【摘要】：背景及目的心血管病是導(dǎo)致人類死亡的首要病因。美國(guó)心血管病協(xié)會(huì)的的調(diào)查顯示：2010年全年,因心血管病導(dǎo)致的死亡人數(shù)占北美所有死亡人數(shù)的31.9%,并且每年因心血管病需要進(jìn)行外科手術(shù)的患者約800萬例。膨體聚四氟乙烯是一種具有良好生物相容性的血管材料,由其制備的人工血管廣泛應(yīng)用于直徑大于6mm的血管置換手術(shù),但是當(dāng)血管的直徑小于6mm時(shí),膨體聚四氟乙烯血管的通暢率就降的非常低。主要因?yàn)榧毙云诘难ㄋㄈ瓦h(yuǎn)期的內(nèi)膜增生導(dǎo)致血管的堵塞。所以,自體血管,包括自體動(dòng)脈和靜脈仍然是小血管置換手術(shù)中的“金標(biāo)準(zhǔn)”選擇。但是,并不是所有的患者都有可以應(yīng)用的,質(zhì)量良好的自體血管；并且選用自體血管作為橋血管的手術(shù),手術(shù)效果受血管的質(zhì)量影響較大,在極端的情況下,曾行血管置換手術(shù)的患者,面臨無血管可用的困境。絲素蛋白具有良好的生物相容性,降解和吸收的速度較慢,并且降解后的產(chǎn)物無毒,不容易引起過敏反應(yīng)。更為重要的是,如果在絲素蛋白上進(jìn)行磺酸化處理,那么得到的材料就會(huì)具有抗凝的作用。抗凝作用的強(qiáng)弱與在其上面引入的磺酸基數(shù)量呈正相關(guān)。低溫等離子體技術(shù)是進(jìn)行材料表面改性的常用方法,該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有,它可以在改變材料表面性質(zhì)的同時(shí),不對(duì)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶來?yè)p傷。為了能夠制備一種可以在臨床上應(yīng)用于冠脈搭橋手術(shù)的小口徑人工血管,本研究經(jīng)過不斷的探索,構(gòu)建了一種等離子體磺酸化絲素蛋白膜膨體聚四氟乙烯復(fù)合小口徑人工血管。課題研究中選擇了內(nèi)徑為4mm的膨體聚四氟乙烯小口徑人工血管,先用氬等離子對(duì)該血管進(jìn)行處理,然后利用絲素蛋白液涂覆處理后的膨體聚四氟乙烯血管內(nèi)壁。待絲素蛋白液干燥后形成絲素蛋白膜結(jié)合于人工血管內(nèi)壁,再用二氧化硫等離子體處理血管內(nèi)壁,使絲素蛋白膜表面帶上磺酸基團(tuán)。之前的研究顯示,該類血管在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了良好的血液相容性。為了能夠發(fā)明出可以應(yīng)用于冠脈搭橋的小口徑人工血管,本研究進(jìn)行了內(nèi)徑4mm等離子體磺酸化絲素蛋白膜膨體聚四氟乙烯小口徑人工血管的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究。本課題利用該復(fù)合小口徑人工血管置換了新西蘭大白兔的腹主動(dòng)脈,并與市售的4mm膨體聚四氟乙烯血管相對(duì)比,以明確該復(fù)合小口徑人工血管的通暢率是否優(yōu)于普通的膨體聚四氟乙烯血管。材料和方法2.1、4mm等離子體磺酸化絲素蛋白膜膨體聚四氟乙烯復(fù)合小口徑人工血管的制備取內(nèi)徑為4mm的膨體聚四氟乙烯血管,長(zhǎng)度為6cm,垂直樹立于等離子體機(jī)中,設(shè)定參數(shù)為：放電電壓壓強(qiáng)70Pa,放電功率60W,放電時(shí)間20min,處理氣體為氬氣。處理后立即用1.5mg/ml絲素蛋白溶液涂敷血管內(nèi)壁,絲素蛋白由桑蠶繭中提取,選用的方法為鹽析法。待絲素蛋白涂敷于膨體聚四氟乙烯血管內(nèi)壁滿意后,再次利用等離子體的方法處理絲素蛋白膜復(fù)合聚四氟乙烯血管,選用氣體為二氧化硫。設(shè)定的參數(shù)為：流量:20SCCM;壓力：20Pa；放電功率：60W；處理時(shí)間：20min。將處理后血管用環(huán)氧乙烷消毒,包裝備用。制備好的血管內(nèi)壁用掃描電鏡檢查,觀察絲素蛋白膜的涂覆情況。血管表面元素分析用X射線光電子能譜儀(XPS)檢測(cè)。2.2、小口徑血管置換手術(shù)的兔實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?shí)驗(yàn)選擇22只新西蘭大白兔為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,隨機(jī)分為兩組,實(shí)驗(yàn)組12只,對(duì)照組10只。動(dòng)物的飼養(yǎng)按照中華人民共和國(guó)和廣東省的相關(guān)法律執(zhí)行,實(shí)驗(yàn)方案由南方醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過。將試驗(yàn)用兔稱重,之后用1%戊巴比妥經(jīng)兔耳緣靜脈緩慢注入麻醉,劑量為30mg/kg,麻醉至兔心率降至160-180次/分,呼吸頻率40-60次／分,兔對(duì)疼痛刺激無明顯反應(yīng)。將兔固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,兔腹部皮膚備皮,用碘酒、酒精消毒兔腹部皮膚,選擇腹部正中切口,位置于腹部中下1/3處,加用1%鹽酸利多卡因局部浸潤(rùn)麻醉,依次切開腹部皮膚及腹白線,長(zhǎng)度約4cm。用乳突撐開器撐開腹部切口。用溫鹽水紗布將周圍腸道、膀胱推向腹部?jī)蓚?cè)及下方。暴露腹主動(dòng)脈,結(jié)扎腹主動(dòng)脈分支,同時(shí)經(jīng)耳緣靜脈注射肝素,劑量為3mg/kg,小心將腹主動(dòng)脈與下腔靜脈分離開。用游標(biāo)卡尺測(cè)量腹主動(dòng)脈外徑,然后阻斷分離的腹主動(dòng)脈近、遠(yuǎn)端,于中部橫斷腹主動(dòng)脈,于腹主動(dòng)脈前壁做一長(zhǎng)約3mm至4mm切口,用連續(xù)縫合的方法,用6-0Prolene線將小口徑人工血管與腹主動(dòng)脈近端吻合。同法將人工血管與腹主動(dòng)脈遠(yuǎn)心端吻合�？p合遠(yuǎn)端最后一針時(shí)暫不打結(jié),輕輕開放近心端血管阻斷鉗,排出人工血管內(nèi)氣體,然后夾閉近端阻斷鉗,開放遠(yuǎn)端阻斷鉗排除人工血管內(nèi)氣體。同時(shí)觀察有無近端吻合口及遠(yuǎn)端吻合口出血。如無吻合口出血或出血量少,將遠(yuǎn)端吻合口處打結(jié),然后開放遠(yuǎn)端血管阻斷鉗及近端血管阻斷鉗。如吻合口出血量大,用6-0 Prolene線加小塊腹肌組織褥式縫合出血處,然后再次排氣。傷口全面止血,滿意后用4號(hào)絲線間斷縫合關(guān)閉兔腹肌,用1號(hào)絲線間斷縫合關(guān)閉兔腹部皮膚,傷口用酒精擦洗,無菌輔料覆蓋,膠布固定。術(shù)中注意記錄手術(shù)時(shí)間和主動(dòng)脈的阻斷時(shí)間。待兔清醒后送至單獨(dú)兔籠內(nèi)飼養(yǎng)。術(shù)后48小時(shí)給予青霉素預(yù)防感染,劑量為50000IU/kgo術(shù)后6小時(shí)開始給予阿司匹林抗聚治療,劑量為3mg/kg。同時(shí)給予雷尼替丁抑制胃酸,劑量為5mg/kg,防止胃潰瘍。術(shù)后第一天常規(guī)給予兔糧飼養(yǎng)。術(shù)后觀察：觀察腹部人工血管是否通暢。術(shù)后每天觀察2次,主要觀察有無兔雙下肢癱瘓,有無下肢肌力增高,雙下肢強(qiáng)直；于兔大腿內(nèi)側(cè)觸摸股動(dòng)脈搏動(dòng),波動(dòng)良好可以判定腹主動(dòng)脈通暢,波動(dòng)差或無波動(dòng)時(shí)需行腹主動(dòng)脈B超檢查,了解有無人工血管堵塞或狹窄。其次觀察傷口、腹部有無出血,傷口有無感染跡象。術(shù)后每3日行腹主動(dòng)脈B超檢查一次,了解有無腹主動(dòng)脈閉塞或狹窄。腹部傷口每2日換藥一次,9天后拆線。兔出現(xiàn)腹主動(dòng)堵塞后用戊巴比妥實(shí)施安樂死,劑量為120mg/kg。然后切開腹部取出人工血管標(biāo)本。在存活的動(dòng)物當(dāng)中,獲取標(biāo)本的方法類似。獲取標(biāo)本后用生理鹽水輕輕沖洗,然后在兩側(cè)吻合口處縱行切下部分標(biāo)本,于中部橫斷切下部分標(biāo)本,固定后送掃描電鏡檢查。觀察術(shù)后3天,術(shù)后第4天至3個(gè)月,術(shù)后3個(gè)月內(nèi)兩組血管通暢率的情況,將兩組對(duì)比。在分析第4天至3個(gè)月的通暢率時(shí),剔除原本在3天內(nèi)堵塞血管的數(shù)據(jù),防止3天內(nèi)栓塞的血管數(shù)量對(duì)之后的影響。內(nèi)皮細(xì)胞的覆蓋面積借助Metamorph軟件,得出實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組血管在3個(gè)月時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋的血管內(nèi)壁比例多少。統(tǒng)計(jì)方法：實(shí)驗(yàn)中的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的方式表達(dá),行兩樣本的T檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料用卡方檢驗(yàn),P0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,選用SPSS13.0作為統(tǒng)計(jì)軟件。結(jié)果3.1、材料、動(dòng)物和手術(shù)中的基本情況掃描電鏡檢查提示對(duì)照組的膨體聚四氟乙烯血管表面可見聚四氟乙烯纖維,而實(shí)驗(yàn)組血管的內(nèi)壁基本被絲素蛋白膜覆蓋。手術(shù)中的兩組兔的體重,手術(shù)時(shí)間,主動(dòng)脈阻斷時(shí)間,腹主動(dòng)脈直徑對(duì)比無明顯差異,P值均大于0.05.3.2、血管通暢率實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組血管在術(shù)后3天,術(shù)后第4天至3個(gè)月,術(shù)后3個(gè)月的通暢率可以在相應(yīng)的表格中看到。實(shí)驗(yàn)組術(shù)后3天的通暢率高于對(duì)照組(100%VS60%P0.05),實(shí)驗(yàn)組在3天內(nèi)未見血管的栓塞。超聲檢查可以明確血管通暢與否,并且超聲的血流頻譜檢查可以測(cè)量血流的速度。但是在對(duì)照組,超聲檢查發(fā)現(xiàn)較多例數(shù)的血管內(nèi)栓塞,血管內(nèi)的血栓形成,血流頻譜檢查未見血流通過。在術(shù)后第4天至3個(gè)月和術(shù)后3個(gè)月的兩個(gè)時(shí)間段內(nèi),實(shí)驗(yàn)組血管的通暢率均優(yōu)于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。血管置入3個(gè)月后掃描電鏡檢查提示：實(shí)驗(yàn)組血管內(nèi)表面的內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)和粘附較好,內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋了血管內(nèi)壁的84%面積,內(nèi)皮細(xì)胞縱向生長(zhǎng),同時(shí)橫向連接。但是在對(duì)照組,內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)較差,覆蓋的內(nèi)壁面積約11%,對(duì)照組血管的內(nèi)表面可見血小板激活,紅細(xì)胞聚集,和細(xì)胞基質(zhì)的沉積。結(jié)論總之,本研究通過改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù),制備出了涂敷更滿意的等離子體磺酸化絲素蛋白膜膨體聚四氟乙烯復(fù)合小口徑人工血管。并利用兔制備了新的小口徑血管置換手術(shù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?該模型可以利用體征和超聲檢查及時(shí)、準(zhǔn)確、方便的觀察小血管通暢與否,值得推廣。本課題利用該模型驗(yàn)證了內(nèi)徑4mm的等離子體磺酸化絲素蛋白膜膨體聚四氟乙烯復(fù)合小口徑人工血管的通暢率。結(jié)果顯示：該實(shí)驗(yàn)血管的通暢率優(yōu)于普通的同內(nèi)徑的膨體聚四氟乙烯血管�？赡艿脑�?yàn)榛撬峄慕z素蛋白膜使實(shí)驗(yàn)組血管比對(duì)照組血管擁有更好的血液相容性和生物相容性。
[Abstract]:Background and destination cardiovascular disease is the leading cause of human death . The American Heart Disease Association ' s survey shows that , throughout 2010 , the number of deaths due to cardiovascular disease accounted for 31.9 % of all deaths in North America , and about 8 million patients who underwent surgery for cardiovascular disease each year were widely used for vascular replacement surgery with a diameter greater than 6 mm .
In order to produce a small - caliber artificial blood vessel with the inner diameter of 4mm , it can be applied to the inner wall of artificial blood vessel .
discharge power : 60W ;
The rabbits were anesthetized by X - ray photoelectron spectroscopy ( XPS ) . The operation time and the blocking time of the aorta were noted in the procedure . The operation time and the blocking time of the aorta were noted . After the operation , the rabbits were fed to separate rabbit cages . After operation 48 hours after operation , penicillin was given to prevent infection , the dose was 5 mg / kg , and the gastric ulcer was prevented .
In the experimental group , there was no significant difference between the two groups . The results showed that there was no significant difference between the blood vessels in the experimental group and the control group after 3 days of operation . Conclusion : In the control group , the growth of endothelial cells is poor , the area of the inner wall is about 11 % , the inner surface of the control group is about 11 % , the inner surface of the control group shows platelet activation , red blood cell aggregation and deposition of the cell matrix .
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.08;R54

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本文編號(hào)：2124029