研究人员开发3D打印定制引流支架,治疗术后胃漏效果优于市售器械

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     2026年6月5日,来自纽约大学阿布扎比分校和克利夫兰诊所阿布扎比分校的研究人员利用立体光刻和选择性激光烧结技术开发了针对术后胃漏患者的定制引流支架,其中一种设计使引流速度比标准胆道装置提高了30%。相关研究以题为“Enhanced Endoscopic InternalDrainage of Gastric Abscess Through Additively Manufactured Stents”的论文发表在《先进医疗保健材料》杂志上。
      术后胃漏是腹腔镜袖状胃切除术(LSG)最严重的并发症之一,初次手术发生率为1%~3%,翻修手术发生率高达10%。目前的治疗方法是使用胆道双猪尾支架(DPS)进行内镜下内引流(EID)。DPS是专为胆管解剖结构设计的装置,但在此情况下属于超适应症使用,不良事件发生率为13.8%。此前没有专门用于治疗胃漏 (GL) 的 EID 设备,这代表着一项尚未满足的重大临床需求。
开发 PETALS 框架
       因此,研究人员开发了PETALS(个性化内镜经壁脓肿渗漏解决方案),这是一个用于优化支架几何形状以实现经壁引流的计算和分析框架。二维CFD模拟结果表明,支架长度和内径是影响引流性能的主要变量,而尾环和侧孔的几何形状对水力性能的影响可以忽略不计。


手术流程概述
手术流程概述。(A)袖状胃切除术手术部位的解剖图。(B,C)术后胃周脓肿形成。(D)目前胆道双猪尾支架(DPS)在胃漏治疗中的应用局限性:(i)支架环尺寸相对于脓肿形态不足,可能导致支架尾部无法完全展开;(ii, iii)支架尺寸欠佳,可能导致支架移位、黏膜溃疡和出血。
          研究评估了两种增材制造技术:采用聚氨酯的选择性激光烧结(SLS)和采用Formlabs Flexible 80A树脂的立体光刻( SLA),并以商用聚乙烯Boston ScientificAdvanix胆道支架作为基准。SLS样品表现出壁厚不均匀和表面粗糙度较高。SLA Flexible 80A样品的流速和机械性能最接近商用产品,因此被选用于设计优化阶段。


两种最终候选支架的3D打印(SLA)支架
(A、B)两种最终候选支架的3D打印(SLA)支架,(A)Clover和(B)Lily。(C-E)支架植入后,通过扫描电镜(SEM)评估支架-瓣膜界面的通畅性。(F)引流效率对比,显示Lily/Clover原型支架的流速分别为134%和19%,而商用DPS支架的流速则较低。(G)单轴拉伸试验载荷-位移曲线样本(10 mm/min)。植入部位的苏木精-伊红染色皮肤组织切片:(H)商用聚乙烯(PE)对照组和(I)Flexible80A支架的5倍放大图,以及(J)商用PE对照组和(K)Flexible80A支架的20倍放大图。


支架性能
      PETALS框架生成了两种候选设计方案,分别命名为“三叶草(Clover)”和“百合(Lily)”,因为它们的横截面形状分别与这两种植物相似。六段式“百合”设计方案采用了纵向鳍片和间隔5毫米的开窗,以保持中央导丝管腔的完整性。在台式测试中,Lily 支架的流速为 27.0 µL/s,而商用 DPS 的流速为 20.8 µL/s——引流效率提高了 30%,水力阻力降低了 32%。


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(A、B)两种最终候选支架的3D打印(SLA)支架,(A)Clover和(B)Lily。(C-E)支架植入后,通过扫描电镜(SEM)评估支架-瓣膜界面的通畅性。(F)引流效率对比,显示Lily/Clover原型支架的流速分别为134%和19%,而商用DPS支架的流速则较低。(G)单轴拉伸试验载荷-位移曲线样本(10 mm/min)。植入部位的苏木精-伊红染色皮肤组织切片:(H)商用聚乙烯(PE)对照组和(I)Flexible80A支架的5倍放大图,以及(J)商用PE对照组和(K)Flexible80A支架的20倍放大图。

       与市售产品相比,Clover 设计的性能较差。短期体内植入实验表明,7 天后,Flexible 80A 和市售聚乙烯之间无显著组织学差异。研究人员估计,引流速度提高30%可使每位患者至少减少一次支架更换手术,每年可为美国医疗保健节省4250万美元。研究团队还指出,PETALS技术衍生的几何形状与传统的挤出制造工艺兼容,无需在医疗点使用增材制造基础设施即可实现现成产品的生产。

      来源:南极熊


关键词:引流支架胃漏

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