研究背景：随着人口老龄化进程的加速，主动脉瓣狭窄的发病率逐年升高，在美国，75岁以上人群主动脉瓣狭窄的发病率是4.6%，仅次于高血压和冠心病，80岁以上老年人中40%会出现瓣膜钙化和主动脉瓣退行性狭窄。对于主动脉瓣狭窄，传统的治疗方法是外科手术，然而，大约30-50%的患者存在严重合并症的患者无法接受外科治疗。2002年，Cribier等率先开展了经导管主动脉瓣膜置换术（Transcatheter Aortic Valve Replacement，TAVR）并获得成功，之后，经导管主动脉瓣膜置入的相关器械和技术的研究逐渐受到重视。目前进行动物实验和进入临床应用的瓣膜支架有数十种之多，而应用最多的主要有两种，即球囊扩张式的Edwards瓣膜支架系统和自膨式的CoreValve瓣膜支架系统。自经导管主动脉瓣膜置换装置投入临床使用以来，全球已完成近4万余例病例。Partner研究已经证明：经导管主动脉瓣膜的手术效果要明显优于标准治疗，对于那些不能耐受外科手术治疗的严重主动脉瓣病变的高危患者,经导管瓣膜植入术1年生存率与外科手术相似。此外，该技术也可应用于主动脉生物瓣衰败的患者，即“瓣中瓣”植入技术。从现有趋势看，经导管瓣膜支架置入技术逐渐成熟，有可能发展成为外科治疗的补充和替代方法。2010年伊始，上海中山医院、北京阜外医院、301医院和长海医院先后在国内率先应用Corevalve自膨式和Edwards球囊扩张式瓣膜支架成功地进行了人体主动脉瓣膜置换手术。因准入程序复杂、审批制度严格、进口器材价格昂贵，SFDA尚未批准该项技术在国内应用。我国人口老龄化发展趋势明显，根据国家统计局的报告，2009年我国60岁及65岁以上老年人口分别达到1.67亿人、1.13亿人，占总人口的12.5%、8.5%，而到2051年将达到4.37亿峰值。鉴于我国人口基数庞大，老龄患者对TAVR手术的需求将十分巨大，基于国情，为了降低医疗费用，减轻患者负担，研制具有自主知识产权的瓣膜支架的势在必行。自2006年起，国内多家医疗机构开展了经导管瓣膜支架置换的基础研究，但尚无国产器械在临床上得到应用。为填补国内空白，我科从2010年起与乐普医疗器械有限公司合作，研制了国产化经导管镍钛合金自膨式主动脉瓣膜支架置换系统，并开展了经导管主动脉瓣膜置换的实验研究。研究目的:研制国产化经导管自膨式主动脉瓣膜置换系统，并使用该系统对实验山羊进行主动脉瓣膜置换，评价国产经导管主动脉瓣置换装置的可靠性和安全性，观察瓣膜支架性能，为进一步的临床研究提供依据。研究方法：（1）经导管主动脉瓣置换的应用解剖和影像学研究分别解剖测量20例正常的成人心脏标本和20只健康山羊心脏标本。观察主动脉瓣膜区解剖位置及毗邻关系，应用游标卡尺分别测量主动脉瓣环的周径、主动脉瓣游离缘长度等距离，选取6头健康山羊行心脏彩超检查并在DSA下行造影。测量山羊股动脉、颈内动脉、腹主动脉下段的直径。（2）经导管镍钛合金自膨式主动脉瓣膜置换系统的研制以镍钛合金管为材料，激光雕刻加工成为菱形网眼直筒型支架，经热处理模具定型为“酒杯型”的支架。选用新鲜的猪心包，先给予0.01%胰蛋白酶中震荡脱细胞处理后24小时，后给予0.6%戊二醛液在4℃温度下浸泡36小时，再用2%L-谷氨酸浸泡24小时后，按照模具裁剪成瓣叶，使用无损伤线将瓣叶连续缝合在支架上组成瓣膜支架。输送装置由外鞘管、内芯、控制手柄组成。研制可将瓣膜支架收纳入鞘管的预载辅助装置。（3）体外实验和瓣膜支架测试以直径20mm的带金属标记环的硅胶管模拟的主动脉根部，在透视下将瓣膜支架插入硅胶管内，模拟经导管主动脉瓣膜置换手术过程。瓣膜支架释放后以硅胶管刻度线为基准，测量瓣膜支架瓣环线的偏差距离。再按时间顺序将30次释放分为A、B、C三组，以A组为对照组进行比较瓣膜支架瓣环线与基线的偏差范围。（4）右室起搏频率与主动脉瓣区压力变化的研究选取6只成年健康山羊，全麻下经股静脉将临时起搏电极送至右心室，连接临时起搏器，频率范围由150次/分递增至350次/分，以25次/分频率递增，测量在不同起搏频率下主动脉瓣上和瓣下的收缩压、舒张压和平均压，并计算压力阶差。（5）经导管主动脉瓣膜置换的实验研究：选择16只健康山羊，使用国产经导管主动脉瓣膜置换系统，分别经过颈内动脉和腹主动脉下段途径，在X线透视下经导管原位置换主动脉瓣。术后随访12个月，按术后即刻、3个月、6个月、12个月的时间节点，进行心电图、影像学、血流动力学随访。选择部分动物处死，进行大体解剖学和病理学检查。对于初次定位释放不准确的实验羊使用“瓣中瓣”技术进行补救。（6）新型可回收主动脉瓣膜支架系统的研制研制经导管可完全回收的镍钛合金自膨式主动脉瓣膜置换系统。可回收结构为铆钉连接，支架由主动脉部、底部、腰部、延伸段四个部分组成，瓣膜支架的输送和释放由输送索和鞘管配合控制。对该装置开展体外实验并进行初步的动物实验。统计学处理：使用SPSS18.0软件进行统计学处理。结果:（1）正常成人和实验山羊测得主动脉瓣周径分别为(69.56±3.48)mm、(59.43±7.51)mm；瓣膜游离缘长度分别为(29.17±2.21)mm、(21.33±2.75)mm；瓣膜附着缘长度分别为(23.45±2.66)mm、(18.20±2.36) mm；游离缘距窦底的距离分别为(17.58±3.22)mm、(12.90±1.85)mm；左室流出道长度分别为(22.30±2.49)mm、(17.82±3.37)mm；左冠开口到窦底的距离分别为(15.51±1.13)mm、(10.30±0.89) mm；右冠开口窦底的距离分别为(12.88±0.87)mm、(8.36±1.24) mm。实验羊股动脉、颈内动脉、腹主动脉下段的直径分别为(5.33±2.39) mm、(7.20±1.65) mm、(8.24±2.77) mm。影像学分析羊主动脉直径为(18.02±3.37) mm；瓣环直径为(18.25±1.59) mm。（2）瓣膜支架的分为主动脉部、腰部和左室流出道部三个部分，主动脉部膨大，腰部直径最细，左室流出道部略呈锥形，按腰部最径分为18、20、22、24mm四种规格。瓣膜支架整体通过16F的鞘管输送，通过操作手柄控制瓣膜支架的定位释放。体外实验表明，输送系统工作可靠，推送过程对人工瓣膜支架无影响；辅助预载装置可快速进行瓣膜支架的预载，而不损坏支架。（3）在瓣膜支架的体外释放实验中，成功释放30次（100%），准确释放23次（76.67%）。其中，支架瓣环线与基线重合4次，未及基线5次（平均值-2.00±1.00mm），超过基线21次（平均值2.84±2.56），30次释放偏离基线平均值2.03±3.05。A组平均值3.60±4.14，B组平均值1.90±2.60（P＞0.05），C组平均值0.6±1.07（P＜0.05）。（4）起搏频率与压力变化研究发现：收缩期主动脉跨瓣压力阶差随起搏频率的加快而升高，至250-300次/分时，由-25.00±3.90mmHg上升至11.17±10.85到13.50±3.89mmHg之间。舒张期跨瓣压力阶差随起搏频率的加快而降低，至250-300次/分时，稳定在47.00±3.03到43.83±2.93mmHg之间，压力阶差降幅达50.11%（P＜0.01,95%CI）。（5）16只实验羊中，初期2只羊因植入支架过大、定位释放位置过深导致大量反流死亡；2只羊支架被吸入心室；1只羊支架植入后右冠状动脉被堵塞，出现缓慢性心律失常，术后3小时突发室颤抢救无效死亡；1只羊死于血管并发症。2只羊瓣膜支架首次植入过高，行“瓣中瓣”技术补救，即时成功；1只羊因支架首次植入位置过高后，将首枚瓣膜支架退至降主动脉释放再植入第二枚瓣膜支架，即时成功。9只羊即时成功。术中造影测算主动脉瓣环直径(18.25±1.59)mm、瓣膜支架平均直径(22.60±0.97)mm手术时间（98.60±16.21）min。实验山羊术后即刻、3个月、6个月和12个月心脏彩超提示人工主动脉瓣膜工作正常，心功能与术前比较无明显变化；左室造影及人工主动脉瓣上造影证实支架的位置及瓣膜功能良好；心电图检查未见传到阻滞及其他心律失常。术后即刻解剖见瓣膜支架位置良好。术后12个月解剖见支架无移位，透明的内膜组织覆盖支架表面，扫描电镜下见支架上覆盖内皮细胞形态成熟，列致密有序。（6）新型可完全回收主动脉瓣膜支架分为主动脉部、腰部、左室流出道、延伸桁架四个部分，延伸桁架顶端的固定螺母可与输送索相连接。输送系统由鞘管、内芯、输送索、止血阀四个部分组成。鞘管直径为16F。体外实验和初步动物实验表明：新型瓣膜支架使用配套输送装置可顺利释放和回收，重复数十次，未见支架瓣膜损坏。结论：国产化自膨式主动脉瓣膜支架系统设计合理，性能稳定，植入方便，成功地应用于实验山羊的经导管主动脉瓣膜置换，植入体内后随访12个月血流动力学和生物相容性指标良好，可应用于经导管主动脉瓣膜置换的临床试验。