實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈使用醫(yī)用膠栓塞的可行性研究*

蔣天鵬,王黎洲,李 興,宋 杰,吳曉萍,安天志,周 石

(貴陽醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科,貴陽 550004)

論著·基礎(chǔ)研究

實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈使用醫(yī)用膠栓塞的可行性研究*

蔣天鵬,王黎洲,李 興,宋 杰,吳曉萍,安天志,周 石△

(貴陽醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科,貴陽 550004)

目的 通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察醫(yī)用膠栓塞實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈的可行性及安全性，探討不同栓塞劑濃度對血管栓塞過程及效果的影響,為其臨床應(yīng)用提供指導(dǎo)。方法用不同比例的超液化碘油與醫(yī)用膠組成的混懸液對18只實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈進(jìn)行栓塞，觀察栓塞情況及效果。結(jié)果栓塞劑經(jīng)導(dǎo)管注射順利，可經(jīng)微導(dǎo)管行反復(fù)栓塞，安全有效，栓塞可靠，均未見血管再通和造影劑外溢。術(shù)后病理檢查HE染色后光學(xué)顯微鏡下見動(dòng)脈內(nèi)栓塞劑呈不規(guī)則形或分支狀折光性透亮物質(zhì)，其中,5∶1、4∶1組以細(xì)、小動(dòng)脈栓塞為主，二者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),3∶1組以中型動(dòng)脈栓塞為主，與5∶1組、4∶1組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),腎組織可見充血、變性、凝固性壞死、鈣化及纖維組織增生等不同改變。術(shù)后腎功能呈一過性損害,白細(xì)胞一過性升高，1周后均恢復(fù)至術(shù)前水平，術(shù)后肝功能未見明顯異常。結(jié)論醫(yī)用膠栓塞實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈可行，不同濃度的醫(yī)用膠可以選擇性栓塞腎動(dòng)脈各級(jí)分支。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；腎動(dòng)脈；栓塞；醫(yī)用膠

1989年Brothers等[1]首先報(bào)道了IBCA用于腦動(dòng)靜脈畸形的血管內(nèi)栓塞治療，拉開了液體栓塞劑廣泛應(yīng)用的序幕[2-3]。開發(fā)尋找既便宜、安全、有效的液體栓塞劑是當(dāng)前介入放射學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用介入放射學(xué)技術(shù)，經(jīng)股動(dòng)脈穿刺選擇性插管至實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈行栓塞治療，觀察醫(yī)用膠栓塞實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈的可行性，探討醫(yī)用膠與超液化碘化油的不同配比在實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈栓塞中的有效性和安全性，從而為其在介入放射中的臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象及栓塞劑制備 選擇健康的新西蘭大白兔18只，體質(zhì)量(2.9±0.5)kg，雌雄不限，月齡8～12個(gè)月(由貴陽醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)。根據(jù)栓塞劑濃度配比不同隨機(jī)分為3組，每組6只，超液化碘油與醫(yī)用膠按5∶1、4∶1、3∶1比例配制成3種濃度，分別用于上述3組實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈的栓塞。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

1.2.1 器材 BD密閉式靜脈留置針18 G(中國，蘇州碧迪醫(yī)療器械有限公司)，塑形后的2.7 F同軸微導(dǎo)管系統(tǒng)(日本，泰爾茂株式會(huì)社)。

1.2.2 設(shè)備 數(shù)字減影血管造影機(jī)(AXIOM Artis，德國，西門子公司)，石蠟切片機(jī)，光學(xué)顯微鏡，多媒體彩色病理圖文分析系統(tǒng)。

1.2.3 藥劑 醫(yī)用膠(每套0.5 mL，中國，北京福愛樂科技發(fā)展有限公司)，超液化碘油注射液(每支10 mL，法國，加柏)；碘佛醇(每瓶50 mL，中國，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司)；鹽酸氯胺酮注射液(2 mL：0.1 g，中國，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司)，肝素鈉注射液(2 mL：1.25萬U，中國，成都市海通藥業(yè)有限公司)。

1.3 栓塞方法及過程

1.3.1 術(shù)前準(zhǔn)備 所有大白兔術(shù)前均禁食4 h，仰臥位固定于手術(shù)臺(tái)上，予鹽酸氯胺酮1 mL加生理鹽水5 mL經(jīng)耳緣靜脈注入麻醉，然后予氯胺酮2 mL溶入5%葡萄糖水150 mL持續(xù)緩慢靜脈滴注維持[4-5]，雙側(cè)腹股溝區(qū)備皮、消毒。

1.3.2 栓塞劑的配置 使用規(guī)格1.0 mL的注射器抽取0.1 mL醫(yī)用膠，與超液化碘油按照1∶5、1∶4、1∶3 3種比例混合成栓塞劑，分別用于3組大白兔腎動(dòng)脈栓塞。

1.3.3 動(dòng)脈插管 根據(jù)股動(dòng)脈搏動(dòng)確定穿刺點(diǎn)后，使用BD靜脈留置針以Seldinger法穿刺股動(dòng)脈成功后，經(jīng)套管引入微導(dǎo)管系統(tǒng)。先行腹主動(dòng)脈造影，了解雙側(cè)腎動(dòng)脈情況，再選擇性插管至一側(cè)腎動(dòng)脈主干開口處行造影檢查，觀察其主要分支走行。

1.3.4 栓塞 將微導(dǎo)管頭端置于一側(cè)腎動(dòng)脈開口處，然后將配置好的不同濃度的超液化碘油和醫(yī)用膠栓塞劑以低壓流控技術(shù)[6]緩慢注入，在透視下嚴(yán)密監(jiān)視，血流變緩時(shí)停止栓塞，嚴(yán)防栓塞劑反流，栓塞結(jié)束后用5%葡萄糖水沖管，每次栓塞結(jié)束后再次行腎動(dòng)脈造影以證實(shí)栓塞效果。

1.3.5 穿刺點(diǎn)處理 栓塞及腎動(dòng)脈再次造影結(jié)束后拔出微導(dǎo)管及靜脈留置針，股動(dòng)脈穿刺點(diǎn)局部壓迫止血2～3 min后予以繃帶包扎，6 h后拆除繃帶。

1.4 觀察指標(biāo) 分別于術(shù)后1、7、30 d分別處死實(shí)驗(yàn)兔，取出腎臟觀察大體標(biāo)本,然后以10%甲醛固定,送組織切片(HE染色)行病理學(xué)檢查觀察腎臟細(xì)胞壞死情況及腎動(dòng)脈血管栓塞情況。腎動(dòng)脈栓塞前及栓塞術(shù)后1、7 d復(fù)查兔肝功能[谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine transaminase，ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate Transaminase，AST)]；腎功能[血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)、血肌酐(creatinine，Cr)]；血常規(guī)[白細(xì)胞(white blood cells，WBC)、紅細(xì)胞(red blood cells，RBC)、血小板(platelet，PLT)]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用配對設(shè)計(jì)t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 腎動(dòng)脈插管栓塞情況 兔腎動(dòng)意義脈插管較易，微導(dǎo)管在相應(yīng)導(dǎo)絲的引導(dǎo)下均較容易進(jìn)入腎動(dòng)脈主干或者一級(jí)分支，所配置的栓塞劑在透視下顯影清晰，經(jīng)導(dǎo)管注射順利，易于控制。栓塞后即時(shí)造影，見腎動(dòng)脈從其中部或遠(yuǎn)端阻斷呈殘根狀，不同濃度栓塞劑腎動(dòng)脈栓塞情況有所不同。術(shù)后亞急性和慢性期再次行對側(cè)股動(dòng)脈穿刺插管復(fù)查造影示栓塞可靠，均未見血管再通現(xiàn)象和造影劑的外溢，亦未見側(cè)支循環(huán)形成，見圖1～3。

2.2 實(shí)驗(yàn)室檢查 腎功能BUN、Cr于治療后1 d升明顯升高，于7 d后恢復(fù)正常；肝功能中的ALT、AST指標(biāo)在栓塞前、后則無明顯變化；血常規(guī)中RBC、PLT的波動(dòng)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，WBC治療后1 d增加，7 d后復(fù)查降至正常,見表1。

2.3 組織病理學(xué)結(jié)果

2.3.1 肉眼大體標(biāo)本所見 栓塞后24 h栓塞腎稍腫大、質(zhì)硬，表面充血并可見散在分布點(diǎn)狀出血灶，皮髓質(zhì)界限及髓放線尚清楚(圖4～5)；栓塞后7 d腎臟表面可見散在分布的缺血性梗死灶，皮髓質(zhì)界限尚清，髓放線模糊(圖6～7)；1周內(nèi)，栓塞腎重量與對側(cè)相比無明顯差異。栓塞后30 d，栓側(cè)腎臟明顯機(jī)化縮小，且栓側(cè)腎臟與周圍組織嚴(yán)重粘連，游離困難，腎臟包膜增厚，不易剝離，切面呈灰黃色，皮髓質(zhì)界限不清，髓放線消失(圖8～9)，與對側(cè)正常腎臟相比，栓塞腎重量明顯減輕。

圖1 栓塞后再次造影可見腎動(dòng)脈末梢分支消失(5∶1組)

圖2 栓塞后再次造影示腎動(dòng)脈主干及一級(jí)分支仍正常顯影(4∶1組)

圖3 栓塞后再次造影示腎動(dòng)脈主干及一級(jí)分支呈“鑄型”改變，遠(yuǎn)端分支消失未顯影(3∶1組)

表1 腎動(dòng)脈栓塞前、后肝腎功能及血常規(guī)的改變

圖4 栓塞24 h后腎稍腫大、質(zhì)硬，表面充血并可見散在分布點(diǎn)狀出血灶

圖5 栓塞24 h后腎切面皮髓質(zhì)界限及髓放線尚清楚

圖7 栓塞7 d后腎切面皮髓質(zhì)界限尚清，髓放線模糊

2.3.2 光學(xué)顯微鏡下觀察表現(xiàn) 見表2。病理評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：(1)腎細(xì)動(dòng)脈栓塞：腎組織內(nèi)細(xì)動(dòng)脈管腔內(nèi)見不溶于血液的異常物質(zhì)填充。無該病變：陰性(-)，1～5個(gè)細(xì)動(dòng)脈栓塞：輕度(+)，6～15個(gè)細(xì)動(dòng)脈栓塞：中度(++)，16個(gè)以上細(xì)動(dòng)脈栓塞：重度(+++)；(2)腎小動(dòng)脈栓塞：腎組織內(nèi)小動(dòng)脈(血管壁無平滑肌)管腔內(nèi)見不溶于血液的異常物質(zhì)填充。無該病變：陰性(-)，1～3個(gè)小動(dòng)脈栓塞：輕度(+)，4～10個(gè)小動(dòng)脈栓塞：中度(+++)，11個(gè)以上小動(dòng)脈栓塞：重度(+++)；(3)腎中型動(dòng)脈(肌型動(dòng)脈)栓塞：腎組織內(nèi)中型動(dòng)脈(血管壁主要由平滑肌構(gòu)成)管腔內(nèi)見不溶于血液的異常物質(zhì)填充。無該病變：陰性(-)，1個(gè)中型動(dòng)脈栓塞：輕度(+)，2～3個(gè)中型動(dòng)脈栓塞：中度(++)，4個(gè)以上中型動(dòng)脈栓塞：重度(+++)。

圖8 栓塞30 d后腎明顯機(jī)化縮小

圖9 栓塞30 d后腎切面呈灰黃色，皮髓質(zhì)界限不清，髓放線消失

表2 各組大鼠腎動(dòng)脈栓塞情況

術(shù)后病理HE染色后光學(xué)顯微鏡下觀察，上述各期栓塞腎中,腎血管內(nèi)可發(fā)現(xiàn)不規(guī)則形或分支狀折光性物質(zhì)(圖10),此種物質(zhì)可阻塞腎動(dòng)脈各級(jí)分支,其中，5∶1組、4∶1組以細(xì)動(dòng)脈及小動(dòng)脈栓塞為主，二者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；3∶1組以中型動(dòng)脈栓塞為主，可見部分小動(dòng)脈栓塞，但細(xì)動(dòng)脈栓塞極少見，與5∶1組、4∶1組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，3組間腎組織變性壞死差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在腎動(dòng)脈較大分支內(nèi),這種具有折光性的物質(zhì)常使血管腔部分阻塞,但其周圍往往有較多纖維素沉積而使血管腔完全閉塞(圖11～12)，小血管腔常因被此種物質(zhì)填塞而顯著擴(kuò)張(圖13),但通常并不進(jìn)入腎小球內(nèi)。急性期腎組織內(nèi)血管擴(kuò)張充血，血管壁未見明顯破壞，腎組織變性，見輕度炎細(xì)胞浸潤，未見明顯凝固性壞死及纖維組織增生(圖14)，亞急性和慢性期局部血管壁仍多數(shù)正常,只見少部分變性，部分小血管內(nèi)有纖維素性血栓形成，腎組織可見廣泛變性、凝固性壞死，壞死周邊見廣泛炎性細(xì)胞浸潤帶，其中慢性期可見鈣化形成，見圖15～16。

圖10 細(xì)、小動(dòng)脈栓塞(×100)

圖11 細(xì)動(dòng)脈栓塞伴血栓形成(×200)

圖12 中型動(dòng)脈栓塞伴血栓(×100)

圖13 小動(dòng)脈栓塞(×200)

圖14 腎小球玻璃樣變性伴炎性細(xì)胞浸潤(×200)

圖15 壞死、鈣化(×100)

圖16 壞死、炎性細(xì)胞浸潤(×100)

圖17 正常腎圖(×100)

3 討 論

液體栓塞劑的應(yīng)用是介入放射工作的重要部分。理想的液體栓塞材料應(yīng)具備以下條件:(1)生物相容性好；(2)能有效栓塞血管；(3)無毒、無致癌、無致畸作用；(4)材料容易獲得；(5)能通過各種不同的輸送微導(dǎo)管；(6)能夠有效引起無損害性炎性反應(yīng)和血栓形成；(7)栓塞可控性，能夠判斷栓塞開始和結(jié)束點(diǎn)，不透X射線[7-8]；(8)易于通過細(xì)長的輸送微導(dǎo)管，具有非黏附性，能自動(dòng)脈端彌散到毛細(xì)血管，而且栓塞效果具有永久性，無血管再通現(xiàn)象[9]。

醫(yī)用膠由含量均為99%以上的α-氰基丙烯酸甲氧基乙酯(ethy1-methoxy-α-cyanoacrylate)、α-氰基丙烯酸正辛酯(N-Octyl-α-cyanoacrylte)、α-氰基丙烯酸正丁酯(N-butyl-α-canoacryl ate)等不同酯基的氰基丙烯酸酯配伍單組分組成。第四軍醫(yī)大學(xué)藥理室、西安醫(yī)科大學(xué)組胚教研室及病理室、同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院等對近1 000只小鼠、大鼠、家兔、家犬體內(nèi)注入醫(yī)用膠后分別在1、3、6個(gè)月和1、2年進(jìn)行解剖,對腦、心、肺、肝、脾、胰、腎、前列腺、睪丸等進(jìn)行病理觀察,結(jié)果均無致畸、致癌、促癌、染色體畸變等損害[10-12]。目前廣泛應(yīng)用于普外科、心胸外科、神經(jīng)外科、耳鼻喉科、骨科、燒傷科、產(chǎn)科、腫瘤科、美容整形外科等科室手術(shù)中，具有止血、封閉、粘合、堵漏、栓塞、防粘連、固定粉碎性骨折等作用[13-15]。

作者通過對栓塞腎病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，醫(yī)用膠進(jìn)入動(dòng)脈后隨血流阻塞在不同級(jí)別的分支內(nèi)，在血管內(nèi)均勻彌散，呈鑄型，引起靶組織血管閉塞，其中，5∶1組、4∶1組以細(xì)動(dòng)脈及小動(dòng)脈栓塞為主，但兩組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；3∶1組以中型動(dòng)脈栓塞為主，可見部分小動(dòng)脈栓塞，但細(xì)動(dòng)脈栓塞極少見，與5∶1組、4∶1組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這充分證明了不同濃度栓塞劑可栓塞不同級(jí)別的腎動(dòng)脈分支，其中，5∶1組、4∶1組栓塞劑可栓塞直徑小于2 μm的細(xì)動(dòng)脈，達(dá)到末梢栓塞的效果，3∶1組以腎動(dòng)脈主干及一級(jí)分支栓塞為主，且相對于5∶1組和4∶1組較易出現(xiàn)粘管、反流等嚴(yán)重并發(fā)癥，需嚴(yán)格掌握栓塞技巧。腎臟是終末動(dòng)脈供血的器官，其對缺血缺氧的耐受性低，其動(dòng)脈被栓塞后，不能形成側(cè)支循環(huán)，故栓塞劑致靶動(dòng)脈閉塞后均可導(dǎo)致相應(yīng)腎臟組織變性壞死，各組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。急性期可見腎組織內(nèi)血管管腔擴(kuò)大，管壁變薄，管腔內(nèi)充滿紅細(xì)胞，腎組織結(jié)構(gòu)不清，腎小球內(nèi)細(xì)胞腫脹，可有淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞、巨嗜細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等炎細(xì)胞浸潤。亞急性期和慢性期，血管腔內(nèi)仍可見栓塞劑存在，這與復(fù)查腎動(dòng)脈造影結(jié)果相符合，但腎組織結(jié)構(gòu)模糊不清，并有明顯破壞，細(xì)胞核消失，僅見腎組織輪廓，紅染加深，腎組織內(nèi)可見鈣化，各期均未見明顯血管壁壞死，亦無明顯異物巨細(xì)胞反應(yīng)，說明醫(yī)用膠不僅栓塞效果可靠，慢性期仍無血管再通，而且生物相容性比較好，安全，結(jié)合栓塞前、后生化指標(biāo)提示腎功能僅為一過性損傷，進(jìn)一步說明了醫(yī)用膠作為血管內(nèi)栓塞劑安全可靠，無明顯毒性反應(yīng)。

本研究發(fā)現(xiàn)醫(yī)用膠作為血管內(nèi)栓塞劑的優(yōu)點(diǎn)為：(1)在血管中彌散程度好，栓塞完全；(2)栓塞遠(yuǎn)期效果肯定，不會(huì)發(fā)生再通；(3)術(shù)后病理反應(yīng)溫和，未見血管壁的壞死等較為嚴(yán)重的不良反應(yīng)；(4)費(fèi)用相對低廉，適合中國的國情；(5)醫(yī)用膠雖屬于黏附性液體栓塞劑，具有聚合速度適當(dāng)、聚合熱低、擴(kuò)散性能好、價(jià)格相對便宜等特點(diǎn)。且只要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)技巧操作，可以達(dá)到根據(jù)造影效果經(jīng)同一導(dǎo)管多次注射，既保證了栓塞效果，又節(jié)省了費(fèi)用；(6)與Onyx膠等非黏性液體栓塞劑相比亦具有價(jià)格低、無血管毒性，而且可通過普通導(dǎo)管注射等優(yōu)點(diǎn)；(7)與無水乙醇、碘化油等只能栓塞末梢血管相比，醫(yī)用膠可根據(jù)不同濃度配置栓塞不同級(jí)別的靶血管，進(jìn)而為其臨床應(yīng)用于多種不同類型疾病的血管內(nèi)栓塞治療奠定了基礎(chǔ)；(8)醫(yī)用膠與超液化碘油可混合而不發(fā)生凝固，超液化碘油既可起到稀釋醫(yī)用膠的作用，又可使其在透視下顯影，從在栓塞過程中可密切監(jiān)視栓塞情況。

本研究初步結(jié)果表明醫(yī)用膠栓塞實(shí)驗(yàn)兔腎動(dòng)脈簡單易行，易于控制，栓塞效果可靠、時(shí)間長久，而對血管的刺激性小，無明顯的并發(fā)癥。不同濃度的醫(yī)用膠具有不同的凝固時(shí)間，栓塞水平亦不相同，臨床工作中可以根據(jù)病灶的情況而選擇不同的濃度?？傊?，醫(yī)用膠是一種安全高效的血管內(nèi)栓塞劑，有著廣泛的臨床應(yīng)用前景。

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Feasibility study of embolization with medical adhesive on renal artery in rabbits*

JiangTianpeng，WangLizhou，LiXing，SongJie，WuXiaoping，AnTianzhi，ZhouShi△

(DepartmentofRadiology,AffiliatedHospitalofGuiyangMedicalCollege,Guiyang,Guizhou550004,China)

Objective To observe the feasibility and security of the embolization with medical adhesive on renal artery in rabbits by animal experiments,and explore the effectiveness of different concentration of embolic agents on the process and the effect of embolization for vascular,and provide guidance for clinical application of medical adhesive.MethodsA mixture of different ratios of lipiodol and medical adhesive were used to embolize the renal artery in 18 rabbits,the usage and effects of embolization were observed.ResultsEmbolic agents were seen under the fluoroscopy,easy to control and inject transcatheter,also repeated injected by one micro-catheter safety and effectively.Angiography review showed a reliable embolization,no vascular recanalization and no spillover of contrast agent.Optical microscope,after HE staining in postoperative pathological examination ,showed irregular shaped embolic agents or branch like refractive index of transparent material in the embolized artery.In 5∶1 group and 4∶1 group,arteriole and small artery were mainly embolized,there was no significant difference between the two groups(P>0.05);Whereas medium sized artery was mainly embolized in 3∶1 group,compared with the 5∶1 group and 4∶1 group,the differences was statistically significant(P<0.05).After operation,renal function was transient damage,leukocyte was transient increasing,one week later,both of renal function and leukocyte were recovered,and there was no significantly renal function anomaly.ConclusionIt is feasible,safe and effective for medical adhesive to embolize rabbits renal artery,the different concentration of the embolic agents can embolize the different branches of rabbit renal artery.

animal experiments；renal artery；embolization;medical adhesive

10.3969/j.issn.1671-8348.2015.35.007

貴州省科技計(jì)劃課題基金資助項(xiàng)目(黔科合SY字[2012]3145號(hào))。

：蔣天鵬(1975-),副主任醫(yī)師，碩士，主要從事臨床介入放射學(xué)研究?！?/p>

，Tel：13809477708；E-mail：156722229@qq.com。

R816.7

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1671-8348(2015)35-4917-05

2015-05-05

2015-07-09)