【摘要】： 研究的背景和目的： 神經(jīng)外科臨床時會遇到梭形或寬頸動脈瘤，含有主干或多根穿枝的動脈瘤，動脈瘤伴有粥樣斑塊或鈣化，以及動脈瘤頸部破裂或較脆者等，栓塞和手術夾閉均困難，棘手的的難題有兩方面：①夾閉不全或栓塞不全，術后復發(fā)、再出血難以避免。②閉塞重要穿枝動脈導致缺血或梗塞。此外，栓塞和夾閉均不能加強變薄的瘤壁，此時，只有選擇外部包裹了。 包裹的材料有肌漿等自體組織和細薄棉紗布等，前者易于吸收，后者易引起異物反應導致視力障礙、顱神經(jīng)癱瘓和感染等副作用。此外，包裹技術和設備也存在不足。國內外學者做了大量的改進工作，定型產品有內襯滌綸或聚四氟乙烯片的Sund型金屬夾和在硅膠片外層貼上一層滌綸網(wǎng)的Fujitsu夾。前一種因僵硬無彈性、機械應力大，易引起動脈栓塞、動脈壁壞死再出血，且夾的直徑難以調節(jié)到與夾層動脈的外徑真正匹配，造成要以載瘤動脈被縮窄或不能真正加固動脈瘤；后一種是必須完全解剖載瘤動脈或動脈瘤，不能防止包裹片滑動與瘤夾移動，易造成術后動脈瘤的再出血。Uh1，等改用膨體聚四氟乙烯片包裹將Fujitsu夾進一步改良，但效果仍不理想。 此外，這3種包裹夾采用的合成材料，其組織相容性、安全性、柔韌性差；遠期不能降解吸收，可能引起嚴重的組織排斥反應。理想的包裹材料一直是包裹治療的重點攻關內容。 包裹治療遠期效果不良，主要歸咎于兩個方面：其一包裹材料不理想，副作用大，并發(fā)癥多；其二，包裹技術不完善，特別是瘤夾的匹配與滑移。如能克服這些不足，包裹治療將是顱內難治性動脈瘤治療有前景的發(fā)展方向之一。 有鑒于此，我們采用犬頸外靜脈嫁接頸總動脈制作梭形動脈瘤模型，探討梭形動脈瘤的發(fā)生發(fā)展機理；應用再生醫(yī)學工程研發(fā)的生物膜，進行完全匹配的包裹治療，觀察包裹后的血流動力學與組織學的特征性變化，探討包裹治療方法的遠期效果，以及生物膜作為動脈瘤壁包裹加強材料使用后的遠期轉歸。通過對生物膜、膨體聚四氟乙烯(e-PTFE)、滌綸和自體靜脈等四類材料在包裹治療中的遠期對照觀察，探討動脈瘤包裹治療的最理想材料；針對包裹治療中存在的不足，設計研制新型的帶生物膜跨血管包裹性動脈瘤夾，通過動物實驗與臨床應用，驗證其治療效果。 材料與方法： 第一章：犬嫁接性梭形動脈瘤模型的制作，血流動力學與組織學對照觀察。 1．模型的制作：犬雙側的頸外靜脈1.5cm(剝除外膜后)嫁接頸總動脈缺損1.5cm，顯微吻合。 2．血流動力學檢測：10只犬隨機編號，術后第4天、6周、13周各取4只犬數(shù)字減影血管造影(DSA)，觀察模型的形態(tài)、通暢性、血流形態(tài)，測量血管參數(shù)，計算造影劑在瘤腔中滯留時間。術后第2、4、12周，每只犬均彩色多普勒超聲(CD)檢查，觀察模型的血流形態(tài)、特征性頻譜，測量血管參數(shù)、血流參數(shù)和斑塊厚度。 3．組織學觀察：術后第6、9、13周各取3只犬，麻醉下解剖觀察模型在體形態(tài)，標本光鏡下觀察組織學特征；透射電鏡觀察超微結構。 第二章：犬梭形動脈瘤生物膜包裹的血流動力學與組織學對照研究 1．完全匹配包裹動脈瘤模型的建立及分組：5只犬(1～5號)顯微外科技術制作梭形動脈瘤模型10枚。左側應用生物膜包裹模型，包裹后生物膜的管狀內徑與頸總動脈外徑匹配；包裹范圍：梭形動脈瘤全長+遠近端頸總動脈各0.5cm。右側不包裹，兩側對照各5枚。 2．血流動力學與組織學對照觀察：術后6個月，5只犬進行雙側模型CD血流動力學檢測；分別于術后第6、9、12、18、24月各取1只犬，雙側進行CD血流參數(shù)檢測、DSA對照觀察；隨后麻醉下解剖觀察模型在體形態(tài)，標本光鏡下對照觀察組織學特征，透視電鏡觀察超微結構。 第三章：四類材料在梭形動脈瘤包裹治療中的對照研究 1．包裹模型的建立與分組：10只犬制作雙側動脈瘤模型20枚術后3個月，按同一只犬兩側模型不同組對照的原則分4組，每組各5枚；參照第二章方法，采用四類材料包裹對照：A組—生物膜，B組—自體頸外靜脈，C組—膨體聚四氟乙烯，D組—滌綸片。 2．血流動力學與組織學觀察：術后1，3，6，9，12，18，24個月模型CD血流動力學檢測；術后第6、9、12、18、24個月各取2只(包含4組的模型各1枚)，DSA檢測，隨后活體解剖觀察；切取標本組織學對照觀察，，方法參照第二部分。 第四章：帶生物膜跨血管包裹性動脈瘤夾(帶膜包裹夾)的研制與臨床應用 1．設計與制作：按夾閉、包裹、防滑的要求設計帶生物膜跨血管包裹性動脈瘤夾(帶膜包裹夾)的結構模式，將生物膜膠合固定于Yasargil跨血管動脈瘤夾的鄂部夾齒，采用棱椎型壓痕壓迫方法制作而成。 2．實驗動物：5只犬制作雙側梭形動脈瘤模型10枚術后3個月，左側應用帶膜包裹夾完全匹配的包裹夾閉動脈瘤，右側動脈瘤作為對照。術后第6、9、12、18、24月，各取1只犬CD、DSA對照觀察雙側模型血流動力學特征；隨后解剖觀察模型在體情況；切取標本對照觀察組織學變化。 3．臨床應用：對臨床6例難治性顱內動脈瘤患者采用帶膜包裹夾施行瘤頸夾閉和瘤囊包裹術。術后觀察臨床狀況，隨訪DSA復查血流動力學情況。 結果： 第一章： 1．10只犬術后全部存活，反應、活動正常，20枚模型均形成形態(tài)良好的梭形動脈瘤，3個月內無自發(fā)破裂。 2．瘤腔內為渦流，CD見“五彩鑲嵌”血流，呈雙相渦流頻譜；DSA見造影劑通過近端吻合口速度驟然加快，經(jīng)瘤腔大部分直接流入遠側頸總動脈，小部分撞擊到遠端吻合口側壁，返流、高速旋轉，形成渦流，造影劑滯留明顯。 3．血管參數(shù)：動脈瘤長度隨時間延長而縮短，寬度隨時間延長而擴大，遠近端內徑隨時間延長而縮小，3個月左右重新擴大，趨于近端載瘤動脈內徑。斑塊4～6周增厚，13周機化、變薄。 4．血流參數(shù)：①收縮峰血流速度(Vs)：近端吻合口明顯高于頸總動脈、瘤腔；②舒張期末血流速度(Vd)：近端吻合口與瘤腔明顯大于頸總動脈、遠端吻合口。③阻力指數(shù)(RI)：遠近端吻合口高，瘤腔最低。 5．形態(tài)學變化：動脈瘤呈梭形，瘤壁薄、暗紅色，遠近端吻合口斑塊增生，延續(xù)動脈部分代償增大；中央部分瘤壁最薄，壁內有出血現(xiàn)象。 6．組織學及超微結構變化：①6～9周，以損傷為主：內皮細胞損傷、剝脫或空泡變性，內膜增厚、血栓附壁；平滑肌細胞向內膜遷移、受損、增殖、空泡變性；吻合口斑塊增生；中膜纖維斷裂。13周，以機化、重塑為主：內膜機化變薄、新生內皮細胞修復現(xiàn)象明顯；吻合口斑塊纖維增殖、變��；中膜纖維增殖、機化、變薄。②中膜出現(xiàn)振蕩—纖維斷裂—炎癥機化現(xiàn)象，平滑肌細胞嚴重受損、核結構模糊、胞漿內細胞器減少、變性；成纖維細胞增殖、通過“吞噬”活動重塑瘤壁；③炎癥細胞浸潤持續(xù)存在，巨噬細胞吞噬活躍，泡沫細胞與脂質沉積逐步增多。④膠元纖維增生，形成新生外膜。 第二章： 1．術后24個月內，5只犬全部存活，4號犬在術后16個月時出現(xiàn)左側上下肢無力，反應遲鈍；其余4只犬無異常。 2．血流動力學變化：包裹后瘤腔消失，CD顯像吻合口、包裹瘤腔、頸總動脈為延續(xù)良好的紅色層流，呈單向層流頻譜，Vs、Vd、與頸總動脈基本一致，阻力指數(shù)(RI)與頸總動脈完全一致(~*P＞0.05)，DSA顯示造影劑迅速通過無滯留。未包裹動脈瘤腔內為渦流，造影劑滯留明顯。4號犬在第18個月DSA不顯影。 3．形態(tài)學變化： 包裹瘤體：①形態(tài)、色澤、厚度、柔韌性與增加動脈匹配，生物膜與瘤壁無法分離，內膜光滑無增厚；②隨著觀察時間的延長，生物膜表面的毛細滋養(yǎng)血管的長入逐漸增多，包裹瘤壁的柔軟性與彈性逐漸接近頸總動脈。 動脈瘤：①呈梭形，瘤壁薄、暗紅色，吻合口斑塊機化，中央部分瘤壁最薄，壁內出血明顯；②隨著觀察時間的延長，瘤體逐步增大，瘤壁的柔軟性降低，部分可觸及鈣化硬結。③4號犬閉塞動脈瘤膨大特別明顯，炎性粘黏，遠端出現(xiàn)明顯增粗的側枝代償；瘤壁厚薄不均，出血、腫脹，部分破裂、血栓附壁機化；瘤腔內多層次陳舊與新鮮血栓，近端動脈出現(xiàn)延續(xù)性血栓。 4．組織學及超微結構變化： 包裹模型：①術后6月，吻合口無斑塊，內膜重塑，上皮細胞完整，中膜無振蕩分離；遷移的成纖維細胞崩解，釋放大量含膠原酶、蛋白酶的顆粒狀物，浸潤原膠元分子，造成其活化，形成螺旋鏈狀膠元纖維束，并誘導周圍自體膠元增生、包繞，其間隙可見新生血管。9月時上述現(xiàn)象更加明顯。②12月，活化的膠元組織變性分解，喪失螺旋鏈狀結構，轉變成波紋狀膠元，其內富含膠原酶、蛋白酶的顆粒狀物浸潤，并與自體膠元融合，新生血管增多。③18個月，波紋狀膠原降解，其纖維束內部成纖維細胞與平滑肌細胞長入，細胞核清晰，可見成纖維細胞“吞噬”與“合成一胞吐”現(xiàn)象。④24月，包裹瘤壁內膜薄而規(guī)則，中膜重塑，纖維規(guī)則、緊密；生物膜降解，被新生膠元纖維替代，具有明暗相間的周期性橫紋；新生血管、成纖維、平滑肌細胞生長。 動脈瘤：①6月，內皮細胞剝脫或空泡變性，內皮細胞下層病理性血管生成；瘤壁機化、重塑，炎癥細胞浸潤、泡沫細胞與脂質沉積增多，巨噬細胞吞噬活躍。中膜纖維斷裂—出血—機化，平滑肌細胞減少，成纖維細胞增殖，“吞噬”與“合成—胞吐”現(xiàn)象明顯。②隨著觀察時間的延長，上述現(xiàn)象進一步加重，瘤壁重塑、厚薄不均，機化、鈣化明顯，彈性下降。③閉塞動脈瘤內膜、中膜炎癥機化、崩裂，反復出血，含鐵血黃素細胞聚集，陳舊與新鮮血栓閉塞。 第三章： 1．術后10只犬全部存活，其中有4只犬術后3個月開始出現(xiàn)一側肢體無力，反應遲鈍，其余6只犬反應、運動正常。 2．血流動力學與組織學特征： A組：瘤腔內為層流，血流動力學特征與頸總動脈基本一致；瘤壁形態(tài)、色澤、柔韌性與頸總動脈匹配，生物膜與瘤壁無法辨別、分離，外表見滋養(yǎng)血管長入；內膜光滑無增厚、內皮細胞完整，吻合口無增生斑塊，內中膜血管、纖維排列規(guī)則；生物膜多層次降解、誘導細胞、纖維、毛細血管增生、融合，瘤壁厚度與頸總動脈基本一致，無振蕩出血與炎癥反應。 B組：1月，模型形態(tài)、血流參數(shù)接近頸總動脈；3月，模型變?yōu)樗笮�，瘤腔內為渦流，瘤體逐步膨大；血流參數(shù)與頸總動脈及生物膜組比較有顯著性差異(~*P＜0.05，~(**)P＜0.05)。瘤壁外表滋養(yǎng)血管粗大、壁內有出血灶，鏡下見內皮細胞受損、脫落，內膜增厚、泡沫細胞與脂質沉積增多；中膜纖維增生、機化，瘤壁纖維斷裂—出血機化—再出血現(xiàn)象明顯；包裹的頸外靜脈降解、纖維斷裂、大量炎癥細胞浸潤，可見鈣化灶。 C組：瘤腔縮窄，內壁出現(xiàn)波狀充盈缺損，瘤腔內為層流、血流速度明顯高于頸總動脈及生物膜包裹組(~*P＜0.05，~(**)P＜0.05)，近端側枝循環(huán)增多；瘤壁外表僵硬、粘黏、炎癥反應，內皮細胞部分脫落，內膜、中膜厚薄不均、纖維化；e-PTFE無降解，內部無毛細血管長入，有少量的成纖維細胞與炎癥細胞，周圍廣泛的鈣化灶及結石。6月2枚閉塞，吻合口增生、腔內雜色血栓。 D組：管腔塌陷變扁，血流速度增快；瘤壁致密硬化，外表炎性沾粘；1月2枚閉塞，6月共4枚閉塞，其內膜破壞、膠元裸露，致密血栓瘢痕化；1枚未閉塞者，瘤腔畸形、擴大(考慮縫合線部分斷裂)，內為渦流；內膜增厚，內皮細胞受損、部分附壁血栓與鈣化現(xiàn)象，瘤壁致密纖維化。滌綸無降解，內部大量的膠原基質、炎癥細胞浸潤。 第四章： 1．帶膜包裹夾的優(yōu)點：①鄂部夾齒與生物膜兩端棱椎型壓痕固定，可保持良好的對位；瘤夾與生物膜良好的匹配，增強了包裹、夾閉力，可有效的防止包裹片滑動與瘤夾移動。②瘤夾彈力環(huán)小巧不遮擋視線，生物膜呈半透明狀，可在直視下調節(jié)直至完全匹配狀態(tài)下進行包裹夾閉，操作方便。③生物膜理化性能接近人的血管壁，順暢塑型包裹，機械應力小。④設計合理，具備可供選擇的多種型號，可包裹、夾閉各種角度、大小和形狀的動脈瘤。⑤瘤夾的夾閉力量適度，可多次反復調整，彈性不衰減；瘤夾沒有磁性，不影響術后的CT和MRI檢查。 2．包裹夾閉后，CD見梭形瘤腔消失，形態(tài)變?yōu)殚L管狀，與頸總動脈類似；其內為層流，DSA見造影劑迅速通過無滯留。瘤體形態(tài)、色澤、柔韌性與頸總動脈匹配，生物膜與瘤壁融合，外表見滋養(yǎng)血管長入，瘤夾無滑移，“跨血管”環(huán)套及鄂部夾齒與頸總動脈良好匹配，無血管扭曲、壓窄現(xiàn)象，鄂部夾齒被增生纖維包繞，與血管壁牢固粘合，未見出血、炎癥現(xiàn)象。瘤壁結構規(guī)則，內膜無血栓，無出血與炎癥反應。生物膜多層次降解、誘導細胞、纖維、毛細血管增生、融合。 3．6例難治性顱內動脈瘤患者采用帶膜包裹夾施行瘤頸夾閉和瘤囊包裹，DSA復查，動脈瘤消失，載瘤動脈通暢。手術效果良好；出院時臨床狀況優(yōu)良者5例，輕殘1例(失語無改善，與術前臨床狀況差相關)，無重殘及死亡病例。 結論： 1．犬嫁接性梭形動脈瘤模型的血流動力學和組織學特征與人類動脈瘤一致；渦流的形成與動脈血流的高應力是梭形動脈瘤形成、生長與破裂的關鍵因素；模型的病理學改變是其對血流動力學變化的適應性重塑。渦流的振蕩所造成的瘤壁纖維斷裂、炎癥機化、變薄，以及炎癥細胞浸潤、泡沫細胞與脂質沉積增多、瘤壁變脆，是動脈瘤發(fā)生破裂的病理學基礎。 2．梭形動脈瘤模型存在著不斷生長與破裂的危險，其發(fā)生發(fā)展機制與人類真正的顱內梭形動脈瘤一致，是進行包裹治療研究的一種長期穩(wěn)定、可靠的理想動脈瘤模型。完全匹配的包裹方法，使得動脈瘤的血流動力學改變，與正常頸總動脈一致。包裹材料為瘤壁的修復提供了良好的支架，血流動力學的應力損傷得到緩解；瘤壁通過成纖維細胞的“吞噬”與“合成—胞吐”活動重塑，結構更加規(guī)則、合理。以動物蛋白質膠原為基本組成的生物膜，機械性能與生物相容性良好，近期可穩(wěn)定的粘黏，為組織再生提供支架，無急慢性組織排斥反應；遠期在組織重塑的過程中，支架能夠被完全降解和吸收，并同步被宿主組織替代，形成自體組織結構。 3．四類材料包裹對照：生物膜的生物相容性良好，機械強度足夠，多層次降解吸收，并同節(jié)奏、正匹配的誘導組織細胞的長入、融合。e-PTFE生物相容性較好，機械強度好，但不降解，遠期材料硬化、誘導周圍組織鈣化、結石。滌綸片結構有利組織細胞生長，但自我支持結構不良、易塌陷變形，不降解，炎癥反應嚴重。自體靜脈早期生物相容性良好，但易于主動降解，機械強度逐步下降，包裹效果不良。 4．帶生物膜跨血管包裹性動脈瘤夾能夠方便的進行完全匹配包裹，有效的防止包裹片滑動與瘤夾移動，鄂部夾齒上的生物膜能夠有效的加強薄弱的瘤壁；遠期可降解，并誘導組織生長，降解與新生組織的替代是同節(jié)奏、正匹配的進行，臨床應用效果良好。
【圖文】：

包裹的材料有肌漿12】等自體組織和細薄棉紗布[z]等，前者易于吸收[2]，后者易引起異物反應導致視力障礙、顱神經(jīng)癱瘓【，〕和感染等副作用。定型產品有內襯滌綸或聚四氟乙烯片的sund型[4]金屬夾(圖4一1)和在硅膠片外層貼上一層滌綸網(wǎng)的Fujitsu夾[5](圖4一2)。前一種因僵硬無彈性、機械應力大，易引起動脈栓塞、動脈壁壞死再出血口，“I，且夾的直徑難以調節(jié)到與夾層動脈的外徑真正匹配，造成要以載瘤動脈被縮窄或不能真正加固動脈瘤I4];后一種是必須完全解剖載瘤動脈或動脈瘤，不能防止包裹片滑動與瘤夾移動，造成術后動脈瘤的再出血[5，’]。uhl，等[8]改用PTFE片包裹將FujitS、l夾進一步改良，但效果仍不理想。此外

圖1一2術后哪A觀察:動脈瘤逐步擴少、，瘤腔內為ilyJ流，:1.4人.}。.6周。。，13周�！�1.造影劑滯留明顯。F191一2.DigitalsLlbtractio一la一191091‘aPllyafte一tlleoPel·atio一1:a.4tllday.b.6tll\Veek.c.]3tll\丫eek.d.t】leco一lstrast一1飛ediu一11tobedetai一ledobviouslv.
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：R651;R-332

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8 袁晨燕;韓R

本文編號：2581931