不同血流状况下异种脱细胞血管移植物的超声研究

蔡巍巍 王亚宏 陈兴澎

冠状动脉旁路术后，约30%~50%静脉桥在5~10年后出现通畅率下降[1]。有研究显示，这与血流流速和切变力等血流动力学变化有关[2-3]。本实验通过对异种脱细胞血管移植物在不同血液流速中移植后管腔内经与血流动力学的研究，探讨肝素包被对异种脱细胞血管移植物移植术后的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 新西兰大白兔18只，体重2.4~3.0 kg，平均2.74 kg；成年犬8只，体重14.5~17.9 kg，平均15.5 kg，雌雄不拒（均由上海交通大学医学院动物试验中心提供）。

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1.1.2 主要试剂及仪器 胰蛋白酶、0.02% EDTA-Na、RNAase A、DNAase I、Triton X-100（均为Sigma公司产品，美国），羟胺硫酸盐、1-乙基-3-（3-二甲氨基丙基）硫二亚胺盐酸盐（EDC）（国药集团化学试剂有限公司，上海），100 kIU/ml抑肽酶（丽珠集团丽宝生物化学制药有限公司，深圳），显微外科器械、HP Sonos 4500型超声成像系统（美国惠普公司）。

2.1 术后18只兔子存活16只，A、B两组各死亡1只，均发生在术后第1天，死亡原因为手术技术原因所致双侧移植物血管闭塞。动物死亡后随机补充，补足至18只进入结果分析。

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1.2.2 分组 新西兰大白兔18只（由上海交通大学医学院动物试验中心提供）随机分为两组：A组（未肝素包被）（n=9）移植未经肝素包被处理的脱细胞血管，B组（肝素包被）（n=9）移植经肝素包被处理的脱细胞血管。

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1.2.4 超声观察 术后分别于1周，3周和12周，用HP Sonos 4500型超声成像系统（探头频率10 MHz）检测移植血管通畅情况，观察血管移植物的彩色血流状况并测量血管内径；计算血流动力学参数，包括血流峰值速度（PSV）、阻力指数（RI）、搏动指数（PI）等。

1.2.3 模型建立 将兔麻醉后固定（氯胺酮10 mg/kg），颈前正中切口，显露双侧颈动脉。用8-0 prolene线将移植血管（长约4 cm）两端与颈动脉分别作端侧吻合，吻合后结扎左侧（结扎侧）两吻合口间的颈动脉，右侧（未结扎侧）不结扎，构建不同血流的动物模型，手术结束后均给予青霉素80万U肌注，1次/d，共3 d。术后禁用抗凝药物。

2.3 移植物血流动力学参数的变化 （1）无论未结扎侧或结扎侧，两组的血流峰值速度（PSV）比较，差异无统计学意义（P>0.05），尽管如此，未结扎侧的PSV仍明显偏低于结扎侧的PSV；（2）A组中的PSV随时间延长呈上升趋势，而B组中变化不明显；（3）术后第3周时，两组阻力指数（RI）比较，差异有统计学意义（P<0.05）；（4）两组搏动指数（PI）比较，差异无统计学意义（P>0.05），但未结扎侧的PI仍明显偏高于结扎侧。见表2。

2 结果

1.2 方法

1.2.1 移植物血管的处理 采用经本研究室研究证实的脱细胞方法对收集的犬颈动脉进行脱细胞处理[4]。脱细胞后对部分犬颈动脉进一步采用Conklin等[5]报道的方法行肝素包被处理。

冠状动脉旁路移植术后，静脉桥再狭窄率较高，是影响手术疗效的重要原因，其主要病理变化就是吻合口的内膜增生。研究发现，血流流速和切变力等血流动力学变化是造成内膜增生的关键原因之一，高、低切变力均可促进内膜增生形成[6-8]。当静脉移植物由低压、低流速的静脉系统移植到高压、高流速的动脉系统时，由于动脉系统的高压、高流速会对静脉移植物的内皮细胞造成损伤，从而引起内膜增生的发生；而低流速产生的低剪切力使得血小板与内皮下胶原接触时间增加也是造成内膜增生的主要原因。本实验将脱细胞异种血管移植物模拟冠状动脉旁路移植的方法植入兔子的颈内动脉，然后通过结扎与不结扎颈内动脉，从而使得不同流速的血液流经移植物血管，对其产生不同的剪切力，有效消除了由于内皮细胞损伤所造成的影响，同时为肝素包被对内膜增生影响的研究，提供了一个良好的动物模型。

1.3 统计学处理 采用SPSS 10.0统计分析软件，均数间经方差齐性检验后，计量资料以（±s）表示，以单因素方差分析统计结果，P<0.05为差异具有统计学意义。

表1 两组移植物移植后管腔内径的比较（±s） mm

*P<0.01，△P<0.05，与结扎侧的比较

A 组（n=9） 1.95±0.10 1.90±0.08 1.87±0.08 1.88±0.07* 1.84±0.06* 1.82±0.07△B 组（n=9） 1.96±0.07 1.95±0.06 1.94±0.06 1.94±0.07 1.92±0.06 1.92±0.06

表2 两组未结扎侧与结扎侧移植物血流动力学参数的变化（±s）

*与A组比较，P<0.05

A组（n=9） 1周 87.08±12.09 0.69±0.09 1.21±0.12 93.73±10.23 0.61±0.08 1.12±0.23 3 周 91.92±10.43 0.78±0.18 1.31±0.08 96.25±7.91 0.73±0.06 1.18±1.30 12 周 94.87±11.14 0.69±0.10 1.27±0.09 97.87±10.84 0.66±0.11 1.20±0.15 B组（n=9） 1周 91.07±10.97 0.66±0.05 1.23±0.09 95.45±12.4 0.64±0.05 1.18±0.07 3周 95.75±11.64 0.62±0.09* 1.26±0.12 92.22±9.34 0.61±0.10* 1.19±0.10 12 周 89.82±7.30 0.62±0.06 1.24±0.08 96.37±7.19 0.62±0.06 1.19±0.06

3 讨论

2.2 移植物管腔内径的比较 A组移植物移植前管腔内径（1.94±0.1）mm，B组为（1.96±0.09）mm，两组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。移植后A组的移植物血管内径无论在结扎侧或未结扎侧均较术前明显缩小（P<0.05），且未结扎侧的管腔内径较结扎侧明显缩小（P<0.01）；B组中仅有未结扎侧第3、12周的内径较术前比较差异具有统计学意义（P<0.05），两侧的内径比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表 1。

肝素具有抗凝作用，正常的内皮细胞可以通过合成肝素来抑制平滑肌细胞增殖、减少其迁移，从而达到防止内膜增生的效果。脱细胞异种血管移植物由于丧失了内皮细胞的这种作用，移植后极易发生狭窄，研究证实，血管移植1周后，平滑肌细胞开始由中膜向内膜转移，可持续3周左右。笔者采用肝素包被的方法有效预防了这种情况的发生。发现均较未包被肝素组的脱细胞异种血管移植物的改变要轻，尤其是在移植后第3周时，两组间阻力指数出现了明显的差异（P<0.05），而这一时间点恰与平滑肌细胞迁移造成内膜增生的时间一致。

PSV反映的是血流的速度，所受的影响因素较多，如血管顺应性、吻合口的大小、血栓形成等，单纯依照PSV尚不足以判定血管的狭窄程度，而PI值是反映桥血管通畅率的一个较好指标，通畅的桥PI值应较小，而较高的PI值则提示存在吻合口狭窄的可能，两者结合可以较好地反映血管的狭窄程度。实验中，未结扎侧的PSV均明显偏低于结扎侧的PSV，而未结扎侧的PI仍偏高于结扎侧的PI，这说明随着时间的延长，这种由于偏低的血流速度，而使得脱细胞血管移植物在移植后更易发生内膜增生，从而造成管腔狭窄，而肝素包被的脱细胞异种血管在应对不同血流冲击时的表现，亦明显优于未包被肝素组。

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目前，在血管狭窄性疾病诊断方面，虽然数字减影血管造影仍是目前公认的金标准，但其明显的缺点也早已成为共识，除其侵袭性外，数字减影血管造影通常低估管腔狭窄程度，尤其是小动物模型进行数字减影血管造影检查，技术上比较困难，容易直接或间接导致动物死亡而影响实验。而随着高分辨率超声的出现，使人们不仅可以直接显示血管病变解剖结构上的改变，同时能提供血流动力学信息，能够确定周围动脉狭窄的程度和范围。

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