三种型号ABS塑料对制作绵羊支气管动脉铸型标本的影响

王　宁,王白雪,韩志磊,刘　英*,杜晓华* ,申超超,芦延珍

(1.甘肃农业大学动物医学院，甘肃兰州 730070；2.甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃兰州 730070)



三种型号ABS塑料对制作绵羊支气管动脉铸型标本的影响

王宁1,王白雪2,韩志磊1,刘英1*,杜晓华1*,申超超2,芦延珍1

(1.甘肃农业大学动物医学院，甘肃兰州 730070；2.甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃兰州 730070)

探寻适宜于制备支气管动脉铸型标本的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)铸型剂材料。选用3种不同型号的ABS(PA-749SK、D-120、PA-717CK)对绵羊支气管动脉铸型标本的制作效果进行比较。结果表明，PA-749SK型ABS制备的铸型标本柔韧性和细密度较好；PA-717CK型ABS制备的标本表面光泽度好，但柔韧性和细密度较差；D-120型ABS制备的标本各项性能介于前两者之间。说明受试的3种型号ABS中，PA-749SK型号的ABS更适用于制作绵羊支气管动脉铸型标本,也可以作为其他细小管道的铸型材料被选用。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；支气管动脉；铸型标本；性能

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂[1]，因其具有价格适中、使用方便和无需添加任何增塑剂即可获得完整铸型标本等特性而被广泛使用于管道铸型技术之中[2-4]。但在使用过程中仍存在许多问题,如个别型号的ABS质地脆，易折断，给标本的冲洗和保存带来较大困难；或者由于部分型号ABS的流动性较差，在管腔较细的血管或其他管道中不易铸型成功，最终导致铸型质量较差等。对此，有学者通过调整溶剂的类型、配比或ABS的浓度来提高铸型标本的制作质量[5-7]。通过上述方法，使较大血管的铸型标本的质量有所改善[8-11]，但仍未能解决细小管腔难以灌注完全的难题。本试验拟从不同型号的ABS入手，选用市面常见的3种型号(PA-749SK、D-120、PA-717CK)的ABS，以绵羊作为试验动物，对管径细小、生理功能重要的支气管动脉进行灌注[12-15]，通过对铸型标本制作效果的比较，旨在探索适宜于制作绵羊支气管动脉以及其他细小管腔铸型标本的ABS型号，同时根据不同型号ABS的性能特点提出各自的适用性建议，并为近年来不断加剧的肺脏疾病提供基础学参考[16-17]。

1　材料与方法

1.1材料

1.1.1试验用动物选用成年健康绵羊18只作为试验用动物，屠宰后迅速摘取保留有心、肺、胸腔大血管以及胸段食管为一体的完整器官用于铸型标本制作。试验用动物随机分为3组(每组6只)，分别使用3种型号ABS进行灌注。

1.1.2ABS铸型剂选用市面上常见的3种ABS型号作为铸型剂材料，包括PA-749SK型ABS、 D-120型ABS和PA-717CK型ABS，不同型号ABS铸型剂的参数及主要性能指标见表1和表2。3种型号ABS，均购自镇江奇美化工有限公司。铸型标本增色剂为普通大红色油画颜料(硫化物与镉的化合物)，购自上海实业马利画材有限公司。

表1　 3种型号ABS单体成分比例构成

表2　3种型号ABS主要性能指标

1.2方法

1.2.1ABS铸型剂的配制

1.2.1.1低浓度ABS铸型剂的配制每种型号的ABS均配制40、60、80 g/L 3种浓度的铸型剂(表3)，配制时使用丁酮作为溶剂，用于支气管动脉的梯度灌注。

1.2.1.2高浓度ABS铸型剂的配制3种型号ABS均配制300 g/L浓度的铸型剂，使用丙酮和丁酮(1∶1)作为溶剂，用于支气管树的灌注。

表3　低浓度 ABS铸型剂配制

1.2.2器官灌注分离并经由胸主动脉对支气管动脉实施插管灌注。灌注时为了使小血管末端能够充盈，采取低浓度梯度灌注法，先灌注40 g/L的ABS溶液，再灌注60 g/L的ABS溶液，最后灌注80 g/L的ABS溶液。此外，对同一标本的支气管树采用相同型号的高浓度ABS进行铸型，以保证支气管动脉能够有攀附的支架并维持原有形态。

1.2.3腐蚀及后期处理选用500 mL/L浓盐酸作为腐蚀液。将灌入铸型剂后硬化完全的标本放入该溶液中腐蚀5 d～7 d，待腐蚀彻底后取出，用流水缓慢冲洗干净，晾干后即可用于试验观察，观察分为肉眼和扫描电镜(JSM-5600LV低真空扫描电子显微镜)观察两部分。

1.2.4铸型标本制作效果评价在保证灌注方法、铸型剂浓度梯度、灌注量一致的前提下，对不同型号ABS灌注制作完成的绵羊支气管动脉标本进行观察比较，比较的内容包括ABS铸型剂的溶解速度，所铸支气管动脉标本的柔韧性、细密度和表面光泽度等指标。

2　结果

2.13种型号ABS的溶解速度比较

结果表明，同一时间段内3种型号ABS的溶解速度以PA-749SK型最快，PA-717CK型次之，D-120型最慢。

2.2柔韧性比较

3种型号所制铸型标本在冲洗阶段均有不同程度的断裂和脱落，但各自的受损程度差异明显。其中柔韧性最强、断裂和脱落程度最低的型号为PA-749SK;其次为D-120;柔韧性最差、受损程度最严重的为PA-717CK。

2.3细密度比较

采用PA-749SK型ABS铸出的支气管动脉铸型标本分支清晰，细密度良好，末端血管分支保存较好，血管延伸长度均超过所灌支气管树。宏观观察支气管动脉分支可达7级～8级，形成了较为完整的肺部轮廓。肺叶末端出现许多血管密集区(图1-1)，扫描电镜观察部分血管密集区，可见支气管动脉微血管形成的肺泡周围毛细血管网(图2)。采用D-120型ABS铸出的支气管动脉铸型分支清晰，在支气管树上分布良好，支气管动脉长度基本与支气管树平齐(5级～6级血管)，但血管的细密度保存情况一般，未出现血管密集区(图1-2)。采用PA-717CK型ABS铸出的支气管动脉铸型分支清晰，肺叶支气管动脉部分超出支气管树，但冲洗时断裂严重，动脉铸型的细密度一般，亦未出现血管密集区(图1-3)。

2.4光泽度比较

结果显示，PA-717CK型ABS制作完成的铸型标本，不论在支气管动脉还是支气管树，其铸型表面的光泽度均为最好，而D-120型ABS和PA-749SK型ABS所铸支气管动脉与支气管树标本表面光泽度均一般，二者之间差异不明显(图3)。

3种型号低浓度ABS铸型剂所制标本的主要性能比较如下(表4)。

1.PA-749SK型号所铸标本细密度；2.D-120型号所铸标本细密度；3.PA-717CK型号所铸标本细密度；BA.支气管动脉；B.支气管树

1.Density of specimens casted by PA-749SK model；2.Density of specimens casted by D-120 model；3.Density of specimens casted by PA-717CK model；BA.Bronchial artery;B.Bronchial tree

图13种型号ABS所铸标本细密度差别

Fig.1Density difference of bronchial arteries casted by three types of ABS

A.SEM(35×);B.SEM(200×)

图2PA-749SK型号所铸肺泡周围毛细血管网

Fig.2The pulmonary alveolar capillary networks casted by PA-749SK model

1.PA-749SK型号所铸标本表面光泽度；2.D-120型号所铸标本表面光泽度；3.PA-717CK型号所铸标本表面光泽度

1.Surface gloss of specimen casted by PA-749SK model；2.Surface gloss of specimen casted by D-120 model；3.Surface gloss of specimen casted by PA-717CK model

图33种型号ABS所铸标本表面光泽度差别

Fig.3Surface gloss difference of bronchial arteries and bronchial trees casted by three types of ABS

表4　3种型号低浓度ABS铸型剂所制标本的主要性能比较

3　讨论

3.13种型号ABS单体成分比例对铸型标本制作效果的影响

利用ABS制作铸型标本时，标本特性的重要影响因素之一为ABS成分中3种单体的混合比例。3种单体成分在ABS树脂内部的微观结构分为两大部分，一部分是构成材料主体的丙烯腈和苯乙烯共聚物，其所占比例一般与材料的硬度、表面光泽度呈正比；另一部分是分散于主体之间的橡胶颗粒成分，主要以聚丁二烯为主[18]。聚丁二烯可吸收外界的冲击能而抑制产品的开裂，使ABS材料又具备了良好的冲击强度和柔韧性[19]。

本试验结果表明，PA-749SK型ABS所铸支气管动脉标本柔韧性高，血管细密度良好，但表面光泽度一般。该型号中丁二烯的比例为19%～23%，显著高于其他两种型号，因此所铸动脉血管能够具备较高的柔韧性与细密度，但该型号中丙烯腈与苯乙烯的比例分别为20%～24%和54%～58%，相比PA-717CK型ABS略低，又使所铸标本的表面光泽度表现一般。PA-717CK型ABS所铸支气管动脉标本柔韧性低、细密度一般、但表面光泽度良好，这一结果也与该型号中丁二烯含量显著低于其他两种型号，而丙烯腈与苯乙烯含量最高的单体成分构成特点相一致。D-120型ABS中3种单体成分的含量介于前两种型号之间，因此所铸支气管动脉标本柔韧性中等、血管细密度和表面光泽度的表现一般。

3.23种型号ABS物理特性对铸型标本制作效果的影响及选用建议

影响ABS制作铸型标本优劣的另一重要因素为ABS自身的物理特性。其中，IZOD冲击强度和延伸率表示材料的柔韧性，其指标越高，表明ABS材料的柔韧性越好。流动系数为在标准时间内熔融树脂流出标准模具的速度，其数值越大，意味着ABS材料在单位时间内的流动速度越小，进而导致ABS材料不能及时流动至较细一级的管道，影响铸型标本质量。硬度则与ABS材料的脆性相关，硬度越大，脆性越强，硬度较小，柔韧性会增强。

在受试的3种ABS型号中，PA-749SK型的延伸率和IZOD冲击强度是3种型号中最大的，而流动系数和硬度是3种型号中最小的，其灌注出的支气管动脉标本柔韧性最好，血管细密度良好，说明该型号比较适宜于管腔细小、末端细密的管道的灌注。PA-717CK型ABS的延伸率、IZOD冲击强度和流动系数是3种型号中最低的，但硬度是3种型号中最高的，其灌注出的支气管动脉铸型标本柔韧性最差，细密度一般，但对于类似支气管树这样较粗的管道灌注是比较适合的。D-120型ABS的各项性能处于前二者之间，其灌注出的支气管动脉铸型标本特性也介于前两者之间，比较适合用于中等大小管腔的灌注。

PA-749SK、D-120和PA-717CK 3种型号的ABS相比，PA-749SK型号的ABS柔韧性大、流动性能好，能灌注出极细小的血管分支，适宜于作为细小管腔的铸型剂使用。

[1]刘裕红.ABS树脂阻燃技术的探讨[J].技术与市场，2013，20(12)：32-35.

[2]雒晓芳，陈丽华，杨具田，等.兰州大尾羊肾动脉血管分布铸型研究[J].黑龙江畜牧兽医:科技版，2012，9(17)：56-58.

[3]李世朋，魏飞彪，杨小龙，等.胎儿全身动脉铸型标本的制作改良[J].河南科技大学学报:医学版，2011，29(1)：18-19.

[4]谢明仁，俞文，张璐，等.圈养条件下亚成体雌性金钱豹肺微血管铸型的扫描电镜观察[J].兽类学报，2014，34(2)：205-208.

[5]张露丹.家兔后肢动脉铸型标本的制作方法[J].中国畜牧兽医文摘，2013，29(4)：40.

[6]王晓亮，朱灿灿，俞彬燕，等.通过主动脉灌注制作滩羊支气管动脉铸型方法的建立 [J].中国兽医科学，2013，43(4)：421-424.

[7]韩志磊,王晓亮,李路,等.单纯与联合灌注法构建猪支气管动脉立体标本[J].中国农业科学，2014，47(16)：3315-3322.

[8]Du X X,Yu H G,Yan J L,et al.The subpleural pulmonary microvasculature in newborn yak(Bosgrunniens) [J]. Vet Res Commun，2009，33(4)：355-365.

[9]Li L,Yan Z L,Han Z L,et al.Research on the casting method for making stereostructural model of gastric artery of pig[J].J Gansu Agr Univer，2014，49(5)：6-10.

[10]Wang X R,Liu Y,Guo T F,et al. Anatomic peculiarities of cerebral arterial system and blood supply in the yak(Bosgrunniens)[J].J Anim Vet Adv，2012，11(14)：2533-2539.

[11]Wang X R,Liu Y,Zhang L P,et al.Comparative anatomical study of the epidural retia mirabile in the yak and cattle[J].Asian J Anim Vet Adv，2012，7(9)：884-890.

[12]Akgun V,Battal B,Sari S.Bronchial arteries:normal anatomy,variation and radiologic evaluation[J].Surg Radiol Anat,2014，36(1)：103-104.

[13]Hori D,Noguchi K,Nomura Y,et al.Successful endovascular treatment of ruptured bronchial artery aneurysm[J].Asian Cardiovasc Thorac Ann，2014，21(5)：615-617.

[14]Subramani S,Diaz-Parlet J.Aortic valve replacement complicated by bronchial artery hemorrhage[J].J Cardiothorac Vasc Anesth，2015，29(3)：735-737.

[15]Sharma M,Garg M,Ghuman M S,et al.Bronchial artery embolization in chronic pulmonary thromboembolism:A therapeutic dilemma[J].Lung India，2015，32(6)：624-626.

[16]亢宁宁，刀筱芳，冯旭飞，等.山羊支原体山羊肺炎亚种和多杀性巴氏杆菌双重PCR检测方法的建立[J].动物医学进展，2014,35(12)：10-13.

[17]程亮亮，占松鹤，朱良强.猪繁殖与呼吸综合征诊断技术研究进展[J].动物医学进展，2013,34(3)：113-117.

[18]谈敦礼,李琰,陈红.常见ABS树脂的性能对比[J].甘肃石油和化工，2009，23(2)：20-25.

[19]陈振嘉.高光耐划伤ABS合金的制备及性能研究[D].广东广州：华南理工大学，2011.

Effects of Three Kinds Models of ABS on Bronchial Arterial Casting Specimens of Sheep

WANG Ning1,WANG Bai-xue2,HAN Zhi-lei1, LIU Ying1,DU Xiao-hua1,SHEN Chao-chao2,LU Yan-zhen1

(1.College of Veterinary Medicine,Gansu Agricultural University,Lanzhou，Gansu，730070,China;2.CollegeofLifeScienceandTechnology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou,Gansu,730070,China)

In order to explore the better acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) casting materials to perfuse the bronchial arteries,the three bronchial arteries casting specimens of sheep perfused by three types ABS (PA-749SK,D-120,PA-717CK) were compared.The results showed that, the casting specimen perfused by ABS of type PA-749SK had better flexibility and fine density;the specimen perfused by ABS of type PA-717CK had good surface gloss but poorer flexibility and fine density; while various performances of the specimen perfused by ABS of type D-120 were between the above two.The conclusion is that,among three types of ABS under test,ABS of type PA-749SK is more suitable for preparing bronchial artery casting specimen of sheep as well as can be selected as casting materials for preparing other small vessels.

ABS;bronchial artery;casting specimen;performance

2016-01-26

国家自然科学基金项目(31260587)

王宁(1991-)，女，山东荣成人，硕士研究生，主要从事基础兽医学研究。*通讯作者

S852.3

A

1007-5038(2016)09-0087-04