经导管主动脉瓣置换术后新窦结构对瓣膜血栓形成的影响：体外实验验证研究

为解决TAVR（经导管主动脉瓣置换术）后新窦（neo-sinus）结构增加血栓风险的问题，RWTH亚琛大学医院团队通过体外血栓测试仪结合PIV（粒子图像测速）和血液实验，证实新窦区域因血流停滞和低流速显著促进血栓形成。该研究为优化THV（经导管心脏瓣膜）设计提供了关键实验依据。

　　

随着人口老龄化加剧，主动脉瓣狭窄等心血管疾病发病率逐年攀升。经导管主动脉瓣置换术（TAVR）已成为高风险患者的标准治疗方案，但术后瓣膜血栓形成风险显著高于传统外科手术。这一问题的核心在于TAVR植入后，人工瓣膜与原生瓣叶之间形成的"新窦"（neo-sinus）结构导致血流动力学改变，成为血栓滋生的温床。尽管计算机模拟研究已提示新窦区域存在血流停滞现象，但缺乏能够真实模拟人体环境的体外实验验证系统。

针对这一技术瓶颈，德国亚琛工业大学医院心血管工程研究所的Saskia Thoenissen团队在《Cardiovascular Engineering and Technology》发表了一项开创性研究。研究人员改良了THIA 3（亚琛亥姆霍兹研究所血栓测试仪第三代），通过集成模拟原生瓣叶的聚碳酸酯聚氨酯（PCU）结构，首次在体外复现了新窦的解剖环境。研究采用粒子图像测速（PIV）技术可视化血流模式，并开展平行对照血液实验，定量分析血栓形成差异。

关键技术方法包括：1）构建含PCU模拟原生瓣叶的测试腔室；2）使用49.5%甘油水溶液进行PIV测量，匹配血液粘度（3.6 mPa·s）；3）采用屠宰场猪血（经肝素抗凝）进行4小时循环测试；4）通过ROTEM血栓弹力图、血小板计数和游离血红蛋白等多参数评估血栓形成；5）显微成像定量分析血栓质量与分布。

PIV测量结果

在中央平面观测到符合生理的1 m/s峰值流速，而偏移6 mm的观测平面显示新窦区域流速始终低于0.17 m/s。原生窦底部存在持续未消散的涡流（0.04 m/s），新窦内则形成定向朝上的回流（0.11 m/s），这种低剪切环境与临床发现的瓣叶血栓位置高度吻合。

血液实验结果

含新窦的测试组血栓质量（0.064 g）较对照组增加21.21%，主要积聚于支架尖端和新窦区域。血小板计数下降幅度（18.53% vs 7.17%）和游离血红蛋白升高幅度（70.5% vs 47.3%）均更显著，ROTEM凝血时间延长30%，证实新窦显著激活凝血级联反应。

讨论与意义

该研究首次通过体外实验证实：1）新窦结构产生的血流停滞区是TAVR术后血栓形成的关键诱因；2）改良THIA 3测试系统能准确预测临床血栓发生部位；3）为ISO 5840:3-2021标准要求的血栓评估提供了可靠平台。这项技术将加速新一代低血栓风险瓣膜的开发，对改善老年患者TAVR预后具有重要临床价值。研究局限性在于仅完成单次血液实验，未来需扩大样本验证。值得注意的是，血栓分布模式与Makkar等的大规模临床研究（n>130）高度一致，强化了该模型的预测可靠性。