球囊扩张导管一般由导管管體(tǐ)、球囊、不透射線(xiàn)标记、导管座等结构组成，普通球囊扩张血管时血管壁受力不均，导致血管内膜/斑块无序撕裂，用(yòng)于中(zhōng)、重度冠状动脉钙化病变扩张成功率低而并发症发生率高^[1]，用(yòng)于浅股动脉病变严重夹层（C-F型）发生率达42%、支架补救率达74.2%^[2]。随着经皮冠状动脉腔内成形术（percutaneous transluminal coronary angioplasty, PTCA）、经皮腔内血管成形术（percutaneous transluminal angioplasty, PTA）以及相关器械的发展，通过在球囊表面附加元件而研发的压力聚焦型、约束型、药物(wù)涂层等特殊球囊，為(wèi)血管狭窄辅助或主要治疗提供了更多(duō)选择。特殊球囊被推荐用(yòng)于冠状动脉钙化病变处理(lǐ)和支架内再狭窄^[3]、血液透析患者动静脉内瘘和中(zhōng)心静脉狭窄治疗^[4]、股腘动脉PTA辅助治疗^[5]、膝下动脉血运重建^[6]等。近几年我國(guó)特殊球囊产(chǎn)品研发速度快，注册申报数量多(duō)，且已发布的球囊扩张导管注册技(jì )术审查指导原则、药物(wù)涂层球囊扩张导管注册审查指导原则尚未覆盖特殊结构设计的球囊，上市前评价缺乏参考指南。本文(wén)简要梳理(lǐ)特殊球囊的结构组成、临床应用(yòng)、性能(néng)研究，為(wèi)技(jì )术审评工(gōng)作(zuò)提供参考。

　　一、压力聚焦型球囊

　　（一）切割球囊

　　切割球囊（cutting balloon，CB）表面附有(yǒu)三组或四组显微刀(dāo)片（如图1所示），刀(dāo)片沿球囊長(cháng)度方向并在球囊周向均匀分(fēn)布，相邻刀(dāo)片呈120°或90°角。球囊折叠状态时刀(dāo)片被折叠翼包裹，球囊扩张时刀(dāo)片在钙化斑块上形成浅切口，使斑块按预期在切口处产(chǎn)生裂纹或断裂，减少血管内膜不规则及严重撕裂，在相对较小(xiǎo)的扩张压力下达到扩张效果。研究表明PTCA后10min到24小(xiǎo)时管腔丢失CB组显著低于普通球囊组（0.08 0.28mm vs 0.20 0.33mm，p=0.02）^[7]，与高压球囊相比CB可(kě)以改善血液透析患者动静脉瘘6个月的一期通畅率（相对危险度1.45; 95%置信區(qū)间 1.08–1.96; p= 0.01）^[8]。但刀(dāo)片元件的存在也增大了球囊折叠状态时的轮廓外径，降低了产(chǎn)品在血管内的通过性。

图1. 切割球囊图示^[9]

　　CB适用(yòng)于冠状动脉轻、中(zhōng)度钙化病，或在旋磨术后对病变进一步预处理(lǐ)^[1]。欧洲专家共识推荐用(yòng)CB对PCI术后支架内再狭窄进行预扩张，以防止球囊滑到支架外^[10]。CB用(yòng)于冠状动脉禁忌证包括：参考血管直径<2mm；長(cháng)度>20mm的弥漫性病变；无保护的左主干病变；严重成角及极度扭曲血管的病变；IVUS提示的Ⅲ~IV级严重钙化病变；慢性完全闭塞病变及狭窄>95%的病变^[1]。

　　目前我國(guó)已上市的CB产(chǎn)品用(yòng)于冠状动脉、外周血管。该类产(chǎn)品性能(néng)研究需要额外考虑显微刀(dāo)片外观、刀(dāo)片尺寸（長(cháng)度、高度）、刀(dāo)片与球囊结合强度、刀(dāo)片切割性能(néng)、球囊轮廓外径、通过性能(néng)、球囊卸压后的形态（球囊回缩时对刀(dāo)片的包裹）等。

　　（二）棘突球囊

　　棘突球囊（non-slip element balloon，NSE）外有(yǒu)3条120°分(fēn)布的棘突元件（如图2所示），一般為(wèi)高分(fēn)子材料。球囊扩张时，棘突元件挤压斑块形成裂纹，还能(néng)防止球囊滑动。棘突元件仅与球囊两端连接，使用(yòng)过程中(zhōng)转动球囊可(kě)能(néng)导致棘突元件缠结，第二根导丝经过球囊时也有(yǒu)发生缠结的风险，為(wèi)避免发生缠结，不建议在支架网眼内应用(yòng)NSE^[1]。NSE用(yòng)于支架后扩张时，因棘突元件与支架遠(yuǎn)端缠结可(kě)能(néng)引起支架遠(yuǎn)端纵向变形^[11]。而且棘突元件在球囊扩张时可(kě)能(néng)发生翻转，三角形截面的棘突元件由顶角朝向血管壁转為(wèi)朝向球囊，对球囊进行挤压^[12]，削弱对血管壁的应力集中(zhōng)效果（如图3所示）。Aperta NSE的棘突元件与球囊為(wèi)一體(tǐ)设计（如图2所示），并且棘突元件上有(yǒu)些凹槽，球囊可(kě)以弯曲、塑形^[13]。NSE与高压非顺应性球囊预扩张联合DCB治疗支架内再狭窄病变，NSE组与高压非顺应性球囊组相比球囊滑移超过3mm的比例明显降低（7.9% vs 22.9%， p=0.002）^[14]。

图2.棘突球囊图示（上图^[11]：黑色箭头指示固定在球囊两端的三根棘突元件，红色箭头指示棘突元件与管體(tǐ)连接处翘起。下图^[13]：红色箭头指示凹槽）

图3^[12].A:NSE球囊，a:NSE元件翻转挤压球囊

　　NSE适用(yòng)于冠状动脉轻、中(zhōng)度钙化病，或在旋磨术后对病变进一步预处理(lǐ)^[1]。目前我國(guó)已上市的NSE产(chǎn)品用(yòng)于冠状动脉、外周血管。

　　该类产(chǎn)品性能(néng)研究需要额外考虑棘突元件外观、尺寸（高度）、棘突元件断裂强度、棘突元件与管體(tǐ)连接强度（适用(yòng)于棘突元件与球囊非一體(tǐ)成形的产(chǎn)品）、球囊充卸压过程球囊表面应力应变分(fēn)析、球囊棘突元件疲劳、模拟使用(yòng)过程中(zhōng)棘突元件缠结以及翻转、球囊通过性能(néng)、与其他(tā)器械的兼容性等。

　　（三）乳突球囊

　　乳突球囊表面附有(yǒu)多(duō)个乳状突起（如图4所示），一般為(wèi)聚氨酯或硅胶材料，球囊扩张时乳状突起可(kě)以压裂斑块，乳状突起增加了球囊与血管壁之间的摩擦力，避免球囊扩张时滑动。研究者对157例患者进行回顾性分(fēn)析，发现乳突球囊用(yòng)于冠状动脉支架内再狭窄治疗取得了良好的临床效果^[15]。有(yǒu)限元分(fēn)析发现乳突球囊比螺纹球囊（如图5所示）位移大，而且在动物(wù)试验中(zhōng)乳突球囊比螺纹球囊对兔血管造成的损伤更严重^[16]。

图4.计算机模拟乳突球囊图片^[15]

图5.螺旋球囊^[16]

　　我國(guó)已上市的乳突球囊、螺纹球囊产(chǎn)品均适用(yòng)于冠状动脉。

　　该类产(chǎn)品性能(néng)研究需要额外考虑乳突尺寸及分(fēn)布、乳突与球囊的连接强度（适用(yòng)于乳突与球囊非一體(tǐ)成形的产(chǎn)品）、球囊表面应力应变分(fēn)析、防滑等。

　　（四）刻痕球囊

　　刻痕球囊（scoring balloon，SB）的设计理(lǐ)念源于双导丝技(jì )术，即在球囊外再置入一条额外的伴行导丝，当球囊扩张时，外部伴行导丝应力集中(zhōng)，从而有(yǒu)效地压碎硬的斑块。但固有(yǒu)导丝球囊在扩张时导丝易发生移位^[12]（如图6所示）。研究者^[12]在两种硬度的硅胶管中(zhōng)扩张三种球囊，通过计算附加元件进入硅胶管的深度与元件高度的比例分(fēn)析球囊对血管的切割程度，CB比NSE和固有(yǒu)导丝球囊切割得更深(结果如表1所示)，且刀(dāo)片元件无明显变形，而棘突元件、固有(yǒu)导丝均有(yǒu)不同程度的变形。

　　SB含有(yǒu)的刻痕组件一般由镍钛合金制成，表面经電(diàn)抛光。刻痕组件通常為(wèi)几条刻痕丝以直行或者轴向螺旋盘绕的方式包覆于球囊表面，仅两端与管體(tǐ)连接。球囊未充盈时，刻痕组件贴附于球囊的表面，使刻痕球囊拥有(yǒu)与普通球囊类似的通过性。球囊充盈后，刻痕组件呈螺旋状贴附于血管壁，起到类似于螺丝的固定作(zuò)用(yòng)，防止球囊的滑动^[17]。研究者^[18]对425例中(zhōng)重度股腘动脉钙化病变的患者进行回顾性分(fēn)析，AngioSculpt组与PTA组残余狭窄率具(jù)有(yǒu)显著差异（12.7%±12.9% vs 9.7%±14.2%，p=0.02），但24个月的一期通畅率（p=0.84）和免于靶病变血运重建率（82.3% vs 78.1%，p=0.74）无显著差异。

图6^[12].B：固有(yǒu)导丝球囊，I為(wèi)固有(yǒu)导丝，G為(wèi)导引导丝；b:导丝移位靠近另一导丝。

　　SB用(yòng)于对冠状动脉狭窄病变进行预扩张、PTA术、动静脉瘘的狭窄病变。

　　该类产(chǎn)品性能(néng)研究需要额外考虑刻痕组件外观、尺寸、连接强度、应力分(fēn)析、模拟使用(yòng)过程中(zhōng)刻痕组件与其他(tā)器械的兼容性等。

　　二、约束型球囊

　　PTA中(zhōng)由于球囊在轴向的过度扩张以及纵向方向的剪切力等因素，常会造成限制性夹层等并发症^[19]。约束型球囊扩张导管（也称巧克力球囊）具(jù)有(yǒu)金属丝约束结构，球囊扩张时形成枕部和凹槽部，可(kě)使球囊更加均匀的扩张（如图7所示）^[20]。约束型球囊外部的金属丝扩张时不直接接触斑块，不具(jù)有(yǒu)刻痕和切割作(zuò)用(yòng)。在球囊充盈扩张时，无约束结构束缚的區(qū)域形成相对高压區(qū)，有(yǒu)约束结构束缚的區(qū)域形成相对低压區(qū)，从而产(chǎn)生一定的缓冲作(zuò)用(yòng)来减少球囊扩张对血管内膜的损伤，有(yǒu)效减少夹层的发生和补救支架的植入^{[21, 22]}。Chocolate上市后注册研究^[20]显示262例股腘动脉膝上病变患者未发生限制性夹层，支架补救率為(wèi)1.6%。研究者^[23]回顾分(fēn)析了使用(yòng)Chocolate与普通球囊预扩张对药物(wù)涂层球囊治疗股腘动脉疾病的影响，Chocolate组和普通球囊组各48例、63例患者，严重夹层发生率分(fēn)别為(wèi)4.2%、25%(p=0.003), 支架补救率分(fēn)别為(wèi)2.1%、15.9%(p=0.016)。

图7.^[20] “巧克力”球囊示意图

　　该类产(chǎn)品性能(néng)研究需要额外考虑约束结构外观、尺寸、峰值拉力的检测位置需涵盖约束结构自身及其与其他(tā)组件连接处、约束结构疲劳性能(néng)、球囊扩张后表面形态等项目。此外，还建议针对约束结构开展受力分(fēn)析，可(kě)采用(yòng)有(yǒu)限元分(fēn)析受力最劣情况，可(kě)辅助选择典型型号规格并了解约束结构断裂模式，亦可(kě)用(yòng)于作(zuò)為(wèi)约束结构设计依据的支持性资料。

　　三、药物(wù)涂层球囊

　　药物(wù)涂层球囊（drug-coated balloon, DCB）表面涂覆的药物(wù)能(néng)抑制血管内皮细胞增生，球囊扩张时药物(wù)与狭窄处血管内膜充分(fēn)接触，药物(wù)被血管壁吸收，从损伤开始就抑制再狭窄。与药物(wù)支架相比，其无需植入异物(wù)、血栓风险低，有(yǒu)效降低了后续炎性反应及药物(wù)持续接触所造成的内皮化障碍，减小(xiǎo)了再狭窄发生率^[24-26]。

　　DCB在冠状动脉疾病中(zhōng)最常用(yòng)于支架内再狭窄。中(zhōng)國(guó)专家共识^[25]指出DCB已被证实是应对ISR及冠状动脉小(xiǎo)血管原发病变的有(yǒu)效措施。对于治疗分(fēn)叉病变，DCB可(kě)以减轻分(fēn)叉嵴的偏移、避免了局部金属物(wù)堆积及药物(wù)分(fēn)布不均等缺陷，从而优化治疗结果。除此之外，DCB还被应用(yòng)在冠状动脉大血管原发病变、CTO及其他(tā)冠状动脉原发病变上。

　　关于DCB在外周动脉疾病中(zhōng)的应用(yòng)，美國(guó)血管外科(kē)學(xué)会（I 类，证据级别 B）和美國(guó)心脏病學(xué)院基金会/美國(guó)心脏协会（I 类，证据级别 A）建议对于有(yǒu)严重功能(néng)性或生活方式限制性残疾的患者，如果治疗后症状改善被认為(wèi)是合理(lǐ)的，药物(wù)治疗或运动治疗或两者均无效，且获益-风险比被认為(wèi)是有(yǒu)利的，则可(kě)采用(yòng)血管内治疗间歇性跛行^{[27, 28]}。心血管血管造影和介入學(xué)会的现行指南建议将 DCB 作(zuò)為(wèi)股腘动脉疾病的标准治疗方案^[5]。但是对于膝下动脉粥样硬化疾病，DCB的作(zuò)用(yòng)和优势存在争议。

　　截至2024年6月，DCB在颅内动脉粥样硬化狭窄中(zhōng)的临床应用(yòng)还非常有(yǒu)限，我國(guó)和FDA尚未批准DCB产(chǎn)品在颅内血管的应用(yòng)。欧盟上市的颅内DCB产(chǎn)品是AR Baltic Medical的Elutax3，报道的临床数据也非常有(yǒu)限。

　　第二代DCB包括约束型DCB、刻痕DCB。约束型DCB将药物(wù)涂层与约束结构设计于一體(tǐ)，FDA上市的产(chǎn)品Chocolate Touch、我國(guó)已上市的外周动脉紫杉醇涂层约束型球囊扩张导管，旨在使球囊均匀可(kě)控扩张，减少血管壁上的应变和损伤，同时实现管腔准备与药物(wù)转载。与第一代DCB相比，第二代DCB在有(yǒu)效性方面表现出优势。Chocolate Touch与Lutonix DCB的随机对照临床试验[29]入组313例股腘动脉疾病患者，Chocolate Touch与Lutonix DCB组各152、161例，12个月DCB成功率（多(duō)普勒超声测收缩期峰值流速比＜2.4，且无临床驱动的血运重建及支架补救）分(fēn)别為(wèi)78.8%、67.7%（p非劣效＜0.0001，p优效=0.04），无主要不良事件发生率分(fēn)别為(wèi)88.9%、84.6%（p非劣效＜0.001，p优效=0.27）。刻痕DCB将药物(wù)涂层与刻痕组件设计于一體(tǐ)，我國(guó)已上市的外周刻痕药物(wù)球囊扩张导管，针对血液透析通路狭窄病变而设计，使用(yòng)前无需对病变进行预扩张。

　　特殊DCB性能(néng)研究在参考药物(wù)涂层球囊扩张导管注册技(jì )术审查指导原则的基础上，还需考虑其他(tā)元件的附加性能(néng)、其他(tā)元件对药物(wù)涂层的影响。

　　四、结语

　　与普通球囊相比，特殊球囊的附加元件通过改变球囊对血管壁的作(zuò)用(yòng)力，预期改善扩张效果，提高手术即刻成功率及遠(yuǎn)期预后。通过充分(fēn)了解产(chǎn)品的作(zuò)用(yòng)原理(lǐ)、结构组成和临床应用(yòng)，精(jīng)确识别产(chǎn)品风险点，科(kē)學(xué)评价风险控制措施验证的有(yǒu)效性，从而提高审评效率。

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