磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯小口径人工血管的动物体内实验研究

发布时间：2017-07-19 05:01

  本文关键词：磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯小口径人工血管的动物体内实验研究

  更多相关文章： 小口径人工血管 动物模型 抗凝血性能 组织相容性 内皮化

【摘要】：1研究背景及意义心血管疾病及外周血管疾病发病率和死亡率逐年上升,对人类的健康和平均寿命造成了严重的影响。据统计资料显示,全世界每年死于心血管疾病的人数约1700万,占总死亡人数的29%。随着世界人口老龄化的发展及糖尿病等慢性疾病发病率的增加,预计到2030年全世界因心血管疾病死亡的人数将上升至2300万。目前我国约有2.9亿心血管疾病患者,心血管疾病死亡人数占死亡人数的45%。当血管出现老化、动脉粥样硬化、血栓栓塞及破损时,组织器官血液和氧气的正常供应将受到影响,严重时需使用各种口径的血管移植物进行血管搭桥或移植手术恢复器官组织的血液和氧气供应。血管移植物的质量是影响移植手术的效果及血管的远期通畅率的重要因素。自体血管拥有良好的抗凝血性能、组织相容性和机械性能,是血管移植手术的金标准材料,但自体血管的取材往往是在移植手术的同时取自于身体中的某部分血管,取材有限、质量参差不齐且对机体损伤较大,因此其临床应用受到诸多限制。面对供体血管供不应求的紧迫形势,自体血管已难以满足其临床日益增长的需求,必须寻求新的血管代用品。人工血管作为一种修复和替代病变血管的假体,是一种非来源自然器官和组织的血管代用品,在血管移植的地位越来越重要,对临床心脏及血管外科的发展起到了举足轻重的作用。目前临床上使用人工血管替代大中动脉的治疗已呈现出满意的临床效果,但小口径人工血管(口径≤4mm)的替代治疗仍然是困扰心血管外科医生、材料学及组织工程等多个学科研究者的共同难题,其存在的主要问题是小口径人工血管血液相容性及组织相容性差,血液流速低及材料与血液成分兼容性差导致血栓形成、平滑肌内膜过度增生从而造成管腔机械性狭窄。因此,提高小口径人工血管血液相容性及组织相容性,防止早期血栓形成,抑制晚期平滑肌内膜过度增生,促进血管腔内皮化是解决问题的关键,也是小口径人工血管未来研究的主要方向。研制出一种安全的符合临床使用要求的小口径人工血管是临床发展和进步的必然趋势。2目的2.1构建能更好地模拟人冠脉搭桥术后桥血管血流动力学改变的动物模型：2.2探讨磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯小口径人工血管动物体内抗凝血效果及8周内各期的通畅率；2.3探讨磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯小口径人工血管动物体内植入后的早期内皮化效果；3材料和方法3.1人工血管底物普通血管：膨体聚四氟乙烯小口径人工血管(口径=4mm,由上海微创医疗器材有限公司提供)；复合血管：磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯小口径人工血管,按前期研究文献方法制备。3.2实验动物健康新西兰大白兔22只,体重2.0-2.5kg,雄雌不限,由南方医科大学实验动物中心提供及专业人员饲养。所有实验动物均得到南方医科大学实验动物中心动物伦理委员会的批准,所有操作均遵守美国国立卫生院(NIH)的相关规定。所有动物模型的建立均在南方医科大学珠江医院旧住院部10楼手术室完成,环境为清洁级。采用紫外线对实验场所进行消毒,高温高压消毒手术器械,手术过程均无菌操作。3.3实验分组健康新西兰大白兔由南方医科大学实验动物中心提供,常规饲养1周后行腹主动脉人工血管移植手术。随机分成A、B两组：A组(复合血管组)为磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯人工血管组(n-12),B组(普通血管组)为普通膨体聚四氟乙烯人工血管组(n=10)。3.4动物模型的建立经耳缘静脉注射戊巴比妥钠静脉麻醉,将长为3cm,口径为4mm的ePTFE人工血管移植到兔腹主动脉,建立兔腹主动脉小口径人工血管移植动物模型。术后常规服用阿司匹林肠溶片抗凝,从移植血管的建模成功率、腹主动脉的解剖、局部血流动力学改变和移植血管通畅情况的评估手段等方面综合评估移植动物模型的构建。3.5彩色多普勒超声检查分别于人工血管移植术后即时、4周和8周后(人工血管取材前)行彩色多普勒超声检查,观察两组移植人工血管近心端、远心端吻合口的流速、血管整体形态及血管通畅情况,并对比栓塞与未栓塞移植血管的彩色多普勒超声的表现。3.6移植血管通畅情况及标本大体观察分别对血管移植术后2、4、8周移植人工血管的通畅情况进行统计学分析,同时观察其大体标本表面情况,评估其体内抗凝血效果。研究过程一旦出现血管栓塞立即处死动物并行标本大体观察,血管按栓塞入组。无栓塞则于术后8周行标本取材进行大体观察及扫描电镜检测,观察表面血栓形成及内皮细胞生长的情况。大体观察了解血管植入后表面血栓形成、内膜光滑度、吻合口狭窄及血管通畅情况。3.7扫描电镜检查使用扫描电镜对移植8周后复合人工血管组和普通人工血管组的移植血管表面情况进行观察,包括表面微观形态、表面血栓形成及内皮细胞生长的情况。初步分析磺酸化丝素蛋白涂层人工血管的抗凝血能力及表面内皮化效果。4结果4.1动物模型的结果兔腹主动脉小口径人工血管移植动物模构建成功率68%,模型构建后吻合口通畅,远端血管搏动良好,彩色多普勒超声检查提示移植血管均通畅。腹主动脉解剖可见腹主动脉与下腔静脉伴行,体表位置较浅,周围血管分支较少。完全分离、暴露后的腹主动脉,几乎无分支血管,位置较浅且血管充盈良好,暴露良好且吻合操作方便。人工血管吻合完成后移植血管整体充盈良好,近心端、远心端吻合口形态饱满,血管搏动良好,无活动性出血及吻合口狭窄。兔出现双下肢瘫痪,双下肢肌张力增高或肌肉强直,大小便失禁和股动脉搏动消失时,彩色多普勒超声检查提示移植血管内血栓形成,移植血管标本解剖可见鲜红乃至暗红色条状血栓充满管腔,证明了移植血管栓塞后可通过异常体征和彩色多普勒超声进行判断。4.2彩色多普勒超声检查分别于人工血管移植术后即时、4周后及8周后行彩色多普勒超声检查,观察移植人工血管近心端、远心端吻合口的流速、血管整体形态及血管通畅情况。阻塞的移植血管彩色多普勒超声检查图可清晰显示移植血管前后壁的形态,血管整体形态良好,无吻合口狭窄,但血管管腔、近心端及远心端吻合口内可见均匀的高密度回声影填充,提示移植血管腔内血栓形成,同时彩色多普勒超声可探及血流信号在自体血管近心端处血流流速均匀,峰值可达52.0cm/s。血流信号在自体血管与人工血管缝合处中断,提示血栓形成后,几乎无血流通过人工血管。通畅的移植血管(移植4周后)的彩色多普勒超声可清楚探及人工血管位置,移植血管前后壁均清晰显示,血管通畅,无血栓形成及吻合口狭窄,管腔内无血栓形成证据。人工血管近心端、远心端均可探及均匀血流信号,血流信号从自体血管部分一直均匀延伸至人工血管再至自体血管,血流频谱图提示移植血管通畅性良好,血流峰值可达60.6cm/s。人工血管体内移植后8周的血管彩超图,可看到血管植入后8周仍可清晰探及移植血管的前后壁,血管形态良好、通畅,无血栓形成和吻合口狭窄。彩色多普勒超声可探及人工血管均匀的血流信号,血流峰值为61.7cm/s。4.3血管通畅情况及大体标本分析通过对复合血管组和普通血管组的通畅率行Fisher's确切概率法的统计学数据分析,分别对比两组人工血管植入2周、4周、8周后通畅率的情况,评估其动物体内的抗凝血性能。统计学分析结果提示人工血管植入后2周、4周、8周,复合血管组和普通血管组的通畅率和P值分别为：100% vs 60%,P=0.029;91.7%vs 40%, P=0.02; 91.7% vs 30%, P=0.006。从术后标本大体观可以看出,阻塞的移植血管管腔内充满血栓,呈条状分布,从近心端一直延续至远心端。人工血管植入8周后,未阻塞的普通血管组血管管腔内形成一层不均匀的内膜,内膜光滑度较低,缺乏光泽且有局部血栓形成。未阻塞的复合血管组血管管腔内形成一层光滑、均匀且富有光泽的内膜,未见血栓形成及吻合口狭窄。4.4扫描电镜结果普通ePTFE人工血管扫描电镜结果提示植入8周后血管腔表面有大量的纤维蛋白假膜样物质覆盖,血小板大量黏附、聚集及红细胞沉积,未见内皮细胞覆盖。复合血管扫描电镜结果显示植入8周后吻合口及血管腔表面纤维膜均匀、致密、光滑,膜表面有大片类似内皮细胞的梭形细胞覆盖,规则纵向排列,与血流方向一致。梭形细胞的细胞核呈岛状突起,细胞间彼此由细胞外基质相连,愈接近吻合口细胞愈密集。5结论5.1构建小口径人工血管置换手术的兔实验模型技术上可行,且能更好地模拟人冠脉搭桥手术后桥血管血流动力学的改变,观察更及时,方便,敏感性高,值得推广。5.2磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯人工血管具有良好的血液相容性和组织相容性,能够提高2周、4周、8周内血管通畅率,有利于人工血管快速实现内皮化,是制备小口径人工血管的较理想方法,将来有望应用于临床。
【关键词】：小口径人工血管 动物模型 抗凝血性能 组织相容性 内皮化
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.08;R54
【目录】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-16
• 前言16-33
• 参考文献29-33
• 第一部分 兔腹主动脉小口径人工血管移植动物模型的构建33-45
• 1 引言33
• 2 材料与方法33-36
• 3 结果36-40
• 4 讨论40-43
• 参考文献43-45
• 第二部分 磺酸化丝素蛋白涂层膨体聚四氟乙烯小口径人工血管体内血液相容性和组织相容性的研究45-60
• 1 引言45
• 2 材料与方法45-49
• 3 结果49-56
• 4 讨论56-58
• 参考文献58-60
• 全文总结60-62
• 硕士期间发表的论文及取得的成果62-63
• 致谢63-64

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