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目的:随着社会的发展,缺血性心脏病的患病率和死亡率也在逐年提高,目前成为一些地区居民死亡的首位原因,其中冠状动脉粥样硬化性心脏病(atherosclerotic heart disease AHD)占很大的部分。冠状动脉旁路移植术自1969年Favalora将自体大隐静脉(great saphenousvein,GSV)作为血管桥第一次应用于临床获得成功以后,以GSV为材料的冠状动脉移植术已经成为了临床上治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病AHD的有效手段之一。由于自身的组织学和生理学的特点,GSV存在明显的近远期病变率,从而导致移植手术的失败或影响术后的长期效果。乳内动脉、桡动脉等动脉性管道已经被广泛应用于临床且比GSV有更高的近远期通畅率,10年通畅率可达90%以上,但是由于动脉移植手术自身特点,如手术难度较大、操作繁琐、耗时较长、取材部位较少等缺点,现临床上最广泛应用的血管桥的材料还是大隐静脉。
如何提高GSV桥远期的通畅率已经成为了心血管外科研究的热点。影响GSV通畅率的因素有很多,其中包括:血管本身条件,外科离取技术,血管内皮细胞(VEC)的保护完整程度,移植后GSV的动脉化反应,抗凝药物应用,危险因素控制等等。
血管内膜形态结构的完整性及其功能的完整性对远期通畅效果起着十分重要的作用。目前临床围手术期采用的治疗和预防狭窄发生的方法有很多,如药物治疗、光动力学疗法、基因治疗和放射线照射疗法等等,但都没有明确可靠地效果。
研究表明血管内皮损伤从开始离取、扩张和保存血管时就已经开始。所以no-touch外科离取技术,离取后血管桥的保护和手术过程中娴熟轻柔的操作是狭窄预防的关键。
临床上在冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass graft CABG)中GSV离取后到手术吻合之前常用不同的保护液充盈、冲洗管腔和浸泡保存。理想的保护液能快速明显的扩张GSV,抑制GSV的痉挛,减少血管内膜损害,保护GSV内皮细胞形态结构和功能的完整性,从而起到预防狭窄的作用。临床最常用的肝素和(或)罂粟碱盐水保护液,能够一定程度上缓解GSV的痉挛,但缺乏对内皮细胞的有效保护作用。
本实验旨在研究前列地尔(PGE1)对兔颈外静脉血管桥的保护作用,从而为临床冠状动脉旁路移植术中静脉保护液的选取提供有力的实验证据。
方法:实验于2009年3月至2009年12月于河北医科大学第二附属医院心外科实验室完成。
本实验采用同侧颈外静脉-颈总动脉实验动物模型。选用30只健康普通家兔(由河北医科大学实验动物中心提供),随机分为三组:A、B、C三组,术中以三种不同保护液(肝素保护液、罂粟碱保护液、前列地尔保护液)对静脉桥构建过程中血管桥的保存进行干预,获取的颈外静脉以三种不同保护液50mmHg压力冲洗管腔2次,检查有无漏血后存放于不同的保护液中60分钟。
取部分颈外静脉作为血管桥行端侧吻合于同侧颈总动脉之上,部分静脉制作成相应的标本进行电镜下超微结构的对比观察;术后2周对在体静脉桥近吻合口处和中央部进行活体取材。
对浸泡1小时的标本采用透射电镜对比观察内皮细胞超微结构,以判断不同处理因素之间保护效果的差异;对术后2周的标本,采用计算机图像分析系统在显微镜下进行分析,对管腔增生程度进行形态学对比,测量不同处理组管腔内膜层增生程度的差异,测定血管壁内皮细胞和平滑肌细胞SP免疫组化染色的阳性率,并进行统计学分析,初步探讨PGE1对GSV内膜增生所引起的术后狭窄的预防效果。
结果:肝素组-A组罂粟碱组-B组前列地尔组-C组
对实验动物近吻合口处和中央部静脉桥进行分别取材
1移植静脉的吻合口处标本组织病理学变化HE染色
1.1各处理组之间近吻合口处相比管腔内皮细胞和平滑肌细胞增生程度(内膜和中膜增生厚度)均不存在差异,P>0.05,统计学无明显意义。
1.2各处理组之间近吻合口处SP染色结果显示,各组之间内皮细胞和平滑肌细胞增生程度均不存在差异(P>0.05)。
2移植静脉的中央部标本组织病理学变化HE染色
2.1管腔增生程度(术后两周管腔内膜+中膜厚度(D1)与术前内膜+中膜厚0度(D2)之比,(D1/D2%)
A组(480.126±27.460)、B组(478.881±46.608)、C组(282.115±44.757)
A组和B组相比P>0.05,无明显差异;C组与A或B组相比P<0.05,C组与A、B组之间均有明显差别,有统计学意义。
2.2 SP免疫组化染色结果显示:每高倍镜400x视野下单位面积中,增生细胞数/总细胞数(N0/N%)
A肝素组(53.340±5.681)、B罂粟碱组(53.198±5.837)、C前列地尔组(31.516±2.543)
A组和B组相比P>0.05,无明显差异;C组与A或B组相比P<0.05,统计学有明显意义。
2.3透射电镜观察
2.3.1肝素组:内膜层不连续,甚至中断、残缺,细胞连接破坏,内皮细胞水肿,与基底连接不紧密,可见线粒体、内质网等细胞器水肿,部分胞膜不完整,胞浆、细胞器流失,细胞变的疏松,内膜层附着血小板,纤维素等物质,并有部分可见中膜平滑肌暴露。
2.3.2罂粟碱组:内膜连续尚可,有局部内膜薄弱疏松,细胞结构尚完整,线粒体及内质网等细胞器水肿程度较肝素组轻。
2.3.3前列地尔组:内膜上偶见附着的血小板和纤维素等,细胞膜结构完整,胞核核膜完整,胞核染色质稀疏均匀,胞浆均匀,线粒体及内质网等细胞器水肿程度较轻,细胞器状态稳定,内膜层连接紧密未见中膜暴露,基底部连接紧密,内膜层保护较完整。
结论:本实验结果表明
1兔颈外静脉-颈总动脉移植模型中,术后吻合口处的再狭窄与选用何种保护液关系不大,可能与吻合技术、缝线和血流动力学的变化有关。
2前列地尔保护液组兔颈外静脉桥再狭窄的程度要明显小于临床中常用的肝素和罂粟碱,延缓了静脉桥再狭窄的进程,提高了移植静脉通畅率。
3前列地尔保护液对血管内皮细胞完整性的保护作用要优于肝素盐水和罂粟碱,并且对内皮细胞和中膜平滑肌细胞的过度增殖有一定的抑制作用,使血管桥远期通畅率有所提高。