明胶海绵粉末栓塞犬髂内动脉

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.08.015

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (8): 1418-1422.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.08.015

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明胶海绵粉末栓塞犬髂内动脉

王伟，尹宗生，李叶天，秦昆鹏

安徽医科大学第一附属医院骨科二病区，安徽省合肥市 230032

收稿日期:2012-11-06 修回日期:2013-01-04 出版日期:2013-02-19 发布日期:2013-02-19
通讯作者: 尹宗生，博士，教授，主任医师，博士生导师，安徽医科大学第一附属医院骨科二病区，安徽省合肥市 230032 yinzsh1908@163.com
作者简介:王伟★，男，1972年生，安徽省黄山市人，汉族，2004年安徽医科大学毕业，硕士，副主任医师，主要从事关节外科及骨肿瘤研究。 iamwangwei666@sohu.com

Embolization of dog’s bilateral internal iliac arteries with gelfoam powder

Wang Wei, Yin Zong-sheng, Li Ye-tian, Qin Kun-peng

Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230032, Anhui Province, China

Received:2012-11-06 Revised:2013-01-04 Online:2013-02-19 Published:2013-02-19
Contact: Yin Zong-sheng, Doctor, Professor, Chief physician, Doctoral supervisor, Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230032, Anhui Province, China
About author:Wang Wei★, Master, Associate chief physician, Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230032, Anhui Province, China iamwangwei666@sohu.com

摘要/Abstract

摘要：

背景：明胶海绵已成为骶骨肿瘤术前栓塞的首选材料，但针对小颗粒明胶海绵对栓塞效果及栓塞后并发症的影响未见明确报道。
目的：观察小颗粒明胶海绵栓塞犬双侧髂内动脉后手术出血量变化和并发症情况。
方法：用直径为50-150 μm明胶海绵粉末对15只犬行双侧髂内及骶正中动脉栓塞，分别于栓塞后1，2，3 d模拟骶骨肿瘤手术测量出血量变化；病理观察栓塞区膀胱、直肠、臀部肌及坐骨神经变化。
结果与结论：栓塞后第3天出血量高于第1，2天(P < 0.05)，栓塞后第1天与第2天出血量差异无显著性意义(P > 0.05)。在运用直径为50-150 μm明胶海绵粉末栓塞犬双侧髂内及骶正中动脉时，最小动脉是50 μm的微动脉，但主要集中在100-200 μm小动脉，数字减影血管造影下显示栓塞双侧髂内及骶正中动脉近端血管级别为其一级分支，此时犬盆腔脏器组织无明显变化。

关键词: 生物材料, 材料生物相容性, 生物材料基础实验, 明胶海绵粉末, 髂内动脉, 栓塞, 血管造影, 骶骨肿瘤, 省级基金, 生物材料图片文章

Abstract:

BACKGROUND: Gelfoam has become the preferred embolization agent for preoperative embolism in the operation of sacral tumor, but the contribution of small gelfoam to embolization effectiveness and postoperative complications has not been definitely reported.
OBJECTIVE: To observe the changes in intraoperative bleeding and complications following embolization of dog’s bilateral internal iliac arteries with gelfoam powder.
METHODS: The bilateral internal iliac and median sacral arteries of fifteen dogs were embolized using gelfoam powder with a diameter of 50-150 μm. Then, the operation of sacral tumor was imitated to measure intraoperative bleeding at 1, 2, and 3 days after embolization, observing pathological alteration of pelvic organs.
RESULTS AND CONCLUSION: The mean intraoperative bleeding was higher at 3 days than at 1 and 2 days (P < 0.0.5), but it was no difference at 1 and 2 days (P > 0.05). When gelfoam power with a diameter of 50-150 μm was employed to embolize the bilateral internal iliac and median sacral arteries, the smallest embolized artery was arteriole whose diameter was about 50 μm, but embolized arteries were mainly arterioles with a diameter of 100-200 μm. The first-class branches of embolized bilateral internal iliac and median sacral arteries were reserved which were displayed on the digital subtraction angiography. In addition, pelvic organs had no obvious pathological alteration.

Key words: biomaterials, material biocompatibility, basic experiments of biomaterials, gelfoam powder, internal iliac artery, embolism, angiography, sacral tumor, provincial grants-supported paper, biomaterial photographs- containing paper

中图分类号:

R318

王伟，尹宗生，李叶天，秦昆鹏. 明胶海绵粉末栓塞犬髂内动脉[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(8): 1418-1422.

Wang Wei, Yin Zong-sheng, Li Ye-tian, Qin Kun-peng. Embolization of dog’s bilateral internal iliac arteries with gelfoam powder[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(8): 1418-1422.

图/表（结果） 2

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引言

材料方法

设计：动物观察实验。
时间及地点：于2009年11月至2010年12月在安徽医科大学试验动物中心，安徽医科大学第一附属医院数字减影血管造影室完成。
材料：
实验动物：雄性成年健康犬15只，体质量10-13 kg，平均12.1 kg，由安徽医科大学实验动物中心提供。
明胶海面粉末：由南京金陵药业有限公司提供，直径为50-150 μm，药材打粉机打制，读数放大镜测量。
明胶海绵粉末栓塞犬髂内动脉实验的主要试剂与仪器：cook公司生产的18G穿刺针，5F-c2导管。5F血管鞘和TERUMO超滑导丝；3%戊巴比妥钠(湖北大华伟业医药化工公司)；76%的泛影葡胺(上海旭东海普药业有限公司)；美国GE公司生产的800Am以上血管造影机。
实验方法：
栓塞过程：15只犬后肢浅静脉注射戊巴比妥钠1 mL∕kg，麻醉满意后固定于手术台上。于犬右侧腹股沟区备皮，消毒铺巾，沿股动脉走形剥离出大约2.5 cm的股动脉，远端结扎后用5F穿刺针与股动脉约成30°刺入股动脉，再用硬导丝引导插入鞘管。采用造影设备电视监视下将5F-c2导管经股动脉插入，翻山进入对侧髂外动脉成袢，冒烟示踪、下拉导管置于髂外动脉分叉稍近端注入对比剂造影，以了解左右髂外动脉和下端的腹主动脉延续及其分出的二侧髂内和骶正中动脉情况。将导管插过双侧髂外动脉分支进入腹主动脉的延续段造影，对比剂选76%的泛影葡胺，稀释成浓度约50%，流量4.0-5.0 mL/s，共10-15 mL，显示左右髂内动脉、骶正中动脉及其分支情况，见图1A。采用环氧乙烷消毒后的自制明胶海绵粉末作为栓塞剂与对比剂混合，在数字减影血管造影监视下将两侧髂内及骶正中动脉栓塞，栓塞后造影，保留双侧髂内及骶正中动脉主干及部分一级分支不被栓塞，见图1B，共需栓塞剂约3 mL。栓塞后退出导管、导丝、鞘管，结扎穿刺股动脉近段，缝合切口。

手术方法：于栓塞后1，2，3 d各时间点随机选取5只犬，模拟骶骨肿瘤手术-骶骨定位：以第7腰椎与骶椎间隙较宽、骶椎间无明显间隙的特点，以此确定骶腰椎分界，取后路正中切口，切开骶尾部皮肤及皮下组织约 7 cm，分离约6 cm长的骶尾骨附着肌肉，分离清晰后用咬骨钳咬除全部骶尾骨为手术标准，咬除骶骨长度约 5 cm。纱布浸湿血液后电子称称量术中出血量(g)。模拟骶骨肿瘤手术补液前打开盆腔，测量膀胱积尿量，术后再次打开盆腔观察盆腔脏器变化，同时切取直肠、膀胱、椎旁肌及坐骨神经组织，经体积分数4%甲醛固定，石蜡包埋、切片和苏木精-伊红染色后作光学显微镜下观察，术前常规补液500 mL，术中根据出血量补等量液体。
主要观察指标：①手术前观察犬饮食、排便、肢体运动等生理变化。②术中测量不同时间点出血量变化，观察盆腔脏器的变化。③镜下主要观察膀胱直肠臀部肌肉及坐骨神经变化情况和栓塞血管。
统计学分析：采用单因素方差分析，按α=0.05为检验水准，比较不同时间点各组出血均数间的统计学差异，统计软件为SPSS 13.0。

讨论

骶骨肿瘤以中度恶性及良性肿瘤为多，因此手术是骶骨肿瘤治疗最有效的方法。但骶骨肿瘤位置特殊，血供丰富，术中大出血常常造成手术视野不清，切除不彻底造成术后复发，骶神经损伤及术中失血性休克等并发症。倪才方等^[3]报道术前未栓塞或栓塞不成功者平均术中出血量多达3 500 mL以上，最多达13 000- 15 000 mL，并可引起患者术中休克或死亡。Turotte 等^[4]手术治疗 21例骶骨骨巨细胞瘤，术中平均失血量达 7 500 mL。因此能否有效减少术中出血是骶骨肿瘤手术成功的关键。近年来随着介入放射学的迅速发展，术前肿瘤靶血管栓塞减少术中出血在骶骨肿瘤手术中得到广泛应用。蔡林等^[5]报道术前髂内动脉或肿瘤动脉栓塞，显著减少了骶骨肿瘤手术出血量，一般能控制在 3 500 mL以内。术前栓塞不仅显著减少了术中出血量和手术操作时间，而且术前经动脉栓塞后肿瘤组织缺血、缺氧、水肿、坏死缩小，与周围组织界限清楚，术中易于剥离，从而有利于完全切除。

然而，栓塞剂的选择是栓塞效果及并发症发生的重要影响因素之一，目前由于明胶海绵价格低廉、组织相容性好、异位栓塞后危险性低等优点，已成为骶骨肿瘤术前栓塞的首选，但明胶海绵的可吸收性常常给栓塞后最佳手术时限带来严格的限制，同时其不同大小的颗粒势必将产生不同的栓塞效果及栓塞后并发症。据杨述华等^[6]报道运用200-400 μm明胶海绵颗粒栓塞犬双侧髂内及骶中动脉后不同时间侧支循环建立的情况，认为明胶海绵栓塞后24 h为骶骨肿瘤最佳手术时机。章祖成等^[7]、Gellad等^[8]也认为明胶海绵栓塞后24 h开始溶解再通，所以手术应在24 h进行。章祖成等^[7]报道达到微血管水平栓塞时能够显著提高栓塞效果。甚至有报道术前骨肿瘤明胶海绵栓塞可推迟手术到3周而不影响栓塞效果^[9]。实验运用了50-150 μm的明胶海绵粉末栓塞犬双侧髂内及骶正中动脉，模拟骶骨肿瘤手术，栓塞后48 h手术视野清楚，术中少见较大出血。在供血血管完全栓塞的情况下，栓塞后手术时限主要受栓塞后血管再通和侧支循环重建的影响，能否减缓侧支循环建立及再通速度是延长手术时机、提高栓塞效果的关键，该大小颗粒明胶海绵可能通过此因素延长了最佳手术时机：①减小明胶海绵颗粒大小能够达到小血管水平的栓塞，有效防止仅有主干血管栓塞后引起栓塞血管以下未栓塞血管周围侧支循环的快速建立。②增加了单位体积内明胶海绵栓塞的剂量，栓塞更彻底，有效减小再通的可能。栓塞后第3天出血量明显增多，与术后2 d内手术出血量有明显差异，但由于在栓塞过程中为了防止盆腔脏器坏死导致犬的死亡，不得不保留栓塞血管的主干及其部分一级分支，这样被栓塞血管的长度有限，可能在一定程度上降低了栓塞效果，使手术时机提前。

根据王卫东等^[10]对全骶骨切除联合靶血管栓塞治疗原发性巨大骶骨肿瘤手术方式的报道，以及犬骶骨及其周围组织的供血动脉与人相似的特征-主要来自髂内动脉、骶正中动脉、腹主动脉及髂外动脉的侧支循环供血，实验以咬除全部骶骨为手术标准，更贴近于临床。

Bmaddus等^[11]、林永等^[12]报道骶区血管非常丰富，运用可吸收栓塞剂明胶海绵在不达到毛细血管前水平栓塞的情况下不会造成严重的并发症。王聪等^[13]运用明胶海绵颗粒栓塞双侧髂内动脉后未见明显并发症发生。实验在显微镜下证实栓塞的最小血管为50 μm左右的微动脉，但主要集中在直径100-200 μm的小动脉，在髂内动脉及骶正中动脉一级分支部分保留的情况下，不会造成盆腔脏器的坏死。膀胱直肠并发症分别从两个方面测定，一是膀胱直肠的组织学变化，二是膀胱直肠功能的测定。栓塞后未见膀胱、直肠坏死变化；膀胱功能的监测主要以其积尿量的多少来确定是否恢复自主排尿功能，在模拟骶骨肿瘤手术补液前，打开盆腔测量膀胱尿量，栓塞后第2，3天各有2只犬膀胱积尿量较少，2.0- 3.0 mL尿液，证明该犬膀胱自主排尿功能已恢复。栓塞后其中4只犬48 h内出现腹泻，2只犬栓塞后3 d无大便，5只犬于栓塞后72 h内有正常排便；由于栓塞后3 d内处死所有犬的时间过短，同时大便还受饮食量及有无便秘等条件的影响，因此直肠功能的测量有较大局限性。臀部肌肉与膀胱直肠相比对栓塞的耐受性较高，其病理变化明显轻于膀胱直肠组织。栓塞血管内大量红细胞聚集，腔内明胶海绵在第3天仍表现为较为稀疏的网状栓塞，镜下无法确定明胶海绵吸收情况。在骶骨肿瘤栓塞过程中，有报道出现足下垂和足麻痹现象，推测可能由于坐骨神经供血血管的栓塞而造成^[14]。实验取盆腔段坐骨神经观察其病理变化，除轻微的水肿外均未见明显病理改变。

基金资助：安徽省卫生厅资助医学科研课题(09B124)。
作者贡献：王伟负责实验的初步设计及文章成文，尹宗生教授负责实验设计及文章撰写指导，李叶天、秦坤鹏辅助实验实施。
利益冲突：课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组织直接或间接的经济或利益的赞助。
伦理要求：实验过程中对动物的处置符合2009年《Ethical issues in animal experimentation》相关动物伦理学标准的条例。
作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。

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栓塞剂的选择是栓塞效果及并发症发生的重要影响因素之一，目前由于明胶海绵价格低廉、组织相容性好、异位栓塞后危险性低等优点，已成为骶骨肿瘤术前栓塞的首选，但明胶海绵的可吸收性常常给栓塞后最佳手术时限带来严格的限制，同时其不同大小的颗粒势必将产生不同的栓塞效果及栓塞后并发症。据杨述华等报道运用200-400μm明胶海绵颗粒栓塞犬双侧髂内及骶中动脉后不同时间侧支循环建立的情况，认为明胶海绵栓塞后24h为骶骨肿瘤最佳手术时机。章祖成、Gellad等也认为明胶海绵栓塞后24h开始溶解再通，所以手术应在24h进行。章祖成等报道达到微血管水平栓塞时能够显著提高栓塞效果。甚至有报道术前骨肿瘤明胶海绵栓塞可推迟手术到3周而不影响栓塞效果。实验运用了50-150μm的明胶海绵粉末栓塞犬双侧髂内及骶正中动脉，模拟骶骨肿瘤手术，栓塞后48h手术视野清楚，术中少见较大出血。在供血血管完全栓塞的情况下，栓塞后手术时限主要受栓塞后血管再通和侧支循环重建的影响，能否减缓侧支循环建立及再通速度是延长手术时机、提高栓塞效果的关键，该大小颗粒明胶海绵可能通过此因素延长了最佳手术时机：①减小明胶海绵颗粒大小能够达到小血管水平的栓塞，有效防止仅有主干血管栓塞后引起栓塞血管以下未栓塞血管周围侧支循环的快速建立。②增加了单位体积内明胶海绵栓塞的剂量，栓塞更彻底，有效减小再通的可能。栓塞后第3天出血量明显增多，与术后2d内手术出血量有明显差异，但由于在栓塞过程中为了防止盆腔脏器坏死导致犬的死亡，不得不保留栓塞血管的主干及其部分一级分支，这样被栓塞血管的长度有限，可能在一定程度上降低了栓塞效果，使手术时机提前。

根据王卫东等对全骶骨切除联合靶血管栓塞治疗原发性巨大骶骨肿瘤手术方式的报道，以及犬骶骨及其周围组织的供血动脉与人相似的特征-主要来自髂内动脉、骶正中动脉、腹主动脉及髂外动脉的侧支循环供血，实验以咬除全部骶骨为手术标准，更贴近于临床。

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