十年磨一“夹”

新型内镜三臂夹的研发与转化之路

南方医科大学南方医院 张强

10年前，软式内镜下大创面（包括大穿孔）的闭合手段十分有限：尼龙绳荷包缝合、普通内镜夹联合黏膜小切口勾拉法，以及大穿孔时的大网膜辅助闭合等。随着胃黏膜下肿物内镜全层切除术（EFR）的开展，全层创面能否高效、可靠地闭合成为手术成败的关键；一些内镜中心难以开展该术式，主要原因在于穿孔闭合难题。那时，笔者在开展内镜黏膜下剥离术（ESD）和内镜全层切除术（EFR）时，同样反复面对这一问题。

尼龙绳荷包缝合是当时最常用的闭合大创面的方法，器械容易获取，但操作相对复杂、技巧要求高，不同部位创面闭合的操作难度差异也很大，除此之外几乎没有现成的更好选择。穷则思变，笔者尝试以普通内镜夹经黏膜小切口勾拉闭合大创面，并提出改良的内镜下保留黏膜侧向剥离术（EMSLD）：切除黏膜下肿物时保留其表面黏膜，在切下肿物后将保留的黏膜覆盖创面（包括穿孔创面），再与周边正常黏膜对合闭合。该方法解决了一部分问题，但也暴露出新的局限：保留黏膜易皱缩、覆盖困难，小切口及勾拉还会造成额外的黏膜损伤。这些局限提示，需要一种更直接、更专用的闭合器械。

灵感来源于反复实践。在内镜下保留黏膜侧向剥离术中，“夹住一侧—牵拉覆盖—对侧闭合”的操作逻辑反复出现，笔者由此萌生一个设想：设计一款新型内镜夹，先夹住创面一侧组织，牵引至对侧后释放夹闭，从而直接闭合大创面。判断一个创意值不值得做，笔者有几点体会：首先要看是否存在明确的痛点，大创面闭合难正是当时亟待解决的实际问题；其次要有攻克它的意识和愿望，平时就在潜意识里养成发现问题、琢磨办法的习惯；再者，一个想法好不好，起初往往无法预知，不妨先想到就先动手去做，在做的过程中不断摸索，才能客观评价它值不值得继续投入。这一切都要靠实践来证明。

最初，笔者没有设计经验，仅凭设想勾画出三臂夹的基本形态，请人绘制线图并申请了专利，这也是我本人最早接触知识产权的开端。当时只想做出样品、开展动物实验发表文章，但这类没有前期基础的技术类项目，很难申请到科研经费。这期间，个人摸索了2年余，先后尝试对接了外面10余家工业设计公司，得到的经验是，这些设计公司大多承接外观类、生活类工业设计，能做医疗器械者寥寥；同时，十年前国内医工转化也尚不如现在火热，对没有经费、市场上又无同类产品参照的想法，企业普遍不是太积极投入。至此，这一想法在当时的条件下已难以继续推进。

2017年，因缘之下笔者对接上南微医学，对方安排曾设计出爆款和谐夹概念版的王牌工程师金鸿雁配合笔者，将专利构想转化为工程图纸并试制样件。两人攻关一年有余，仍有数项技术瓶颈未破，项目当年未立项。2018—2019年，凭着认准就不轻易放弃的劲头，笔者仍反复尝试，平日里剪硬纸片模拟夹片动作、网购小零件，自行修改设计并再次申请专利，随后自筹资金委托加工厂将专利方案转化为加工图纸并打样。历经一年余优化设计及打样，样品终于在体外实现了预期动作。在动物实验中，首把三臂夹即成功夹住创面一侧、牵拉至对侧并完成闭合，该病例报告发表于《内镜》（Endoscopy）杂志。

2019年，项目终获南微医学认可。这既因笔者的执着坚守打动了对方，也因该项目高度契合南微医学当时领先的行业优势。双方很快签订意向书，经两个月评估后达成正式的技术许可协议。此后，南微医学调集当时耗材开发王牌部队——唐志、金鸿雁等“和谐夹”开发团队全面接手三臂夹的商品化开发，从设计到工艺，全面深化和优化，历经两年多后设计定型。随后，快速推进产品注册与上市。三臂夹的命名，源自笔者对临床痛点的提炼：经内镜工作孔道直接递送，无需退镜，即“经内镜”（through-the-scope）；闭合原理如两夹并用——夹一侧、牵至对侧再闭合，即“双夹”（twin clip），合称TTS-TC，中文名“连体夹”。产品上市后定名“三臂夹”，英文名Dual Action Tissue closure device（DAT）。

在研发过程中，笔者全程参与，同时学习了器械设计、加工及知识产权等相关知识。之后，借助三臂夹完成了首个活体动物（猪）研究并发表于《消化内镜》（Gastrointest Endosc）杂志，此后陆续发表多篇动物实验及产品上市后临床研究。一点体会：在研发过程中，应尽可能深度参与、借助产品开展实验，这既能以数据帮助企业改进产品，也能积累学术证据。首创性器械在早期往往更容易获得高水平期刊的认可。

三臂夹的操作示意（图3和图4）展现了操作的精髓：打开三臂夹一侧夹臂，夹住创面一侧的黏膜组织并拉向对侧；再打开另一侧夹臂，夹住创面对侧的黏膜组织，随后释放三臂夹。这样便将大创面对拢、分隔为若干小创面，剩余小创面再用传统内镜夹逐一闭合。

图3  三臂夹操作示意：一侧夹臂牵引创面黏膜

图4　三臂夹操作示意：对侧夹臂闭合创面

图5展示了一例内镜全层切除术切除胃体大弯黏膜下肿物的病例。闭合的难点在于：全层穿孔创面不小，超过2 cm，且创面周边黏膜肿胀内翻，大大增加了传统内镜夹的闭合难度，闭合后的牢固性也难以确定；而使用三臂夹，创面得以高效、稳固地闭合。

图5  内镜全层切除术大创面的三臂夹闭合

三臂夹用于经内镜工作孔道直接送入、闭合消化道创面。针对传统内镜夹两臂联动、张口小、抓持浅，大创面和高张力创面“夹不住、合不拢”的难题，该发明的双侧夹臂可独立开合、分次抓持，先将创缘对拢再行闭合，从而更高效地完成大创面的内镜下闭合。

在实际应用中，国内外内镜医师围绕该产品开展了诸多探索，并公开发表了20余篇文献：应用场景涵盖大型病变切除术后创面闭合（预防迟发出血，文献报道完全闭合率约96%~99%、迟发出血率低于1%），全层切除术后缺损修补，术中穿孔封闭，消化道瘘闭合及经口内镜下肌切开术（POEM）切口闭合等；个别团队还报道了将其用于内镜剥离牵引辅助的创新用法。

三臂夹更适合大于2 cm的大创面（包括内镜全层切除的主动穿孔创面）的闭合；对于非陈旧性的小穿孔创面，尤其是创面边缘较韧、边缘内翻等困难情况，同样具有优势。在实际使用中，当传统内镜夹、尼龙绳联合内镜夹荷包缝合等技术闭合创面显得费时或困难时，三臂夹是一个好的选择。当然，任何器械均存在局限性：第一代三臂夹最大的不足是旋转性能欠佳，第二代产品已成功解决灵活旋转问题，有望为内镜医师闭合创面提供更多便利。需要说明的是，三臂夹并不能闭合所有的大创面：创面过大仍有崩开的可能，其可闭合的尺寸极限目前尚缺乏确切的循证数据。