作者：杨德红，朱卿，苏州大学附属第二医院神经外科
开颅夹闭术效果确切、复发率低，是治疗
1. 动脉瘤夹的构造及其不足
1.1 动脉瘤夹的构造和工作原理
动脉瘤夹的制造历史可追溯到十八世纪初，从Dandy成功实施第一例动脉瘤手术开始，再到Norlen、Schwartz、Drake、Thoralf等在工艺、形状、材料等方面对动脉瘤夹的改进，现在的动脉瘤夹制造工艺已经非常成熟。动脉瘤夹结构主要分为四个部分：①弹性部分，利用其弹性部分使叶片闭合；②动脉瘤钳施力部分，瘤夹钳施加力在此部位使动脉瘤夹叶片张开；③交叉部分，此处两钳口交叉时主要防止动脉瘤夹左右错位；④工作部分，两叶片夹与动脉瘤接触从而达到夹闭动脉瘤颈效果。
弹性部分在弹簧自身弹性的作用下使得动脉瘤夹在自然状态时，工作部分为闭合状态；动脉瘤夹钳施加力于动脉瘤钳施力部分时，通过交叉部分，使工作部分叶片打开。此时，将动脉瘤颈部置于工作部分的两叶片之间，通过动脉瘤夹松开动脉瘤钳施力部分的作用力，工作部分两叶片在弹性部分弹簧自身弹力的作用下得以闭合，从而达到夹闭动脉瘤的颈部的目的。
1.2 目前动脉瘤夹的不足
足够的叶片夹闭力和防滑脱性能是保障夹闭效果的基础，也是不同类型动脉瘤夹所必须具备的性能。而倾向于更小巧、放置时视野遮挡更少也是动脉瘤夹发展的趋势。与其他动脉瘤夹不同，Sugita动脉瘤夹叶片张开机制采用内撑式，对手术视角的遮挡更小。但随着微创理念全面融入神经外科，特别是锁孔手术的逐渐推广，小骨窗会限制深部操作的自由度，很多时候需要在单一方向上用合适的动脉瘤夹叶片形态、方向、长度去匹配千变万化的动脉瘤颈形态。
显然，根据术中实际情况机械打磨塑形叶片是最经济、最便捷、最有效的解决方案。目前使用的动脉瘤夹基本上均由钛合金制成，含6％的铝和4％的
传统的工艺流程主要通过切削、抛光、磨砂等机械加工方式进行钛合金表面的粗糙化处理，技术相对简单，但可控性和重复性差。同样，机械打磨动脉瘤夹叶片后，肯定会破坏夹子表面的氧化膜。由此带来的问题包括：机械打磨过程的高频振动和温度升高是否会影响叶片的夹闭和对合性能？手工机械打磨后的叶片表面粗糙不平，是否更容易与周围组织形成粘连？暴露出的深层金属材料在脑脊液中是否会析出对生物体有害的成分？
2. 动脉瘤夹机械打磨后的影响
2.1 对机械性能的影响
临床工作中，手工打磨动脉瘤夹叶片也是偶尔会采用的技术，发生几率约0.6%。Parmar等报道，使用开颅用的金刚砂磨头侧面接触动脉瘤夹叶片，逐步磨除至预想的长度和形态，再用砂纸打磨平滑，冲洗掉细小的金属碎屑，最后在显微镜高倍放大下观察验证平滑度。尽管该文献并未报道这种打磨方式是否会影响叶片的夹闭力，但术后6年的造影随访未发现动脉瘤复发，提示该方法有效性和稳定性高是有保障的。打磨面的摩擦力较小时，钛合金材料表面的磨痕较浅，光滑度较好，磨屑以粉末状和小块状为主；但随着摩擦力增加，磨屑呈较大的块状和片状，粗糙度增加。
此外，钛合金材料的磨损率随温度升高而表现出先下降后上升的趋势，在400 ℃时最小。因此，在较低温度下打磨时，打磨面上的裂纹较多，易碎裂形成磨屑；但随着温度升高，打磨面逐渐致密；温度达300~500 ℃时，打磨面致密，裂纹减少，不易形成磨屑，磨损率相对较小。这些物理学研究结果提示，打磨叶片时，可减小施加的力，并尽量把温度控制在400 ℃左右，如此打磨出的叶片表面更致密、更光滑，对生物体的物理损伤更小。
动脉瘤夹的夹闭力依据动脉瘤颈或动脉在叶片中的位置而不同：距离支点（柄部弹簧结构）越近，夹闭力越大。在弹性限度范围内，叶片张开越大，夹闭力越大。因此，根据杠杆原理，动脉瘤夹的叶片被磨短后，其尖端距离支点的距离缩短，顶端的夹闭力也将增大。打磨动脉瘤夹时，保证两叶片的闭合性是关键。平行于动脉瘤夹叶片长轴将双侧叶片磨短，这种方式只缩短叶片长度，并不会改变瘤夹形状。
2.2 对生物相容性的影响
钛合金是生物医学中主要的植入性金属材料，具有很好的耐腐蚀性和生物相容性。材料学研究显示，钛属于生物惰性材料，钛合金的生物活性差，表面在室温下可形成致密的氧化膜，能抵挡生物体液的腐蚀。但长期植入颅内的钛合金动脉瘤夹的生物相容性如何，目前尚不十分清楚。Otawara 等取出脑动脉瘤患者植入颅内12年的动脉瘤夹，与同一种原装夹对比，发现二者的叶片夹闭力大致相等；弯曲试验也表明取出的夹子和原装夹没有差异，但在取出的夹子表面鉴定出氧化钛和钙，表明形成了耐腐蚀层。
Otawara等评估Yasargil Phynox动脉瘤夹植入患者颅内10年后的力学性能和表面元素情况，与新的夹子对比，取出夹子的闭合力相近或更大，弹性极限和0.2％极限载荷更高，表面的铬氧化物浓度几乎相同，表明YasargilPhynox动脉瘤夹在体内可长时间保持机械性能和表面元素组成稳定。文献报道，金属材料表面光整度是提高耐腐蚀性和生物相容性的重要因素。因此，叶片打磨后的粗糙表面可能会与其周围组织更容易形成黏连，但目前尚无相关实验证实。动脉瘤夹材料钛合金含有铝和钒，而铝和钒都有细胞毒性，并且铝还有较强的组织粘连性，一旦释放进入人体，可能会产生安全性问题。
尽管钛合金具有耐蚀性，但长期植入后仍有有害金属离子溶解进入体液的可能。理论上讲，叶片打磨部位必然会破坏原有的保护层，使深层金属暴露。但文献报道，打磨后的镍钛合金经热氧化处理后可在表面迅速形成新的氧化膜，从而提高生物相容性，也同时阻止毒性金属离子释放，降低植入合金的毒性。因此，采用热氧化的方法来重新形成新的氧化膜，可能是一种提高安全性的可行、有效方法。
3. 展望
在特殊情况下，通过个体化地机械打磨动脉瘤夹叶片来提高动脉瘤的夹闭效果是一种简单、有效的方法。尽管有少数报道显示了良好的短期治疗效果和长期随访结果，但仍有很多问题需要从基础研究和临床实践中得到验证，尤其是打磨过程对叶片夹闭力、安全性和耐用性的影响。因此，打磨应尽量在显微镜下进行，以便更好地观察叶片和打磨过程，尽量将叶片打磨光滑，打磨后应进行降温退火以增加动脉瘤夹的稳定性和耐用性。打磨暴露出的深层金属材料在脑脊液中可能会析出对神经有害的金属离子，所以应根据相关规定和标准选择材料，定期监测患者金属离子浓度和生命体征，进行必要的评估和随访。相信在不久的将来，学者们能够研发出生物相容性和安全性更好的动脉瘤夹。
来源：杨德红,朱卿.机械打磨对动脉瘤夹性能影响的研究进展[J].中国临床神经外科杂志,2025,30(05):308-311.DOI:10.13798/j.issn.1009-153X.2025.05.011.
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