超声微泡造影剂经导管直接溶栓治疗犬股静脉血栓的实验研究

苏 畅,王芳芳,段续微,周玉斌

(辽宁省人民医院,1.超声诊断科;2.体检中心;3.血管外科,辽宁沈阳,110016)

目前,超声溶栓正在发展成为一种无创溶栓技术,有可能成为临床治疗各种急慢性动静脉血栓形成的重要辅助手段[1]。微泡造影剂可加强超声对体内血栓的助溶作用[2],两者联合应用溶栓效果更好[3]。导管直接溶栓比系统性溶栓效果更好。本实验拟建立犬股静脉血栓模型,应用导管直接溶栓的方法,探讨超声结合微泡造影剂介导尿激酶对犬股静脉血栓模型的助溶效应。

1 资料与方法

成年健康杂种犬13只(由中国医科大学动物部提供),体质量15～19 kg,平均17.5 kg,雌雄不拘。

动物血栓模型的制备:采取自身对照方法,随机选择一侧髂股静脉为实验组,对侧为对照组。肌注3%戊巴比妥以20～30 mg/kg,根据呼吸节律在12～16次/min及角膜反射消失,控制麻醉的深度,麻醉成功后将犬仰卧固定在操作台上,任选一侧股静脉区备皮,消毒后铺无菌单,用改良Seldinger法穿刺实验侧股静脉,于远端置入5F导管鞘,同时右侧颈静脉区备皮,同法穿刺右颈静脉置入5F导管鞘。经颈静脉鞘引入5F球囊导管在DSA透视下通过导管导引将球囊置于实验侧髂总静脉近下腔静脉开口处,充盈球囊阻断髂总静脉;同时经股静脉鞘引入另一个5F球囊导管将球囊置于股静脉远心端,充盈球囊阻断股静脉,并经导管注入用生理盐水5 mL稀释的凝血酶100单位;两个球囊间距4～6 cm,即为血栓形成段,4 h后抽瘪两端球囊退出导管。

仪器与方法:①仪器:应用HITACHI 7500彩色超声仪,探头:线振,频率:6～13 MHz。采用仪器预设于外周血管的条件,探头频率选用13 MHz。超声照射频率设为:2.0 MHz,机械指数调至:1.2,其他参数均在实验中保持不变。SIEMENS公司生产的ARCADIS Varic数字减影血管造影仪(DSA)。

②超声微泡造影剂:选用注射用六氟化硫微泡,商品名为声诺维(Sono Vue),内含六氟化硫59 mg,为白色冻干粉上充无色气体,应用时用5 mL生理盐水溶解摇匀。

③方法:实验犬随机分成3组,A、B组为5只,C组为3只。A组:尿激酶组:经股静脉置入溶栓导管,导管内给予尿激酶40万U,30 min内匀速滴入,并肝素抗凝。B组:尿激酶加超声及微泡组;经皮超声照射,探头频率:2.0 MHz,功率设定为1.0 W/cm2,超声作用时间:30 min,微泡给予声诺维0.8 mL于溶栓导管内注入,尿激酶用法及用量同A组。C组:对照组,不做任何处理。

④溶栓疗效评价指标:应用彩色多普勒超声及数字减影血管造影对溶栓后的血栓进行评价。

溶栓疗效的评估标准:Ⅰ级:血栓完全溶解,深静脉阻塞段血流通畅(可有少量残余血栓);Ⅱ级:超过50%的血栓被溶解;Ⅲ级:少于50%的血栓溶解;Ⅳ级:血栓不溶解或加重。

溶栓完成后静脉注入10%氯化钾处死动物,取血栓段血管于10%甲醛溶液中固定,经苏木精-伊红染色及石蜡包埋,置显微镜下观察血栓溶解情况。

2 结 果

2.1 溶栓疗效的比较

血管再通率:尿激酶组Ⅰ级2例,Ⅱ级2例,Ⅲ级1例;尿激酶加超声及微泡组Ⅰ级3例,Ⅱ级2例;对照组Ⅳ级3例。治疗后血管再通率尿激酶组与尿激酶加超声及微泡组均为100%,但再通等级不同,尿激酶加超声及微泡组优于尿激酶组。对照组血管再通率为0%,无1例再通。组间比较,尿激酶组、尿激酶加超声及微泡组差异无统计学意义,而尿激酶组、尿激酶加超声及微泡组与对照组比较均有统计学意义(P<0.05)。

2.2 血流再通情况

①彩色多普勒显示在治疗前建模段股静脉管径稍宽,内隐约可见低回声及絮状回声,无彩色血流显示(图1),血流评分为Ⅳ级;经治疗后于血栓段血管内可见一细窄血流沿血管边缘走行(图2),血流评分为Ⅲ级;如管腔内出现较粗血流,血流评分为Ⅱ级(图3);如管腔内血栓几乎全部溶解,则血流评分为Ⅰ级(图 4)。

②X线血管造影显示治疗前犬股静脉建模段血管完全阻塞(图5),其近心端可见血流充盈,治疗后血栓段管腔内完全充盈,可达Ⅰ级水平(图6)。

2.3 病理学检查结果

光镜下观察,对照组股静脉管腔完全梗阻,血管壁见附壁血栓(图7)。尿激酶组、尿激酶加超声及微泡组股静脉管腔内部部分融通,以尿激酶加超声及微泡组为优,部分血管壁见中性粒细胞,局部区域内皮细胞脱落(图8)。

图1 治疗前CDFI

图2 治疗后部分溶通

图3 治疗后大部分溶通

图4 治疗后完全溶通

图5 治疗前X线血管造影

图6 治疗后X线血管造影

图7 对照组股静脉病理

图8 尿激酶加超声及微泡组病理

3 讨 论

血栓是引起动静脉栓塞及相应脏器梗死的重要危险因素[4-5]。临床常用的治疗方法有系统性溶栓和经导管直接溶栓,经导管直接溶栓可提高溶栓效率减少并发症的出现。近年来,超声波因具有特殊的生物物理性质,不仅在诊断方面得到广泛应用,在治疗领域的发展也越来越受到瞩目。人们发现低频低强度超声波在一定条件下具有明显的辅助溶栓作用[6]。

超声波溶解血栓的机制主要与超声波的机械效应、空化效应和热效应等有关。由于血栓缺乏正常的胶原纤维,质地坚硬易碎,弹性极限小,容易被超声能量分裂和崩解[7]。超声波机械振动作用使栓子的纤维蛋白结构由紧密变为松散,充分暴露纤溶酶的作用位点,提高了酶的溶栓作用。超声可以导致液体轴流加速,产生声流现象,声流在血栓表面产生高速度梯度,形成剪切力,可以机械破坏血栓表面并增加纤维蛋白对纤溶酶的暴露,增加溶栓作用。液体中存在的微小气泡即空化核,在超声作用下产生振荡,扩大收缩以致内爆破,形成超声空化作用。空化作用发生时,微小气泡内聚集的能量释放出来,其周围的空间里产生高温、高压、冲击波和射流等极端物理现象,对血栓有破坏作用。此外,超声波可使局部温度在一定程度上提高,增加酶的活性,提高纤溶酶的溶栓作用。

微泡造影剂的治疗作用逐渐被认识,主要体现在两方面:首先,微泡的结构类似脂质体,是一种良好的基因或药物载体,可用于靶向治疗[8-9]。其次,微泡的空化核作用显著降低了超声空化阈值,增强空化效应,与超声联合应用时效果明显[10-12]。用于超声造影剂微泡直径多在微米级,不能透过微血管壁进入组织间隙,超声和微泡造影剂相互作用在体内产生的生物效应就主要发生在血管内皮表面或血管壁深层结构[13]。

超声联合微泡造影剂的体内及体外实验国内外均已开展,取得了较好的应用前景[14-15]。本实验将超声联合微泡造影剂与溶栓药一起应用,接近于临床,因体内存在纤溶系统和内源性组织纤溶酶原激活物,可与溶栓药协同作用。

[1]Mayer S,Grayburn PA,Myocardial contrast agents:recent advances and future directions[J].Prog Cardiovasc Dis,2002,44(1):33.

[2]Lawrie A,Brisken A F,Francis S E,et al.Microbubble enhanced ultrasound for vascular delivery[J].Gene Ther,2000,7:2023.

[3]Culp W C,Erdem E,Roberson P K,et al.Microbubble potentiated ultrasound as a method of stroke therapy in a pig model:preliminary findings[J].J Vasc Interv Radiol,2003,14(11):1433.

[4]钟南山.深静脉血栓及肺小动脉血栓栓塞症早期诊断的新技术评介[J].中国实用内科杂志,2012,32(11):817.

[5]阮长耿.血栓出凝血疾病研究现状及展望[J].中国实用内科杂志,2011,31(3):161.

[6]华兴,刘平,李馨,等.脂质体微泡促进超声波溶栓作用的体外实验[J].中国医学影像技术,2008,24(3):319.

[7]Unger E C,Matsunaga T O,McCzeery T P,et al.Therapeutic applications of microbubbles[J].Eur J Radiol,2002,42(2):160.

[8]Schumann P A,Christiansen J P,Quigley R M,et al.Targeted-microbubble bingding selectively to GPⅡbⅢa receptors of platelet thrombi[J].Invest Radiol,2002,37(11):587.

[9]Janssen AP,Schiffelers RM,Ten Hagen T L,et al.Peptidetargeted PEG-liposomes in anti-angiogenic therapy[J].Int J Pharm,2003,254(1):55.

[10]Nedelmann M,Eicke BM,Nolle F,et al.The ultrasound contrast medium Levovist increases the thrombolytic effect of low frequency ultrasound[J].Med Klin,2002,37:216.

[11]Xie F,T sutsui J M,Lof,et al.Effectiveness of lipid microbubbles and ultrasound in declotting thrombolysis[J].Ultrasound Med Biol,2005,31:979.

[12]Hwang J H,Brayman A A,Reidy M A,et al.Vascular effects induced by combined 1-MHz ultrasound and microbubble contrast agent treatments in vivo[J].Ultrasound Med Biol,2005,31(4):553.

[13]Devcic-Kuhar B,Pfaffenberger S,Groschl M,et al.In vitro thrombolysis enhanced by standing and travelling ultrasound wave field[J].Ultrasound Med Biol,2002,28:1181.

[14]Siegel R J,Atar S,Fishbein M C,et al.Noninvasive transcutaneous low frequency ultrasound enhances thrombolysisin peripheral and coronary arteries[J].Echocardiography,2001,18:247.

[15]徐亚丽,高云华,刘政,等.微泡增强超声助溶兔股动脉血栓的实验研究[J].中国超声医学杂志,2006,22(6):404.