一、肠道支架
肠道是人体重要的消化器官,解剖结构较为复杂,其中肠包括小肠和大肠,小肠又包括十二指肠、空肠、回肠,大肠包括大盲肠、结肠、直肠、阑尾、肛管。
1、小肠:长度约在4-6m,从胃幽门部往远端,小肠解剖结构向下依次是十二指肠球部、十二指肠降部、十二指肠水平部、十二指肠升部及屈氏韧带,十二指肠往远端后是空肠和回肠。小肠承接来自胃部的食物,主要作用是对食物进行消化和吸收,小肠黏膜可以吸收食物中的维生素、蛋白质、矿物质等,为人体提供足够的能量;
2、大肠:长度在1.5m左右,盲肠位于大肠起始部,阑尾在其前,其后分别是升结肠、结肠肝曲、横结肠、结肠脾曲、降结肠、乙状结肠、直肠。大肠功能主要是对小肠吸收完的食物残渣和水分再次吸收,并分泌肠液润滑肠道和储存、转运粪便,直至将粪便从肛门排出。
图11 肠道解剖示意图
据国际癌症研究机构2020年统计,全球新增癌症病例约1930万例,新增死亡病例近1000万例。结直肠癌的发病率居世界第三位,影响超过180 万人。同时,超过91万人死于结直肠癌,位居全球癌症致死的第二大原因[1];
2015年中国癌症统计数据显示,我国结直肠癌发病率、病死率在全部恶性肿瘤中均位居第5位,保持上升趋势,其中新发37.6万例,死亡19.1万例[2],其中7%~29%的患者首发症状表现为急性完全或不完全性肠梗阻,需紧急干预[3]。肠梗阻在急诊科很常见,肠梗阻不但可引起肠管本身解剖和功能上的改变,还可导致全身性的生理紊乱,严重时可危及生命。
近年来,中华医学会外科分会胃肠外科学组积一直积极地倡导通过肠道支架置入术来处理肠道肿瘤引起的肠梗阻。
肠道支架置入术即在肠道狭窄的部位放置一个金属网状支架将肠道撑开,使狭窄或阻塞部位重新恢复通畅,可作为结直肠癌恶性梗阻的永久或暂时性治疗,并为择期手术创造条件。肠道支架适用于因腹部晚期恶性肿瘤侵犯、压迫或其他恶性病变导致十二指肠、小肠、结肠、直肠狭窄梗阻和吻合口狭窄的病人。肠道支架在大肠癌性梗阻治疗中的应用主要分为暂时过渡性放置和姑息性治疗。
其中姑息性治疗适用于局部病灶不能切除的原发或复发性大肠癌,已有广泛转移、或不能耐受手术治疗者,以解除梗阻,免去患者长期背肛袋之苦,提高其生活质量。
而肠道支架过渡性放置,可替代结肠造瘘术,进行充分肠道减压,缓解梗阻症状, 使梗阻性左侧大肠癌患者的肠道局部和全身病理生理状态恢复或接近无梗阻性状态,再选择单纯性大肠癌的I期腹腔镜手术方式处理,降低手术并发症及死亡率,避免二次手术创伤,提高生存率,改善患者生存质量。
支架置入的并发症主要有肠道穿孔、肠道出血及支架移位、脱落、阻塞等。
目前已获批在售的肠道支架多为金属支架,相关企业主要有:波士顿科学、库克医疗、韩国的Taewoong Medical、美泰克等;国内肠道支架相关企业主要有南京微创医学、常州智业。
表格3 部分公司肠道支架产品参数表
目前产品基本上都是自膨式金属支架(SEMS)。可以快速缓解肠梗阻,并发症较少。未扩张的SEMS体积非常小,直径3-8mm,通过内窥镜可以到达指定位置,然后逐渐恢复形状,提供持久的功能和肠道支持。编织结构使支架保持良好的外径向力,使其随着肠道蠕动而弯曲。
目前,使用最广泛的金属是镍钛记忆合金和不锈钢。然而,金属支架影响核磁共振成像,存在肠壁穿孔的潜在风险,以及过度僵硬、出血、穿孔和瘘管形成。例如,镍钛支架作为一种不可生物降解的金属支架,在支架再阻塞、支架移位和穿孔等情况下需要在额外的手术中取出,这可能会对患者造成额外的伤害[4]。
最近有一些关于生物可降解金属支架的研究,如镁基生物降解支架,郑州大学关绍康团队建立兔动物模型,检测镁-锌-钇-钕/MAO/PLLA/紫杉醇支架的功能,结果表明其能有效抑制组织再狭窄和肠道炎症的发生,同时其生物相容性和生物降解性的结果表明降解的废物可以自我代谢并在体外排出[5]。
肠支架置入是一项经过多年研究的手术,死亡率低于1%。但仍存在一些并发症,如植入过程中支架失效、出血、穿孔、支架滑脱、再次阻塞等并发症。随着对并发症原因研究的深入,相关临床预防措施逐渐完善,支架结构和材料进一步优化,降低并发症发生率。例如,为了减少结直肠支架植入后的穿孔、滑脱和其他并发症,支架设计应针对患者进行个性化设计,并从机械和功能角度重新评估。
材料创新方面,苏州大学的王晓沁、李刚等人研究了纬编技术制造的 PDO 支架的降解特性,结果表明其可在12周内保持60%的径向力,在降解过程中几乎没有观察到新的化学物质或降解组分,表明PDO聚合物可用于制造用于治疗肠狭窄的可生物降解肠支架。对于肠道支架生产的未来,与大多数金属支架替代品相比,生物材料由于其机械、可生物降解和辅助药物缓释特性,很可能成为未来的焦点。
参考文献:
[1] H. Sung, J. Ferlay, R.L. Siegel, M. Laversanne, I. Soerjomataram, A. Jemal,F. Bray, Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence andmortality worldwide for 36 cancers in 185 countries, Ca-Cancer J. Clin. 71 (2021)209–249.
[2] 顾晋, 汪建平, 孙燕,等. 中国结直肠癌诊疗规范(2017年版)[J]. 中华临床医师杂志:电子版, 2018, 12(1):21.
[3] Emma,Hjern F,Blomqvist L,et al. Emergency management with resection versus proximal stoma or stent treatment and planned resection in malignant left-sided colon obstruction[J]. World Journal of Surgical Oncology, 2016, 14(1):1-7.
[4] N. Haraguchi, M. Ikeda, M. Miyake, T. Yamada, Y. Sakakibara, E. Mita, Y. Doki,M. Mori, M. Sekimoto, Colonic stenting as a bridge to surgery for obstructive colorectal cancer: advantages and disadvantages, Surg. Today 46 (2016)1310–1317.
[5] Z. Wang, Q. Zheng, S. Guan, Z. Sun, S. Liu, B. Zhang, T. Duan, K. Xu, In vitro andin vivo assessment of the biocompatibility of an paclitaxel-eluting poly-l-lactidecoated Mg-Zn-Y-Nd alloy stent in the intestine, M Mater. Sci. Eng. C 105 (2019),110087.
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作者丨易长城
医疗器械、新材料、人工智能;
一定技术壁垒