CN115666445A - 防止自体和异种移植失败的系统、装置和方法 - Google Patents
防止自体和异种移植失败的系统、装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本文提供了适应性移植物组件以及制造和植入的方法。具体地，此类移植物可以是3D打印的，并且可以被定义为标准设计或在微创/无创静脉测绘和计算建模后为特定静脉移植物尺寸定制的患者特异性的外部鞘管。外部鞘管可以包括一层或多层不同的生物材料以产生定制的生物机械性质。外部鞘管可以被制成洗脱特定生物活性药物，以允许除机械支撑外，还能从药物上预防不良重塑。这些可定制的特征可以根据特定病史(包括高血压、糖尿病、吸烟史、解剖结构或任何有关的患者特质)，为每一名患者单独定做。这些方法保护血管移植物(特别是静脉移植物)免于直接暴露于可能诱导不良重塑和移植失败的动脉压，从而为心血管旁路手术提供精准医学解决方案。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2020年4月8日递交的美国临时申请第63/006,816号的优先权权益，其全部公开内容通过引用并入本文中。
政府支持的声明
本发明是根据美国国立卫生研究院(the National Institutes of Health)授予的第HL123689号合同在政府支持下进行的。政府享有本发明的某些权利。
发明领域
本公开涉及被设计为在外科手术后减轻适应不良和失败的移植物(特别是加固的移植物)。
背景
每年仅在美国就进行大约400,000例冠状动脉旁路移植(CABG)手术、55,000例动静脉瘘创建手术和20,000例外周动脉旁路手术。静脉移植失败率在CABG静脉移植10年时高达50％，在膝下旁路移植5年时为25％-55％，并且一年结束时动静脉瘘的主要失败率大约为40％。每年仅瘘失败一项的成本估算为12亿美元，而CABG静脉移植失败的成本估算甚至更高。重复手术会导致更高的发病率和死亡率，使医疗系统额外损失数十亿美元，并导致患者的生活质量下降。移植失败每年使医疗系统损失数十亿美元。已经提出了各种改进移植的方法，包括美国专利出版物9,265,632；9,579,224；2014/0303715；2012/0330437；8,361,101和9,517,121中的那些方法，但目前，这些改进未能令人满意地解决移植失败的大量问题。因此，需要改进的移植物结构，其减轻术后适应不良，从而减少或避免移植失败。
概述
本公开涉及移植物组件和相关方法，具体地，具有定制和/或适应性加固的移植物，其减轻外科手术后自体血管移植物和异种移植物的适应不良和失败。一方面，本文所述的移植系统和方法有利于多种临床应用，特别是冠状动脉旁路手术、外周动脉疾病和动静脉瘘。然而，应当理解的是，这些系统和方法可以根据本文所描述的概念应用于任何移植应用。
静脉移植物在临床应用(包括冠状动脉旁路、外周动脉旁路和动静脉瘘)中普遍存在。然而，静脉移植物具有非常高的失败率，其每年会增加数十亿美元的医疗费用。本文所提出的装置和方法被设计为通常用于防止血管移植，且特别是静脉移植的失败。在一些实施方案中，所述方法允许通过使用静脉测绘和/或计算建模产生针对特定静脉移植物尺寸定制的患者特异性的3D打印外部鞘管。在一些实施方案中，所述装置以多种尺寸(例如，直径和/或长度)制造，并因此可能不是患者特异性的或个体定制的。在一些实施方案中，鞘管是单层的。在其他实施方案中，鞘管是多层的。鞘管可以通过3D打印形成。在一些实施方案中，鞘管由可以为弹性体的和/或可生物降解的聚合物形成。在一些实施方案中，装置以格子设计(例如，具有孔或开口)形成，通常为可以3D打印的格子设计。在一些实施方案中，外部鞘管包括被选择或定制为产生适合给定患者的生物机械学性质的一种或多种生物材料的一个或多个层。在一些实施方案中，外部鞘管具有编织结构。在一些实施方案中，外部鞘管可以包括一个或多个层，所述一个或多个层洗脱特定生物活性药物，以允许除加固的机械支撑外，还可药物预防不良重塑。可以根据他们的特定病史(包括高血压、糖尿病、吸烟史，或任何相关的患者特质)，为每一名患者单独地定做这些可定制的特征。在一方面，本文所描述的方法在直接暴露于可诱导不良重塑和移植失败的动脉压期间保护血管移植物，特别是静脉移植物。外部鞘管保护静脉移植物在植入后承受动脉压时免受过度扩张和损伤的有害后果。本文所描述的方法允许支持心血管旁路手术的精准医学解决方案的移植设计。
目前的外科手术实践对预防血管移植物(通常是静脉移植物)在植入后的适应不良几乎没有帮助。事实上，手术中常见的在植入前扩张移植物的做法甚至可能加重适应不良反应。美国每年有近50万多血管或弥漫性冠状动脉疾病患者接受冠状动脉旁路移植(CABG)手术。外科医生能对动脉或静脉移植物进行选择，并且虽然动脉移植物具有优越的性能，但它们的可用性有限。因此，约95％的经历CABG的患者使用静脉移植物。然而，在术后5-10年内，静脉移植物闭塞和失败的比率为50％，导致重复血管重建手术、心肌梗塞或在移植失败后5年内30％的患者死亡。众所周知，不良重塑在静脉移植闭塞中起主要作用。这是部分由于当静脉作为旁路移植物转换到动脉循环中并直接面临动脉血压时，生物机械学负荷突然急剧变化。我们团队最近的建模和实验研究表明，静脉移植物上的机械负荷的逐渐变化可能使对动脉压的适应更加有利，从而将长期移植失败的风险降至最低。因此，本文所述改进的移植物设计的目的是减轻手术后自体血管移植物和异种移植物的适应不良和失败。在一些实施方案中，移植物设计通过利用由可生物降解或可生物吸收材料制成的定制适合、非血液接触装置来减轻移植物适应不良。
为了在实践中实现这一点，移植物组件可以利用由生物相容、可生物降解、弹性体的和/或药物洗脱生物材料组成的单层或多层的患者特异性的3D打印鞘管，来作为预防静脉移植失败的外部支撑件。鞘管可以是为患者定制的，或者可以制成不同的尺寸和形状，然后为特定患者进行选择。通常，外部支撑件是非血液接触的。如本文所述的，放置在移植血管上的外部支撑件或鞘管被称为移植物组件或移植物系统。本文所述的移植物系统可由包括水凝胶的各种生物材料构成，可仔细调整其组成以根据血管移植物的大小、位置、血流动力学负荷、几何形状和细胞组成产生不同的生物机械学性质。在一些实施方案中，鞘管由可生物降解材料形成，所述可生物降解材料被设计为在外科手术后至少短时间内(例如1-6周)维持结构完整性。在一些实施方案中，多层鞘管的每一层可以使用不同的生物材料构建以产生分级降解。在一些实施方案中，可以制备外部支撑件以洗脱促进内皮健康、抑制不良重塑过程、减少旺盛细胞增殖和基质生成、刺激局部组织中的血管生成或实现其它分子和细胞益处的特定药物。
在一些实施方案中，外部支撑件在不同腔直径下具有不同可生物降解性的鞘管层，以允许不同阶段的过度扩张限制、对弯曲度和移植过程概况的顺应性，以及基于鞘管设计和术前成像为每一个单独静脉移植物专门确定鞘管大小的能力。此外，药物、免疫或炎症调节剂的掺入还可以帮助静脉导管的最佳动脉化。
附图简述
图1A-图1B显示了根据本发明的一些实施方案的单层和多层移植物组件的横截面侧视图。
图2显示了根据一些实施方案的利用临床成像形成外部支撑件的制造方法。
图3显示了根据一些实施方案的制造具有编织的外部支撑件的示例性外部支撑件的方法。
图4显示了根据一些实施方案的植入具有编织的外部支撑件的移植物组件的方法。
图5A-图5B显示了根据一些实施方案的具有格子设计的外部移植支撑件。
图6A-图6E显示了根据一些实施方案的植入具有格子设计的外部支撑件的移植物组件的方法。
发明详述
美国每年有近50万多血管或弥漫性冠状动脉疾病患者接受冠状动脉旁路移植(CABG)手术。外科医生能对动脉或静脉移植物进行选择，并且虽然动脉移植物具有优越的性能，但它们的可用性有限。因此，约95％的经历CABG的患者使用静脉移植物。然而，在术后5-10年内，静脉移植物闭塞和失败的比率为50％，导致重复血管重建手术、心肌梗塞或在移植失败后5年内30％的患者死亡。众所周知，不良重塑在静脉移植物闭塞中起主要作用。据信，这是部分由于当静脉作为旁路移植物转移到动脉循环中并直接面临动脉血压时，生物机械学负荷突然急剧变化。我们团队和其他团队最近的建模和实验研究表明，施加到静脉移植物的机械负荷的逐渐变化可能会使对动脉压力和流速的适应更加有利，从而将长期移植失败的风险降至最低。为了在实践中实现这一点，本文所述的移植物组件利用外部支撑件，其在外科手术后提供适应性应答，以减轻上述问题并避免移植失败。在其他实施方案中，外部支撑件可以被制成不同的尺寸、形状和性质，并根据特定患者的解剖结构和需要进行选择。在一些实施方案中，移植物组件利用单层鞘管，其可以是3D打印的或被设计为包裹物，后者由生物相容性、可生物降解和/或可生物吸收弹性体生物材料组成，具有可能的药物洗脱能力，以用作防止静脉移植失败的外部动脉外膜支撑件。可选的技术可以包括浸渍涂布、静电纺丝、挤出、片状包裹和盐析。在一些实施方案中，外部支撑件被定制或设计为患者特异性的。在一些实施方案中，提供了具有不同尺寸(例如，直径、长度、形状)和/或不同特性(例如，强度、耐久性、可生物降解性、药物洗脱)的多个外部鞘管，临床医生可以基于患者的解剖结构或给定程序所需的需求，针对给定患者中的移植物组件，选自合适的外部支撑件。
I.移植物组件
在一方面，本文所描述的方法代表了一种新的途径，用于构建用于静脉移植物支撑的具有成本效益的患者特异性的可生物降解的外部鞘管。静脉几何形状可以使用微创/无创测绘来确定，所述测绘在心血管旁路手术之前对患者常规进行。成像数据以及图像分割和解剖模型构建方法可以被用于构建与旁路手术中所使用的移植物的设计尺寸和几何形状精确匹配的外部鞘管的虚拟计算机模型。需要理解的是，所需移植物的尺寸和几何形状可以不同于安装移植物的静脉的尺寸和几何形状，例如，可以使用过大的移植物。在一些实施方案中，在此过程中将为患者定制设计构建的每个移植物。在一些实施方案中，鞘管是3D打印的以在外科手术时是可用的。任选地，3D打印可以被集成到正常的临床工作流程中。
针对每一名患者的鞘管的进一步定制可以包括在单层或多层鞘管设计中使用不同的生物材料，以产生最佳的生物机械学性质(例如，对于高血压患者相对于非高血压患者)，或根据患者的病史(例如对于糖尿病吸烟者相对于非糖尿病非吸烟者，或合并症的任意组合)用待洗脱的特定药物加载鞘管。然后，在CABG外科手术期间，将定制鞘管应用并贴附在静脉上(例如，通过夹具、组织胶、缝合线、自然并列、“紧密贴合”或任何合适的贴附方式)。使用定制的静脉3D模型，还可以对CABG血流动力学进行虚拟手术，或对患者特异性模型进行虚拟重塑和调整。这些新颖的特征支持心血管旁路手术精准医学解决方案。
在一方面，选择或设计外部支撑件以与安装移植物的脉管系统的性质相匹配。在一些实施方案中，外部支撑件的结构刚度(材料刚度和厚度的乘积)应与相邻脉管系统的结构刚度相匹配。材料的材料刚度可在1MPa(兆帕)至10GPa(吉帕斯卡)的范围内，其包括可生物吸收聚合物的刚度，如PPF(聚(富马酸丙烯酯))、PGS(聚(癸二酸甘油酯))、PCLA(聚己内酯-共-丙交酯)、PLA(聚交酯)、PLLA(聚(l-乳酸))、PCL(聚己内酯)和PGA(聚乙交酯)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)和PP、聚(ε-己内酯)(PεCL)，或这些材料的任意组合，其为用于移植物的常见聚合物材料，并且可以由其形成本文所述的移植物的一些实施方案。在一些实施方案中，外部支撑件通常为管状，其长度为2cm至60cm，通常为5cm至20cm(如在10-12cm内)，并且直径为0.1cm至3cm，通常为0.1cm至2cm(如在0.2-1cm或0.2-0.5cm内)。在一些实施方案中，外部支撑件的厚度可在0.1-10mm(通常约为0.2-1mm)范围内。应理解，外部支撑件可以具有选择为适合患者的脉管系统或特定程序要求的任何合适的尺寸。外部支撑件具有的尺寸和模量可以保持均匀的直径，并减少移植物静脉段中的干扰流动，以实现有利的血液动力学。
在另一方面，移植物组件包括具有一个或多个层的外部支撑件(例如图1A-图1B中的实施方案中所示的)。图1A显示了具有血管移植物10的移植物组件100，所述血管移植物10具有由被设计或选择为与对应于安装有移植物的脉管系统的性质的设计规格相匹配的单一层组成的外部支撑件20。外部组件20可以由单独或组合选择或定制为与天然脉管系统或设计规格的性质相匹配的材料形成。在一些实施方案中，外部支撑件包括可生物降解材料，以便在手术后立即以及其后短时间内(例如，其后1-6周)提供进一步加固，并随后在不再需要另外加固时溶解，从而提供更接近现有脉管系统的性质。在一些实施方案中，其后的这一短时间段可以为以下任一项：外科手术后1、2、3、4、5或6周。在一些实施方案中，外部支撑件通过编织材料形成，如移植管上的可生物降解的线、薄片或网状物。
图1B显示了具有由两个层20、30组成的移植管外部支撑件10的移植物组件101。层可以由相同材料或具有不同性质的不同材料形成。在一些实施方案中，层提供不同的功能，例如，增加的刚度和药物洗脱。例如，层20可以提供抗扩张的加固，并且层30可以提供药物洗脱。在一些实施方案中，一个或多个层是可生物降解的，而其他层不是可生物降解的，以提供性能的可变性。在一些实施方案中，具有不同生物降解速率的多个层被用于提供随时间变化或调整的设计性质，从而减轻外科手术后的适应不良和失败。应当理解，层及它们相关的功能可以以任何数量的方式布置。此外，应理解的是，多层移植物组件不限于两层，并且可以包括任意数量的所需层。
在一些实施方案中，外部支撑件上的层数范围为一层或多层，通常为一层至三层。然而，可以理解的是，可以使用任何数量的多个层，特别是在微尺度和纳米尺度制造方法中。除了提供结构加固之外，一个或多个层可以被配置为提供特定功能，例如，以下任意一种或其任意组合：
·随时间的可生物降解性，并在设定的时间段内保持机械完整性，例如，小时、天、周、月(例如，不少于短时间段，通常在外科手术后1-6周内)中的任一项。
·掺入药物(包括巨噬细胞和TGFβ抑制剂、其它抗炎和免疫调节剂)以防止过度炎症并实现新组织发育。药物防止新生内膜病变、炎性胶原和动脉粥样硬化病变的形成。药物释放能力可以持续长达12个月。
·在给定压力(例如10mmHg)下，相对于血管直径的尺寸过大层，以防止天然组织或新组织受到压缩应力。
·多层设计构造，以与所期望的结构刚度相匹配。
·鞘管设计可以被配置为提供手术操作便利，对鞘管或天然组织壁的损伤最小(例如，便于操作的弹性格子设计)，和/或在CABG外科手术中的临床工作流程中提供集成便利，而不会造成破坏(例如，提供准备好插入工作流程，而无需对鞘管进行大量修改或对临床工作流程进行大量修改)。
在另一方面，外部支撑件的一个或多个层可以通过各种制造方法构建。在一些实施方案中，如以下实例中所述的，外部支撑件由编织或包裹设计形成。在一些实施方案中，一个或多个层通过增材制造方法(如3D打印)来构建。可在其上生产物体的合适的增材制造设备和方法包括自下而上和自上而下的增材制造方法和设备，如已知的和描述于：例如Hull的美国专利第5,236,637号、Lawton的美国专利第5,391,072号和第5,529,473号、John的美国专利第7,438,846号、Shkolnik的美国专利第7,892,474号、El-Siblani的美国专利第8,110,135号、Joyce的美国专利申请公开第2013/0292862号，以及Chen等人的美国专利申请公开第2013/0295212号。在一些实施方案中，增材制造步骤通过有时被称为连续液体界面生产(CLIP)的自下而上方法家族之一进行。CLIP是已知的并且被描述于：例如美国专利第9,211,678号；第9,205,601号；第9,216,546号；和其他美国专利；J.Tumbleston等人，Continuous liquid interface production of 3D Objects,Science 347,1349-1352(2015)；以及R.Janusziewcz等人，Layerless fabrication with continuous liquidinterface production,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 113,11703-11708(2016)中。其他技术包括：立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)。两者都基于光聚合或光交联工艺，这些工艺仍然是最快的3D打印方法，并且与其他技术相比，表现出更高的分辨率，因为它们仅受光源和打印机像素化(分辨率)的限制。通过参考美国专利第10,465,044号；EP专利第3063205B1号；和PCT公开第WO2020/014699A1号，可以进一步理解这些和其他此类技术。这些是可使用的制造技术的实例，然而，应理解，外部支撑件和移植物组件的形成不限于这些方法。
II.方法
A.制造定制的移植物组件的方法
在一些实施方案中，可以经由基于图像的建模为单个患者定制外部支撑件的设计。图2显示了通过利用临床成像形成外部支撑件的示例性制造方法200。方法200可以包括以下步骤：
(步骤201)使用可在手术前在办公环境或手术室中进行的无创临床成像对外周静脉进行成像。在一些实施方案中，成像模式是超声。可替代成像模式可以包括CT扫描(计算机断层扫描)和MRI(磁共振成像)。
(步骤202)将医学图像导入计算软件框架中。在一些实施方案中，可以调整图像的强度，并且可以利用滤波器处理图像。
(步骤203)通过分割管和对分割部分放样来构建3D几何形状。计算框架允许使用带放样的2D分割部分、3D分割部分或机器学习方法对腔进行分割，从而构建血管几何形状的3D模型。该框架还允许操纵3D模型。
(步骤204)通过对静脉壁表面的法线(normal)挤出来构建外部支撑件几何形状。经由计算机辅助设计或正式优化方法对3D外部支撑件模型进行操作或优化，以满足外部支撑件的设计规格。设计规格可以包括移植物的大小、厚度、长度和层，以及末端处的另外的材料，以允许或帮助吻合。
(步骤205)重新调整3D外部支撑件几何形状的尺寸以与设计规格相匹配。
(步骤206)使用所期望的制造技术或混合技术制造外部支撑件。在一些实施方案中，外部支撑件通过3D打印形成。
(步骤207)任选地，结合其他制造技术和处理以与设计规格相匹配。3D打印还可以与替代制造技术和另外处理相结合，以与设计规格相匹配。替代技术可以包括浸渍涂布、静电纺丝、挤出、片状包裹和盐析。另外的处理可以包括药物接种和纳米颗粒嵌入。
(步骤208)对手术室使用的外部支撑件进行消毒和包装。
(步骤209)将制造的外部支撑件安装在移植血管上，并在外科手术期间植入。该步骤的实例示于图6A-图6B中。
应当理解，上述方法是示例性的，并且可以根据需要进行修改以排除或修改上述一个或多个步骤，或者包括另外的步骤。虽然该方法显示了特定的建模方法，但应理解的是，可以通过任何合适的建模方法来进行3D几何形状。另外，应理解的是，各种其他制造工艺和技术可以被用于上述那些的替代或补充中。
B.制造编织的外部支撑件的方法
除了上述3D打印之外，一些实施方案还包括包括多个层的编织设计。图3显示了制造编织的外部支撑件的方法，其可以包括以下步骤：步骤A显示了定制夹具，其包括无菌钳、心轴301和可生物降解网条302。在步骤B中，在心轴上以间距和层编织网条，以与设计规格相匹配。在步骤C和D中，然后沿长度在多个位置处缝合303编织的支撑件，以保持形状和结构完整性。应当理解，这只是形成外部支撑件以创建定制或适应性移植外部支撑件的一种方法，并且可以利用可替代和/或另外的过程。
C.向静脉加载和应用移植物组件的方法
本发明还包括在静脉上加载和应用适应性移植物的方法。例如，使用3D打印设计或编织设计，将鞘管加载到静脉上。该方法还可以包括以下考虑因素：
A.使用支撑装置(如窥视器或一端变窄的刚性管)扩大鞘管直径，以便将鞘管加载到静脉上而不会造成损伤。
B.可选地或另外，可以在鞘管内插入临时的可能一次性的导管，以便于将静脉加载到鞘管中。
C.延伸部分(如裙部或扩口部分)，添加到鞘管的末端，允许与天然组织柔性吻合。
D.静脉加压(例如至5-10mmHg的生理值)可以被用于鞘管的尺寸选择以维持目标尺寸。
E.轴向压缩鞘管允许更大的内径以便于加载。
F.轴向拉伸鞘管将内径调整到合适的匹配。
D.植入编织的外部支撑件的方法
移植物组件可以以常规方式安装到脉管系统，或者可以根据专门的植入方法植入。图4显示了植入编织的外部支撑件的示例性方法，其包括以下步骤：
在步骤A中，外部支撑件400预先或在手术室中形成在内部管401上。在该实例中，如上所述的，支撑件400可以通过编织(例如，编织线、薄片或条)可生物降解材料形成。外部支撑件沿其长度间断地缝补、缝合、胶合或钉合，以改善结构完整性并保持形状。内部管保持在装置内，直到步骤F。在一些实施方案中，在手动进行时，此过程仅需约10-20分钟的构建时间。
在步骤B中，与切除的静脉相比，编织的外部支撑件尺寸设置为使得沿圆周和轴向方向在10mmHg下稍微过大。
在步骤C中，建立近端吻合，并确认止血。引导缝合线(白色箭头)被缝合至静脉血管周围组织的远端，以安装外部支撑件。
在步骤D和E中，将外部支撑件滑动到引导缝合线上，并移动经过近端吻合。
在步骤F中，内管401被拉出，并初步确认外部支撑件的大小。
在步骤G中，创建远端吻合，对系统进行放气，并确认止血。外部支撑件被拉伸到其最终构型以覆盖远端吻合，并释放夹具，填充带鞘管的静脉移植物。评估外部支撑件与静脉移植物的并置，并调整外部支撑件上的加固层(例如编织物)，以覆盖静脉的全长和表面区域。如有必要，外部支撑件的近端和远端被固定到周围组织。
图5A-图5B描绘了如前所述的用于移植物系统的外部支撑件500的另一实施方案。图5A显示了外部支撑件500的侧视图，并且图5B显示了透视图。在该实例中，外部支撑件500是由合适的材料(例如聚合物、可生物降解材料)形成的单层管状支撑件510，并被限定于在格子设计内具有开口520(例如，孔或间隙空间)的格子活动部件中。在一些实施方案中，这种设计具有足够的强度，以便在外科程序期间可以部署外部支撑件，而无需可移除的内部支撑管，这允许更容易操作，而不会损坏支撑壁或天然组织，并更好地集成到临床工作流程中。
图6A-图6D显示了与图5A-图5B中相同设计的外部支撑件600的植入。如图6A中所示的，在外科程序期间，外部支撑件600最初可通过延伸穿过其中的支撑杆601来操纵。引导缝合线602附接到心脏H的心脏血管C(例如吻合的静脉)。例如，通过使用通过支撑件600抽出的内部杆601，引导缝合线601可穿过外部支撑件600送喂。如图6B中所示的，临床医生然后可以将外部支撑件600推进到导线602上方并到达心脏血管C上。如图6C中所示的，临床医生继续推进外部支撑件600，直到完全定位于心脏血管上所期望的位置处。如图6D中所示的，引导缝合线602可以被移除/收回。如图6E中所示的，外部支撑件600可以被固定到位，例如通过可溶解缝合线，以确保外部支撑件600保持就位，如本文所述的，至少在外科程序后的短时间段内提供心脏血管的加固。
在上述说明书中，参考本发明的具体实施方案描述了本发明，但本领域技术人员将认识到，本发明不限于此。上述发明的各种特征、实施方案和方面可以单独或联合使用。此外，在不脱离本说明书的更广泛精神和范围的情况下，本发明可以被用于本文所述环境和应用之外的任何数量的环境和应用。因此，说明书和附图应视为说明性而非限制性的。应认识到，本文中使用的术语“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”特别旨在被理解为本领域的开放式术语。本文所引用的每一篇参考文献均通过引用并入本文中，用于所有目的。
Claims (30)
1.用于移植物组件的外部支撑件，所述外部支撑件包括：
外部支撑管，其被配置为沿所述移植物外部延伸，以允许血液从中通过；和
腔，其通过所述外部支撑件延伸，具有便于将所述外部支撑管放置在所述移植物上的尺寸，
其中外部支撑体具有被选择或设计为与对应于所述移植物或安装有所述移植物的特定脉管系统相匹配的尺寸和特性，以便在所述外科手术程序后的至少一段时间内机械地加固所述移植物。
2.如权利要求1所述的外部支撑件，其中所述外部支撑件包含单层的3D打印设计。
3.如权利要求2所述的外部支撑件，其中所述3D打印设计是其中具有多个开口的格子设计。
4.如权利要求1-3中任一项所述的外部支撑件，其中所述外部支撑件具有足够的强度，以在外科手术程序期间操纵，而无需置于其内的内部管状支撑件。
5.如权利要求1-4中任一项所述的外部支撑件，其中所述外部支撑件由至少在所述外科程序后的时间段内维持结构完整性的可生物降解材料形成。
6.如权利要求1-5中任一项所述的外部支撑件，其中所述外科程序后的时间段为1至6周。
7.如权利要求1所述的外部支撑件，其中所述外部支撑件包括具有不同性质的一个层或多个层，其中所述不同性质包括以下中的任一种：可生物降解性、生物再吸收性、生物整合性、多孔性、刚性、或以上的任意组合。
8.如权利要求1所述的外部支撑件，其中所述外部支撑件包括可生物降解材料的编织件。
9.如前述权利要求中任一项所述的外部支撑件，其中所述外部支撑件被设计成具有与安装有所述移植物的特定脉管系统相匹配的结构刚性或具有优于安装有所述移植物的特定脉管系统的结构刚性。
10.形成移植物组件的方法，所述方法包括：
使用无创/微创成像对其中待植入所述移植物组件的区域中的候选外周静脉成像，其中所述移植物组件包括移植物和外部支撑件；
构建所述移植物的腔和待植入的所述移植物组件的外部支撑件的3D模型；
调整所述3D模型以与预定义的或从外周静脉的成像确定的设计规格相匹配；以及
基于所调整的3D模型形成所述移植物组件的外部支撑件。
11.如权利要求10所述的方法，其中形成所述外部支撑件包括编织可生物降解材料件以与设计规格相匹配。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中所述设计规格包括以下中的任一种：结构刚性、所述外部支撑件的厚度、直径、或以上的任意组合。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其中所述外部支撑件包括一个或多个层。
14.如权利要求10-13中任一项所述的方法，其中形成所述移植物组件包括3D打印。
15.如权利要求10-14中任一项所述的方法，其中形成所述移植物组件利用一个或多个制造过程以使所述移植物组件与设计规格相匹配，其中另外的过程包括以下中的任一种：浸渍涂布、静电纺丝、挤出、片状包裹、盐析、或以上的任意组合。
16.形成移植物组件的外部支撑件以提供移植血管加固的方法，所述方法包括：
提供具有管状形状的外部支撑件的3D设计，所述管状形状具有适合放置在所述移植血管上的尺寸，其中所述设计是标准的或针对特定患者定制的；以及
用具有适合加固所述移植血管的特性的材料通过3D打印形成外部支撑件，其中所述材料被选择或定制为至少在所述移植程序后的一段时间内维持结构完整性。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述3D设计是其中具有多个开口的格子。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中所述3D设计为单一的层。
19.如权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述材料是可生物降解的，并且所述时间段在1-6周内。
20.植入移植物组件的方法，所述方法包括：
提供所述移植物组件，其被定制为与设计规格相匹配或优于设计规格，所述设计规格对应于沿在近端和远端吻合之间的切除的静脉位置待安装所述移植物组件的脉管系统，其中所述移植物组件包括移植物和外部支撑件，其中与所述切除的静脉相比，调整了所述移植物组件的尺寸以便沿圆周和轴向方向上都略大；
建立所述近端吻合，然后将引导缝合线贴附到静脉血管周围组织的远端，以将所述外部支撑件安装到所述脉管系统上；
将所述外部支撑件滑动到所述引导缝合线上，并移动所述外部支撑件经过所述近端吻合；以及
建立所述远端吻合，将所述外部支撑件定位在覆盖所述远端吻合的最终构象位置中，释放限制血流的任何夹具，并检查所述外部支撑件的并置。
21.如权利要求20所述的方法，其还包括：
经由所述外部支撑件，保护所述移植物免于直接暴露于动脉压，从而在植入后抑制不良重塑和移植失败。
22.如权利要求20或21所述的方法，其中所述移植物组件是为所述患者定制的，并且所述方法在心血管旁路手术中进行。
23.如权利要求20-22中任一项所述的方法，其中所述外部支撑件包括一个或多个层。
24.如权利要求20-23中任一项所述的方法，其中所述移植物组件至少部分地通过3D打印形成。
25.植入移植物组件的方法，所述方法包括：
提供具有被选择或定制为与其上安装有外部支撑件的移植血管相匹配或相对应的尺寸和特性的外部移植支撑件；
将引导缝合线附接到所述移植血管；
送喂所述引导缝合线穿过所述外部移植支撑件的至少一部分；
使所述外部支撑件经所述引导缝合线推进，并推进到所述移植血管上的期望位置；
去除所述引导缝合线；以及
将所述外部支撑件固定到所述移植血管的期望位置上，从而用所述外部支撑件，至少在所述移植程序后的一段时间内加固所述移植血管。
26.如权利要求25所述的方法，其还包括：
经由所述外部支撑件保护所述移植物免于直接暴露于动脉压，从而在植入后抑制不良重塑和移植失败。
27.如权利要求25或26所述的方法，其中所述外部支撑件包括单一的层。
28.如权利要求25-27中任一项所述的方法，其中所述外部支撑件是3D打印的。
29.如权利要求25-28中任一项所述的方法，其中所述外部支撑件是格子设计。
30.如权利要求25-29中任一项所述的方法，其中所述外部支撑件由至少在所述移植程序后的1-6周内的一段时间内维持结构完整性的可生物降解材料形成。
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