减阻剂对犬冠状动脉微循环的影响

陈向辉，崔凯，胡锋，查道刚，修建成，吴平生，刘伊丽

基础与实验研究

减阻剂对犬冠状动脉微循环的影响

陈向辉，崔凯，胡锋，查道刚，修建成，吴平生，刘伊丽

目的：探讨减阻剂改善实验犬冠状动脉微循环的可行性，为其进一步治疗心肌微循环障碍提供实验基础。

方法：对8只实验犬行开胸手术，选择前降支区域行心肌声学造影，依次给予静脉注射腺苷，250 mg/L的减阻剂溶液，以及减阻剂+腺苷。利用函数y =A×（1-e-βt）进行拟合，计算出心肌微循环的毛细血管容积（A 值） 、毛细血管血流速度（β值）及心肌血流量（A·β值）。

结果：静脉注射减阻剂以后的毛细血管容积与基础状态以及静脉注射腺苷后比，差异均无统计学意义（P＞0.05）。静脉注射减阻剂后与基础状态比，毛细血管血流速率[ （0.57±0.10）1/s vs（0.23±0.03）1/s，P＜0.01]和心肌血流量[（11.51±1.96）VI/s vs（5.15±0.86）VI/s，P＜0.05]均明显增加，差异有统计学意义。但联合使用减阻剂+腺苷后毛细血管血流速率和心肌血流量与基础状态比，差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

结论：减阻剂主要通过调节毛细血管血流速度来改善冠状动脉微循环血供，其独特的血流动力学疗效有望为治疗心肌微循环障碍提供新的方法。

减阻剂；心肌声学造影；心肌微循环

Methods: A total of 8 dogs received open-chest surgery and they had intravenous injections, in turn, with adenosine (ADN), DRP 250 mg/L and DRP+ADN. The function y=A × (1-e-βt) was used to calculate the myocardium capillary volume (A value), capillary velocity (β value) and myocardial blood flow (A · β value) by myocardial contrast echocardiography.

Results: With DRP infusion, the A value in experimental canine was similar to the baseline condition, P＞0.05; while the β value and A · β value were significantly increased as (0.57 ± 0.10) 1/s vs (0.23 ± 0.03) 1/s, P＜0.01 and (11.51 ± 1.96) VI/s vs (5.15 ± 0.86) VI/s, P ＜0.05 respectively. With combined infusion of DRP+ADN, the β value and A · β value were similar to the baseline condition, both P＞0.05.

Conclusion: DRP improved coronary microcirculation primarily by modulating the β value in experimental canine model, and hopefully, this unique hemodynamics could provide a new approach for treating myocardial microcirculation dysfunction.

(Chinese Circulation Journal, 2015,30:573.)

冠状动脉循环由心外部分和心肌微血管部分两大部分组成，对心外大冠状动脉，心脏介入医生已能通过冠状动脉内成形及支架置入术成功地重建冠状动脉血运，但对心肌微循环的血供障碍却缺乏有

效的治疗方法[1,2]。近年人们对冠心病的认识也从单纯重视管腔和管壁，发展到重视冠状动脉微血管床的血流。在重视心外冠状动脉重建的同时，如何针对冠状动脉循环的第二部分——心肌微血管床进行有效治疗，是个尚未攻克的领域。

减阻剂是一种具有调节血流动力学和血液流变学特性的新药，其为平均分子量大于106道尔顿、近似直线结构的血溶性大分子[3]。在流体中加入极少量的这类线性长链聚合物可以在不改变流体驱动压的情况下显著降低流体阻力、提高输量、增加流速、降低能耗，即Toms现象。自Toms现象发现至今，减阻剂已经广泛应用于石油、消防、灌溉、航海等领域的流体减阻。最新动物实验显示其具有减少血管阻力、改善血液循环的作用，能治疗急性下肢缺血骨骼肌微循环障碍[4]、改善失血性休克器官的血流灌注[5]，治疗糖尿病大鼠的微循环障碍等，展现出诱人的前景。国内目前尚较欠缺对减阻剂的相关研究，本实验拟观察减阻剂对实验犬冠状动脉微循环的影响，并初步探讨其作用机制，为其日后进一步治疗缺血性心脏病提供参考资料。

1 材料与方法

减阻剂的纯化制备：使用平均分子量为5×106的聚环氧乙烷进行实验，称取0.2 g的聚环氧乙烷 （Sigma-Aldrich Inc, U.S）溶解在生理盐水，以60 r/min的速度振荡48 h，最终达到浓度为0.2%，即2 000 mg/L的均一溶液。然后用滤过分子量为50 KDa的透析膜（Spectrum Laboratories Inc, U.S）透析24 h，在体外减阻模型上检测其减阻性能。实验前稀释成250 mg/L备用。

动物模型制备：健康实验犬8只,体质量18～23 kg ,雌雄不拘，2009-03至2009-10由南方医科大学动物中心提供。实验犬以30 mg/kg的戊巴比妥钠麻醉后，气管插管，呼吸机辅助呼吸,间断血气分析调整呼吸机参数并维持电解质平衡。行双侧股静脉插管，一侧用以注射腺苷，另一侧用于注射减阻剂。将犬置于右侧卧位，于第四肋间行胸廓切开术，悬吊心包床，在左前降支前方放置超声探头。制备完毕后稳定15 min，待心率、血压平稳后开始实验。

实验方案：使用Sequoia 512 超声心动图仪4V1c探头（Acuson, Siemens, Germany），选择左心室短轴切面,在乳头肌水平对犬实施开胸的声学造影成像。采用实时成像模式，输注南方医院药学部提供的全氟显微泡声学造影剂，给予发射一次高机械指数脉冲，续以低机械指数实时成像。首先在犬模型制备稳定后15 min，采集基础状态下的心肌声学造影图象。然后从左侧股静脉按照120 μg/（kg·min）的速度输入腺苷，采集声学造影图象。15 min后待腺苷完全代谢后给予250 ppm的聚环氧乙烷溶液，参考美国Pittsburgh大学的实验结果[6]，以60 ml/h的速度匀速从右侧股静脉输入，最终动物体内的血药浓度达4 ppm。采集声学造影图象。最后再次给予腺苷溶液输注，采集同时使用减阻剂+腺苷时的声学造影图象。比较基础状态，静脉输入腺苷、减阻剂、减阻剂+腺苷后的心肌微循环参数的差别。

心肌声学造影图像分析：采用德国Siemens公司自带的ACQ软件对图像进行后续分析，选择造影前的左心室短轴切面图像作为“本底”图像，勾画出前降支对应的前壁心肌区域的兴趣区一个（避开心内膜、心外膜、乳头肌，如图1所示）。根据美国Virginia大学创立的经典方法[7,8]，绘制声学强度随脉冲间隔变化曲线，利用函数y =A×（1-e-βt）进行拟合，其中y代表声学强度，而t代表触发间隔, 如图2所示。对数据进行拟合便可获得心肌微循环的毛细血管容积（A 值） 、毛细血管血流速度（β值） 及心肌血流量（A·β值） 。A值由收缩或舒张末期时心肌血液中的最大微泡浓度所决定,β值代表声强升高的速率（表明微泡增加的速度），两者的乘积A·β代表心肌血流量。

图1 实验犬的心肌声学造影图象

图2 实验犬的心肌声学造影图像分析结果

统计学分析：应用SPSS 15.0软件包进行统计分析。计量资料A、β和A ·β值均以均数±标

＜0.05（双侧）时为差异有统计学意义。准差

2 结果

减阻剂对犬冠状动脉微循环的疗效（表1）：静脉注射腺苷、减阻剂、腺苷+减阻剂后毛细血管容积与基础状态比，差异均无统计学意义（P＞0.05）。静脉注射腺苷后毛细血管血流速率与基础状态比增加（P＜0.05），静脉注射减阻剂后毛细血管血流速率与基础状态比进一步增加（P＜0.01），但是联合使用腺苷+减阻剂后毛细血管血流速率与单独静脉注射减阻剂后比降低，差异有统计学意义（P＜0.05），而与基础状态比差异无统计学意义（P＞0.05）。 静脉注射减阻剂后心肌血流量与基础状态比显著增加（P＜0.05 ）。

表1 减阻剂对犬冠状动脉微循环的疗效

注：与基础状态比*P＜0.05**P＜0.01；与静脉注射减阻剂后比△P＜0.05

指标基础状态静脉注射腺苷后静脉注射减阻剂后静脉注射腺苷+减阻剂后毛细血管容积（VI）21.70±0.8921.52±3.5220.25±2.2320.05±0.46毛细血管血流速度（1/s）0.23±0.030.44±0.13*0.57±0.10**0.33±0.01△心肌血流量（VI/s）5.15±0.869.77±4.0211.51±1.96*6.71±0.29

3 讨论

相当一部分急性心肌梗死患者虽能通过支架术开通闭塞的大血管，但缺血区心肌的微血管仍得不到充分的血流再灌注，成为目前困扰冠状动脉介入治疗的难题[1,2]。减阻剂是具有特殊的结构以及独特的调节血流动力学作用的新药，可以降低流体流动时的能耗[6]，使机体内血管网因分叉、涡流、狭窄后的湍流等的水力学能量丢失减少，从而使前毛细血管压上升[9]，增加组织的血液灌注。本研究发现，减阻剂改善犬心肌微循环血流的主要机制是使微循环毛细血管的血流速度增大，而对毛细血管容积无明显变化。其独特的改善血流动力学的特性有望为冠状动脉微循环障碍的治疗带来新的曙光。

本研究将减阻剂和作为阳性对照的腺苷进行直接对比，并通过心肌声学造影技术评价其对犬冠状动脉微循环的影响。结果显示，静注减阻剂后毛细血管的血流速度明显增加，而且增加幅度要多于腺苷。腺苷是一种冠状动脉的扩张剂，其通过作用于A1、A2a、A2b、A3受体来改善心肌的血供，从而在心肌缺血的各个时期均发挥有效的心肌保护作用[10]。有趣的是，我们发现联合同时使用减阻剂和腺苷较单独使用减阻剂而言，并没有进一步获得血流灌注的改善。联用腺苷+减阻剂组的毛细血管血流速率比单用减阻剂时反而有所下降。而美国Pittsburgh大学医学中心Pacella等[11]在使用50 μg/（kg·min）腺苷充分扩张正常血管的情况下，减阻剂依然可以进一步使实验兔股动脉的血流增加24.32%，血管阻力减低14%。造成两种实验结果有所差异的原因有待进一步探讨。Pacella等采用的是整体动物的循环指标，本实验研究的是微循环指标。其次两者所使用的减阻剂溶度不同，Pacella等使用的是终浓度为1 ppm的减阻剂，而本实验给予的是4 ppm的减阻剂。由于减阻剂的粘弹性及动力学特性与浓度之间存在非常强的非线性关系[12]，其在生物体内的药代动力学尚未得到完全明确，过高的药物浓度可能造成不良影响。

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Effect of Drag-reducing Polymers on Coronary Microcirculation in Experimental Canine Model

CHEN Xiang-hui, CUI Kai, HU Feng, ZHA Dao-gang, XIU Jian-cheng, WU Ping-sheng, LIU Yi-li.
Department of Cardiology, The First Affiliated Hospital of Jinan University, Guangzhou (510630), Guangdong, China

Objective: To test the feasibility of drag-reducing polymers (DRP) for improving coronary microcirculation in a canine model in order to provide the experimental basis for treating myocardial microcirculation dysfunction.

Drag-reducing polymers; Myocardial contrast echocardiography; Myocardial microcirculation

2014-12-27）

（编辑：王宝茹）

高等学校博士学科点专项科研基金（20134401120005）；广东省自然科学基金（S2013040015434）

510630 广东省广州市，暨南大学附属第一医院 心内科（陈向辉）；南方医科大学附属南方医院 心内科（崔凯、查道刚、修建成、吴平生、刘伊丽）；扬州市第一人民医院 心内科（胡锋）

陈向辉 主治医师 博士 研究方向：减阻剂、微泡空化效应治疗心肌无复流 Email: armydoctorchen@163.com

刘伊丽

Email: yiliguangzhou@163.com

R54

A

1000-3614（2015）06-0573-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.06.016