动脉留置针机械刺激致血管损伤的病理学改变

2017-05-10王安素秦成诚李茜茜

中国老年学杂志 2017年8期

关键词：耳背动脉血内皮细胞

王安素秦成诚张莉李茜茜汪晨罗倩

(遵义医学院附属医院，贵州遵义 563000)

动脉留置针机械刺激致血管损伤的病理学改变

王安素秦成诚张莉李茜茜汪晨罗倩

(遵义医学院附属医院，贵州遵义 563000)

目的观察经动脉留置针不同频率采血致局部血管机械刺激性损伤的病理改变。方法新西兰大白兔54只，随机分为：①正常组(n=6，不予任何处理)；②阴性组(n=12，通过兔耳背动脉留置动脉留置针，用浓度为125 U/ml肝素液2 ml封管2次/d)；③实验组(通过给兔耳背动脉留置动脉留置针，并经留置针处不同频率采集动脉血)：A组(n=12，30 min/次采血)；B组(n=12，60 min/次采血)；C组(n=12，120 min/次采血)。96 h后取材检测。结果 ①肉眼观察各组局部动脉炎症发生情况差异无统计学意义(P>0.05)。②HE染色光镜下血管病理损伤的比较：实验组A>实验组B>实验组C>阴性组>正常组，各组间差异有统计学意义。③采血频率越高，电镜下血管内皮细胞超微结构损伤越严重，在实验A组甚至出现内皮细胞坏死，凋亡。结论动脉留置针保留96 h并经留置针处采血频率越高导致病理损伤越重，血管内皮细胞出现功能性改变也越重，甚至发生不可逆性损伤。

动脉留置针；不同频率采血；动脉血管损伤；病理变化

动脉留置针是基于静脉留置针成功运用的基础上发展起来的，它的运用能有效减轻及避免因反复多次动脉穿刺给患者带来相关并发症的发生〔1〕，现已广泛应用于临床。在急救领域、心血管外科、重症监护病房、手术麻醉中应用尤具优势〔2～4〕。据报道〔5～7〕在有效减少相关并发症的发生及提高急危重症病人抢救成功率等方面，外周动脉留置针的广泛运用取得了良好效果。作为异物，动脉留置针长期的运用亦会导致相关并发症的发生。本实验探讨机械刺激动脉留置针导致局部动脉血管损伤病理改变及规律。

1 材料与方法

1.1 实验动物成年健康新西兰大白兔54只〔生产许可证号SCXK(渝)2012-0006〕，雌雄不限，体重(2.5±0.5)kg。所有兔子均在实验场所适应性喂养2 w，饮食活动正常者，于实验前2 d剪去耳背毛发并用8%的硫化钠进行脱毛，用清水擦净耳背，暴露耳背动脉，观察耳背局部皮肤及血管是否完好无破损，无损伤及局部炎症反应者2 d后进行操作。

1.2 材料、药品及仪器 Vialon材料制成的24GBD安全留置针(美国BD公司)、3L透明敷贴、戊巴比妥钠(昆明绿盟科技有限公司)、硫化钠(昆明绿盟科技有限公司)；光学显微镜(日本OLYMPUS 公司)；日本日立H-7650透射电镜。

1.3 方法

1.3.1 动物分组采用随机数字法分为正常组(n=6)，阴性组(n=12)，实验A组(n=12)，实验B组(n=12)，实验C组(n=12)。各组雌雄、体重比较差异无统计学意义(P>0.05)。

1.3.2 动物模型的建立用戊巴比妥钠(30 mg/kg)腹腔麻醉成功后固定兔子，选择右耳背动脉并用甲紫溶液标记穿刺点，置入动脉留置针并保留96 h，经留置针处不同采血频率采血建立动脉血管损伤模型。本实验已通过遵义医学院实验动物伦理委员会伦理审批。

1.3.3 操作方法 ①正常组不予操作。②阴性组兔耳背动脉留置动脉留置针但不采血，每日用125 U/ml的肝素液2 ml封管2次/d。③实验组兔耳背动脉留置动脉留置针，并经留置针处不同频率采血刺激动脉，采血时间：8：00～11：30和14：00～17：30。实验A组采血30 min/次，共64次；实验B组采血60 min/次，共32次；实验C组采血60 min/次，共16次。各组操作程序均按临床采血要求进行，每次采血之前均用5 ml注射器先抽取1 ml动脉血，再用1 ml注射器采血0.1 ml，最后用125 U/ml的肝素液2 ml封管，所有操作均保证一兔一针一管。

1.3.4 标本制作 96 h后所有兔子麻醉后快速取活体组织，在留置针尖端取长约1 mm的血管做透射电镜观察，以兔耳背动脉穿刺点为起点向上沿动脉血回心方向取2 cm×2 cm含动脉血管和局部组织的标本做HE染色观察。

1.4 评价方法 ①肉眼观察：每日定时由2名主管护师更换局部敷贴并肉眼观察局部动脉炎症反应的情况，局部动脉血管炎症反应的判断标准参照美国护理学会2011年版《输液治疗护理实践标准》〔8〕中静脉炎分级所要观察体征并结合本动物实验的特点，从局部皮肤发红、肿胀、局部血管条索状改变、皮肤瘀青、穿刺局部脓液流出等五个方面进行观察。②病理观察指标〔9，10〕：从内皮细胞肿胀、内皮细胞增生、炎性细胞浸润、毛细血管充血、血管周围水肿、血管周围出血、管腔充血及血栓形成等8个方面判断动脉血管及周围组织病理学改变。每个项目病理损伤程度分为 4个等级：-(无)、+(轻度)、(中度)、(重度)，由未参与本实验的2名专业病理科医生盲法判断各指标的损伤程度。③电镜下观察内皮细胞超微结构的变化。

1.5 统计学方法采用SPSS18.0软件行秩和检验及SNK比较。

2 结果

2.1 肉眼观察局部炎症反应情况实验组及阴性组均无条索状改变及脓性渗出。在采血频率最高的实验A组出现发红、肿胀、皮肤瘀青，较采血频率低的实验B组、实验C组高，但各组比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2 HE染色光镜观察结果实验A组内皮细胞肿胀、内皮细胞增生与各组比较均有统计学差异(P<0.05)。炎性细胞浸润：所有经留置针穿刺操作者均有炎性细胞浸润，以中性粒细胞为主。实验A组与正常组、阴性组比较差异有统计学意义(P<0.05)，但实验组间无统计学差异(P>0.05)。毛细血管充血：除正常组外所有动脉血管周围均可见不同程度毛细血管充血，与正常组比较均有统计学差异(P<0.05)。实验A组与实验C组、正常组比较有统计学差异，实验B组与实验C组比较有统计学差异(P<0.05)。血管周围水肿：实验A组与其余各组比较差异有统计学意义(P<0.05)。实验B组与正常组、阴性组差别有统计学意义(P<0.05)。血管周围出血：实验A组与阴性组、正常组、实验C组比较差异均有统计学意义(P<0.05)；与实验B组比较无统计学差异(P>0.05)；实验B组与实验C组比较有统计学差异(P<0.05)。动脉血管管腔充血：实验A组与正常组、阴性组、实验C组比较，实验B组与实验C组比较差异有统计学意义(P<0.05)。实验B组与正常组比较差异无统计学意义(P>0.05)，实验A组与实验B组比较差异无统计学意义(P>0.05)。血栓形成：实验A组与正常组、阴性组、实验C组比较差异均有统计学意义(P<0.05)，实验A、B组间差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表1 各组动脉血管局部炎症反应情况比较(n，n=12)

与正常组比较：1)P<0.05；与阴性组比较：2)P<0.05；与实验组A组比较：3)P<0.05；与实验组B组比较：4)P<0.05

2.3 透射电镜下观察血管内皮细胞的变化正常组血管内皮细胞表面有丰富的微绒毛，连接紧密。胞质、核质均匀，胞质内有丰富的线粒体、内质网，溶酶体等细胞器，其线粒体呈瘦长型，基质深，嵴丰富。膜下可见饮液小泡。核大而不规则，核仁明显。阴性组见内皮细胞完整，部分线粒体模糊、内质网扩张、细胞间质水肿，且肿胀扩张程度较轻，膜下可见饮液小泡。核大而不规则，核仁明显，染色质边集不明显，胞质、核质电子密度增高。实验A组显示为内皮细胞表面的微绒毛明显减少，有的边缘呈锯齿状。胞质内显示线粒体肿胀，嵴结构破坏乃至消失，内质网扩张及粗面内质网表面颗粒脱失。膜下饮液小泡增多或见大空泡。胞核固缩、形状不规则，异染色质边集，核仁变小染色质边集明显，胞质、核质电子密度增高。部分内皮细胞从基底膜上脱落，细胞间连接破坏。实验B组内皮细胞线粒体中度肿胀，嵴变短或消失，呈空泡样改变，空泡增大，数量增多。粗面内质网明显肿胀变形，可见颗粒融合，或脱颗粒现象。胞核染色质凝集或染色质趋边。实验C组电镜下血管内皮细胞呈收缩状态，线粒体轻度肿胀变圆，基质密度不均，部分线粒体模糊，可见少量空泡。粗面内质网轻度扩张，有轻度颗粒融合和脱颗粒现象。胞核异染色质边集不明显。电镜结果显示采血频率越高，内皮细胞超微结构损伤性改变越明显，在实验A组内皮细胞出现坏死，凋亡改变最明显。见图1。

图1 透射电镜观察血管内皮细胞变化(×15 000)

3 讨论

本研究提示通过肉眼观察不能有效判断动脉留置针不同频率采血导致的早期局部动脉炎症反应程度，肉眼确定动脉留置针安全留置时间具有一定的局限性。

血管内皮细胞覆盖全身所有血管，具有十分重要的生理功能。动脉留置针的机械刺激导致血管内皮细胞受损，细胞水肿是细胞受损后早期改变，内皮细胞水肿在一定程度上反映了血管损伤严重程度。在致炎因子或理化因素的刺激下，局部内皮细胞数量会增多，亦是血管内皮受损的重要标志，其增生的程度与损伤的程度是相平行的，属于炎症增生的一种。操作频率最高的实验A组内皮细胞损伤也较其余组重。内皮细胞受损使血管的通透性增加，炎性细胞在趋化因子的作用下渗出血管壁。本实验所有经留置针穿刺操作均有炎性细胞浸润，以中性粒细胞为主，为炎症早期。研究证实中性粒细胞可释放肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β、干扰素(TFN)γ等，我们在实验中通过免疫组化检测TNF-α、IL-1β在实验组中血管周围组织及血管内皮细胞中高表达〔11〕。内皮细胞是TNF-α作用的靶点之一，TNF-α会导致血管内皮细胞损伤。IL-1β可诱导刺激机体内皮细胞和白细胞释放一系列相关炎性介质，从而引导局部组织或全身的炎症反应。局部组织的炎症反应导致毛细血管充血。内皮细胞受损，血管壁通透性增加导致血浆外渗、血管周围组织水肿的发生；部分红细胞溢出血管外会引起血管周围出血。留置针的留置对管腔产生一定的堵塞，可导致血液流动缓慢。通过留置针频繁采血会对血流形成涡流与湍流使血流状态发生改变，以及血管内皮细胞或周围组织受损，凝血因子Ⅶ被受损的内皮细胞释放出的组织因子激活，外源性凝血过程被启动，从而导致血栓的形成。本实验中采血频率相对较高的组别在血管内皮细胞损伤、血流状态改变、凝血功能凝固性增加相对其余组明显。由于小的新鲜血栓可被快速完全溶解，因此我们在实验过程中发现血栓形成数量有限，均为中等程度。

本实验显示频繁采血操作进一步加剧了内皮细胞的损伤，发生坏死。司春强〔12〕也证实炎症作用导致炎性细胞因子(IL-1，IL-6，TNF等)的释放增加，造成恶性循环，进一步加剧了内皮细胞的损伤，内皮细胞发生凋亡、炎症坏死。由于线粒结构复杂及功能敏感，所以当细胞遭受到内外因素干扰时，它出现的反应最早，变化最明显，因此常以线粒体形态的变化作为鉴别细胞功能的指标〔13〕。内皮细胞细胞器损伤，线粒体肿胀，细胞氧化供能受碍。本文结果表明功能受干扰、内皮细胞受损程度与采血操作频率正相关。内皮细胞受损，内皮细胞维持血管完整性、调节白细胞渗出和血管通透性的结构基础及功能完整性受破坏。

1 刘国英.有创血压监测在危重患者中的效果观察〔J〕.护理研究，2011；18(24)：130.

2 刘结芳，申艳，李韶南.桡动脉置管行有创血压监测在抢救急性心力衰竭中的应用及护理〔J〕.广州医药，2013；44(2)：71-3.

3 马媛，龙艳，王涛宁.Y型留置针在持续有创血压监测中的应用及护理〔J〕.陕西医学杂志，2013；42(3)：382.

4 Scheer B，Perel A，Pfeiffer UJ.Clinical review：complications and risk factors of peripheral arterial catheters used for haemodynamic monitoring in anaesthesia and intensive care medicine〔J〕.Crit Care，2002；6(3)：199-204.

5 卢燕非.休克早期患者有创血压监测的临床应用〔J〕.检验医学与临床，2014；11(15)：2155-6.

6 佟姝艳.腹腔镜嗜铬细胞瘤切除术后有创血压监测及护理〔J〕.护士进修杂志，2013;28(32)：1945-56.

7 罗振吉，磨勇华，苏小妮.中心静脉及动脉穿刺留置导管采血途径在危重症患者中的应用〔J〕.右江医学，2013；41(6)：877-9.

8 Infusion nurses Society.Infusion nursing standards of practice.Infusion-related complications〔J〕.J In fusion Nurs,2000;23(6s):56-8.

9 章飞飞，韦义萍，高文，等.不同穿刺方法对兔血管损伤的研究〔J〕.广西医科大学学报，2010；27(3)：375-7.

10 路雪芹，黄霞，陈传波，等.新鲜芦荟对静脉炎治疗效果的实验观察〔J〕.南京医科大学学报，2012；32(7)：965-8.

11 王安素，罗培芳，秦成诚，等.经兔耳背动脉留置针反复采血后局部血管组织炎性细胞因子表达的实验研究〔J〕.护理学报，2015；22(3)：1-4.

12 司春强.兔深静脉血栓形成后内皮细胞凋亡变化〔J〕.蚌埠医学院学报，2007；32(5)：511-4.

13 成令忠，钟翠萍，蔡文琴.现代组织学〔M〕.上海：上海科技学技术文献出版社，2003：94-667.

〔2016-01-04修回〕

(编辑苑云杰/曹梦园)

贵州省科学技术基金项目(No.〔2013〕2330)；遵义市科学技术基金资助项目(No.〔2012〕47号)