长脉冲超声联合微泡治疗大鼠后肢微循环栓塞的实验研究

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目的:  心肌无复流现象是指急性心梗患者在接受经皮冠脉介入术开通心表大冠脉后,病变相关区域心肌微循环灌注仍然缓慢甚至无灌注的现象。其中,微循环栓塞是造成无复流现象的重要因素之一。心肌无复流现象通常与恶性心律失常,难治性心衰等严重的并发症相关,给个人、家庭和社会带来沉重的负担。  目前已有报道证明,长脉冲超声联合超声微泡造影剂可以溶解微血栓,并且这种溶栓效果随着脉冲长度的增加而增强。在大鼠后肢微循环栓塞中使用频率为1MHz,声强1.5MPa的长脉冲(脉冲宽度5000μs,相当于5000周期)超声取得了显著效果。但既往研究显示,长时间超声照射在灌注慢的区域产生过热的风险,可能造成细胞的坏死。故本实验拟于活体动物上,探究引起微循环溶栓的有效脉冲周期,同时探寻引起显著溶栓且无明显副作用的最适脉冲周期,最后通过HE染色进一步探查长脉冲超声是否会对组织造成明显副作用,为未来攻克微循环溶栓提供一种新方法。  方法:  1、微血栓制备  取新鲜血凝块,经剪碎研磨微孔铁丝滤网过滤得到直径在10~200μm的微血栓。  2、声学微泡制备  实验使用的微泡为充满全氟丙烷气体的脂质微气泡,微泡平均直径(2.46±0.05)μm,浓度(2.99±0.19)×109/ml。  3、实验动物准备  清洁级Sprague Dawley(SD)大鼠,雄性,体重250~300g。3%戊巴比妥钠腹腔麻醉,仰卧固定于恒温鼠板,维持肛温37℃,右后肢备皮。左侧髂动脉置管用于注入微血栓,右侧颈外静脉置管用于匀速泵入微泡。  4、超声参数设定  (1)成像超声:西门子Sequoia512超声诊断仪评估血流。15L8探头,频率7MHz,机械指数(MI)=0.18,对比脉冲序列成像模式。选取大鼠右后肢横切面(以胫骨近心端为垂足,垂直胫骨的横切面),连续滴注造影剂过程中,观察到后肢肌肉均匀显影后,采用高机械指数脉冲(MI=1.9)破坏照射区微泡,存取局部组织造影剂再灌注充填的全部数字图像,用于评估局部血流变化情况。(2)治疗超声:实验中保持脉冲发生器(33210A,Agilent)的频率(1MHz)、机械指数(MI=1.8)、脉冲发放间隔(t=3秒)不变,超声治疗时间10分钟,比较不同脉冲长度(5、100、500、1000、5000、50000周期)的治疗效果。  5、超声微泡治疗方案  经左髂动脉注射微血栓成功制备大鼠右后肢微循环栓塞模型后,根据实验前确定的随机数据表,大鼠随机分入对照组及6个治疗组,每组6只。其中:(1)对照组:持续泵入微泡,连续成像超声观察,无治疗超声。(2)6个治疗组:在持续泵入微泡,连续成像超声观察同时,分别给予不同脉冲长度的治疗超声(从5、100、500、1000、5000到50000周期)。所有组别均在1分钟、5分钟、10分钟,存取再灌注成像图像分析血流。治疗结束后,处死大鼠,行后肢骨骼肌苏木精-伊红染色,观察治疗区内组织血管损伤情况。  6、图像分析  使用MCE软件对图像脱机分析,软件自动计算出骨骼肌平台期声强度(A),代表后肢微血管血流容积。  7、统计学分析  应用SPSS19.0软件进行统计分析,数据以均数±标准差表示。使用重复测量方差分析,P<0.01为差异具有显著性,Bonferroni进行多重比较,调整检验水准P<0.002为差异具有显著性。  结果:  1、缺血后肢微循环血流变化情况  1.1、各实验组血流灌注趋势的比较:5、100和50000周期治疗组微循环血流灌注状态较对照组无明显差别;500、1000和5000周期治疗组微循环血流灌注状态显著高于对照组、5、100和50000周期组(P均<0.01)。其中,1000周期和5000周期组疗效显著高于500周期(P均<0.01),而1000周期和5000周期组间无明显差别(P>0.01)。  1.2、各治疗组治疗效果比较:微循环栓塞后,所有组别平台期声强度(A)显著下降,7个分组间无明显差别(P均>0.01)。对照组、5、100、50000周期组,微循环栓塞后A值持续低于栓塞前(P<0.0001,与栓塞前比较)。500、1000、5000周期组,治疗5分钟后,A值显著的高于栓塞后,同栓塞前比较再无明显差别(P均>0.01)。比较10分钟时三组A值,1000周期与5000周期无明显差别(P>0.01),500周期组和5000周期组无明显差别(P>0.01),1000周期显著高于500周期(P<0.01)。  2、组织损伤程度的比较  对照组、5、100周期组,后肢骨骼肌染色切片可见由微血栓所致微循环栓塞,未见明显组织血管损伤等现象。500、1000、5000周期组,微血管内未见明显微血栓栓塞,未见明显组织血管损伤等现象。50000周期组,可见明显渗血征象,细胞血管壁结构紊乱。  结论:  长脉冲超声,从500周期到5000周期,联合脂质微泡对大鼠后肢微循环栓塞有良好的溶栓效果,未见明显副作用;其中,500周期和5000周期无显著差别,1000周期和5000周期无显著差别,而1000周期优于500周期,故更推荐使用1000周期;当脉冲长度达到50000周期时,可以引起组织血管渗血等副作用。
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