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源
Cholangiopancreatography Guidewires on the
Basis of Physical Properties
ERCP导丝基础物理性能技术报告
如何选择导丝?
导丝是ERCP手术中的基础配件。正确选择导丝可以提高ERCP的插管成功率。导丝引导插管有利于提高原发性胆管插管率和降低术后胰腺炎的发生率。导丝的诞生之初是为了在治疗过程中建立向胆总管的通路而开发的,但在目前临床的应用中,导丝在选择性深插管和通过严重狭窄方面也有非常优秀的表现。
导丝的选择一般取决于操作者的偏好、手术类型和疾病的状态、位置。不同的导丝有不同的特性,其性能取决于各种基本特性,如粗细、头端形状、柔韧性、硬度和亲水涂层。因此,开展前瞻性临床研究,评估特定情况下(如困难插管、导丝插管和肝门胆管癌等)的导丝性能是不容易的。即便如此,我们还是开展了这项技术研究,介绍当前常用的几种导丝的一般细节,对比分析每种导丝类型的特点,以评估导丝的插入效率和速度。
导丝的特征比较
图1:电镜下导丝头端的芯丝、绕丝和亲水涂层结构
表1:本研究中所使用的导丝的基本特征
注:ETFE,乙烯四氟乙烯;PTFE、聚四氟乙烯。
a) 由于公司的保密性,某些项目(尤其是尖端涂层材料)不准确。
导丝的基本性能试验
图2 导线的基本性能试验
(A)当导线头弯曲时,测量盘圈宽度。
(B)用三点弯曲测试机测量导丝的支撑度。
(C)三点弯曲试验示例。固定导线的两点之间的距离固定为60 mm,弯曲点的最大深度固定为30mm。
(D)由于检查不到弯曲力度值,因此无法对导线头端进行弯曲试验。
导丝的支撑性(推送性)
图5 弯曲力随弯曲点位移的变化。
在大多数导丝中,弯曲力的斜率在早期急剧增加,然后在弯曲变得严重时,弯曲力稳定保持不变。
其中,COOK的Acrobat II 导丝和Tracer Metro Direct 35导丝两款导丝在后期弯曲加大时表现较好,COOK Acrobat II 导丝所能承受的弯曲力度比Tracer Metro Direct 35导丝更强,支撑力更好。
表2 本研究中使用的导丝的基本技术试验结果
在以上几款导丝的对比中,Tracer Metro Direct 35导丝与Acrobat II 导丝的最大弯曲力分列一、二位,而Acrobat II 导丝的最大弯曲硬度又比Tracer Metro Direct 35导丝高 0.002 n/mm。
体外试验
图3 使用3D打印硅胶管进行体外试验。
(A)狭窄模型的概念。
(B)十种不同类型的狭窄硅胶模型的3D建模和制作。
(C)补充生理盐水后,通过导管将导丝插入每个硅胶管中。
(D)严重狭窄模型中插入试验失败和成功的例子。
图4 体外试验采用手工制作的带有六股肝内胆管的胆道硅树脂模型。
(A) 将六根小直径硅胶管对角连接到一根大直径硅胶管上。
(B) 用乐高积木将组装好的硅胶管连接到40×40 cm宽的透明板上。
(C) 导丝通过弓形导管成功插入右后支。
表3 两种模型的体外试验结果
COOK Acrobat II 导丝的插管总时间为参与测试的各款导丝中最佳;Acrobat II 导丝与VisiGlide 2 导丝的插管成功次数最多。
表4 根据头端形状进行的体外试验结果
头端形状为弯头的导丝插管总时间更短,插管成功次数更多。
表5 不同直径导丝体外模型插管测试试验结果
0.025-inch导丝的插管总时间更短,插管成功次数更多。
讨 论
一般来说,当我们使用新的内镜配件时,我们依靠品牌的官方营销报告和营销策略来了解产品。然而,实际在为患者使用该产品时,会接触到该产品的实际优点和缺点,经常觉得与该品牌的官方报告存在一些差异。这其中,也会因为操作员的技术和产品偏好,产品实际使用的感觉也会有所不同。在这项技术研究中,我们试图更系统地解释这一差距。
为了客观了解新产品特性,开展临床研究有许多局限性,比如说,非常昂贵的研究成本、实现相似的患者状况以及同时使用不同配件就是非常大的局限。这项技术研究并非试图衡量哪些产品更好,或者产品可能具有哪些特性,而是了解这些产品特性产生的背后原因。
这项研究的进行是为了展现目前现有几种导丝的基本结构、基本性能和材料。此外,我们还研究了导丝的技术特性,重点是其插入效率和速度。在这项研究中,有两个问题给研究人员带来了巨大的负担。
首先,我们无法比较所有导丝的优缺点,因此只比较插入时间和选择性插管率。其次,在寻找理想的工具来客观地测量导线方面遇到了挑战。我们花了大量时间寻找以前没有报道过的新方法。最后我们认为最适合体外试验的材料是硅胶管。
因此,我们使用3D打印来生产我们想要的特殊形状的硅胶管(图3),这样可以定制其运行方向,或管腔内径。然而,3D打印中使用的硅胶也很难使用,因为它是透明的,一旦形成胆树状,就会变得太硬,无法用于技术研究。因此,为了进行技术研究,必须将3D打印硅胶管模型制作成直线形状,同时需要一个具有弯曲胆道树的单独模型来比较导丝的选择性插管能力。因此,我们使用形状简单的商用硅胶管来制作体外胆管模型。这些管子使用硅酮粘合剂相互连接(图4)。该模型不能应用于不同的狭窄,但可以使用乐高积木使其具有立体感和半可移动性,并且可以根据需要设置分支的方向,从而使其形状类似于实际的胆道树。以便我们能够测试选择性插管。
表1和表2总结了本研究中使用的导丝的基本特征,并表明它们具有相似的结构,但配置和技术性能非常不同。这些根本性的差异是通过大量的体外和体内试验,试图制造出最理想的产品的结果,这对每个产品来说都是独一无二的。
从选择的角度来看,这些特征无法决定使用哪种导丝。为了进一步客观地衡量这一点,我们使用了两个体外模型来测试插入时间和选择性插管率。如结果所述,表3、4和5显示了每条导丝的不同结果。在轴厚度方面,插入时间没有显著差异,但细导丝在插入频率方面显示出更好的结果。
在考虑轴的弯曲力时,我们发现具有相对较高弯曲力的细导丝往往会克服所有其他参数。因此,轴必须具有弹性,以确保向前轴向传递力。
就头端形状而言,角度形状对选择性更有效,并且对时间也有一定影响。巧合的是,我们认为最近发布的头端带有螺旋弹簧的产品在各个方面都很优秀。胆道插管导丝配置最重要的部分是头端,新产品主要集中在这一部分。然而,为了确保客观评估,我们认为研究方法应该更加详细。如果对每个头端的核心材料、涂层和形状进行单独的研究,甚至对相同的产品,也可以获得更准确的结果。
本研究的局限性如下:
(1)测试环境与人体非常不同,因为我们依赖于体外模型;
(2)由于测试环境有限,我们无法在各种导丝上进行测试。事实上,即使是相同的产品也无法根据尖端的形状进行划分。使用的产品数量越多,统计分析就越困难。
(3) 更熟练的操作员无法更频繁地重复测试。
(4) 虽然由于硅胶管的严重摩擦,我们重复了盐水冲洗,但这种方法有很大的局限性。用甘油填充硅胶管可以大大减少摩擦,但我们没有这样做,因为我们想测试导丝的亲水性。
(5) 我们无法使用更灵敏的测量仪器来研究尖端弯曲力,该仪器可以提供有关尖端区域螺旋弹簧特殊特性的信息。尽管存在这些限制,但据我们所知,我们的研究是对导丝进行技术研究的第一次尝试。如前所述,我们希望这项研究能够帮助读者了解导丝的优点,而不是衡量哪种导丝更好。
综上所述,在几种类型的导丝中,高度灵活性、倾斜的尖端形状、弹性轴均可能与导丝插入的效率和速度有关。
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