普通超声及聚焦超声联合尿激酶对血栓的作用

冯思宁，陈学云，梁维娣，张志强

（中国医科大学附属盛京医院康复中心，沈阳110022）



普通超声及聚焦超声联合尿激酶对血栓的作用

冯思宁，陈学云，梁维娣，张志强

（中国医科大学附属盛京医院康复中心，沈阳110022）

摘要目的探讨普通超声和聚焦超声的溶栓效应及其联合尿激酶溶栓的协同作用。方法应用1 mL人体血液体外制备血凝块，将血凝块按不同作用方式分为6组：生理盐水组（NS组）、尿激酶组（UK组）、超声组（US组）、聚焦超声组（HIFU组）、超声联合尿激酶组（US+UK组）、聚焦超声联合尿激酶组（HIFU+UK组）。比较各组的溶栓率。结果US组、HIFU组与NS组比较，US组与HIFU组比较溶栓率无统计学差异（P＞0.05）；US+UK组、HIFU+UK组与UK组比较，US+UK组与HIFU+UK组比较溶栓率均显著增高（P＜0.01）；且US+UK组溶栓率高于HIFU+UK组（P＜0.05）。结论超声与聚焦超声单独作用于血凝块时，溶栓率无显著增高，联合尿激酶则溶栓作用显著增强。超声及聚焦超声能够提高尿激酶的药物溶栓作用。

关键词超声；聚焦超声；尿激酶；溶栓；联合

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血管栓塞性疾病主要包括心肌梗死、缺血性卒中、肺栓塞、静脉血栓等，有很高的致死、致残率。目前公认的溶栓疗法有导管介入、手术和药物溶栓。导管介入及手术创伤性较大，易损伤血管内皮；且对技术要求较高，受医疗条件限制。药物溶栓可提高血栓性疾病的治疗效果，但需要注射溶栓药物作用于全身，因药物缺乏选择性增加了出血风险；同时药物溶栓有严格的应用条件，如时间窗及患者本身条件等。溶栓方法联合经皮导管技术提高了药物作用准确性［1］，但是仍然存在出血风险，另外，应用导管要求有高水平医疗技术。因此，本研究应用超声及聚焦超声单独或联合尿激酶作用于离体血块，旨在观察不同作用下血凝块，溶解率，为临床应用超声治疗血栓提供理论基础。

1　材料与方法

1.1血块制备及主要仪器

选取20例健康志愿者，肘静脉穿刺取血6.0 mL，以1.0 mL剂量分装于一次性塑料试管中，水浴37℃，静置5 h［2］后取出血凝块备用。主要仪器包括：德国菲兹曼医用电子公司超声治疗仪（普通超声）、重庆海扶技术有限公司阿是超声波治疗仪（聚焦超声）。

1.2实验方法及分组

将制备好的血凝块用生理盐水冲洗至冲洗液清亮，滤纸吸干，称质量（W0）并置于盛有生理盐水的烧杯内。根据不同的干预方式分组：（1）生理盐水组（NS组），将称质量后的血凝块置于盛有生理盐水的烧杯中，37℃水浴静置30 min；（2）尿激酶组（UK组）；血凝块置于盛有尿激酶（500 U/mL）的烧杯中，37℃水浴静置30 min；（3）超声组（US组）：将超声（频率1 MHz，强度1.0 W/cm2）作用于盛有血凝块的生理盐水烧杯，烧杯底部铺满碎石子，防止声波反射。超声头浸入水中，于血凝块上方3.0 cm处垂直作用30 min；（4）聚焦超声组（HIFU组），将聚焦超声（频率为0.8 MHz，强度1.4 W/cm2）作用于盛有血凝块的生理盐水烧杯，方法同US组；（5）超声联合尿激酶组（US+UK组），超声作用于混有尿激酶（500 U/ mL）的烧杯，超声作用方式及强度同US组；（6）聚焦超声联合尿激酶组（HIFU+UK组）：聚焦超声作用于混有尿激酶（500 U/mL）的烧杯。作用方式及强度同HIFU组。干预后取出血凝块冲洗，至冲洗液清亮，滤纸吸干，重新称质量（W1），分别计算溶栓率：溶栓率=（W0-W1）/W0×100%。

1.3统计学分析

实验所得数据均以x±s表示，采用SPSS 17.0统计软件包处理，应用Duncan法进行多组样本间差异显著性分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

结果显示：US+ UK组、HIFU+UK组与UK组、US组、HIFU组及NS组比较溶栓率显著提高（P＜0.01）。US+ UK组与HIFU+UK组比较溶栓率增高（P＜0.05）。UK组较NS组、US组及HIFU组溶栓率显著增高（P＜0.01）。US组、HIFU组与NS组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

3　讨论

自1976年Trubstein首次使用血管内高频超声溶栓获得成功以来，国内外学者对超声直接溶栓的可行性及机制进行了诸多研究，其中离体实验及在体动物试验均证实了超声辅助溶栓的有效性。应用超声治疗血栓性疾病，尤其是联合溶栓药物［3］可以显著增加溶栓率，同时减少溶栓药物用量［4］，从而降低出血风险。超声不仅被应用于溶解动静脉血栓，同时也被应用于急性心肌梗死［5］、缺血性卒中［6］及肺栓塞［7］的治疗。超声可能通过以下几种机制促进血栓的溶解：（1）机械振动，超声的机械振动作用可将紧密的纤维蛋白结构改变成松散的结构，使纤维蛋白溶解酶的作用位点充分暴露，从而促进生物酶与纤维蛋白的结合，增强酶的溶解作用［8］。（2）热效应，超声的热效应使局部温度升高，导致分子运动速度加快，有利于纤维蛋白溶解酶发挥其溶解作用。（3）空化作用，超声通过空化作用能够使半径大的纤维束降解成半径小的纤维束，从而增加促纤溶药物与纤维蛋白作用位点，促进纤维蛋白溶解［9］；同时能够增加溶栓酶对血栓的穿透性，从而提高溶栓效率。（4）微流作用，Po1ak［10］证实超声促进血块周围液体流动从而促进血块溶解。

表1　不同作用方式下血块溶栓率比较（x±s，%）Tab.1　Comparison of thrombolysis rate in different kinds of treatment（x±s，%）

聚焦超声除了在临床上应用于肿瘤血管的靶向破坏外，同样被证实能够提高t-PA等药物的溶栓效率。Wright等［11］在近期实验应用聚焦超声作用于离体血凝块，所产生的空化作用高于空化阈值时，即使没有t-PA作用下也可增加溶栓率。聚焦超声还被实验证明能够改变血管的通透性而不造成暴露组织的损伤［12］。在聚焦超声能量集中区，能量的不均匀分布所造成的剪切力和随之带来的应力能够扩大细胞间隙，这个过程为高聚物从血管的外渗提供了便利条件［13］。另外，Frenke1等［14］通过研究发现随着辐射压力的增强，t-PA的溶栓效应随之增加。辐射压力增强t-PA的溶栓效应的同时，增加药物在组织间的渗透作用。这种辐射压力对组织无损伤性且产热少，因而临床应用的安全性得到了保障。

本实验所选血栓模型制备过程与以往研究相似［2］。不同超声频率对于溶栓效果报道各有不同，多数学者研究［15-16］证实低频超声可以获得确切的溶栓效果。Daffertshofer等［17］观察到使用0.5 W/cm2和1.0 W/cm2的超声功率可以获得最好的溶栓效果，增加到4.0 W/cm2未能观察到增强的溶栓效果，反而对机体有伤害作用，其原因可能是高强度超声可以激活血小板，引起血小板的聚集和纤维蛋白沉积，从而导致血管闭塞。本实验结果证实频率1 MHz、强度1.0 W/cm2的超声作用时US+UK组溶栓率高于NS组（P＜0.01），与以往研究结果一致。聚焦超声作用研究结果显示，HIFU+UK组溶栓率高于UK组（P＜0.05），但HIFU组与NS组比较无统计学差异（P＞0.05），与Wright等［11］研究结果不一致，另外HIFU组较US组溶栓率也未见统计学差异（P＞0.05），考虑可能因为聚焦超声仪器限制，导致具体聚焦点及聚焦强度与预期结果不符。

综上所述，超声及聚焦超声联合尿激酶能够显著提高溶栓率，体外助溶无创、操作简便，可以减少溶栓药物用量，减少出血并发症。聚焦超声单独用于辅助溶栓的效果有待进一步研究。

参考文献：

［1］Vedantham S. Interventiona1 approaches to deep vein thrombosis ［J］. Am J Hemato1，2012，87（S1）：S113-S118.

［2］杜宝琮，杜宝民，翟桂琴.体外治疗量超声对血栓溶解效应的影响［J］.中华物理医学与康复杂志，2002，7（24）：417-420.

［3］Kau1 S. Sonothrombo1ysis：a universa11y app1icab1e and better way to treat acute myocardia1 infarction and stroke？Who is going to fund the research？［J］. Circu1ation，2009，119（10）：1358-1360.

［4］A1exandrov AV，Miku1ik R，Ribo M，et a1. A pi1ot randomized c1inica1 safety study of sonothroimbo1ysis augmentation with u1trasoundactivated perf1utren-1ipid microspheres for acute ischemic stroke ［J］. Stroke，2008，39（5）：1464-1469.

［5］Yad1apati A，Sweis R，Schimme1 D. U1trasound-acce1erated thrombo1ysis in patients with intracardiac thrombi：a case series［J］. Invasive Cardio1，2016，28（3）：E30-33.

［6］Gao X. A c1inica1 study of transcrania1 u1trasound as an adjuvant therapy for progressive cerebra1 infarction［J］. Exp Ther Med，2013，5（4）：1244-1246.

［7］Robert J，Kennedy MD，Hai H，et a1. Thrombus reso1ution and hemodynamic recovery，using u1trasound - acce1erated thrombo1ysis in acute pu1monary embo1ism［J］. Vasc Interv Radio1，2013，24（6）：841-848.

［8］Frenket V，Oberoi J，Stone MJ，et a1. Pu1sed high-intensity focused u1trasound enhanceds thrombo1ysis in an in vitro mode1［J］. Radio1-ogy，2006，239（1）：86-93.

［9］Maxwe11 AD，Owens G，Gurm HS，et a1. Noninvasive treatment of deep venous thrombosis using pu1sed u1trasound cavitation therapy （histotripsy）in a porcine mode1［J］. J Vas Interv Radio1，2011，22 （3）：369-377.

［10］Po1ak JF. U1trasound energy and the disso1ution of thrombus［J］. N Eng1 J Med，2004，351（21）：2154-2155.

［11］Wright C，Hynyen K，Goertz D. In vitro and in vivo high intensity focused u1trasound thrombo1ysis［J］. Invest Radio1，2012，47（4）：217-225.

［12］Dittmar KM，Xie J，Hunter F，et a1. Pu1sed high-intensity focused u1trasound enhances systemic administration of naked DNA in squamous ce11 carcinoma mode1：initia1 experience［J］. Radio1ogy，2005，235（2）：541-546.

［13］Lizzi FL，Muratore R，Deng CX，et a1. Radiation-force technique to monitor 1esions during u1trasonic therapy［J］. U1trasound Med Bio1，2003，29（11）：1593-1605.

［14］Frenke1 V，Oberoi J，Stone MJ，et a1. Pu1sed-high intensity focused u1trasound（HIFU）enhances thrombo1ysis in an in vitro mode1［J］. Radio1ogy，2006，239（1）：86-93.

［15］Ho11and CK，Vaidya SS，Datta S，et a1. U1trasound-enhanced tissue p1asminogen activator thrombo1ysis in an vitro porcrine c1ot mode1 ［J］. Throm Res，2008，121（5）：663-673.

［16］Adzerikho I，Shantsi1a E，Minchenya V，et a1. U1trasound-assisted thrombo1ysis with streptokinase improves thrombus reso1ution with minima1 dista1 embo1isation［J］. J Thromb Thrombo1ysis，2013，36 （3）：263-270.

［17］Daffertshofe M，Fatar M. Therapeutic u1trasound in ischemic stroke treatment：experimenta1 evidence［J］. Eur J U1trasound，2002，16 （122）：121-130.

（编辑武玉欣）

The Thrombolytic Effectsof Ultrasoundand High-intensity Focused Ultrasound Combinedwith Urokinaseinvitro

FENGSining，CHENXueyun，LIANGWeidi，ZHANGZhiqiang
（Rehabi1itation Center，Shengjing Hospita1，China Medica1 University，Shenyang110022，China）

AbstractObjective To eva1uate the abi1ity of u1trasound and focused u1trasound in the treatment thrombo1ysis，and exp1ore their effect combined with urokinase.Methods C1ots were formed by p1acing 1 mL of human b1ood in vitro. The c1ots were divided into six group accord to different intervention： norma1 sa1ine group（NS），c1ots treated with urokinase（UK）group，c1ots treated with u1trasound（US）group，c1ots treated with high-intensity focused u1trasound（HIFU）group，c1ots treated with u1trasound combined urokinase（US+UK）group，c1ots treated with high-intensity focused u1trasound combined urokinase（HIFU+UK）group. The thrombo1ysis rate was recorded，ca1cu1ated and compared. Results Compare to the NS group，the thrombo1ysis rate of the US group and HIFU group showed no significant difference（P ＞ 0.05）. Compared to the UK group，the thrombo1ysis rate was increase significant1y in both US+UK and HIFU+UK group（P ＜ 0.01）. The thrombo1ysis rate in US+UK group is greater than HIFU+UK group（P ＜ 0.05）. Conclusion When u1trasound and high-intensity focused u1trasound act a1one on the c1ots，there was no significant difference of the thrombo1ytic rate；the combined app1ication of urokinase significant1y enhanced the thrombo1ysis. U1trasound and high-intensity focusedu1trasoundcanimprovethethrombo1yticeffectofurokinase.

Keywordsu1trasound；high-intensity focused u1trasound；urokinase；thrombo1ysis；combination

中图分类号R49

文献标志码A

文章编号0258-4646（2016）06-0543-03

DOI：10.12007/j.issn.0258-4646.2016.06.016

作者简介：冯思宁（1985 -），女，医师，硕士.

通信作者：张志强，E-mai1：zhangzq@sj_hospita1.org

收稿日期：2016-01-19