引用本文： 郑帅, 张海波, 李岩, 韩杰, 贾一新, 孟旭. 一种新型左心耳闭合装置的初步实验研究. 中国胸心血管外科临床杂志, 2015, 22(6): 572-577. doi: 10.7507/1007-4848.20150146 复制
心房颤动（atrial fibrillation，AF）患者中风风险明显增加。Framingham研究提示非瓣膜性AF中风风险是无AF患者的5.6倍，而瓣膜病合并AF患者中风风险是对照组的17.6倍[1]。非瓣膜性AF每年的中风发生率约为5%[1]，因此预防中风是AF治疗的一个重要组成部分。华法林能够有效降低中风风险，但仍存在疗效不确定、需定期监测、易受食物药物影响、达标率低等缺点[2]。新型口服抗凝药如达比加群、利伐沙班等虽然能弥补华法林的不足，但其证据来源于非瓣膜性AF，其价格昂贵且缺乏有效的拮抗剂。
左心耳（left atrial appengdage，LAA）是AF左心房血栓的主要来源。对于非瓣膜性AF，91%的左心房血栓来源于LAA；对于瓣膜性AF，57%的左心房血栓来源于LAA[3]。因此去除LAA将有助于减少左心房血栓和中风事件。经心外膜切除缝合、结扎、经心内膜缝合以及Stapler技术等是外科去除LAA的经典方法，但这些方法去除LAA成功率较低，一般不超过80%[4-5]，而去除不彻底的LAA血栓风险会进一步增加[4]。近年来，内外科涌现出多种LAA闭合装置，内科经导管LAA封堵装置虽然成功率可达90%以上[6]，但仍然存在闭合不完全、出血、血栓、空气栓塞、心脏压塞等风险[7]，而且价格不菲。既往文献曾报道了数个外科经心外膜LAA闭合装置[8-11]，取得了良好疗效，但目前国内尚没有类似的器械被研发。北京迈迪顶峰医疗科技有限公司自主研制了一种新型经心外膜LAA闭合装置，本研究旨在评价该装置的有效性和安全性。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 心耳夹的构造
根据U形弹簧可以给两个平行杆杆间施加一定闭合力的机械原理，北京迈迪顶峰医疗科技有限公司研发了一款经心外膜夹闭LAA的装置（心耳夹）。该装置最内层为U形镍钛弹簧，镍钛弹簧由不锈钢管连接，外面依次包被聚氨酯套管和涤纶外套管（图 1）。用特制的输送系统将心耳夹放置于LAA根部，释放后夹闭LAA。心耳夹开口约15 mm，张开3 mm时其闭合力大于5.6 N，心耳夹有35 mm、40 mm、45 mm、50 mm等规格，适用于根部长度29～50 mm的LAA，该产品已通过国家食品药品监督管理局北京医疗器械质量监督检验中心审批：报告编号W(X)-0325-2013。
图1
心耳夹结构图
注：A为心耳夹及输送系统大体外观；B为心耳夹构造
1.2 方法
1.2.1 动物模型
动物实验得到北京安贞医院动物伦理委员会批准，并严格按照《北京市实验动物管理条例》进行。健康杂种犬6只，体重27～37 kg。戊巴比妥50 mg/kg静脉麻醉，维持量50～100 mg/h，术中给予芬太尼和维库溴铵。全身麻醉后气管内插管，呼吸机辅助呼吸，持续心电监测。股动脉插管监测动脉血压；经股静脉插管持续输液。动物右侧卧位，经左侧第4肋间进胸，沿膈神经前方切开并悬吊心包，暴露LAA。选择合适大小的心耳夹放置在LAA根部，释放心耳夹闭合LAA（图 2）。随后在LAA顶端剪一约5 mm小口，观察即刻夹闭效果。逐层关胸，术后常规给予抗生素7 d。
图2
心耳夹安全植入左心耳根部
注：A为正常左心耳；B为标尺测量左心耳；C为心耳夹释放前；D为心耳夹释放后；E为心耳夹释放后心耳顶端剪开小口（*所示）未有血液流出；F为缝合心包后
1.2.2 大体观察与组织学观察
分别在术后7 d（n=2）、60 d（n=1）、90 d（n=2）、180 d（n=1）经胸骨正中开胸，自心外膜面进行大体组织学观察。随后相继经静脉注射肝素钠（1.5 mg/kg）和15%氯化钾20 ml处死动物，整体取下心脏。游离左心房和LAA，自心内膜面观察LAA闭合情况及血栓形成情况。
随后将心耳夹的两端剪断并拔除镍钛弹簧、不锈钢管和聚氨酯套管。取横断面组织10%中性福尔马林固定48 h，石蜡包埋、固定，切片（4 μm），HE染色。
1.2.3 心房利尿钠多肽检测
两次手术前分别取4 ml静脉血样，3 000 r/min离心10 min，取上清，-80℃冰箱保存。Elisa检测血清心房利尿钠多肽（atrial natriuretic peptide，ANP）含量。
1.3 统计学分析
统计分析采用SPSS 15.0软件，术前术后ANP的比较采用配对t检验，结果以均数±标准差（
2 结果
2.1 围术期结果
心耳夹均准确放置动物LAA根部（图 2）。植入的心耳夹的大小分别为30 mm（n=2）、40 mm（n=2），45 mm（n=2），心耳夹闭合良好，未发生移位，未对周围组织产生明显挤压和摩擦。LAA顶端剪开小口，未发现有血液流出，说明LAA即刻夹闭效果好。2只动物术中出现短暂心率减慢和早搏，给予阿托品和利多卡因后缓解，术后7 d再次开胸时心律已恢复正常。
2.2 大体观察
术后7 d，心耳夹与周围组织粘连轻，LAA存在（图 3A）。术后60 d（图 3B）、90 d（图 3C）、180 d（图 3D）LAA完全萎缩纤维化、消失，心耳夹被纤维组织包裹，与左心房连成一体。术后各时间点自心内膜面观察，LAA开口完全闭合，观察不到梳状肌，且无血栓形成（图 3E～H）。术后7 d，自心耳夹横断面观察，回旋支通畅，无压迫迹象（图 4）。
图3
术后自心外膜和心内膜大体观察
注：A、E为术后7 d；B、F为术后60 d；C、G为术后90 d；D、H为术后180 d；A、B、C、D心外膜观；E、F、G、H心内膜观；A图*为左心耳顶端的切口；B、D*为心耳夹两端
图4
心耳夹对冠状动脉回旋支的影响
注：*为回旋支；#为心耳夹位置
2.3 组织学观察
HE染色提示术后7 d心耳组织及心耳夹下心房组织有大量炎症细胞浸润（图 5）。术后60 d，炎症反应减轻，炎症细胞减少，LAA完全萎缩纤维化，LAA心房开口完全内皮化（图 6A～C）。术后90 d（图6 D～F）和术后180 d（图 6G～I）的组织学结果与60 d相似。
图5
术后7 d心耳夹周边组织炎症反应情况
注：A、C×40 HE；B、D×100 HE；A、B为左心耳；C、D为左心房；*为梳状肌，#为心外膜；△为左心耳大量炎症细胞浸润；▲为心房心外膜炎症细胞浸润
图6
组织学评价 HE染色
注：A～C为术后60 d；D～F为术后90 d；G～I为术后180 d；B、E、H ×40；C、F、I×100；*为心耳夹所在位置；#为心耳夹外层涤纶布残留的颗粒状物质；△为心房肌；▲为心耳夹下形成的纤维组织；★为纤维组织心内膜面由内皮组织覆盖
2.4 ANP检测
与基线比较，夹闭心耳后血清ANP水平无显著降低，差异无统计学意义[275.64±60.00）pg/ml vs.（248.34±56.10）pg/ml，P=0.529]。
3 讨论
研究发现90%以上的左心房血栓来源于LAA，故有学者将LAA称为“最致命的人体附属结构”[12]，而去除LAA也就成为了预防AF中风的有效手段。但实际上去除LAA是Maze手术的重要组成部分[13]，其意义可以提高到：治疗AF，应该加上LAA的处理；若忽视了LAA，则AF治疗是不完整的。鉴于去除LAA对于预防AF中风的重要性，Cox等建议应积极采用机械性方法闭合LAA[14]，认为所有不适合服用抗凝药的AF患者、AF导管消融患者、不适合导管消融或外科消融的AF患者、心脏手术有AF病史的患者、所有进行心脏外科手术患者以及无症状AF患者均应采用机械方法闭合LAA。而2014 AHA/ACC AF指南推荐AF患者心脏手术同期应使用外科方法去除LAA（Ⅱb，C）[15]。
外科处理LAA的方法包括经心外膜切除缝合、经心外膜结扎、经心内膜缝合以及Stapler技术等，而这些方法最大的不足是手术成功率低。经心内膜缝合为避免回旋支损伤，往往缝合较浅；而对于LAA开口的远侧边缘则很难做到良好的连续缝合。直接切除缝合失败的最主要原因是心房心耳间残余分流，且一般仅用于体外循环手术。Stapler技术会导致心耳残端过长（>1cm）。经心外膜结扎常因回旋支及其分支的经过而不能彻底结扎，而心脏复跳后心房的充盈也会增加缝线撕脱的几率。当心房心耳间存在残余分流时，心耳内血流瘀滞会更加严重，更容易形成血栓[16]；而单纯切除和Stapler造成残端过长时，46%～67%的患者会有左心房血栓形成[4]。在此背景下，一系列经心外膜外科闭合LAA的装置被研发出来，如AtriClip、Anchorage Closure Device、Cardioblate LAA Occlusion System、TIGERPAW®System及Aegis system等，其中Atriclip是研究最为成熟，已获得欧盟和美国认证，动物实验证实LAA闭合率可达100%[17]，人体试验LAA闭合率也可达95.7%[8]。
本研究中我们自主开发了一种新型的LAA闭合装置——心耳夹，该装置的机械性能、组织相容性均符合植入器械的标准。手术即刻及术后7 d、60 d、90 d、180 d均能有效闭合LAA，无明显移位；周围组织未受到明显压迫和摩擦，回旋支没有受到明显挤压。此外，心耳夹植入后心耳的炎症反应、萎缩纤维化过程以及心内膜内皮化的过程也基本符合机体炎症反应、纤维化及内皮化的变化规律。本研究中LAA闭合前后血清ANP水平有一定程度降低，但差异无统计学意义，也可能与样本量较小有关。理论上讲LAA萎缩可能会影响ANP水平，但LAA仅分泌30%的ANP[18]，右心耳仍有分泌功能，因此单纯去除LAA对动物的生存状态不一定有明显改变。LAA切除是Maze手术的重要组成部分，目前尚没有研究报道Maze术后因ANP水平的变化而对患者产生不良影响的。
采用心耳夹闭合LAA最大的担心是心耳夹不能完全放置在心耳根部，而导致LAA残端过长。但实际上心耳夹并不一定要完全放置在心耳和心房连接部，因为心耳内梳状肌距离心耳心房连接部尚存在一定距离，只要心耳夹能够将梳状肌隔离开，就会大大降低血栓风险。虽然从理论上讲LAA残端过长会增加血栓风险，但确有研究发现在1 cm的LAA残端中并没有血栓形成[4-5]。而本研究中我们发现术后经心内膜已看不到任何梳状肌。
本研究的不足之处在于仅通过组织学观察证实了心耳夹没有挤压回旋支，而没有进行冠状动脉造影。此外我们没用超声心动图观察心房与心耳间是否存在残余分流，仅在术中观察到LAA顶端切口中无血流流出。
AF左心耳的处理是当前研究的热点，随着各种LAA闭合装置的出现，AF治疗必将进入一个崭新的时期。我们自行研制的心耳夹能够准确定位和释放到目标位置，并能够有效闭合LAA，不良事件较少，有良好的安全性和有效性。该装置未来应用于临床将有助于减少AF患者心房血栓和中风风险。
心房颤动（atrial fibrillation，AF）患者中风风险明显增加。Framingham研究提示非瓣膜性AF中风风险是无AF患者的5.6倍，而瓣膜病合并AF患者中风风险是对照组的17.6倍[1]。非瓣膜性AF每年的中风发生率约为5%[1]，因此预防中风是AF治疗的一个重要组成部分。华法林能够有效降低中风风险，但仍存在疗效不确定、需定期监测、易受食物药物影响、达标率低等缺点[2]。新型口服抗凝药如达比加群、利伐沙班等虽然能弥补华法林的不足，但其证据来源于非瓣膜性AF，其价格昂贵且缺乏有效的拮抗剂。
左心耳（left atrial appengdage，LAA）是AF左心房血栓的主要来源。对于非瓣膜性AF，91%的左心房血栓来源于LAA；对于瓣膜性AF，57%的左心房血栓来源于LAA[3]。因此去除LAA将有助于减少左心房血栓和中风事件。经心外膜切除缝合、结扎、经心内膜缝合以及Stapler技术等是外科去除LAA的经典方法，但这些方法去除LAA成功率较低，一般不超过80%[4-5]，而去除不彻底的LAA血栓风险会进一步增加[4]。近年来，内外科涌现出多种LAA闭合装置，内科经导管LAA封堵装置虽然成功率可达90%以上[6]，但仍然存在闭合不完全、出血、血栓、空气栓塞、心脏压塞等风险[7]，而且价格不菲。既往文献曾报道了数个外科经心外膜LAA闭合装置[8-11]，取得了良好疗效，但目前国内尚没有类似的器械被研发。北京迈迪顶峰医疗科技有限公司自主研制了一种新型经心外膜LAA闭合装置，本研究旨在评价该装置的有效性和安全性。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 心耳夹的构造
根据U形弹簧可以给两个平行杆杆间施加一定闭合力的机械原理，北京迈迪顶峰医疗科技有限公司研发了一款经心外膜夹闭LAA的装置（心耳夹）。该装置最内层为U形镍钛弹簧，镍钛弹簧由不锈钢管连接，外面依次包被聚氨酯套管和涤纶外套管（图 1）。用特制的输送系统将心耳夹放置于LAA根部，释放后夹闭LAA。心耳夹开口约15 mm，张开3 mm时其闭合力大于5.6 N，心耳夹有35 mm、40 mm、45 mm、50 mm等规格，适用于根部长度29～50 mm的LAA，该产品已通过国家食品药品监督管理局北京医疗器械质量监督检验中心审批：报告编号W(X)-0325-2013。
图1
心耳夹结构图
注：A为心耳夹及输送系统大体外观；B为心耳夹构造
1.2 方法
1.2.1 动物模型
动物实验得到北京安贞医院动物伦理委员会批准，并严格按照《北京市实验动物管理条例》进行。健康杂种犬6只，体重27～37 kg。戊巴比妥50 mg/kg静脉麻醉，维持量50～100 mg/h，术中给予芬太尼和维库溴铵。全身麻醉后气管内插管，呼吸机辅助呼吸，持续心电监测。股动脉插管监测动脉血压；经股静脉插管持续输液。动物右侧卧位，经左侧第4肋间进胸，沿膈神经前方切开并悬吊心包，暴露LAA。选择合适大小的心耳夹放置在LAA根部，释放心耳夹闭合LAA（图 2）。随后在LAA顶端剪一约5 mm小口，观察即刻夹闭效果。逐层关胸，术后常规给予抗生素7 d。
图2
心耳夹安全植入左心耳根部
注：A为正常左心耳；B为标尺测量左心耳；C为心耳夹释放前；D为心耳夹释放后；E为心耳夹释放后心耳顶端剪开小口（*所示）未有血液流出；F为缝合心包后
1.2.2 大体观察与组织学观察
分别在术后7 d（n=2）、60 d（n=1）、90 d（n=2）、180 d（n=1）经胸骨正中开胸，自心外膜面进行大体组织学观察。随后相继经静脉注射肝素钠（1.5 mg/kg）和15%氯化钾20 ml处死动物，整体取下心脏。游离左心房和LAA，自心内膜面观察LAA闭合情况及血栓形成情况。
随后将心耳夹的两端剪断并拔除镍钛弹簧、不锈钢管和聚氨酯套管。取横断面组织10%中性福尔马林固定48 h，石蜡包埋、固定，切片（4 μm），HE染色。
1.2.3 心房利尿钠多肽检测
两次手术前分别取4 ml静脉血样，3 000 r/min离心10 min，取上清，-80℃冰箱保存。Elisa检测血清心房利尿钠多肽（atrial natriuretic peptide，ANP）含量。
1.3 统计学分析
统计分析采用SPSS 15.0软件，术前术后ANP的比较采用配对t检验，结果以均数±标准差（
2 结果
2.1 围术期结果
心耳夹均准确放置动物LAA根部（图 2）。植入的心耳夹的大小分别为30 mm（n=2）、40 mm（n=2），45 mm（n=2），心耳夹闭合良好，未发生移位，未对周围组织产生明显挤压和摩擦。LAA顶端剪开小口，未发现有血液流出，说明LAA即刻夹闭效果好。2只动物术中出现短暂心率减慢和早搏，给予阿托品和利多卡因后缓解，术后7 d再次开胸时心律已恢复正常。
2.2 大体观察
术后7 d，心耳夹与周围组织粘连轻，LAA存在（图 3A）。术后60 d（图 3B）、90 d（图 3C）、180 d（图 3D）LAA完全萎缩纤维化、消失，心耳夹被纤维组织包裹，与左心房连成一体。术后各时间点自心内膜面观察，LAA开口完全闭合，观察不到梳状肌，且无血栓形成（图 3E～H）。术后7 d，自心耳夹横断面观察，回旋支通畅，无压迫迹象（图 4）。
图3
术后自心外膜和心内膜大体观察
注：A、E为术后7 d；B、F为术后60 d；C、G为术后90 d；D、H为术后180 d；A、B、C、D心外膜观；E、F、G、H心内膜观；A图*为左心耳顶端的切口；B、D*为心耳夹两端
图4
心耳夹对冠状动脉回旋支的影响
注：*为回旋支；#为心耳夹位置
2.3 组织学观察
HE染色提示术后7 d心耳组织及心耳夹下心房组织有大量炎症细胞浸润（图 5）。术后60 d，炎症反应减轻，炎症细胞减少，LAA完全萎缩纤维化，LAA心房开口完全内皮化（图 6A～C）。术后90 d（图6 D～F）和术后180 d（图 6G～I）的组织学结果与60 d相似。
图5
术后7 d心耳夹周边组织炎症反应情况
注：A、C×40 HE；B、D×100 HE；A、B为左心耳；C、D为左心房；*为梳状肌，#为心外膜；△为左心耳大量炎症细胞浸润；▲为心房心外膜炎症细胞浸润
图6
组织学评价 HE染色
注：A～C为术后60 d；D～F为术后90 d；G～I为术后180 d；B、E、H ×40；C、F、I×100；*为心耳夹所在位置；#为心耳夹外层涤纶布残留的颗粒状物质；△为心房肌；▲为心耳夹下形成的纤维组织；★为纤维组织心内膜面由内皮组织覆盖
2.4 ANP检测
与基线比较，夹闭心耳后血清ANP水平无显著降低，差异无统计学意义[275.64±60.00）pg/ml vs.（248.34±56.10）pg/ml，P=0.529]。
3 讨论
研究发现90%以上的左心房血栓来源于LAA，故有学者将LAA称为“最致命的人体附属结构”[12]，而去除LAA也就成为了预防AF中风的有效手段。但实际上去除LAA是Maze手术的重要组成部分[13]，其意义可以提高到：治疗AF，应该加上LAA的处理；若忽视了LAA，则AF治疗是不完整的。鉴于去除LAA对于预防AF中风的重要性，Cox等建议应积极采用机械性方法闭合LAA[14]，认为所有不适合服用抗凝药的AF患者、AF导管消融患者、不适合导管消融或外科消融的AF患者、心脏手术有AF病史的患者、所有进行心脏外科手术患者以及无症状AF患者均应采用机械方法闭合LAA。而2014 AHA/ACC AF指南推荐AF患者心脏手术同期应使用外科方法去除LAA（Ⅱb，C）[15]。
外科处理LAA的方法包括经心外膜切除缝合、经心外膜结扎、经心内膜缝合以及Stapler技术等，而这些方法最大的不足是手术成功率低。经心内膜缝合为避免回旋支损伤，往往缝合较浅；而对于LAA开口的远侧边缘则很难做到良好的连续缝合。直接切除缝合失败的最主要原因是心房心耳间残余分流，且一般仅用于体外循环手术。Stapler技术会导致心耳残端过长（>1cm）。经心外膜结扎常因回旋支及其分支的经过而不能彻底结扎，而心脏复跳后心房的充盈也会增加缝线撕脱的几率。当心房心耳间存在残余分流时，心耳内血流瘀滞会更加严重，更容易形成血栓[16]；而单纯切除和Stapler造成残端过长时，46%～67%的患者会有左心房血栓形成[4]。在此背景下，一系列经心外膜外科闭合LAA的装置被研发出来，如AtriClip、Anchorage Closure Device、Cardioblate LAA Occlusion System、TIGERPAW®System及Aegis system等，其中Atriclip是研究最为成熟，已获得欧盟和美国认证，动物实验证实LAA闭合率可达100%[17]，人体试验LAA闭合率也可达95.7%[8]。
本研究中我们自主开发了一种新型的LAA闭合装置——心耳夹，该装置的机械性能、组织相容性均符合植入器械的标准。手术即刻及术后7 d、60 d、90 d、180 d均能有效闭合LAA，无明显移位；周围组织未受到明显压迫和摩擦，回旋支没有受到明显挤压。此外，心耳夹植入后心耳的炎症反应、萎缩纤维化过程以及心内膜内皮化的过程也基本符合机体炎症反应、纤维化及内皮化的变化规律。本研究中LAA闭合前后血清ANP水平有一定程度降低，但差异无统计学意义，也可能与样本量较小有关。理论上讲LAA萎缩可能会影响ANP水平，但LAA仅分泌30%的ANP[18]，右心耳仍有分泌功能，因此单纯去除LAA对动物的生存状态不一定有明显改变。LAA切除是Maze手术的重要组成部分，目前尚没有研究报道Maze术后因ANP水平的变化而对患者产生不良影响的。
采用心耳夹闭合LAA最大的担心是心耳夹不能完全放置在心耳根部，而导致LAA残端过长。但实际上心耳夹并不一定要完全放置在心耳和心房连接部，因为心耳内梳状肌距离心耳心房连接部尚存在一定距离，只要心耳夹能够将梳状肌隔离开，就会大大降低血栓风险。虽然从理论上讲LAA残端过长会增加血栓风险，但确有研究发现在1 cm的LAA残端中并没有血栓形成[4-5]。而本研究中我们发现术后经心内膜已看不到任何梳状肌。
本研究的不足之处在于仅通过组织学观察证实了心耳夹没有挤压回旋支，而没有进行冠状动脉造影。此外我们没用超声心动图观察心房与心耳间是否存在残余分流，仅在术中观察到LAA顶端切口中无血流流出。
AF左心耳的处理是当前研究的热点，随着各种LAA闭合装置的出现，AF治疗必将进入一个崭新的时期。我们自行研制的心耳夹能够准确定位和释放到目标位置，并能够有效闭合LAA，不良事件较少，有良好的安全性和有效性。该装置未来应用于临床将有助于减少AF患者心房血栓和中风风险。
