聚丙烯酰胺凝膠栓塞劑栓塞家兔肝動脈效果觀察

韋佳良，蒙志斌，范立維，馬亦龍，歐盛秋，趙昌(廣西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院，南寧 530021)

·基礎研究·

聚丙烯酰胺凝膠栓塞劑栓塞家兔肝動脈效果觀察

韋佳良，蒙志斌，范立維，馬亦龍，歐盛秋，趙昌(廣西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院，南寧 530021)

摘要：目的探討以聚丙烯酰胺凝膠為血管栓塞劑對家兔行肝動脈栓塞的效果。方法 選擇15只家兔，通過右股動脈—肝動脈置入微導管并注入聚丙烯酰胺凝膠栓塞劑，造影觀察肝動脈的栓塞情況。于術前1 d、術后1、3、7 d取外周耳緣靜脈血檢測ALT、AST水平變化。術后3、7、14 d各取2只解剖，取出肝臟，大體觀察肝臟表面情況，并制備切片行HE染色，光學顯微鏡下觀察栓塞后肝臟組織病理學改變。結果術中栓塞劑推注過程順利，均無微導管堵塞情況；栓塞后復造影，肝細小動脈及其分支、末梢動脈被栓塞未顯影。術后1、3 d ALT、AST均高于術前(P均<0.05)。術后3、7 d ALT、AST均低于術后1 d(P均<0.05)。栓塞后3 d肝周結締組織炎癥反應明顯，肝血竇及匯管區(qū)炎細胞浸潤，并見血栓形成。結論 聚丙烯酰胺凝膠栓塞劑對家兔肝動脈栓塞效果確切，可徹底栓塞目標肝動脈，對肝功能損害小，是一種理想的血管栓塞材料。

關鍵詞：聚丙烯酰胺；凝膠；栓塞劑；肝動脈

理想的血管栓塞劑是血管介入放射學的重要研究課題。目前常用的栓塞材料如明膠海綿、聚乙烯醇、無水乙醇、碘化油等由于存在流動性差、容易反流、栓塞后易形成側支循環(huán)導致病變復發(fā)等缺陷，一定程度上制約了介入栓塞的療效。醫(yī)用聚丙烯酰胺凝膠在人體內具有良好的穩(wěn)定性和組織相容性，已被用作人體軟組織填充劑。藥理學及毒理學研究證實，聚丙烯酰胺凝膠用于人體是安全的[1～4]，但其作為血管栓塞劑應用的效果尚不明確。前期試驗中我們確定了制備聚丙烯酰胺凝膠作為介入栓塞劑的最佳聚合條件[5]。2012年9月～2013年3月，我們觀察了聚丙烯酰胺凝膠對家兔肝動脈的栓塞效果，現(xiàn)報告如下。

1材料與方法

1.1材料實驗動物：中國家兔15只，普通級，雌雄不拘，體質量2.0～3.0 kg，由廣西醫(yī)科大學實驗動物中心提供。主要實驗試劑及儀器：聚丙烯酰胺凝膠栓塞劑(根據(jù)本課題組前期研究的聚丙烯酰胺凝膠制備方法[5]制備。制備過程中加入少量碘海醇注射液以便在X線下顯影觀察)。丙烯酰胺(AM，Wolsen公司)、N，N-甲叉雙丙烯酰胺(BIS，Amresco公司)、四甲基乙二胺(TEMED，Biotopped公司)、10%過硫酸銨(AP，Solarbio公司)；碘海醇注射液(寧波天衡制藥有限公司)；2.9F Progreat微導管(日本Terumo公司)；Integris Allura 15血管造影機(荷蘭 Philips Medical Systems Nederland BV公司)。

1.2實驗方法

1.2.1肝動脈栓塞方法全部家兔均采用微導管經(jīng)股動脈—肝動脈插管行肝動脈栓塞。術前禁食12 h，禁飲4 h。術前稱重，予地西泮10 mg+阿托品5 mg肌肉注射誘導麻醉，約10 min后將家兔固定于自制兔臺。右側腹股溝區(qū)備皮、消毒、鋪巾，逐層切開，暴露股動脈鞘，可見由外到內依次為股神經(jīng)、股靜脈及股動脈，仔細分離出股動脈1.0～1.5 cm，遠近端各放置絲線1條，結扎遠端絲線使股動脈暴露部分充盈。提起近端絲線，用普通10 mL注射器針頭穿破股動脈后，將帶微導絲的微導管經(jīng)破口送入股動脈腔內，全程X線透視下操作，確保微導管在腹主動脈內。將微導管超選至兔腹腔動脈及肝總動脈分別造影，觀察肝動脈走行。依照前期體外實驗的方法，根據(jù)肝動脈直徑計算所需聚丙烯酰胺凝膠的劑量[劑量(mL)=肝動脈直徑×長度×π/4]，以0.1 mL/s的速度注入肝動脈，并用1 mL肝素鹽水沖管。栓塞后復造影，觀察肝動脈栓塞效果。術畢拔出微導管并結扎股動脈近端。逐層縫合后繼續(xù)飼養(yǎng)。

1.2.2相關指標觀察

1.2.2.1血管栓塞情況觀察術中栓塞劑的流動情況、有無反流及異位栓塞等，栓塞后復造影觀察肝動脈及其細小分支的栓塞情況。

1.2.2.2肝功能指標術前1 d、術后1、3 、7 d通過外周耳緣靜脈采血，檢測靜脈血ALT、AST水平變化。

1.2.2.3肝組織病理學于術后3、7、14 d各取2只解剖，取出肝臟，大體觀察肝臟表面情況。將切下的肝臟用10%甲醛固定，酒精脫水、二甲苯溶液透明、浸蠟后進行石蠟包埋，切成5 μm切片，脫蠟后行HE染色。光學顯微鏡下觀察栓塞后肝組織病理學改變。

2結果

2.1血管栓塞情況術中栓塞劑推注過程順利，均無微導管堵塞情況；栓塞后復造影，肝細小動脈及其分支、末梢動脈被栓塞未顯影。見圖1。

注：A為栓塞前肝動脈造影；B為栓塞后肝動脈造影，肝細小動脈及其分支、末梢動脈被栓塞不顯影。

圖1肝動脈栓塞前后造影表現(xiàn)

2.2肝功能指標術后1、3 d ALT、AST均高于術前(P均<0.05)。術后3、7 d ALT、AST均低于術后1 d(P均<0.05)，見表1。

檢測時間nALTAST術前1d1525.1±2.424.6±2.1術后1d15104.9±7.6100.2±8.2*術后3d1568.8±6.976.1±9.1*﹟術后7d1530.9±3.532.9±4.9﹟

注：與術前比較，*P<0.05；與術后1 d比較，﹟P<0.05。

2.3組織病理學改變術前家兔肝細胞、周圍結締組織、血竇及匯管區(qū)清晰可辨。肝動脈栓塞術后3 d鏡下見大量肝細胞壞死，周圍結締組織炎癥反應明顯，肝血竇及匯管區(qū)炎細胞浸潤，部分小動脈內見凝膠及血栓混合物形成。肝動脈栓塞術后7 d及14 d，肝細胞大量壞死并崩解，周圍結締組織增生明顯，小動脈內凝膠及血栓混合物仍可見。

3討論

肝癌的血供是其生長及轉移的必要因素，介入栓塞對肝癌的治療作用主要針對阻斷肝癌組織的血供，使腫瘤組織缺血壞死，達到抑制腫瘤生長的目的。但介入栓塞術后，由于腫瘤組織部分血管再通、新生血管形成等原因，殘留組織可繼續(xù)生長，從而降低了肝癌栓塞治療效果。栓塞材料是影響栓塞治療效果的因素之一。肝動脈灌注化療栓塞術所用的常規(guī)栓塞劑如明膠海綿及聚乙烯醇等遇水可發(fā)生膨脹，無法栓塞腫瘤周邊微血管網(wǎng)；碘油雖然可長期滯留在缺乏枯否細胞和淋巴系統(tǒng)的腫瘤組織內，但進入到腫瘤周邊動脈及門脈小分支內的碘油可很快被肝組織清除，難以發(fā)揮徹底栓塞腫瘤供血動脈和門靜脈的效果，同時多次碘油栓塞后會產(chǎn)生較多的側支血管，并可使栓塞不徹底的癌組織血管內皮生長因子表達增強，有助于新生血管的形成[6]。栓塞術后新生血管形成為肝癌復發(fā)和轉移的根源，可嚴重影響肝動脈灌注化療栓塞術的治療效果。肝癌表面新生血管存在著廣泛的動脈—門靜脈吻合，一旦動脈栓塞，門靜脈血經(jīng)門脈吻合流入空虛的動脈內，腫瘤血供可在短時間內恢復，且門靜脈本身也是腫瘤轉移的主要途徑，因而徹底栓塞腫瘤周邊的血管包括門靜脈小分支對于防止腫瘤血供的恢復、延緩腫瘤復發(fā)與轉移有重要意義。隨著介入治療的廣泛應用，研制更易經(jīng)導管注射、可控性強、不易堵管及反流、能避免誤栓非靶器官的栓塞材料成為肝癌介入栓塞術的重要研究課題。

關于聚丙烯酰胺凝膠毒性及藥理學已得到大量基礎研究[7～12]論證。聚丙烯酰胺本身及其水解體沒有毒性，聚丙烯酰胺的毒性來自其殘留單體丙烯酰胺。丙烯酰胺為神經(jīng)性致毒劑，對神經(jīng)系統(tǒng)有損傷作用，中毒后可出現(xiàn)肢體無力、運動失調等癥狀。聚丙烯酰胺凝膠與人體組織有良好的相容性，且無毒性、致畸、致癌作用，制備過程簡易，聚合成凝膠之前呈液態(tài)，由于其低濃度、低黏性，可順利通過不同規(guī)格導管，可操作性強。與其他血管栓塞劑相比，聚丙烯酰胺凝膠可迅速閉塞包括微小動脈在內的不同口徑血管，栓塞后可誘發(fā)脈管內血栓形成，可進一步提升栓塞效果。

在經(jīng)肝動脈插管行家兔栓塞治療的插管途徑方面，一些學者選擇借助顯微外科設備，開腹后直視下穿刺肝動脈。我們認為此法操作繁瑣，對分離血管技術的要求高，創(chuàng)傷大，一旦分離或剪開破口不慎，將導致插管實驗失敗。因此，我們選擇了經(jīng)股動脈—肝動脈插管法，該方法創(chuàng)傷小，操作簡便，2.9 F微導管易通過腹腔動脈到達肝動脈，成功率高，血管造影清晰。本研究發(fā)現(xiàn)，術中聚丙烯酰胺凝膠栓塞劑推注過程順利，均無微導管堵塞情況，栓塞后肝細小動脈及其分支、末梢動脈被栓塞，病理學檢查發(fā)現(xiàn)肝臟周圍結締組織炎癥反應明顯，肝血竇及匯管區(qū)炎細胞浸潤，并見血栓形成，提示聚丙烯酰胺凝膠可徹底、牢固栓塞肝動脈及其周邊的動脈及小分支，避免側支循環(huán)的形成，使肝組織出現(xiàn)明顯的缺血壞死。本研究發(fā)現(xiàn)，術后1、3 d ALT、AST均高于術前，術后3、7 d ALT、AST均低于術后1 d，提示雖然術后1、3 d血清ALT、AST均明顯升高，但術后7 d可基本恢復至術前水平，考慮聚丙烯酰胺凝膠既可以徹底栓塞目標肝動脈，又可以避免正常肝組織被栓塞，對于肝組織受損、不能徹底栓塞的患者具有重要意義。

綜上所述，聚丙烯酰胺凝膠對家兔肝動脈栓塞效果確切，對肝功能損害小，是一種理想的血管栓塞材料，其應用于臨床有待于后續(xù)實驗深入研究。

參考文獻：

[1] 李欣,鄭傳勝,馮敢生.移植性大鼠肝癌模型肝動脈栓塞前后的影像學特征與病理分析[J].臨床放射學雜志,2002,21(8):239-242.

[2] Kuszyk BS, Boitnott JK, Choti MA, et al. Local tumor recurrence following hepatic cryoablation: radiologic-histopathologic correlationin a rabbit model[J]. Radiology, 2000,217(2):477-486.

[3] Geschwind JF, Artemov D, Abraham S, et al. Chemoembolization ofliver tumor in a rabbit model: assessment of tumor cell death with diffusion-weighted MR imaging and histologic analysis[J]. VascInterv Radiol, 2000,11(10):1245-1265.

[4] Miao Y, Ni Y, Bosmans H, et al. Radiofrequency ablation for eradication of renal tumor in a rabbit model by using a cooled-tip electrode technique[J]. Ann Surg Oncol, 2001,8(8):651-657.

[5] 韋佳良,蒙志斌,范立維.聚丙烯酰胺凝膠的最佳聚合條件[J].山東醫(yī)藥,2014,54(19):31-33.

[6] 李欣,鄭傳勝,馮敢生.化療栓塞后VEGF的表達及其與微血管密度和細胞增殖關系的實驗研究[J].臨床放射學雜志,2004,23(2):162-165.

[7] 高萍,程王林,賈文英.丙稀酰胺單體的細胞毒性研究[J].實用美容整形外科雜志,2002,13(3):163-164.

[8] 田菲,魯開化,艾玉峰.聚丙烯酰胺水凝膠的組織相容性實驗研究[J].第四軍醫(yī)大學學報, 1999,20(11):966-969.

[9] 孫瑛,方彰林,丁芷林.大鼠皮下組織對親水性聚丙烯酰胺水凝膠的反應[J].中華醫(yī)學美容雜志,1999,5(3):141-143.

[10] 周智,魯開化.水凝膠與硅凝膠在香豬乳腺組織下生物學性狀的觀察[J].中國美容醫(yī)學雜志,2001,12(3):58-61.

[11] 高景恒,王忠媛,鄭剛.關于丙烯酰胺毒性的研究及相關規(guī)定[J].實用美容整形外科雜志,2002,13(3):148-154.

[12] 曹孟君,高景恒,魯開化.醫(yī)用聚丙烯酰胺水凝膠基礎研究與臨床應用[M].北京: 人民衛(wèi)生出版社,2000:77-79.

Effect of polyacrylamide gel as embolic agent in rabbit hepatic arterial embolism

WEIJia-liang,MENGZhi-bin,FANLi-wei,MAYi-long,OUSheng-qiu,ZHAOChang

(TumorHospitalAffiliatedtoGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Abstract:ObjectiveTo observe the effect of polyacrylamide (PAM) gel as the embolic agent in rabbit hepatic arterial embolism. MethodsFifteen rabbits were selected, and PAM gel was injected into the right femoral artery-hepatic artery via microcatheter. Hepatic artery embolization was observed by radiography. On preoperative 1 d and postoperative 1 d, 3 d and 7d, the changes of alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) levels in the peripheral venous blood was detected. On postoperative 3, 7 and 14 d, we dissect two from each group, took out the liver to generally observe the situation of liver surface and prepared sliced of HE staining to observed pathological changes after embolization under an optical microscope. Results During the operation, the injection process of embolic agents was smooth, and no microcatheter jammed. After embolism, angiography showed that small hepatic artery and its branches, peripheral artery were undeveloped. On postoperative 1 and 3 d, ALT and AST were higher than that before operation (all P<0.05). On postoperative 3 and 7 d, ALT and AST were much lower than that on postoperative 1 d (all P<0.05). The inflammation was evident at liver surrounding connective tissues, inflammatory cell infiltrated liver sinusoids and portal area with thrombosis after embolization. ConclusionPAM gel as an embolic agent for rabbit hepatic artery has exact effect. It can completely embolize objective liver tissues, and has a little damage to liver functions. Polyacrylamide gel is an ideal material for blood clots.

Key words:polyacrylamide; gel; embolic agents; hepatic artery

(收稿日期：2014-12-02)

通信作者：蒙志斌

基金項目：廣西壯族自治區(qū)自然科學基金資助項目(2010GXNSF-A013245)。

中圖分類號：R735.7；R816.5

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2015)10-0024-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.10.008