概述
胸腹主动脉瘤和累及主动脉弓的病变常规是进行血管内修复，但升主动脉的血管内治疗仍处于发展的早期阶段。Gaia（巴西圣保罗联邦大学）等人最近描述了首次通过血管内方法进行的人体 Bentall 手术。本项目与库克医疗合作设计带有冠状动脉分支的主动脉腔内移植物，用于修复具有传统开放手术修复禁忌症患者的复杂主动脉根部。计划通过植入定制的内移植物并结合经导管主动脉瓣置换术（TAVR）手术排除主动脉疾病。
在执行这一创新和个性化的手术之前，采用 Biomodex 公司基于患者计算机断层扫描（CT）重建的 3D 模型进行血管内 Bentall 修复术的特定预演，规划治疗累及主动脉根部的升主动脉瘤。通过使用体外 3D 模型模拟现实生活中的手术，提供针对特定患者新技术治疗策略的概念验证。
方法
患者特征
一名 69 岁的女性，升主动脉瘤增大并累及主动脉根部。病史包括 12 年前做过主动脉瓣修复术结合升主动脉包裹术，包裹已失败且向远端移动。由于该患者左心室功能受损、严重慢性阻塞性肺疾病以及与左侧偏瘫相关的活动能力差，因此被认为具有再次胸骨切开术的高风险。
3D 打印模型
将扫描获得的 CT 图像数据导入 Simpleware 软件进行分割，获得患者从股动脉到主动脉瓣生物瓣膜的三维重建解剖结构。3D 模型由 Biomodex 公司使用 INVIVOTECH 专有算法通过 Stratasys Polyjet 3D 打印机制成，该算法在微观层面结合柔性和刚性材料，为模型提供真实的生物力学行为。
复合手术室
手术预演安排在 Marie Lannelongue 医院中采用最先进混合系统的专用临床前实验室，包含先进的成像应用：图像融合引导和锥形束 CT。
血流动力学特征
血液粘度为特有的 BloodSim 配方模拟，3D 模型连接离心泵（Medos Deltastream DP3 系统）提供顺向脉动流。
结果
1. 血管通路和血管造影
- 经右桡动脉置入 5F 鞘管，将猪尾导管放置在主动脉根部。
- 将 16F 导引鞘通过一根硬线从左腋窝进入弓腔，这个鞘在执行 TAVR 的过程中使用。
- 经左心室（LV）心尖引入 5F 鞘管。
- 进行血管造影检查融合掩膜的准确性。
2. 放置分支胸弓移植物
- 将 4 米长的导丝沿 5F 心室通路鞘，经过主动脉瓣，然后从股骨通路部位穿过，形成一条贯穿的通路线。
- 插入输送系统之前，在荧光镜引导下检查内移植物的标记以调整方向和定位。
- 通过导丝引入 24F 输送系统，直到锥形尖端穿过主动脉瓣并进入左心室。
- 进行血管造影，根据冠状动脉分支各自的目标血管确认它们的适当位置，并可视化头臂干的起点。
3. 移植物部署
- 在减少 50% 心（泵）输出量的同时，撤回护套直至移植物完全展开。
- 然后拆除螺旋稳定丝以及内曲线近端附件和近端顺应性连接。
- 将输送系统的尖端内收至胸降主动脉。
4. TAVR
- 在对目标血管（冠状动脉）进行导管插入和支架植入前，通过先前放置的 16F 左腋鞘进行此步骤。导丝直接从左腋动脉鞘穿过内移植物进入左心室，然后通过导丝进行 VIV-TAVR 手术。采用腋窝入路可尽量减少内移植物通过主动脉瓣后主动脉瓣关闭不全的时间。
- 通过主动脉瓣在左心室内突出的内移植物密封，然后用 TAVR 固定。
5. 冠状动脉插管
- 由股骨入路将 6F、90 cm 的导引鞘送入内移植物管腔中。
- 推进导管和导丝对第一个分支及其目标血管（左冠状动脉）进行插管。
- 移除接入导丝并更换为支撑导丝。
- 使用 6F 鞘管对冠状动脉进行插管，并将桥接支架放置在其预定的输送部位（在冠状动脉内突出 >5 mm）。
- 实现桥接支架和内移植物分支之间的完全重叠。
- 桥接钴铬合金球囊可扩张聚四氟乙烯覆膜支架（远端 5 × 57 mm，近端 7 × 37 mm）使其贴合。
- 然后使用相同类型的桥接支架对右冠状动脉进行相同的操作。
6. 最终血管造影和锥形束 CT
- 最终的影像学研究显示，无论是在远端着陆区还是在 TAVR 层面均未出现术后内漏的证据，冠状动脉和主动脉上干显影良好。
- 完成的血管造影和锥形束 CT 证实该技术成功。
整个过程在 120 分钟内完成，TAVR 手术在分支内移植物部署后 3 分钟完成。对 3D 打印模型进行血管内 Bentall 修复术检验，确认分支内移植物部署的适当性，符合主动脉根部瘤的完全排除。
讨论
本次预演突出了这种新颖手术的几个缺点，如内移植物在部署过程中的不稳定性、分支方向控制的挑战性以及需要支撑进入到右冠状动脉以推进桥接支架。
在预演结束后，通过一个额外的支架增加了内移植物的长度。因为观察到一旦部署在升主动脉弯曲部分，远端密封区就处于边缘而长期封闭。另外，右冠状动脉插管也具有挑战性，决定通过对该目标血管使用可调弯鞘管克服。在“真正的”手术过程中，进入右冠状动脉一直充满挑战，但最终还是实现了。桥接支架膨胀后观察到右冠状动脉痉挛，随后出现心脏骤停并迅速抢救。在最终的血管造影上观察到技术成功（排除动脉瘤和分支通畅），但患者于术后第 2 天死于多器官功能衰竭。
借助于 3D 打印模型，本项目能够针对患者进行概念验证。从伦理和技术的角度来看，应大力提倡在进行创新的临床程序之前进行此类针对患者的预演。采用 INVIVOTECH 算法的 Biomodex 模型非常逼真，包含视觉及在导航过程中的触觉方面。在手术过程中，临床反馈非常好。通过模型预演获得的信心能够针对后续的患者手术调整计划。
结论
使用与血管内 Bentall 修复一致的 3D 打印患者模型对主动脉根部动脉瘤进行血管内治疗，成功实现了患者特异性的概念验证。针对患者的手术预演将在涉及人类的实验程序伦理领域发挥重要作用，显着提高患者的安全性。
参考
- Vallée A, Guihaire J, Ghostine S, et al. A patient-specific proof of concept with a three-dimensionally printed model before performing an endovascular Bentall procedure[J]. Journal of Vascular Surgery Cases, Innovations and Techniques, 2021, 7（4）: 750-754.
- Gaia FD, Bernal O, Castilho E, Baeta Neves Duarte Ferreira C, Dvir D,Simonato M, et al. First-in-human endo-Bentall procedure for simultaneous treatment of the ascending aorta and aortic valve. JACC CaseRep 2020;2:480-5