Методическая статья

Трехмерная печать с помощью модифицированных врачом фенестрированных эндотрансплантатов для пластики аневризмы грудного эндоваскулярного отдела аорты в зоне 1

DOI:

10.3791/67893

⸱

4 апреля 2025 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Vascular Surgery, Nanjing Drum Tower Hospital, Affiliated Hospital of Medical School, Nanjing University, 2Department of Vascular and Endovascular Surgery, Almazov National Medical Research Centre

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В этом протоколе описывается подход к восстановлению аневризм дуги аорты в зоне 1 с использованием модифицированных врачом фенестрированных эндотрансплантатов с помощью трехмерной печати.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Аневризма дуги аорты – опасное для жизни сердечно-сосудистое заболевание, требующее своевременного медицинского вмешательства. Аневризмы в зоне 1 обычно затрагивают несколько ветвей артерий, что затрудняет восстановление. Открытое хирургическое вмешательство часто приводит к значительной хирургической травме, массивной кровопотере и увеличению времени операции. С развитием эндоваскулярных технологий фенестративная/разветвленная грудная эндоваскулярная пластика аорты (F/B TEVAR) используется для восстановления дуги аорты и реконструкции ветви артерии. Стент-графты для F/B TEVAR требуют индивидуальной модификации и изготовления на основе анатомии пациента. Модифицированные врачом фенестрированные эндотрансплантаты (PMEG) предлагают осуществимый подход к персонализированному восстановлению аневризмы дуги аорты в зоне 1. Тем не менее, изготовление PMEG требует глубокого понимания анатомии и обширного опыта, что делает его сложным для большинства хирургов. Чтобы упростить этот процесс, используется трехмерная печать, помогающая в точной фенестрации. PMEG под управлением трехмерной печати улучшают проходимость ветвей артерий и уменьшают послеоперационные эндоподтекания после F/B TEVAR. Необходимо дальнейшее последующее наблюдение для оценки долгосрочных преимуществ и эффективности этого метода.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Аневризмы аорты являются распространенными жизнеугрожающими заболеваниями аорты, которые требуют своевременной оценки и терапевтического вмешательства1. Аневризмы дуги аорты часто затрагивают основные артериальные ветви, включая безымянную артерию, левую общую сонную артерию и левую подключичную артерию1. Согласно рекомендациям Американской кардиологической ассоциации/Объединенного комитета по клинической практике Американской кардиологической ассоциации/Американского колледжа кардиологов, аорта разделена на 11 посадочных зон2. Восстановление аневризм дуги аорты в зоне 1 требует реконструкции артерий дуги аорты, что создает значительные анатомические проблемы.

Первоначальным подходом к восстановлению дуги аорты была открытая хирургическая коррекция. Дебейки и др. впервые успешно восстановили аневризму дуги аорты в 1957году. Тем не менее, применение открытой хирургической коррекцииограничено несколькими ограничениями, включая тяжелую хирургическую травму, значительную кровопотерю, высокую частоту осложнений и длительную продолжительность операции5. Благодаря достижениям в области эндоваскулярных технологий, эндоваскулярное восстановление грудного отдела аорты (TEVAR) доказало свою эффективность при лечении аневризм и расслоений грудного отдела аорты 6,7,8. Основываясь на традиционном TEVAR, фенестративная/разветвленная торакальная эндоваскулярная пластика аорты (F/B TEVAR) была разработана для лечения аневризм грудного отдела аорты, затрагивающих ветви артерий 9,10. Следует отметить, что F/B TEVAR продемонстрировал высокий технический успех и приемлемую послеоперационную летальность у пациентов с постдиссекционными торакоабдоминальными аневризмами11,12.

F/B TEVAR может восстановить нормальный физиологический кровоток и достичь высоких показателей проходимости в артериях ветвей после восстановления аневризмы грудного отдела аорты13,14. Точная фенестрация на стент-графте основного тела имеет важное значение для реконструкции ветвей артерий. Аневризмы дуги аорты в зоне 1 обычно затрагивают несколько ветвей артерий и требуют стент-графтов с тройными фенестрациями. Тем не менее, современные коммерческие стенты не могут быть настроены на основе индивидуальной анатомии пациента. Модифицированные врачом фенестрированные эндотрансплантаты (PMEGs) представляют собой жизнеспособную альтернативу для персонализированного лечения аневризм грудного отдела аорты в зоне 115,16.

Успешное изготовление PMEG требует обширной практики и опыта, что может быть сложной задачей для многих хирургов. Чтобы упростить процесс подготовки, в данной статье представлен метод изготовления PMEGs для F/B TEVAR. Трехмерная (3D) печать была использована для достижения точной фенестрации на основном теле стент-графта с последующим прикреплением ветвевых стентов в соответствующей ориентации. В этом исследовании представлена серия случаев из 21 пациента, которым был выполнен F/B TEVAR с использованием PMEGs, что дает новое представление об эффективности и применимости этого метода.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Описанные здесь хирургические протоколы были одобрены комитетом по этике больницы Nanjing Drum Tower, аффилированной с Медицинской школой Нанкинского университета. Письменный анализ был получен от пациентов, участвовавших в данном исследовании. Подробная информация об используемых реагентах и оборудовании приведена в Таблице материалов.

1. Предоперационная оценка

  1. Применять следующие критерии включения: Пациенты старше 18 лет; подтвержденный диагноз аневризм аорты в зоне 1 аорты с помощью компьютерной томографической ангиографии (КТА); отсутствие противопоказаний для Ф/Б ТЕВАР; информированное согласие на операцию.
  2. Применяйте следующие критерии исключения: Пациенты с другими заболеваниями аорты (такими как язва и расслоение аорты); пациенты с тяжелыми сопутствующими заболеваниями (такими как почечная или печеночная недостаточность, неконтролируемый диабет, тяжелые активные инфекции); беременные женщины; Пациенты, перенесшие операцию на дуге аорты.
  3. Выполните предоперационную КТА и реконструируйте аорту для оценки положения аневризмы аорты (рис. 1A, B).
  4. Проведите дополнительные обследования, включая обычный медицинский осмотр, анализы крови и мочи.

2. Подготовка 3D-печатной модели

  1. Импортируйте исходные данные CTA (в формате DICOM) пациента в программное обеспечение для 3D-реконструкции.
  2. Нажмите на кнопку СЕГМЕНТ и выполните пороговое значение, определив максимальное и минимальное пороговые значения.
  3. Нажмите « Рассчитать деталь », чтобы создать 3D-просмотр аорты.
  4. Нажмите « Редактировать маски» для оптимизации 3D-модели.
  5. Экспортируйте 3D-модель в виде файла в формате STL.
  6. Импортируйте файл формата STL в программное обеспечение для анализа моделирования.
  7. Нажмите на кнопку Редактировать-Выбрать выбросы , чтобы удалить большинство недействительных точек.
  8. Затем нажмите « Редактировать-Прекращенные компоненты». Распознайте оставшиеся недействительные точки с помощью параметров «Разделение » и «Размер », затем удалите их.
  9. Нажмите « Точки-Уменьшить шум » и выберите «Произвольные формы», чтобы уменьшить шум данных.
  10. Нажмите на кнопку Points-Wrap , чтобы создать 3D-модель с обтеканием полигоном.
  11. Нажмите на Полигоны-Заполнить дыры-Заполнить одинарные, чтобы заполнить дыры в 3D-модели.
  12. Нажмите на кнопку Decimate , чтобы упростить модель в соответствии с кривизной.
  13. Нажмите на Smooth-Relax/Sandpaper для уточнения поверхности модели.
  14. Нажмите на кнопку Repair-Defeature для дальнейшей оптимизации модели.
  15. Проектируйте остекления путем обрезания артерий ветвей на 3D-модели.
  16. Экспортируйте окончательную 3D-модель в виде файла в формате STL (рис. 1C).
  17. Импортируйте файл в формате STL на 3D-принтер и распечатайте 3D-модель аорты с использованием биосовместимых прозрачных материалов MED610.
  18. Простерилизуйте модель окисью этилена, чтобы подготовить ее к модификации ПМЭГ.

3. Интраоперационное изготовление ПМЭГ

  1. Поместите тубус для доставки с основным стент-графтом тела в стерильную 3D-печатную модель перед хирургической процедурой.
  2. Отпустите стент-графт основного тела внутри 3D-печатной модели.
  3. Отметьте фенестрации артерий ветвей с помощью маркера (рисунок 2А).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Разместите маркировку между металлическими краями, чтобы предотвратить помехи при расширении стента.
  4. Создайте остекления в отмеченных местах с помощью электрокаутерного пера (рис. 2B).
  5. Шовные металлические катушки в качестве маркеров выбора на остеклениях.
  6. Зафиксируйте основной стент-графт с помощью проводника, ограничив диаметр до 50%-70% от исходного.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Введите проводник через дистальную оболочку доставки стент-графта после завершения модификации стента. Симметрично разместите 4-0 нерассасывающихся швов на задних сторонах обеих сторон фенестрации и надежно закрепите их на направляющей проволоке.
  7. Установите подготовленный PMEG на место в выходной тубус основного стента корпуса.
  8. Изгибайте PMEG перед имплантацией, чтобы облегчить его доставку в аорту (Рисунок 2C).

4. Хирургическое вмешательство

  1. Обезболите пациента с помощью обезболивающих индукционных средств (пропофол 20 мг/мл), анальгетиков (фентанил 50 мг/мл) и миорелаксантов (векуроний 10 мг/мл), вводимых путем внутривенной инъекции (в соответствии с утвержденными в учреждении протоколами).
  2. Расположите пациента в положении лежа на спине и расположите артерии, служащие точками хирургического доступа, с помощью чрескожных ориентиров.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте бедренные артерии в качестве доступа для стент-графта основного тела и левую общую сонную и плечевую артерии в качестве доступа для ветвевых стентов.
  3. Обнажите артерии и создайте доступ, вставив влагалища для доставки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте длинную выходную оболочку (18-20 F) для основного стент-графта и выходные тубусы (4-6 F) для ветвевых стентов.
  4. Имплантируйте проводник длиной 150 см и катетер 4 F. Выполните цифровую субтракционную ангиографию (DSA) для оценки аневризмы дуги аорты.
  5. Проводят системную гепаринизацию (гепарин, 1 мг/кг).
  6. Замените проводник на поддерживающий, чтобы облегчить размещение и замену устройства.
  7. Доставьте ПМЭГ в дугу аорты через доступ к бедренной артерии и расположите ее в запланированном месте (рис. 3А).
  8. Медленно освободите передний сегмент основного стент-графта, сохраняя стент в его суженном состоянии (Рисунок 3B).
    ПРИМЕЧАНИЕ: В узком состоянии можно выполнять регулировку положения. При извлечении проводника двусторонние швы надежно освобождаются, что позволяет контролируемо расширять стент-графт для выравнивания фенестрации с ветвями артерий.
  9. Введите катетер через доступ к каждой ветви артерии. Селективно продвигайте катетеры в соответствующие фенестрации безымянной артерии, левой общей сонной артерии и левой подключичной артерии (рис. 3C).
  10. Вытяните ограничивающую проволоку и полностью освободите основное тело стент-графта.
  11. Имплантат и стенты с высвобождением ветвей в безымянной артерии, левой общей сонной артерии и левой подключичной артерии.
  12. Расширяйте расширительные баллоны в местах соединения между стентом основного тела и ветвями стента.
  13. Проверьте проходимость каждой ветви артерии и проверьте наличие эндоподтекания с помощью DSA (Рисунок 3D).
  14. Снимите катетеры, проводники и тубусы для доставки. Сшить артерии с помощью нерассасывающихся нитей (6-0 или 7-0).

5. Послеоперационное наблюдение и уход

  1. Переведите пациента в отделение послеоперационной терапии (PACU) или отделение интенсивной терапии (ОИТ).
  2. Контролируйте жизненно важные показатели, включая артериальное давление, сердечный ритм, дыхательную функцию и насыщение крови кислородом.
  3. Оцените наличие осложнений, таких как инсульт, ишемия спинного мозга и эндоутечки.
  4. Начните лечение боли и реабилитационную помощь.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Двадцати одному пациенту в возрасте от 35 до 87 лет была выполнена операция F/B TEVAR для коррекции аневризмы дуги аорты с использованием PMEG. Кровоток во всех артериях дуги аорты (безымянная артерия, левая общая сонная артерия и левая подключичная артерия) был восстановлен с помощью тройных фенестров во всех случаях (рис. 4). Среднее время операции составило 234,3 мин ± 70,4 мин. Интраоперационная кровопотеря составила 150 мл (IQR = 300). Послеоперационное пребывание в отделении интенсивно...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

F/B TEVAR является подходящим подходом для лечения аневризм дуги аорты в зоне 1, эффективно поддерживая проходимость ветви артерии. По сравнению с открытой хирургической операцией, F/B TEVAR связан с более низкой периоперационной заболеваемостью и смертностью15,17. Тем не менее, эндоподтекания, вероятно, будут возникать в местах мостовидной фенестрации после операции, что может потребовать повторного вмешательства

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была поддержана Базой данных клиник по стандартизации и инновационному применению региональных сосудистых хирургических заболеваний, Научно-исследовательской программой по надзору за лекарственными средствами Управления по лекарственным средствам провинции Цзянсу (No 202014).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
3D принтерStratasysEden260VSИспользуется для печати 3D моделей
Ankura TAA Stent Graft SystemLifetech TAA2622B100Используется в качестве основного тела стент-графты
Биосовместимый материал PolyJetStratasysMED610
Fluency Plus Эндоваскулярный стент-графтBard Периферические сосудистыеFEM10100Используется в качестве ветви стентов
Geomagic Wrap программное обеспечение OQTONИспользуется для имитационного анализа ремоделирования сосудов после имплантации стента
GORE  DRYSEAL Flex Интродьюсер ТубусW.L. Gore & Ассоциативные DSF1065Используемые в качестве поставки оболочки
GORE  ВИАБАН  ЭндопротезированиеW.L. Gore & ПартнерыVBHR051002A Используется в качестве ответвления стентов
Hi-Torque Supra Core периферийные экстра поддерживающие направляющие проводаAbbott1002703Используются в качестве проводников
INFINITI DIAGNOSTIC CATHETERCordisSRD6642Используются в качестве катетеров
Lunderquist Extra-Stiff Wire GuideCOOK MEDICALG49228Используются в качестве проводников
Mimics программное обеспечение МатериализацияИспользуется для выполнения 3D реконструкции аорты
Nester Embolization CoilCOOK MEDICALG47332Используется в качестве спирали
PROLENE PolypropyleneSuture Johnson& Johnson MedTechSXPP1B201Используется в качестве оперативного шовного материала
RADIFOCUS Ангиографический катетерTerumo Interventional SystemsRF-DB1500GMИспользуется в качестве катетеров
RADIFOCUS Guide Wire MTerumo Interventional SystemsRF-GA18153MИспользуется в качестве проводников
SurVeil Баллон с лекарственным покрытиемAbbottSRV03513504010Используется в качестве расширительных баллонов
V-18 и V-14 ControlWire GuidewireBoston Scientific Corporation39216-71822,  46-850Используется в качестве проводников
Valiant торакальный стент-графт с системой доставки CaptiviaMedtronicVAMF2626C100TUИспользуется в качестве основного тела стент-графтов

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bossone, E., Eagle, K. A. Epidemiology and management of aortic disease: Aortic aneurysms and acute aortic syndromes. Nat Rev Cardiol. 18 (5), 331-348 (2021).
  2. Isselbacher, E. M., et al. ACC/AHA guideline for the diagnosis and management of aortic disease: A report of the American Heart Association/American College of Cardiology joint committee on clinical practice guidelines. Circulation. 146 (24), e334-e482 (2022).
  3. De Bakey, M. E., Crawford, E. S., Cooley, D. A., Morris, G. C. Successful resection of fusiform aneurysm of aortic arch with replacement by homograft. Surg Gynecol Obstet. 105 (6), 657-664 (1957).
  4. Kavanagh, E. P., et al. Hybrid repair versus conventional open repair for aortic arch dissection. Cochrane Database Syst Rev. 7 (7), Cd012920(2021).
  5. Hsieh, R. W., et al. Comparison of type b dissection by open, endovascular, and medical treatments. J Vasc Surg. 70 (6), 1792-1800.e3 (2019).
  6. Liu, J., et al. Comparisons of open surgical repair, thoracic endovascular aortic repair, and optimal medical therapy for acute and subacute type b aortic dissection: A systematic review and meta-analysis. BMC Cardiovasc Disord. 25 (1), 86(2025).
  7. Seike, Y., Green, S. B., Mori, K., Reid, K., Matsuda, H. Outcomes of thoracic endovascular aortic repair for complicated type b acute aortic dissection from a multicenter Japanese post-market surveillance study. Gen Thorac Cardiovasc Surg. , (2025).
  8. Parodi, J. C., Palmaz, J. C., Barone, H. D. Transfemoral intraluminal graft implantation for abdominal aortic aneurysms. Ann Vasc Surg. 5 (6), 491-499 (1991).
  9. Liu, D., Luo, H., Lin, S., Zhao, L., Qiao, C. Comparison of the efficacy and safety of thoracic endovascular aortic repair with open surgical repair and optimal medical therapy for acute type b aortic dissection: A systematic review and meta-analysis. Int J Surg. 83, 53-61 (2020).
  10. Xodo, A., et al. Peri-operative management of patients undergoing fenestrated-branched endovascular repair for juxtarenal, pararenal and thoracoabdominal aortic aneurysms: Preventing, recognizing and treating complications to improve clinical outcomes. J Pers Med. 12 (7), 1018(2022).
  11. Gorgatti, F., et al. Post-dissection thoraco-abdominal aortic aneurysm managed by fenestrated or branched endovascular aortic repair. Eur J Vasc Endovasc Surg. 68 (3), 325-334 (2024).
  12. Gallitto, E., et al. Fenestrated and branched endografts for post-dissection thoraco-abdominal aneurysms: Results of a national multicentre study and literature review. Eur J Vasc Endovasc Surg. 64 (6), 630-638 (2022).
  13. Motta, F., et al. Outcomes and complications after fenestrated-branched endovascular aortic repair. J Vasc Surg. 70 (1), 15-22 (2019).
  14. Arnaoutakis, D. J., et al. Comparative outcomes of open, hybrid, and fenestrated branched endovascular repair of extent II and III thoracoabdominal aortic aneurysms. J Vasc Surg. 71 (5), 1503-1514 (2020).
  15. Scali, S. T., et al. Outcomes of surgeon-modified fenestrated-branched endograft repair for acute aortic pathology. J Vasc Surg. 62 (5), 1148-1159.e2 (2015).
  16. Yang, G., et al. Endovascular repair of postdissection aortic aneurysms using physician-modified endografts. Ann Thorac Surg. 112 (4), 1201-1208 (2021).
  17. Tenorio, E. R., Lima, G. B., Marcondes, G. B., Oderich, G. S. Sizing and planning fenestrated and branched stent-grafts in patients with chronic post-dissection thoracoabdominal aortic aneurysms. J Cardiovasc Surg (Torino). 61 (4), 416-426 (2020).
  18. Dossabhoy, S. S., et al. Reinterventions after fenestrated or branched endovascular aortic aneurysm repair. J Vasc Surg. 68 (3), 669-681 (2018).
  19. Chen, Z., et al. Risk factors for target vessel endoleaks after physician-modified fenestrated or branched endovascular aortic repair for postdissection thoracoabdominal aortic aneurysms. J Vasc Surg. 77 (3), 685-693.e2 (2022).
  20. Doumenc, B., et al. Management of type ia endoleak after evar by explantation or custom-made fenestrated endovascular aortic aneurysm repair. Eur J Vasc Endovasc Surg. 61 (4), 571-578 (2021).
  21. Dossabhoy, S. S., et al. Fenestrated endovascular aortic aneurysm repair using physician-modified endovascular grafts versus company-manufactured devices. J Vasc Surg. 67 (6), 1673-1683 (2018).
  22. Lounes, Y., et al. Endovascular aortic arch repair with a pre-cannulated double-fenestrated physician-modified stent graft: A benchtop experiment. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 32 (6), 942-949 (2021).
  23. Canaud, L., et al. Double homemade fenestrated stent graft for total endovascular aortic arch repair. J Vasc Surg. 70 (4), 1031-1038 (2019).
  24. Coles-Black, J., Barber, T., Bolton, D., Chuen, J. A systematic review of three-dimensional printed template-assisted physician-modified stent-grafts for fenestrated endovascular aneurysm repair. J Vasc Surg. 74 (1), 296-306.e1 (2021).
  25. Tong, Y. H., et al. Use of 3D printing to guide creation of fenestrations in physician-modified stent-grafts for treatment of thoracoabdominal aortic disease. J Endovasc Ther. 27 (3), 385-393 (2020).
  26. Tong, Y., et al. Three-dimensional printing to guide the application of modified prefenestrated stent grafts to treat aortic arch disease. Ann Vasc Surg. 66, 152-159 (2020).
  27. Katsargyris, A., Uthayakumar, V., Marques De Marino, P., Botos, B., Verhoeven, E. L. Aneurysm rupture and mortality during the waiting time for a customised fenestrated/branched stent graft in complex endovascular aortic repair. Eur J Vasc Endovasc Surg. 60 (1), 44-48 (2020).
  28. Tenorio, E. R., et al. Multicenter global early feasibility study to evaluate total endovascular arch repair using three-vessel inner branch stent-grafts for aneurysms and dissections. J Vasc Surg. 74 (4), 1055-1065.e4 (2021).
  29. Zhu, J., et al. Fenestrated thoracic endovascular aortic repair using physician-modified stent grafts (PMSGS) in zone 0 and zone 1 for aortic arch diseases. Cardiovasc Intervent Radiol. 42 (1), 19-27 (2019).
  30. Marecki, H. L., et al. Characterization and management of type ii and complex endoleaks after fenestrated/branched endovascular aneurysm repair. J Vasc Surg. 78 (1), 29-37 (2023).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

1
Видео скоро будет доступно

Похожие статьи