心瓣膜瓣区流场中湍流剪应力对瓣膜损害作用机理的实验研究

发布时间：2018-04-16 14:25

  本文选题：猪 + 二尖瓣病变　； 参考：《昆明医科大学》2017年博士论文

【摘要】：[目的]建立猪的二尖瓣狭窄(Mitral Stenosis,MS)、二尖瓣关闭不全(Mitral Regurgitation,MR)、主动脉瓣狭窄(Aortic Stenosis,AS)及主动脉瓣关闭不全(AorticRegurgitation,AR)模型,为进一步研究瓣区血流动力学异常与瓣膜进行性损害的关系提供基础。[方法]1、采取随机分组方案,将滇南小耳猪随机分为二尖瓣狭窄组(MS组)、二尖瓣关闭不全组(MR组)、主动脉瓣狭窄组(AS组)、主动脉瓣关闭不全(AR组)及对照组。采用全麻人工机械通气,经胸骨正中切口开胸,在体外循环(Cardiopulmonary bypass,CPB)直视下创建MS、MR及AS动物模型;采用静脉麻醉非人工机械通气,穿刺颈动脉,经介入的方式创建AR模型。2、同时于手术前、术后即刻、术后4周对实验猪进行超声心动图检查,通过测量二尖瓣、主动脉瓣瓣口面积(MVA、AVA),二尖瓣、主动脉瓣峰值流速(MVmax、AVmax),二尖瓣、主动脉瓣平均跨瓣压差(MPGmean、APGmean),评价MS组及AS组瓣膜狭窄程度;通过测量二尖瓣反流束面积/左心房面积比值(RFMV)、二尖瓣反流量(MVRV)评价MR组MV反流程度;通过测量主动脉瓣反流束宽度/左室流出道内径比值(RFAV)、主动脉瓣反流量(AVRV)评价AR组AV反流程度。[结果]1、MS组、MR组、AS组及AR组模型制作顺利,其中MR组、AS组及AR组在术中建模过程中各死亡1例,MS组术后观察过程中死亡1例。2、MS组的MVA在术后较术前明显缩小且有显著性差异(p0.01),术后4周与术后即刻比较狭窄程度有增大趋势,但差异无统计学意义(p0.05);MVmax、MPGmean在术后较术前明显增大且有显著性差异(p0.01),术后4周与术后即刻比较有增大趋势,但差异均无统计学意义(p0.05)。3、MR组的RFMV、MVRV在术后较术前明显增大且有显著性差异(p0.01),术后4周与术后即刻比较反流程度有增大趋势,但差异无统计学意义(p0.05)。4、AS组的AVA在术后较术前明显缩小且有显著性差异(p0.01),术后4周与术后即刻比较狭窄程度有增大趋势,但差异无统计学意义(p0.05);AVmax、APGmean在术后较术前明显增大且有显著性差异(p0.01),术后4周与术后即刻比较有增大趋势,但差异均无统计学意义(p0.05)。5、AR组的RFAV、AVRV在术后较术前明显增大且有显著性差异(p0.01),术后4周与术后即刻比较反流程度有增大趋势,但差异无统计学意义(p0.05)。[结论]本研究在全麻人工机械通气的条件下,采用胸骨正中切口开胸经CPB直视下成功建立MS、MR及AS动物模型;在静脉麻醉非人工机械通气情况下,穿刺颈动脉,经介入的方式创建AR组模型。4种模型均能真实客观地模拟人体在MS、MR、AS及AR四种病理环境下的血流动力学状况。4种模型创建的方法科学可靠、可行性强、稳定性和重复性好,对于我们进一步研究MS、MR、AS及AR的瓣区血流动力学异常与瓣膜进行性损害的关系及治疗效果有着重要的意义。[目的]明确二尖瓣、主动脉瓣狭窄及关闭不全瓣区湍流剪应力(Turbulent Shear Stress,TSS)及流场均匀性与瓣膜损害的关系。为进一步研究TSS致心瓣膜内皮细胞损伤的分子生物学机理提供基础。[方法]1、将已建立成功的动物模型:MS组(n=4)、MR组(n=4)、AS组(n=4)、AR组(n=4)及对照组(n=5)进行1年的随访动态观察。分别于建模前、术后即刻、术后4个月、术后8个月、术后12个月对各组动物进行超声心动图检查,分别检测常规多普勒超声指标(LVEF、LVEDD、LVESD、LAV、MVA、AVA、MPGmean、APGmean、QMV、QAV、RFMV、RFAV、MVRV、AVRV、EROM、EROA);流场均匀性指标(MVmax、AVmax、△MVmax、△AVmax);应用超声心动图结合计算机图像分析,通过计算流体力学,分析湍流剪应力(TSS)。经统计学分析,比较各组与对照组之间的差异。2、在术后12月复查超声心动图后,将所有动物处死,取出二尖瓣、腱索及主动脉瓣,根据TSS检测结果,将受力最大的部分瓣膜组织经中性福尔马林固定后,石蜡包埋切片,HE染色,光镜下观察瓣膜病变及重塑情况,并在透射电镜下观察细胞器变化情况。分析各组与对照组瓣膜在组织学及超微结构方面的差异。[结果]1、MS动物模型组术后LVEF、LVEDD、LVESD、LAV指标变化与MS病理生理变化相符;对照组术后MVA、MPGmean、MVmax、△MVmax指标明显优于MS组(P0.05),MS组除QMV外,各项指标于术后8m开始出现明显变化,MVA 逐渐下降(P0.05),MPGmean、MVmax、△MVmax 逐渐增大(P0.05),二尖瓣区流场均匀性明显变差;MS组与对照组术后A4C及A2C切面核心区位点TSS无差异(P0.05),而周围边界各位点TSS有显著性差异(P0.01),MS组TSS均明显高于对照组;通过相关性分析可以看出,MVA与MPGmean(-0.784)、MVmax(-0.743)、△MVmax(-0.801)呈负相关,MVA随时间推移逐渐变小,MPGmean、MVmax、△MVmax逐渐增大;MVA与核心区位点TSS无明显相关关系,MVA与周围边界各位点TSS呈负相关,随MVA逐渐减小,周围边界各位点TSS逐渐增大。2、MR动物模型组术后LVEF、LVEDD、LVESD、LAV指标变化与MR病理生理变化相符;MR组RFMV、MVRV、EROM、△VMR术后即刻出现,但至12m才明显增大(P0.05);MR组A4C、A2C切面核心区位点TSS在术后各时间点无变化(P0.05),而周围边界各位点TSS在术后12m明显增高(P0.05),周围边界各位点TSS明显高于核心区位点TSS(P0.05);通过相关性分析可以看出,EROM 与 RFMV(0.904)、MVRV(0.871)、△VMR(0.916)呈正相关,EROM与VMR无相关关系,并且随EROM逐渐增大,RFMV、MVRV、△VMR逐渐增大,流场均匀性逐渐变差;EROM与核心区位点TSS无明显相关关系,EROM与周围边界各位点TSS呈正相关,并随EROM逐渐增大,周围边界位点TSS逐渐增大。3、AS动物模型组术后LVEF、LVEDD、LVESD、LAV指标变化与AS病理生理变化相符;对照组术后除QAV外(P0.05),其余指标AVA、APGmean、AVmax、△AVmax 均优于 AS 组(P0.05),AS 组除 QAV外,其余指标于术后12m开始出现明显变化,AVA明显下降(P0.05),APGmean、AVmax、△AVmax明显增大(P0.05),主动脉瓣区流场均匀性明显变差;AS组与对照组术后A5C及PLA切面核心区位点TSS无差异(P0.05),而周围边界各位点TSS有显著性差异(P0.01),AS组TSS均明显高于对照组;通过相关性分析可以看出,AVA 与 APGmean(-0.812)、AVmax(-0.845)、△AVmax(-0.850)呈负相关,并且随AVA逐渐减小,APGmean、AVmax、△AVmax逐渐增大;AVA与核心区位点TSS无明显相关关系,AVA与周围边界各位点TSS呈负相关,并随AVA逐渐减小,周围边界各位点TSS逐渐增大。4、AR动物模型组术后LVEF、LVEDD、LVESD、LAV指标变化与AR病理生理变化相符;AR组RFAV、AVRV、EROA、△VAR术后即刻出现,但至12m才明显增大(P0.05);AR组A5C、PLA切面核心区位点TSS在术后各时间点无变化(P0.05),而周围边界各位点TSS在术后12m明显增高(P0.05),周围边界各位点TSS明显高于核心区位点TSS(P0.05);通过相关性分析可以看出,EROA与 RFAV(0.913)、AVRV(0.920)、△VAR(0.842)呈正相关,EROA与VAR无相关关系,并且随EROA逐渐增大,RFAV、AVRV、△VAR逐渐增大,流场均匀性逐渐变差;EROA与核心区位点TSS无明显相关关系,EROA与周围边界各位点TSS呈正相关,并随EROA逐渐减增大,周围边界各位点TSS逐渐增大。5、比较MS、MR、AS、AR组与对照组二尖瓣、腱索及主动脉瓣HE染色及透射电镜结果,对照组二尖瓣、腱索、主动脉瓣组织及MR组腱索结构清晰,层次分明,细胞少,并且未见内皮细胞脱落及明显胶原纤维组织增生;而MS组的二尖瓣、腱索组织、MR组二尖瓣组织和AS、AR组的主动脉瓣组织的瓣尖及瓣口边缘部分出现病理改变,结构层次不清,可见胶原纤维及弹力纤维增多,并发生断裂,以及组织的玻璃样改变和粘液样改变,可见毛细血管增生,部分区域可见内皮细胞脱落和细胞间质水肿。[结论]二尖瓣、主动脉瓣狭窄及关闭不全瓣区流场中所产生的湍流剪应力是导致瓣膜进行性损害的重要因素之一。[目的]检测二尖瓣、主动脉瓣狭窄及关闭不全瓣区流场中湍流剪应力所对应区域瓣膜组织中CXCR7的表达,研究湍流剪应力与瓣膜CXCR7表达的相关性。[方法]采用Western Blot、Real-Time RT-PCR及IF方法检测二尖瓣、主动脉瓣狭窄及关闭不全瓣区流场中湍流剪应力所对应区域瓣膜组织中CXCR7的蛋白表达及mRNA水平,以及在组织细胞中的分布情况。经统计学分析,比较各组与对照组之间的差异。[结果]1、MS组二尖瓣瓣尖及腱索部CXCR7的蛋白表达、mRNA水平及IF检测结果高于对照组二尖瓣瓣尖及腱索部,差异有统计学意义(P0.05);2、MR组二尖瓣反流口边缘部CXCR7的蛋白表达、mRNA水平及IF检测结果高于对照组二尖瓣瓣口边缘部,差异有统计学意义(P0.05);MR组腱索部CXCR7的蛋白表达、mRNA水平及IF检测结果与对照组腱索部差异无统计学意义(P0.05);3、AS组主动脉瓣瓣口边缘部CXCR7的蛋白表达、mRNA水平及IF检测结果高于对照组主动脉瓣瓣口边缘部,差异有统计学意义(P0.05);4、AR组主动脉瓣反流口边缘部CXCR7的蛋白表达、mRNA水平及IF检测结果高于对照组主动脉瓣瓣口边缘部,差异有统计学意义(P0:05);5、在A4C及A2C切面,MS组二尖瓣及腱索、MR组二尖瓣所受TSS与CXCR7蛋白表达结果、mRNA表达结果、IF结果均呈正相关。在A5C及PLA切面,AS组及AR组主动脉瓣所受TSS与CXCR7蛋白表达结果、mRNA表达结果、IF结果均呈正相关。[结论]二尖瓣、主动脉瓣狭窄及关闭不全瓣区流场中TSS与瓣膜CXCR7的表达成正相关,CXCR7在TSS导致心脏瓣膜持续损害的过程中起重要作用。
[Abstract]:[Objective] to establish the porcine mitral stenosis (Mitral Stenosis, MS), mitral regurgitation (Mitral Regurgitation, MR), aortic stenosis (Aortic Stenosis, AS) and aortic regurgitation (AorticRegurgitation, AR) model, provide the basis for the relationship between damage]1 method. Further research on valve hemodynamics abnormality with the valve, were randomly divided into two groups, pigs were randomly divided into mitral stenosis group (MS group), mitral regurgitation group (MR group), aortic stenosis group (AS group), aortic regurgitation (AR group) and the control group. The use of general anesthesia and mechanical ventilation. The median sternotomy incision thoracotomy under cardiopulmonary bypass (Cardiopulmonary bypass CPB) to create MS MR under direct vision, and AS animal model; artificial mechanical ventilation by non intravenous anesthesia, carotid artery puncture, interventional way to create a AR model of.2, at the same time before operation, immediately after operation, 鏈�鍚�4鍛ㄥ�瑰疄楠岀尓杩涜�岃秴澹板績鍔ㄥ浘妫，

本文编号：1759311