聚丙烯酰胺凝胶栓塞剂栓塞家兔肝动脉效果观察

韦佳良，蒙志斌，范立维，马亦龙，欧盛秋，赵昌(广西医科大学附属肿瘤医院，南宁 530021)

·基础研究·

聚丙烯酰胺凝胶栓塞剂栓塞家兔肝动脉效果观察

韦佳良，蒙志斌，范立维，马亦龙，欧盛秋，赵昌(广西医科大学附属肿瘤医院，南宁 530021)

摘要：目的探讨以聚丙烯酰胺凝胶为血管栓塞剂对家兔行肝动脉栓塞的效果。方法 选择15只家兔，通过右股动脉—肝动脉置入微导管并注入聚丙烯酰胺凝胶栓塞剂，造影观察肝动脉的栓塞情况。于术前1 d、术后1、3、7 d取外周耳缘静脉血检测ALT、AST水平变化。术后3、7、14 d各取2只解剖，取出肝脏，大体观察肝脏表面情况，并制备切片行HE染色，光学显微镜下观察栓塞后肝脏组织病理学改变。结果术中栓塞剂推注过程顺利，均无微导管堵塞情况；栓塞后复造影，肝细小动脉及其分支、末梢动脉被栓塞未显影。术后1、3 d ALT、AST均高于术前(P均<0.05)。术后3、7 d ALT、AST均低于术后1 d(P均<0.05)。栓塞后3 d肝周结缔组织炎症反应明显，肝血窦及汇管区炎细胞浸润，并见血栓形成。结论 聚丙烯酰胺凝胶栓塞剂对家兔肝动脉栓塞效果确切，可彻底栓塞目标肝动脉，对肝功能损害小，是一种理想的血管栓塞材料。

关键词：聚丙烯酰胺；凝胶；栓塞剂；肝动脉

理想的血管栓塞剂是血管介入放射学的重要研究课题。目前常用的栓塞材料如明胶海绵、聚乙烯醇、无水乙醇、碘化油等由于存在流动性差、容易反流、栓塞后易形成侧支循环导致病变复发等缺陷，一定程度上制约了介入栓塞的疗效。医用聚丙烯酰胺凝胶在人体内具有良好的稳定性和组织相容性，已被用作人体软组织填充剂。药理学及毒理学研究证实，聚丙烯酰胺凝胶用于人体是安全的[1～4]，但其作为血管栓塞剂应用的效果尚不明确。前期试验中我们确定了制备聚丙烯酰胺凝胶作为介入栓塞剂的最佳聚合条件[5]。2012年9月～2013年3月，我们观察了聚丙烯酰胺凝胶对家兔肝动脉的栓塞效果，现报告如下。

1材料与方法

1.1材料实验动物：中国家兔15只，普通级，雌雄不拘，体质量2.0～3.0 kg，由广西医科大学实验动物中心提供。主要实验试剂及仪器：聚丙烯酰胺凝胶栓塞剂(根据本课题组前期研究的聚丙烯酰胺凝胶制备方法[5]制备。制备过程中加入少量碘海醇注射液以便在X线下显影观察)。丙烯酰胺(AM，Wolsen公司)、N，N-甲叉双丙烯酰胺(BIS，Amresco公司)、四甲基乙二胺(TEMED，Biotopped公司)、10%过硫酸铵(AP，Solarbio公司)；碘海醇注射液(宁波天衡制药有限公司)；2.9F Progreat微导管(日本Terumo公司)；Integris Allura 15血管造影机(荷兰 Philips Medical Systems Nederland BV公司)。

1.2实验方法

1.2.1肝动脉栓塞方法全部家兔均采用微导管经股动脉—肝动脉插管行肝动脉栓塞。术前禁食12 h，禁饮4 h。术前称重，予地西泮10 mg+阿托品5 mg肌肉注射诱导麻醉，约10 min后将家兔固定于自制兔台。右侧腹股沟区备皮、消毒、铺巾，逐层切开，暴露股动脉鞘，可见由外到内依次为股神经、股静脉及股动脉，仔细分离出股动脉1.0～1.5 cm，远近端各放置丝线1条，结扎远端丝线使股动脉暴露部分充盈。提起近端丝线，用普通10 mL注射器针头穿破股动脉后，将带微导丝的微导管经破口送入股动脉腔内，全程X线透视下操作，确保微导管在腹主动脉内。将微导管超选至兔腹腔动脉及肝总动脉分别造影，观察肝动脉走行。依照前期体外实验的方法，根据肝动脉直径计算所需聚丙烯酰胺凝胶的剂量[剂量(mL)=肝动脉直径×长度×π/4]，以0.1 mL/s的速度注入肝动脉，并用1 mL肝素盐水冲管。栓塞后复造影，观察肝动脉栓塞效果。术毕拔出微导管并结扎股动脉近端。逐层缝合后继续饲养。

1.2.2相关指标观察

1.2.2.1血管栓塞情况观察术中栓塞剂的流动情况、有无反流及异位栓塞等，栓塞后复造影观察肝动脉及其细小分支的栓塞情况。

1.2.2.2肝功能指标术前1 d、术后1、3 、7 d通过外周耳缘静脉采血，检测静脉血ALT、AST水平变化。

1.2.2.3肝组织病理学于术后3、7、14 d各取2只解剖，取出肝脏，大体观察肝脏表面情况。将切下的肝脏用10%甲醛固定，酒精脱水、二甲苯溶液透明、浸蜡后进行石蜡包埋，切成5 μm切片，脱蜡后行HE染色。光学显微镜下观察栓塞后肝组织病理学改变。

2结果

2.1血管栓塞情况术中栓塞剂推注过程顺利，均无微导管堵塞情况；栓塞后复造影，肝细小动脉及其分支、末梢动脉被栓塞未显影。见图1。

注：A为栓塞前肝动脉造影；B为栓塞后肝动脉造影，肝细小动脉及其分支、末梢动脉被栓塞不显影。

图1肝动脉栓塞前后造影表现

2.2肝功能指标术后1、3 d ALT、AST均高于术前(P均<0.05)。术后3、7 d ALT、AST均低于术后1 d(P均<0.05)，见表1。

检测时间nALTAST术前1d1525.1±2.424.6±2.1术后1d15104.9±7.6100.2±8.2*术后3d1568.8±6.976.1±9.1*﹟术后7d1530.9±3.532.9±4.9﹟

注：与术前比较，*P<0.05；与术后1 d比较，﹟P<0.05。

2.3组织病理学改变术前家兔肝细胞、周围结缔组织、血窦及汇管区清晰可辨。肝动脉栓塞术后3 d镜下见大量肝细胞坏死，周围结缔组织炎症反应明显，肝血窦及汇管区炎细胞浸润，部分小动脉内见凝胶及血栓混合物形成。肝动脉栓塞术后7 d及14 d，肝细胞大量坏死并崩解，周围结缔组织增生明显，小动脉内凝胶及血栓混合物仍可见。

3讨论

肝癌的血供是其生长及转移的必要因素，介入栓塞对肝癌的治疗作用主要针对阻断肝癌组织的血供，使肿瘤组织缺血坏死，达到抑制肿瘤生长的目的。但介入栓塞术后，由于肿瘤组织部分血管再通、新生血管形成等原因，残留组织可继续生长，从而降低了肝癌栓塞治疗效果。栓塞材料是影响栓塞治疗效果的因素之一。肝动脉灌注化疗栓塞术所用的常规栓塞剂如明胶海绵及聚乙烯醇等遇水可发生膨胀，无法栓塞肿瘤周边微血管网；碘油虽然可长期滞留在缺乏枯否细胞和淋巴系统的肿瘤组织内，但进入到肿瘤周边动脉及门脉小分支内的碘油可很快被肝组织清除，难以发挥彻底栓塞肿瘤供血动脉和门静脉的效果，同时多次碘油栓塞后会产生较多的侧支血管，并可使栓塞不彻底的癌组织血管内皮生长因子表达增强，有助于新生血管的形成[6]。栓塞术后新生血管形成为肝癌复发和转移的根源，可严重影响肝动脉灌注化疗栓塞术的治疗效果。肝癌表面新生血管存在着广泛的动脉—门静脉吻合，一旦动脉栓塞，门静脉血经门脉吻合流入空虚的动脉内，肿瘤血供可在短时间内恢复，且门静脉本身也是肿瘤转移的主要途径，因而彻底栓塞肿瘤周边的血管包括门静脉小分支对于防止肿瘤血供的恢复、延缓肿瘤复发与转移有重要意义。随着介入治疗的广泛应用，研制更易经导管注射、可控性强、不易堵管及反流、能避免误栓非靶器官的栓塞材料成为肝癌介入栓塞术的重要研究课题。

关于聚丙烯酰胺凝胶毒性及药理学已得到大量基础研究[7～12]论证。聚丙烯酰胺本身及其水解体没有毒性，聚丙烯酰胺的毒性来自其残留单体丙烯酰胺。丙烯酰胺为神经性致毒剂，对神经系统有损伤作用，中毒后可出现肢体无力、运动失调等症状。聚丙烯酰胺凝胶与人体组织有良好的相容性，且无毒性、致畸、致癌作用，制备过程简易，聚合成凝胶之前呈液态，由于其低浓度、低黏性，可顺利通过不同规格导管，可操作性强。与其他血管栓塞剂相比，聚丙烯酰胺凝胶可迅速闭塞包括微小动脉在内的不同口径血管，栓塞后可诱发脉管内血栓形成，可进一步提升栓塞效果。

在经肝动脉插管行家兔栓塞治疗的插管途径方面，一些学者选择借助显微外科设备，开腹后直视下穿刺肝动脉。我们认为此法操作繁琐，对分离血管技术的要求高，创伤大，一旦分离或剪开破口不慎，将导致插管实验失败。因此，我们选择了经股动脉—肝动脉插管法，该方法创伤小，操作简便，2.9 F微导管易通过腹腔动脉到达肝动脉，成功率高，血管造影清晰。本研究发现，术中聚丙烯酰胺凝胶栓塞剂推注过程顺利，均无微导管堵塞情况，栓塞后肝细小动脉及其分支、末梢动脉被栓塞，病理学检查发现肝脏周围结缔组织炎症反应明显，肝血窦及汇管区炎细胞浸润，并见血栓形成，提示聚丙烯酰胺凝胶可彻底、牢固栓塞肝动脉及其周边的动脉及小分支，避免侧支循环的形成，使肝组织出现明显的缺血坏死。本研究发现，术后1、3 d ALT、AST均高于术前，术后3、7 d ALT、AST均低于术后1 d，提示虽然术后1、3 d血清ALT、AST均明显升高，但术后7 d可基本恢复至术前水平，考虑聚丙烯酰胺凝胶既可以彻底栓塞目标肝动脉，又可以避免正常肝组织被栓塞，对于肝组织受损、不能彻底栓塞的患者具有重要意义。

综上所述，聚丙烯酰胺凝胶对家兔肝动脉栓塞效果确切，对肝功能损害小，是一种理想的血管栓塞材料，其应用于临床有待于后续实验深入研究。

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Effect of polyacrylamide gel as embolic agent in rabbit hepatic arterial embolism

WEIJia-liang,MENGZhi-bin,FANLi-wei,MAYi-long,OUSheng-qiu,ZHAOChang

(TumorHospitalAffiliatedtoGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Abstract:ObjectiveTo observe the effect of polyacrylamide (PAM) gel as the embolic agent in rabbit hepatic arterial embolism. MethodsFifteen rabbits were selected, and PAM gel was injected into the right femoral artery-hepatic artery via microcatheter. Hepatic artery embolization was observed by radiography. On preoperative 1 d and postoperative 1 d, 3 d and 7d, the changes of alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) levels in the peripheral venous blood was detected. On postoperative 3, 7 and 14 d, we dissect two from each group, took out the liver to generally observe the situation of liver surface and prepared sliced of HE staining to observed pathological changes after embolization under an optical microscope. Results During the operation, the injection process of embolic agents was smooth, and no microcatheter jammed. After embolism, angiography showed that small hepatic artery and its branches, peripheral artery were undeveloped. On postoperative 1 and 3 d, ALT and AST were higher than that before operation (all P<0.05). On postoperative 3 and 7 d, ALT and AST were much lower than that on postoperative 1 d (all P<0.05). The inflammation was evident at liver surrounding connective tissues, inflammatory cell infiltrated liver sinusoids and portal area with thrombosis after embolization. ConclusionPAM gel as an embolic agent for rabbit hepatic artery has exact effect. It can completely embolize objective liver tissues, and has a little damage to liver functions. Polyacrylamide gel is an ideal material for blood clots.

Key words:polyacrylamide; gel; embolic agents; hepatic artery

(收稿日期：2014-12-02)

通信作者：蒙志斌

基金项目：广西壮族自治区自然科学基金资助项目(2010GXNSF-A013245)。

中图分类号：R735.7；R816.5

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2015)10-0024-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.10.008