求，但是目前并没有相应的小口径血管产品上市。

 

我们将小口径人工血管在CABG手术中的应用定义为潜在增量市场，预计将来中国CABG市场容量为每年5万手术案例，预计每年的增速在2%左右。按照人工血管终端价格均数3万元计算，潜在市场规模为15亿元/年。

 

2 动静脉透析造瘘（AVG）

 

2021年10月，于上海召开的“东方肾病会议”上，专家重点提到“在2020年12月底经统计我国（除台湾）血液净化的基本数据”如下：血液透析患者总数：692736人；新增血液透析患者总数：143513人。

 

长期透析患者的血管通路对于维持患者基本生命尤其重要，基本上患者每周需要2-3次透析，反复穿刺对于血管的生理状态是极大的挑战。

 

图. 血液透析示意图14

 

目前超过60%的血液透析患者的首次透析所采用的通路类型为中心静脉导管（central vein catheter，CVC）。中国专家共识建议，医生和患者都应该了解并遵循“内瘘第一（fistula first）”的原则，减少不必要的CVC使用^[6]。

 

目前尚无绝对理想的血管通路类型，参照国际上一些指南的建议，专家组认为长期性血管通路应：

 

1）首选自体动静脉内瘘（autogenous arteriovenous fistula, AVF）：即把动脉血管置入静脉里，使静脉变得比较粗大，取静脉里面的血做透析。首次行自体动静脉内瘘成形术的最小动脉内径应≥1.5mm、静脉内径≥2mm（束臂后）^[6]。

 

最常用的手术方案是前臂的桡动脉和头静脉吻合，可使患者前臂的浅表静脉得以发育。该手术本身创伤小，出血量比较少，不属于大手术，但手术比较精细，需要血管的吻合技巧。我国很多患者血管细小，条件不佳，首次内瘘的成功率一般在90%左右 ^[7]。

 

图.  AVF的端端吻合方式（上图），端侧吻合方式（下图）

 

自体动静脉内瘘的优点：^[8]

 

自身血管吻合，不存在异物排斥；

 

自身静脉被扩张后，流量较大；

 

血管压迫易止血，不易针口渗血或者发生止血困难。

 

自体动静脉内瘘的缺点：^[9]

 

不能直接使用，需要一个静脉动脉化的过程：内瘘成熟至少需要4周，最好等待8～12周后再开始穿刺。若术后8周静脉还没有充分扩张，透析血流量不足，则为内瘘成熟不良或发育不全。术后3个月尚未成熟，需考虑制作新的内瘘；

 

糖尿病患者、高血压患者及肥胖人群的血管条件相对较差，自体动静脉内瘘成熟不良的风险较高；

 

并发症如：血管狭窄、形成血栓、感染或盗血综合征*等。

 

（*注：盗血综合征 ---- 当人体内某一动脉发生部分或全部闭塞后，它远端的压力明显下降，就会产生一种“虹吸”作用，通过动脉血管的侧枝从附近血管“窃取”，从而使邻近血管的供血区出现供血不足的一系列症状。）

 

2）当AVF无法建立时，次选应为移植物动静脉内瘘（arteriovenous graft，AVG）。通常的选择顺序是前臂移植物内瘘、上臂AVG。可在开始透析前3～6周建立AVG，若使用即穿型人工血管，则可推迟至需要接受透析治疗前数小时至数天。

 

人工血管内瘘手术适宜人群：

 

双上肢自体浅表静脉条件不佳，预计自体瘘难以成熟；

 

双上肢自体静脉走形迂曲；

 

多次自体内瘘术后致双上肢自体浅静脉资源耗竭；

 

严重肥胖者，自体静脉具体表过深。

 

图. 人工血管透析血管通路示意图^[10]

 

3）中心静脉导管（CVC）：产品分为带隧道和涤纶套的透析导管（tunnel-cuffed catheter，TCC）：可简称为隧道式导管或长期透析导管；无隧道和涤纶套的透析导管 (non-cuffed catheter，NCC) ：可简称为非隧道式导管或临时透析导管。

 

当患者没有成熟的AVF而需要进入透析时，应建立过渡通路。使用TCC或NCC，不推荐直接动脉穿刺。预计过渡通路需要留置4周以上时，首选带隧道和涤纶套的导管 [6]。中国专家共识中，推荐NCC与TCC的适应症分别如下：

 

图. CVC血液通路透析示意图^[10]

表. 不同长期血管通路的优缺点 ^[11]

 

使用现状：

 

目前我国大部分地区的统计数据显示，AVF是我国维持性血液透析患者的主要血管通路类型，但第2位的血管通路类型是TCC，AVG所占比例最低。从我国目前血管通路现状来看，无法建立AVF的维持性血液透析患者使用TCC过多，对于上述患者，建议尽量使用AVG，将AVG使用的比例提升至10%，以进一步降低TCC使用率 [6]。在全球范围内通过抽样调查发现各地区血管通路的使用比例大不相同，具体如下图所示^[10]：

 

 

市场容量分析：

 

静态计算，中国血液透析血管通路市场按70万透析患者计，预计将来在专家共识以及医生的推动下，每年有10%的患者进行AVG血管通路手术，按照2020年患者数量7万例，人工血管均价2万元（可用中等口径）计算，静态市场容量为14亿元。

 

3 外周动脉疾病（PAD）

 

外周动脉疾病（PAD）是指除中枢血管和冠状动脉之外的全身其他主要血管，由于狭窄和前向血流减少或中断导致的缺血性疾病，病因以动脉粥样硬化为主。全球范围内，PAD在老年人中患病率高达10%-20%^[12]。在PAD治疗中，可以通过生活方式改善和危险因素控制（例如：戒烟，控制血糖，调脂，抗高血压），药物治疗（例如：抗血小板，抗凝治疗，）以及血运重建。

 

血运重建术适用于严重间歇性跛行影响生活质量、药物治疗无效、伴有静息疼痛、皮肤溃疡及坏疽等的患者。血运重建术方法有血管内介入治疗和外科手术治疗２种，前者包括经皮球囊扩张、支架置入和激光血管成形术。外科手术包括人造血管和自体血管旁路移植术。在外周血管动脉疾病中尤其以下肢患者数量最多，约占中国所有PAD病例的80%^[13]，以下内容以下肢动脉疾病为例进行阐述。

 

下肢动脉血运重建术指南推荐主髂动脉短的闭塞病变（<5CM）优先进行血管腔内成形术（证据等级:I C）；主髂动脉闭塞适合外科手术患者可进行主股动脉旁路移植术（证据等级：IIa B）；如果是较长主髂动脉病变或者双侧病变优先考虑进行血管腔内成形术（证据等级：IIa B）。股腘动脉短的闭塞病变（＜25CM）优先进行血管腔内成形术（证据等级:I C），可以考虑进行支架置入术（证据等级：IIa A）。自体大隐静脉可用于股腘动脉旁路移植术（ⅠA）。腘动脉以下闭塞性病变，如果存在慢性缺血可考虑行血管腔内成形术（证据等级：ⅠC）；腘动脉以下病变行血运重建时可考虑大隐静脉（证据等级：ⅠA），亦可考虑行血管腔内成形术。（证据等级：IIa B）^[14]

 

图. 下肢血管腔内治疗与下肢血管外科血运重建治疗^[15]

 

同样随着微创介入术式的发展，外科手术血运重建的适应症逐渐缩小。可参考手术案例总数不详，对此不作市场容量评估。

 

4 血管创伤

 

血管损伤主要是由于车祸伤、坠落骨折伤、火器枪弹伤以及严重挤压伤等因素造成，其中又以车祸伤、坠落骨折伤最为常见。血管缺损长度在2CM以上者, 均应严格遵循显微外科血管无张力吻合的原则, 采用血管移植的方式予以修复 。

 

首选自体静脉移植。一般采用大隐静脉或头静脉移植 ,自体浅静脉具有无抗原性, 取材方便, 通畅率高, 抗感染力强,可屈性和伸展性好等优点, 大隐静脉、头静脉是较大血管缺损时常切取的移植材料。自体静脉移植缺点是取材有限, 供区损害, 血管口径可能不匹配等, 另外创口感染也容易导致血栓[16]。可参考手术案例总数不详，对此不作市场容量评估。

 

总结当前的各个临床需求方向：

 

冠状动脉搭桥术：自体动脉血管取材来源有限，二次手术，口径匹配度低; 自体静脉血管长期通畅率较低；尚无小口径人工血管上市；

 

血液透析静脉通路：ePTFE 人工血管管壁无法自己修复针眼，只能靠周围组织压迫止血；局部穿剌后人工血管内膜组织增生狭窄；反复穿刺容易形成假性动脉瘤；

 

外周动脉疾病：ePTFE用于小直径血管(<6mm)的通畅率低；6个月后的通畅率为40%，3年后为25%;

 

血管缺损：无法及时重建血运系统；自身血管取材有限；

 

现有人工合成材料不可降解，组织无法生长和重塑。

 

参考资料：

【1】资料来源：网络公开资料，和义广业整理，侵权联系删除

【2】吴亚男.冠状动脉介入治疗与外科搭桥手术的比较[J].心血管病防治知识(科普版),2018(25):10-13.

【3】资料来源：北京明德医院-周鹏

【4】资料来源：网络公开资料，和义广业整理，侵权联系删除

【5】朱亚男,张波.冠状动脉搭桥术后静脉桥狭窄和新生易损斑块形成机制的研究进展[J].中国动脉硬化杂志,2019,27(04):310-314.

【6】金其庄,王玉柱,叶朝阳,施雅雪.中国血液透析用血管通路专家共识(第2版)[J].中国血液净化,2019,18(06):365-381.

【7】安徽省立医院肾病科副主任医师-王科

【8】中南大学湘雅医院血管外科主任医生-黄建华

【9】重庆医科大学附属第一医院血管外科副主任医师-刘扬东

【10】Lawson JH, Niklason LE, Roy-Chaudhury P. Challenges and novel therapies for vascular access in haemodialysis. Nat Rev Nephrol. 2020 Oct;16(10):586-602.

【11】首都医科大学附属北京世纪坛医院 血管外科 梁刚柱: 人工血管内瘘（AVG）的建立与维护

【12】骆雷鸣.外周动脉疾病的研究进展与前景[J].中华老年心脑血管病杂志,2018,20(05):449-453.

【13】归创通桥上市招股说明书

【14】李世军,司全金.2017年欧洲心脏病学会外周动脉疾病诊断与治疗指南解读[J].中华老年心脑血管病杂志,2018,20(06):669-672；

【15】Kullo IJ, Rooke TW. CLINICAL PRACTICE. Peripheral Artery Disease. N Engl J Med. 2016 Mar 3;374(9):861-71.

【16】蓝耿亮,谭仁林,王照卿.血管移植修复血管缺损研究进展[J].中国现代药物应用,2013,7(16):229-230.

 

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作者：杜福崇

审核：晓柏