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Medtec球囊分析篇 | 冠脉球囊之压力聚焦球囊(Force Focus Balloon)篇

2024-03-01

 2019年开始,Medtec了解到随着冠脉药物洗脱支架与球囊的国家集采政策的实行,国内冠脉球囊产品开发的重点转向了难度相对较高的特殊球囊,如:刻痕/切割球囊等;在国内,近几年涌现出的特殊球囊不胜枚举。本文主要对市面上常见的特殊球囊–刻痕/切割球囊做一个简单的介绍,并分析其各自适应的临床病症以及优缺点。

特殊球囊临床应用特点

01

近年来,一些特殊球囊,如棘突球囊、单导丝/双导丝球囊、刻痕球囊和切割球囊等的出现,这些球囊也被称为压力聚焦球囊(Force Focus Balloon),其明显改善了复杂冠脉预扩张的效果,大大提高了手术即刻成功率及远期预后。冠脉支架置入前需采用球囊对病变血管充分预扩张,通过球囊对血管壁的机械性挤压,造成动脉粥样硬化斑块不规则破裂,从而扩大狭窄的管腔。然而,对于一些纤维化或者钙化病变,普通球囊难以达到充分扩张的目的,导致支架无法输送到位、膨胀不全或贴壁不良,大大增加了支架脱载、支架内再狭窄和支架内血栓形成等并发症风险,患者预后不良。

图1,动脉血管钙化治疗方式演变历程

压力聚焦球囊相较普通球囊,在临床应用中有如下优势:

①纤维化斑块和钙化病变:对于弹力纤维密集的纤维斑块和质地坚硬的钙化病变,普通球囊存在扩张阻力大、扩张效果差的问题,操作过程中还会增加冠脉撕裂、穿孔和无复流等风险。切割、棘突等特殊球囊能更好地锚定病变,定向割断纤维斑块和钙化环,充分挤压斑块,减小弹性回缩,显著增加支架置入后的最小管腔面积与即刻管腔率。对于不具备冠状动脉旋磨装置的医疗机构,特殊球囊可达到有效的扩张效果;

②支架内再狭窄:病理基础为平滑肌细胞和纤维组织过度增生,普通球囊对支架内再狭窄的病变扩张效果欠佳。切割、棘突等特殊球囊通过其球囊壁上尼龙丝、微刀片等可将支架内增生的内膜组织切开,再配合使用高压球囊通过对斑块挤压,达到扩张病变的目的,是支架内再狭窄预处理的重要方法;

③开口分叉病变:普通球囊扩张分支病变时,可能会造成分支内膜损伤、夹层撕裂和斑块移位,引起主支和分支再狭窄率、闭塞率高。切割、棘突等特殊球囊能更好地保护靶血管,减少血管壁的撕裂、夹层和斑块移位的风险,适用于分叉病变的预扩张;

④小血管:小血管(直径<3mm)病变常合并迂曲病变、长病变、钙化等,导丝、球囊通过性差,当应用较高的压力扩张时,易发生冠脉撕裂及急性闭塞,术后再狭窄风险高于大血管。应用棘突、双导丝、刻痕球囊进行预扩张后可获得的即刻管腔面积大于普通球囊,减少内膜撕裂的风险,有效降低再狭窄率。相较于旋磨,嵌入式球囊将微切割技术与球囊扩张相结合,适用于支架植入术后再狭窄、原位小血管病变等以及无法耐受旋磨的病变,临床应用更广泛。且旋磨设备昂贵,操作相对复杂,临床推广受到一定限制;

压力聚焦球囊简介

02

今天主要介绍压力聚焦球囊中的刻痕球囊和切割球囊两类,小编对刻痕与切割进行了一个大致的区分,当球囊表面刻痕部件为非金属并且其截面为钝性,称之为刻痕球囊;当球囊表面切割件为金属并且其界面为锐性,称之为切割球囊;接下来将从产品结构特点对这两类产品进行详细的剖析;

1-刻痕球囊

一:Lacrosse NSE (戈德曼,2014年NMPA获批)–棘突球囊

1)特点:由低顺应性球囊和3条间隔120°的尼龙丝组成(如图2所示),球囊扩张后,3条尼龙丝可产生3个方向的切割效应,纵向切开斑块,减轻环状压力,形成斑块裂缝,有效防止球囊滑脱现象。尼龙丝未附着在囊体,与球囊的头尾两端相连,可使棘突在球囊扩张和收缩时活动,其机制类似于伞的折叠,增加了球囊的通过性和灵活性。尼龙丝中间起到切割作用的部分是一个三棱柱体,球囊扩张时,三棱柱的一边坐在球囊上,对面的尖端对斑块形成切割作用;

图2,Lacrosse NSE棘突球囊结构

2)缺点:在球囊两端与尼龙丝连接处易产生缺陷,导致球囊扩张时三根尼龙丝对斑块的挤压作用不均匀,使得扩张斑块的效果降低,如图3所示;

图3,Lacrosse NSE棘突球囊缺陷实例

二:GRIP(Acrostak,2018年NMPA获批)–乳突球囊

1)特点:在球囊表面均匀分布有4排实心圆点凸起(如图4所示),球囊在扩张时,其表面的均匀分布的4排实心圆点凸起对钙化斑块有应力集中的作用,由于实心圆点凸起与斑块的接触面积较小,因此在较低压力的情况下,实心凸起可对斑块起到一定的刻痕作用;

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图4,GRIP乳突球囊示意图

三:Scoreflex (业聚,2020年NMPA)–双导丝球囊

1)特点:在球囊囊壁外侧有2个金属导丝,呈180°分布(如图5所示)。标准导引导丝协助球囊到达目标病变,固定在球囊对侧的导丝可协助球囊通过成角病变。球囊充盈时,在较低的压力下,双导丝可向撕裂斑块,并减少血管壁环绕压力和血管病变弹性回缩。双导丝设计使其既有较好的推送性、跨狭窄病变能力强,又在扩张时不易移位;

图5,Scoreflex双导丝球囊示意图

2)缺点:由于其表面切割材料为金属圆形导丝,切割效果较表浅和细小,故不常应用于重度钙化病变的预处理;由于其快速交换段长度较短,距离Tip头端约2cm处,从而影响产品整体的推送性能,最终降低产品的到位性能;

四:Wedge (博迈,2023年NMPA)–单导丝球囊

1)特点:类似业聚的Scoreflex双导丝球囊,唯一的区别在于博迈的Wedge单导丝球囊的快速交换段为标准的Rx型球囊的设计,其在球囊囊壁外侧有1根金属丝,(如图6所示);标准导引导丝在内管中,球囊充盈时,在较低的压力下,固定在球囊表面的导丝起刻痕作用;

图6,Wedge单导丝球囊示意图

2)缺点:由于其表面只有1根导丝作为斑块刻痕部件,球囊在充盈至约10atm时出现球囊弯曲的现象(香蕉型),再者其刻痕件为圆形金属丝,在球囊扩张时易打滑,对不准需要刻痕的位置,对斑块的刻痕效果不对称,因此其对斑块的刻痕效率不高;

五:Tradent 海神戟 (赛诺,2023年NMPA)–棘突球囊

1)特点:螺旋式金属丝排布在球囊表面(如图7所示),其能够有效锁定钙化斑块并进行360°全方位的斑块剥离,从而实现可控且高效的预处理;较之平行类斑块修饰球囊,其相同规格型号下,“螺旋式”设计能够布局更多的棘突单元,棘突丝之间的侧孔更小,可更全面的覆盖斑块;并且可在较小爆破压下获得分散且小的龟裂,有效避免了夹层的发生率;在器械通过性方面,该产品通过钝圆化TIP头设计、U型热熔链接等工艺,有效降低导入外径,增加其血管顺应性;

图7,Tradent棘突球囊示意图

2)缺点:由于其球囊表面的镍钛合金丝的高度只有0.11mm,相对于其它刻痕球囊的刻痕件高度较低,因此可能会影响对斑块的修饰效果;

2-切割球囊

一:Wolverine(波士顿科学,2017年FDA获批)

1)特点:在非顺应性尼龙球囊上纵向均匀分布3或4片显微手术刀片(高度为0.22~0.33mm),如图8所示;刀片上有T型底端槽口设计,增强刀片的灵活性和与球囊接的稳固性。球囊扩张前,刀片被包裹在球囊凹陷内,不会损伤血管;球囊扩张时,刀片伸出球囊表面,可规则有序地切开斑块,解除血管壁环向应力,增加斑块压缩比率,减少血管内膜夹层和血管弹性回缩;

图8,Wolverine切割球囊示意图

二:Vesscide(乐普,2020年NMPA)

1)特点:类似Wolverine;如图9所示;

图9,Vesscide切割球囊示意图

三:DK Score (鼎科,2022年NMPA)

1)特点:球囊整体结构类似于传统的PTCA快速交换型球囊,在外表面径向每120°黏附三角形的镍钛合金丝,镍钛合金丝固定于球囊工作段(如图10所示)。三角形镍钛合金丝硬度较强,管腔获得能力较好;导丝结构不影响球囊通过性,可以在弯曲血管进行扩张;额定爆破压为20atm,适用于高度钙化或弹性回缩强的病变;

 

图10,DK Score切割球囊示意图

3-刻痕/切割球囊性能对比

由于球囊表面的刻痕件或切割件的材质、结构不一,因此会造成不一样的斑块修饰效果,同时也会影响产品的其他性能,如:产品的通过性、血管扩张的能力等;

表1,刻痕/切割球囊信息对比

结语

从以上介绍以及对比分析中不难看出,刻痕球囊和切割球囊由于球囊表面上的部件有所区别,因此其性能各有差异,文中可以得出以下结论:
1)刻痕球囊在器械通过性和操作安全性这两方面有优势,但是对血管的扩张能力稍有欠缺;
2)切割球囊在血管扩张能力方面较为突出,但是其通过性以及操作安全性略有不足;因此两种类型的球囊产品各有优缺点,故临床所需要的压力聚焦球囊应具有良好通过性能的同时能够对血管有不错的扩张能力,同时在操作安全性以及使用便捷性方面也希望得到提高;
成年人不做选择,全都要,具有良好通过性的同时拥有优异的斑块修饰能力,这样一款球囊产品才是临床医生治疗血管钙化的利器。
文章来源: MedTalk of Vascular
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