血栓除去ステントの進化、血栓との相互作用、そして第三世代および第四世代のステント設計の進展を探ります。
前回の内容では、第一世代から第二世代の血栓除去ステントへの移行について説明し、異なるステントの血栓捕捉能力の原理を理解しました。しかし、血栓除去ステントと血栓との相互作用に関するさらに詳しい研究が進む中で、デザインに多くの調整と変化が加えられてきました。後述する第三世代および第四世代の血栓除去ステントには厳密な公式定義はありませんが、むしろ異なる概念的ステントの略称のようなものです。
医療機器の開発は、臨床問題をより効果的に解決することを目指しており、その推進力は病気に対する理解の深化にあります。ステントと血栓の関係を明らかにするために、Anouchskaらは前向き研究を行いました。
▲急性虚血性脳卒中患者における血栓とステントリトリーバーの相互作用の高解像度画像
マイクロCTと電子顕微鏡を用いて、機械的(C、D)および接着性相互作用(G)が観察されました。EとFは、CおよびDの青と赤のボックスの拡大画像であり、多孔性の繊維状および密な表面が示されています。組織染色により、血栓にはフィブリンと赤血球が豊富に含まれていることが示されました。フィブリンは(H)でピンク、(I)で赤、(J)で紫です。
▲急性虚血性脳卒中患者における血栓とステントリトリーバーの相互作用の高解像度画像
観察により、以下の異なる血栓表面と血栓-血栓除去ステント相互作用が特定されました:
二種類の血栓表面
1. 多孔性繊維表面:スキャニング電子顕微鏡で200倍以上の倍率で観察される多孔性繊維表面は、前文献で説明された繊維ネットワークに似ています【2】(下記の図A)。
2. 密な血栓表面:スキャニング電子顕微鏡で200倍以上の倍率で多孔性繊維ネットワークが識別できない血栓表面(下記の図B)。
▲SEMによる血栓表面
血栓-ステントリトリーバー相互作用
1. 機械的相互作用:血栓がストラットの周りに絡み、ストラットと血栓素材の間に隙間があります(図A; 図Cは拡大図)。
2. 接着性相互作用:血栓がステントリトリーバーのストラットに付着しており、水滴が糸に付着するのと似ています(図B; 図Dは拡大図)。
▲ステント-血栓相互作用
合計79の相互作用部位が7つのステントで撮影および分析されました。そのうち、44(56%)の血栓-ステント相互作用が接着性であり、35(44%)が機械的でした。
したがって、血栓-ステント相互作用は主に接着性であり、単なる機械的なもの(ステントリトリーバーのストラット間の直接的なクランプ)ではありません。この見解は、以前の議論で導き出された結論に対して、ステント血栓除去のメカニズムを洗練させます。
▲血栓除去ステント
血栓とステントの相互作用モードに加えて、血栓対ステント長比率(TL/SL)も研究の焦点となっています。Belachewらは、SWIを使用して血栓の長さを測定し、治療中に使用されたステント長と関連付けてTL/SLが第一回再開通(FPR)に与える影響を要約しました。
▲急性虚血性脳卒中患者における血栓長に対するステントリトリーバー長のリスク
最終的に、TL/SLが患者のFPRに影響を与え、TL/SLが小さいほどFPRが高くなるという結論が得られました。言い換えれば、長いステントは同じ条件下でより良い第一回再開通率を持つ可能性があります。このパターンは血管再開通率にも当てはまります(TL/SLが小さいほど血管再開通が良好です)。
(TL/SL四分位)
▲急性虚血性脳卒中患者における血栓長に対するステントリトリーバー長のリスク
長いステントは第一回再開通を増加させるだけでなく、全体的な手術成功率も向上させます。ステント自体の特性に加えて、血管の解剖学的特徴も手術の成功率に一定程度影響を与える可能性があります。J.H. Kimらは、血管モデルでの血栓除去シミュレーション実験を行い、さまざまな血管の曲がり具合における異なる血栓除去技術(吸引血栓除去、ステントリトリーバー、組み合わせ技術など)のパフォーマンスを観察しました。
▲血管モデル
異なる血管モデルでの実験では、吸引とステントリトリーバーのいずれもが、より曲がりくねったモデルでの結果が悪化しました。これは、脳血管の曲がり具合がEVT技術に影響を与える可能性があることを示唆しています。ステントに関しては、物理的な伸縮または圧縮(ステントが薄く平らになり、血栓を押し出す可能性がある)が血栓除去の成功率に影響を与える要因である可能性があります。
▲血管の曲がり具合に応じた血管内血栓除去技術のin vitro分析(3Dプリントモデルを使用)
前述の実験の結論を要約すると:
1. ステントと血栓の関係は、機械的作用だけでなく、接着相互作用も含まれます。
2. 長いステントは、血管に影響を与えることなく、より良い血栓除去結果を達成できます。
3. 第二世代のステントリトリーバーは、曲がりくねった血管での伸縮や圧縮が起こりやすいです。
これらの考慮に基づいて、または他の理由で、第三世代のステントリトリーバーが登場しました(ここでの第二世代と第三世代の間に厳密な定義はありません)。第三世代のステントリトリーバーの共通の特徴は、長いモデルが利用可能であることです。これには二つの主要なカテゴリがあります。
第一のカテゴリ:主に機械的な把握で、血栓への埋め込み能力が強化されています。これにはSolitaire X、Trevo NXT、Tigertrieverなどのデバイスが含まれます。
▲Solitaire X(血栓除去ステント)
▲Trevo NXT(血栓除去ステント)
その中で、Tigertrieverが非常に代表的だと考えています。このステントシステムでは、ターゲット血管の直径に応じてステントの径拡張度を調整できます。調整可能な外径サイズにより、ターゲット血管のサイズにより適応できます。リトリーバルプロセス中に、ステントサイズを適度に収縮させて血管損傷のリスクを減らすことができます。この手動制御方法が自己拡張ステントよりも血栓をよりよく把握できるかどうかは不確かですが、このデザインは理論的にいくつかの痛点に対処しています。
▲Tigertriever(血栓除去ステント)
第二のカテゴリ:主に接着クラスプです。自己拡張ステントが血栓に機械的に埋め込まれるのに対し、このデザインは血栓への接着を強調し、ステント内により多くの金属ワイヤーを組み込みます。曲がりくねった血管での壁への付着問題に対処するために、ステントはセグメントにデザインされており、列車のように見えます。このデザインは曲がりでの圧縮を防ぐだけでなく、ステントがより効果的に開くことを確保します(近位または遠位の着地点に影響されない)。
▲列車
このカテゴリの製品には、EmboTrap、Eric、3D Revascularization Deviceなどが含まれます。機能の改善やステントのデザインに関して、第三世代の血栓除去デバイスの特徴を具現化していると考えています(もちろん、臨床的に優れているとは限りませんが、デザインは実際に特定の実験的痛点に対処していることは間違いありません)。
▲Eric(血栓除去ステント)
▲3D Revascularization Device
▲EmboTrap(血栓除去ステント)
ここで最も代表的な例は、Johnson & JohnsonのEmboTrapステントで、もともとはNeuraviによって開発されました。2017年にJohnson & Johnsonの神経血管治療部門であるCerenovusがNeuraviを買収しました。EmboTrapは、内側の閉ループステントが高い径方向サポートを提供し、外側のオープンループステントがより多くのメッシュワイヤーを持つ二重層ステントデザインを特徴としています。このデザインの利点は、外側の大きな開口部が血栓を中央に捕えることができる一方で、内側の層の高い径方向力がステント展開後に迅速に流れを作り、再開通を迅速に達成することです。EmboTrap IIIは、血栓除去中に壁への付着を維持するために外側のオープンループ部分をフレアにデザインしました。閉じた遠位端は、逃げる可能性のある血栓を捕えるために設計されています。
▲EmboTrap III(血栓除去ステント)
血栓除去は時間との競争であることはよく知られています。機械的なステントリトリーバーの重要な側面の一つは、展開されたステントの開口部が部分的な血流通路を作成し、ある程度の即時再灌流を達成し、流れる血液を用いて血栓溶解を助けることができる点です。セグメント型ステントは、主に血栓の付着とセグメント間の物理的相互作用に依存し、即時通路を形成することはありません。EmboTrapの二重層ステントデザインは、理論的には両方のステントタイプの有利な特性を組み合わせています。
▲EmboTrapの内側ステントデザイン
理論的なデザイン効果を超えて、EmboTrapに関する最も代表的な研究—ARISE II—も素晴らしい結果を提供しました。第一回効果(FPE)、三回再開通、または90日後の修正Rankinスケール(mRS)スコアに関して、EmboTrapは第三世代の血栓除去ステントの優れた利点を示しました。
▲ARISE II研究の主要結果(EmboTrapによる虚血性脳卒中の再血管化分析)
▲ARISE IIの血管造影および臨床結果
機械的に焦点を当てたSolitaireや、多くのデザインを持つEmboTrapなど、現在の血栓除去手技はほとんどの問題を解決できます。しかし、機械的血栓除去(MT)は、臨床実践における一般的な痛点である組織化されたまたは硬いフィブリンが豊富で粘着性のある血栓に対処する際に依然として課題があります。これに対処するために、Vesalioは第四世代のステントリトリーバー—NeVaを設計しました。
▲NeVa(第四世代ステントリトリーバー)
NeVaステントリトリーバーの顕著な特徴は、機能ゾーンデザインです。近位端は血栓への埋め込みと付着を担当し、遠位端はメッシュポーチのように設計されており、断片がステント内に留まるようにします。NeVaにはユニークなDrop Zones技術も搭載されています。Drop Zones技術は、異なるサイズのメッシュを使用して血栓との相互作用を変化させ、血栓をステント内に捕えることができます。手技中、各Drop Zoneは血栓のステントへの埋め込みの可能性を高めます。
▲Drop Zones技術
革新的なデザインを超えて、臨床試験は印象的な結果を示しています。CLEARは、NeVaの大血管閉塞(LVO)における安全性と有効性を評価するために設計された前向き、多施設、単群研究です。試験結果は、第一回再開通(73.8%)、三回再開通(90.7%)、90日後の有利な結果(65.1%)のいずれにおいても顕著です。
▲CLEAR研究の再灌流結果
(臨床結果)
▲Drop Zone技術を搭載した新しいステントリトリーバーの主要結果
素晴らしい結果にもかかわらず、Vesalioは手を休めませんでした。最近、彼らは最新のNeVaシリーズステントリトリーバー—NeVa NETを発表しました。今回は、血栓片が新しいまたは遠位の領域に移動するリスクに焦点を当て、微小フィルターネットを統合して血栓片の移動を防ぐようにしました。このデザインが血栓移動のリスクをよりよく減少させるかどうかは、さらに多くの臨床試験結果で明らかになるでしょう。
▲最新のNeVaシリーズステントリトリーバー—NeVa NET
近年、吸引カテーテルの開発が急速に進展している一方で、ステントリトリーバーは比較的地味な進展を見せています。組み合わせ技術の成熟により、より多くの実践者が吸引/中間カテーテルの性能に注目し、ステントリトリーバーを補助ツール(必要不可欠だが最高の性能を必要としない)と考えるようになっています。しかし、血栓の特性に関する上流の研究がより詳細な研究を提供するにつれて、未来のステントリトリーバーは臨床問題をよりよく解決するためにより特化した設計がされると考えられます。この記事では第一世代から第四世代までの進展を取り上げていますが、第四世代が第三世代や第二世代よりも優れているとは限りません。最良のツールは、常にその仕事に最適に適合するものであることが最も重要です。