[发明专利]用来增大静脉总直径的系统和方法

说明书

本申请是国际申请号为PCT/US2011/025331，国际申请日为2011年2月17日，进入中国国家阶段的申请号为201180019380.8，名称为“用来增大静脉总直径的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于持久地增大患者静脉的总直径和腔直径的系统和方法。具体地说，本发明涉及采用血液泵来增大血液速度和外周静脉内皮上的壁面剪应力（WSS）一段持续时间、从而导致这些静脉的总直径和腔直径持久增大的系统和方法。

背景技术

许多患有慢性肾脏疾病的患者最终进展到晚期肾病（ESRD）并需要肾脏替代治疗，以从他们体内去除流体和废物并维持他们的生命。大多数患有ESRD并需要肾脏替代治疗的患者接受血液透析。在血液透析期间，将血液从循环系统中移出，在血液透析机中清洁，然后回到循环系统。外科医生创造了不同的“血管进入部位”，这些“血管进入部位”可用来从ESRD患者快速地移出和返回血液。尽管在血液透析机自身中和在血液透析过程的其它部件中已经作出了较大的改进，但在血液透析期间血液可从患者移出和返回至患者所处的耐用可靠血管进入部位的形成仅看到不大的改进，且仍然是肾脏替代治疗的阿喀琉斯之踵。这常常导致ESRD患者发病和死亡，并对世界范围的卫生保健提供者、支付者和官方援助项目加上了较大的负担。

血液透析进入部位通常为三种形式：动静脉瘘孔（AVF）、动静脉移植物（AVG）和导管。每种部位都经受较高比例的失效和并发症，如下所述。

通过在动脉和静脉之间形成直接连接来在外科上构成AVF。功能性腕部AVF是最耐久、最理想形式的血液透析进入，平均通畅期约3年。离开该连接的静脉称为“流出”静脉。流出静脉的扩张是AVF“成熟”并变得可用的关键部件。广泛认为的是，血液在由AVF产生的流出静脉中的快速流动和施加在静脉内皮上的WSS是驱动静脉扩张的主要因素。遗憾的是，约80%的患者通常由于静脉直径不足而不适合腕部的AVF放置。对于尝试AVF放置的合适患者来说，在约50%-60%的情况下，不进行进一步干预就无法使用该部位，该问题称为“成熟失效”。小血管直径，尤其是小静脉直径，已被认为是AVF成熟失效的一个重要因素。侵入性静脉壁创伤的快速呈现，称为“内膜增生”，也已被认为是AVF成熟失效的一个重要因素。通常认为的是，流出动脉并流入静脉的快速血流所造成的紊流是导致该静脉壁创伤的主要因素。一些研究人员也假定，由脉动性动脉血的进入所产生的静脉周期拉伸也会在内膜增生刺激和AVF内的流出静脉阻塞中起作用。这样就表明，快速流动是成问题的，已经作出尝试以通过捆扎来限制腔直径，从而减少血液透析进入部位的流动，以使失效率最小化。目前，还没有既保持血流介导性扩张的正面效应、又消除静脉壁创伤和阻塞的负面效应的方法出现。并非意外的是，新近诊断患有ESRD并需要血液透析的患者在开始血液透析之后，仅有50%的几率在6个月内具有功能性AVF。这些没有功能性AVF的患者被迫以较昂贵形式的血管入口来进行透析，并有并发症、发病和死亡的较大风险。

第二种用于血液透析的血管入口称为动静脉移植物（AVG）。AVG通过将一段人工管道放置在动脉和静脉之间来构成，通常呈臂或腿的形式。人工管道的一部分放置在皮肤正下方并用作针入口。更多的患者适合AVG，这是因为皮肤表面上不可见的静脉可用于流出，且早期失效率比AVF低得多。遗憾的是，AVG平均初级通畅期是仅约4–6个月，这主要是因为侵入性的内膜增生和创伤在与人工管道的连接处附近的静脉壁中快速形成，导致狭窄和血栓。类似于AVF失效的情形，由AVG产生的血液快速紊流被认为驱动在流出静脉壁中的内膜增生和创伤，这常常导致AVG阻塞。一些研究人员也假定，由脉动性动脉血的进入所产生的静脉周期拉伸也会在内膜增生形成和AVF内的流出静脉阻塞中起作用。尽管AVG比AVF更不合需要，但约25％的患者用AVG进行透析，这主要是因为他们不适合接受AVF。

无法通过AVF或AVG获得血液透析的患者必须具有插入颈部、胸部、或腿部中的大导管，以接受血液透析。这些导管通常容易感染，从而将患者置于败血症和死亡的高风险中。患有导管败血症的患者通常需要住院、移除导管、插入临时导管、用静脉内抗生素治疗、然后在已清除感染时放置新的导管或其它类型的进入部位。导管也可经受血栓阻塞和围绕末端的纤维蛋白积聚。血液透析导管具有约6个月的平均通畅期，且通常是血液透析进入的最不理想的形式。尽管导管比AVF和AVG更不合需要，但约20％的患者用导管进行透析，这主要是因为他们无法接受功能性AVF或AVG，或不适合接受AVF或AVG。