作者：程祝强，吕雪青，刘红军，曾永芬，金毅，中国人民解放军东部战区总医院
慢性疼痛是当今最为普遍的健康问题之一，其患病率高、持续时间长，已被世界卫生组织列为继血压、呼吸、
然而，对于一些难治性慢性疼痛疾病，采用传统的药物难以获得很好的临床治疗效果，而通过植入性神经调控技术，利用电刺激或化学（药物）方法可改变中枢神经、外周神经或自主神经系统活性，从而改善患病人群的症状，提高生活质量。鞘内药物输注系统（Intrathecal Drug Delivery Systems，IDDS）通过鞘内输注镇痛药物，是一种治疗慢性难治性疼痛性疾病的手段。
IDDS 也是治疗
而植入式IDDS 是将整个装置均植入体内，感染风险大大降低，且不影响患者洗澡等日常生活，装置使用寿命长达6~7 年。植入式IDDS 是治疗难治性
1. 植入式IDDS的研究进展
1981 年，Onofrio 等报道了第一例植入式IDDS植入手术，植入产品为美敦力公司的第一代植入式IDDS，即靶控药物输注（Targeted Drug Delivery™，TDD）系统。目前，市面有3 款植入式IDDS ：美敦力公司的SynchroMed® Ⅱ 泵、科德曼公司的MedStream 可编程泵和Flowonix 医疗公司的Prometra 泵。
美敦力公司的植入式IDDS 系统已由第一代发展到第二代（Medtronic SynchroMed® Ⅱ），由一次性植入式鞘内导管、植入式药物输注泵（pump）及体外程控系统组成，其核心设备pump 具有输注精度高（0.048 mL/d）、输注模式多样、可体外程控和患者自控、持续使用时间长（6~7 年）等特点。
2023 年，美国食品与药品监督管理局（Foodand Drug Administration，FDA）批准了美敦力公司的第三代鞘内给药产品（SynchroMed® Ⅲ），较第二代产品有更高效的编程、数据保护以及更高的可靠性、安全性能。下一代产品的研发将主要集中在进一步提高输注精度、输注模式更为灵活多样、体外程控更为便捷和采用全新的
1.1 植入式IDDS在药物相容性方面的研究
药液与泵体内容器以及导管具有很好的兼容性是植入式IDDS 的一项重要性能指标，其影响药物的效价及在泵内的储存时间，对治疗效果起着关键性的作用。植入式IDDS 较半植入IDDS 的优势在于一次灌注药液后可以保持较长一段时间，3 个月甚至更久。
吗啡和
一项研究结果显示，73 例患者采用巴氯芬、巴氯芬+ 丁哌卡因、巴氯芬+ 氢吗啡酮、巴氯芬+ 吗啡、可乐定、可乐定+丁哌卡因、可乐定+ 氢吗啡酮、
此外，有研究调查，32784 例患者的49917 个单独的鞘内药物处方中，单一疗法占所有处方的55.0%（27475/49917），其中23257 张处方（84.6%）是阿片类药物，最常见的药物是吗啡（46.5%）、氢吗啡酮（39.4%）和芬太尼（13.5%）。尽管29.3% 的处方是FDA 批准的药物之一，但只有7.9% 的处方使用了FDA 批准的浓度，在研究期间，9865 例患者的处方发生了不止一次的变化，其中16.7% 的患者最初的处方药物符合FDA 批准的标签上的适应证，然后则转向标签外的浓度或组合以满足临床需求。
由于临床上采用鞘内泵药的方式治疗患者时，往往首先予以低浓度药物泵入，但对于巴氯芬来说，更高浓度的巴氯芬有利于治疗痉挛患者，这要求高浓度巴氯芬与泵体也应保持较好的兼容性。因此，有研究者针对这一情况进行了相关研究，其结果显示，高浓度的巴氯芬（3.0 mg/mL）和常规浓度的巴氯芬（0.5~2.0 mg/mL）与美敦力SynchroMed® Ⅱ泵和科德曼的MedStream泵均具有很好的兼容性。
综上所述，植入式IDDS一次灌药后可以至少使用3个月，但在临床使用时，一般来讲，使用超过6个月，即便泵体内药液未使用完毕，建议仍需重新灌注新的药液，以保证药物的稳定性。在临床需要的情况下，大多数常用的鞘内镇痛药物均可用于IDDS，但是，如果出现药物种类或浓度急剧增加的情况，应考虑是否存在设备问题或需更换其他镇痛方式。
1.2 植入式IDDS在核磁兼容方面的研究
1997 年2 月，美国FDA 发布关于设备与MRI 系统交互的医疗公共卫生指导文件， 对SynchroMed EL、8626L-18 型和SynchroMed® Ⅱ 泵的8637-20、8637-40 等型号的植入泵进行了为期3 年的研究，在经过1.5 T MRI 扫描后，所有患者均未出现药物过量输注的迹象，包括血流动力学、呼吸系统或神经系统的改变。MRI 后放射学评价显示无鞘内导管尖端或泵体的空间位移，编程器遥测确认药液泵入恢复正常，患者满意度高。因此，对于目前已上市的植入式IDDS 设备和下一代的植入式IDDS 设备，其核磁兼容性能都是一项可供选择的必要指标，旨在符合患者的临床需求。
1.3 植入式IDDS在软件方面的研究
植入式IDDS 经历更新迭代，其产品性能是研发机构和临床共同关心的一个主题，仪器的精确运行要求采用先进的软件才能保证其安全性。美敦力公司研发的可植入系统性能注册表（Implantable Systems Performance Registry，ISPR）对IDDS 产品的安全性和产品性能进行监测，在ISPR 的6093 例患者中，女性3405 例（55.9%），男性2675 例（43.9%），非男性13 例（0.2%），入组时平均年龄为52.9 岁（标准差为17.6 岁），平均随访时间为29.6 个月。随访结果显示，大多数产品性能事件与导管有关，而所有与泵性能相关事件的存活率超过90%。
在5 年的随访中，除了修改的非设计或移植的非设计导管外，导管相关事件的存活率为81%。因此，ISPR 数据将在未来产品的开发中进一步提高产品的可靠性和质量保证。关于植入式IDDS，除了仪器本身附带的所需的调节药液流速、给药时间、报警设置等基础软件设置外，其他编程控制系统也被研发。由于植入式IDDS 被植入于患者皮下，一般来说泵内药物温度接近于体温，但对于皮下脂肪薄弱的患者，可能存在泵内温度低于体温的情况。而可编程逻辑控制器软件系统可解决鞘内泵无法做到温度调节的技术问题，其作为控制系统，配合温度传感器监测药物分解程度，实现自动温度调控功能，可对镇痛药物输出速度和温度进行设置，以满足患者镇痛效果。
此外，患者自控镇痛（Patient-Controlled Analgesia，PCA）已成为植入式IDDS 一个重要的基本功能，可满足临床处理暴发痛或临时增加药物剂量。PCA 在1960年首次被用于镇痛，20 世纪80 年代中期被用于术后镇痛，患者可自控给药，使得患者对镇痛效果更加满意。国外对使用带有PCA 功能的8831 型IDDS 的45 例患者进行调查研究显示，对该泵的使用满意度为96%。
自控镇痛给药剂量的准确性和稳定性是评价产品性能的重点之一，建立一套科学评价系统方案来区分镇痛系统的关键性能的优劣，可为患者提供更优质的镇痛。随着植入式IDDS 软件系统的不断完善，药物输注精度、多样化的输注模式、远程控制、远程反馈系统也是下一代产品的研发重点。
目前国内基于物联网技术，已有较为成熟的无线镇痛监控系统，有利于医护人员对使用中的无线镇痛泵系统终端进行集中化和实时性地监控和管理，能够实现患者PCA 的信息化与智能化，植入式IDDS 可借鉴该系统进一步完善远程控制和反馈系统的研发。对于有镇痛需求的患者长期使用植入式IDDS，可能导致
目前已有检测阿片类药物与体内血浆药物浓度关系的阿片类镇痛药检测化学传感器问世，可以在不影响镇痛的情况下严格控制阿片类药物在体内的含量。因此开发一款具有检测阿片类药物或其他鞘内药物在脑脊液中浓度的软件的植入式IDDS，将为患者提供更好的治疗效果和减少不良反应。
1.4 植入式IDDS硬件性能方面的发展
尽管植入式IDDS 的软件功能得到了进一步完善，但目前仍然存在体积较大等硬件问题，对于比较瘦小的患者植入皮下容易造成不适感，甚至出现皮肤破损、装置外漏等情况。随着生物反馈回路技术的发展，如果采用压电膜泵，不仅可以对器官和组织的反馈进行分类、记录和响应，并能减少对电池能量的要求，从而减小装置的尺寸。
另外一种采用可压缩波纹管内的惰性气体的压缩和膨胀来提供动力的鞘内装置也为减少植入式IDDS 对电池的需求量和动力源提供了新的思路，也能够很好地解决泵体体积过大的问题。导管部分虽然是整个装置较为简单的部分，但如果导管出现移位、脱落、断裂、堵塞等问题也将对整个治疗产生至关重要的影响。针对部分患者容易出现导管移位、脱落等问题，研发出了一种鞘内导管固定装置来防止发生脱管的问题；同时该固定装置可防止鞘内植入泵发生弯折后堵塞，保证镇痛药物的持续给药顺利进行。
此外，还研发出了一种拥有2 个通入介质后可膨胀腔体的鞘内导管，利用第一腔体和第二腔体将导管限位在人体鞘内，避免其在人体活动时发生移动。第一腔体位于蛛网膜内侧，第二腔体位于蛛网膜外侧，膨胀后在人体组织内形成限位部。同时第一腔体从源头上避免脑脊液沿导管渗漏，第二腔体在通路上进一步防止脑脊液渗漏，同样也可防止组织积液沿导管渗入椎管内，安全性能和预防感染性能均得到进一步提高。
药液由导管尖端进入脑脊液中发挥作用，但受限于脑脊液的缓慢振动式流动，部分药液在脑脊液中扩散较慢，如巴氯芬，给药后主要分布在导管尖端周围。因此，美敦力公司研究了一种可改善药物在患者脑脊液内的分散的医疗装置用于植入式IDDS，可以使药物定向流动到远端，以在更多的脊髓节段发挥作用。此外，一种用于鞘内药物输注的双腔导管可以实现2 个不同节段的鞘内药物输注。这种双腔导管虽相对比较简单，但可以实现鞘内多脊髓节段镇痛，成为存在多部位疼痛的癌痛或非癌痛患者的福音。
2. 植入式IDDS应用现状
植入式IDDS 主要用于慢性难治性疼痛和顽固性中枢性痉挛患者的长期治疗期，而对于癌痛患者一般建议选择生存期超过3~6 个月的进行植入。然而，在美国，很少有癌痛患者接受IDDS 治疗，且存在种族和社会经济的差异。2019 年，TDD 产品监控注册表显示在线注册的8997 例植入式IDDS 患者中，包括癌痛（1584 例）、非癌痛（5208 例）、中枢痉挛（2012 例）、不明原因疼痛（1 例）和其他疼痛（50 例）患者。因此，IDDS目前主要被用于慢性难治性疼痛的治疗。植入式IDDS 在欧美国家应用较为普及，虽然我国早在2005 年就引进了美敦力公司的植入式IDDS，但由于技术被外企垄断，在我国的售价较为昂贵，阻碍了临床的推广应用，国内平均每年植入低于200 例，在全球植入例数的占比小于1%。
3. 总结与展望
随着医疗水平的进步、新型抗肿瘤药物的研发和技术的应用，癌症患者的生存期显著延长，许多患者需要长期使用阿片类药物镇痛，导致药物耐受、长期
IDDS 可显著提高阿片类药物的治疗效果、降低不良反应，可明显改善癌痛患者生活质量，增加患者独立生活能力，并可能提高生存率。IDDS 也越来越广泛用于慢性难治性非癌痛的治疗，Krishna 等研究发现，IDDS 治疗背部手术失败综合征患者5 年期间累计成本约29410 美元，而传统治疗5 年花费达38000 美元以上，且治疗效果不佳、不良反应更多。另一方面，在美国使用全身阿片治疗慢性非癌痛带来的药物滥用等一系列社会问题后，植入式IDDS 的阿片治疗更显示出无可替代的作用和广阔的应用前景。
我国每年新增约200 万癌症患者，60% 以上的癌症患者会遭遇疼痛折磨，其中30% 患者需要使用阿片类药物止痛，一般来讲，鞘内镇痛已成为癌痛患者的一种更优选择。然而，植入式IDDS 目前仅美国可以生产，其中美敦力产品占据了90% 以上的市场，是一种被美国独家垄断的高端植入性医疗设备，进口至我国后价格大大增加（高达15.8 万元/ 套），高昂的费用让许多患者及家庭望而却步。因此，亟待开发具有自主知识产权的国产替代产品，满足国内需求。
神经调控技术，尤其是植入性技术和产品长期被欧美发达国家所垄断。目前，常州瑞神安医疗有限公司一项发明专利涉及植入式IDDS 的技术领域，并与相关机构开展了植入式IDDS国产化研制的合作，这种植入式IDDS 可供鞘内输注吗啡、巴氯芬等药物，用于难治性慢性疼痛和顽固性中枢性痉挛的长期治疗，该项发明的成功将有利于减轻我国患者负担、节约社会资源。
植入式IDDS 在国外已经拥有较为成熟的产品，且临床应用较广。但受制于国外技术垄断、进口价格高，目前在国内临床应用受到限制。期望未来通过国产化以及更多功能的研发，从而给广大患者带来福音，减轻社会负担，进一步提升我国的医疗技术水平在国际上的影响力。
来源：程祝强,吕雪青,刘红军,等.植入式鞘内药物输注系统的研究进展[J].中国医疗设备,2025,40(07):155-159+167.
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