股动脉血栓模型兔溶栓前后血管弹性功能变化

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.49.011

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (49): 7371-7376.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.49.011

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股动脉血栓模型兔溶栓前后血管弹性功能变化

虎晓梅，关丽娜，阿丽米娜•阿文，穆玉明

新疆医科大学第一附属医院心脏超声诊断科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054

收稿日期:2016-09-03 出版日期:2016-11-30 发布日期:2016-11-30
通讯作者: 穆玉明，主任医师，教授，博士生导师，新疆医科大学第一附属医院心脏超声诊断科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054
作者简介:虎晓梅，女，1988年生，新疆维吾尔自治区伊犁霍城县人，回族，新疆医科大学在读硕士，主要从事心血管超声方面工作。
基金资助:
国家自然科学基金(81301230)

Construction of the femoral artery thrombosis model in rabbits: the arterial elasticity changes before and after thrombolysis

Hu Xiao-mei, Guan Li-na, Alimina•Awen, Mu Yu-ming

Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China

Received:2016-09-03 Online:2016-11-30 Published:2016-11-30
Contact: Mu Yu-ming, Chief physician, Professor, Doctoral supervisor, Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
About author:Hu Xiao-mei, Studying for master’s degree, Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 81301230

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
血栓近段：文章中血栓近段是指距血栓形成处1 cm处的近心端处动脉，此处动脉未被三氯化铁化学性损伤，避免了因化学性损伤引起的弹性功能改变，更具有研究价值。
溶栓前后：文章中溶栓前后是指血栓形成前(未造栓前)、血栓形成后(血栓完全堵塞动脉，阻断血流)及血栓完全溶解后(溶栓2 h后，动脉完全再通)3部分。

摘要
背景：应用超声技术评价血管弹性功能变化已在临床研究上广泛应用，而对血栓形成及融通后血栓近段血管弹性功能变化情况的研究较少。
目的：应用超声技术评价溶栓前后兔单侧股动脉血栓近段血管于溶栓前后弹性功能的变化特点。
方法：选取新西兰大白兔30只，成功制作单侧股动脉血栓模型，靶向微泡携带尿激酶在低频超声辅助照射下溶栓，分别于血栓形成前及溶栓前后测量股动脉血栓近段血管的扩张系数、顺应系数、弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数及动脉内膜收缩期径向应变、径向应变率。
结果与结论：血栓形成前与血栓形成后动脉弹性对比，血栓形成后血血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数增大(P < 0.05)，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率减小(P < 0.05)；血栓完全溶解后与血栓形成前动脉弹性对比；血栓完全溶解后血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数略增大(P < 0.05)，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率较血栓形成前无统计学差异；血栓形成后与血栓完全溶解后动脉弹性对比。血栓完全溶解后血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数数值减小(P < 0.05)，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率增大(P < 0.05)。血栓形成后血栓近段动脉僵硬度增加，弹性功能减退，血栓完全溶解后血栓近段动脉弹性功能恢复，但较正常动脉弹性功能略减低。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程
ORCID: 0000-0002-2354-8226(虎晓梅)

关键词: 实验动物, 心肺损伤与修复动物模型, 血栓, 近段动脉, 靶向微泡, 超声, 血管弹性, 回波跟踪技术, 应变技术, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Ultrasonic technology has been extensively applied to evaluate the vascular elasticity changes, but thrombosis and elasticity changes of the proximal thrombus (the artery of proximal heart, 1 cm distance from the thrombosis) after revascularization are rarely reported.
OBJECTIVE: To evaluate the elasticity changes of the unilateral femoral artery of proximal thrombus in rabbits before and after thrombolysis utilizing ultrasonic technology.
METHODS: Models of unilateral femoral artery thrombosis were successfully prepared in 30 New Zealand white rabbits, and then given thrombolytic therapy by targeted microbubbles carrying urokinase under low- frequency ultrasound. The arterial expansion coefficient, compliance coefficient, elastic coefficient, stiffness, pulse wave velocity, augment index, as well as systolic radial strain and radial strain rate before and after thrombosis and after thrombolysis were determined, respectively.
REAULTS AND CONCLUSION: Compared with before thrombosis, the arterial elastic coefficient, stiffness, pulse wave velocity and augment index were significantly increased in contrast to the significantly decreased arterial expansion coefficient, compliance coefficient, systolic radial strain and radial strain rate after thrombosis (P < 0.05). Thrombolytic therapy significantly increased the arterial expansion coefficient, compliance coefficient, systolic radial strain and radial strain rate and eliminated the arterial elastic coefficient, stiffness, pulse wave velocity and augment index (P < 0.05). In addition, the arterial elastic coefficient, stiffness, pulse wave velocity and augment index after complete revascularization were significantly higher than those before thrombosis (P < 0.05), but there were no significant differences in the arterial expansion coefficient, compliance coefficient, systolic radial strain and radial strain rate between two groups. In conclusion, thrombosis contributes to the increased arterial stiffness and elasticity dysfunction, and thrombolytic therapy can, but not completely, improve artery elastic function.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

Key words: Ultrasonography, Thrombosis, Arteries, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

虎晓梅，关丽娜，阿丽米娜•阿文，穆玉明. 股动脉血栓模型兔溶栓前后血管弹性功能变化[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(49): 7371-7376.

Hu Xiao-mei, Guan Li-na, Alimina•Awen, Mu Yu-ming. Construction of the femoral artery thrombosis model in rabbits: the arterial elasticity changes before and after thrombolysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(49): 7371-7376.

图/表（结果） 2

2.1 造模成功动物数量及过程造模动物流程图，见图3。

2.2 模型创新性/材料、方法的改进既往研究证明FeCl₃诱导的血栓模型为混合型血栓，即血栓的组成包括纤维蛋白、激活的血小板以及红细胞，并且联合动脉夹夹闭可显著提高血栓形成率，实验中制栓选择10%浓度的三氯化铁化联合股动脉远端动脉夹夹闭，研究结果显示30只单侧股动脉均成功形成血栓。溶栓方法选择靶向微泡携带尿激酶及RGDS在低频超声助溶下溶栓，既往研究证明，尿激酶和RGDS按1∶1比例配制与靶向微泡结合为最佳，制备的对比剂性质稳定，结合度高，溶栓效果最佳。实验中此方法明显提高了血栓的溶解。

2.3 模型更接近人类或临床实践/模型稳定性该研究方法形成的血栓结构致密，更接近于临床自发性血栓形成的组织学形态特征，有助于以后溶栓实验的科学性和可信性，溶栓过程中未发现其他并发症。

2.4 各组间超声测量弹性参数比较见表1。①血栓形成前与血栓形成后动脉弹性对比，血栓形成后血血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数增大(P < 0.05)，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率减小(P < 0.05)；②血栓完全溶解后与血栓形成前动脉弹性对比；血栓完全溶解后血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数略增大(P < 0.05)，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率较血栓形成前无统计学差异；③血栓形成后与血栓完全溶解后动脉弹性对比。血栓完全溶解后血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数数值减小(P < 0.05)，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率增大(P < 0.05)。

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引言

超声无创评价大动脉弹性功能变化已得到临床公认^[1]，弹性系数(α)、僵硬度指数(β)是从血管的弹性功能改变评价血管的硬化程度^[2-4]，并且已应用于粥样硬化性疾病及血管炎症性疾病的研究^[5-7]。顺应性系数可以客观反映血管的硬化情况^[8-10]，此指标对早期评价血管弹性功能的改变有着重要的意义。研究认为顺应性系数和扩张性系数是评价直径较小动脉生理学和病理学改变的关键性因素^[10]。增强指数是反映外周动脉弹性的无创检测指标，诊断外周动脉疾病具有较高的敏感性和特异性^[11-14]。脉搏波传导速度取决于动脉壁的生物力学特性(黏弹性)、血管几何特征(腔径与壁厚度)以及血液密度。所谓脉搏波传导速度是指心脏将血液搏动性地射入主动脉，主动脉产生脉搏压力波，并以一定的速度沿血管壁向外周血管传导，其反映血管弹性变化的能力得到普遍认可^[15-17]。大动脉脉搏波传导速度是非侵害性评价动脉僵硬度的金标准^[18-19]。

应变和应变率是组织本身性质的反映，可克服传统测量方法的局限性，并具有一定的优越性。该技术是通过二维斑点的形式准确地追踪感兴趣区的组织运动，利用超声斑点追踪技术追踪各个方向上的组织运动信息，可获得血管内膜和外膜不同轴向上的应变及应变率，从而判断不同的点在不同的力作用下的应变和应变率的大小^[20-22]，通过定量分析血管壁的应变值，能较准确反映血管壁运动能力异常改变，可反映动脉的损伤程度^[23-24]。而以上超声弹性指标对血栓形成及融通后血栓近段血管弹性功能的研究少见。研究旨在既往研究的基础上^[25]，通过超声技术评价兔股动脉血栓近段动脉弹性变化的特点，进而评价血栓形成与溶通对血栓邻近血管弹性功能变化的影响，为以后实验研究客观评价血栓近段血管弹性功能变化提供依据。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

材料方法

1.1 造模动物及材料于2014年8月至2015年5月在新疆医科大学第一附属医院动物实验中心完成。30只新西兰大白兔，体质量2.0-2.3 kg(2 155±79) g，雌雄不限，新疆医科大学实验动物饲养基地提供。实验通过新疆医科大学第一附属医院伦理审查委员会批准，动物伦理委员会审批号：IACUC-20140403003。所有动物的喂养及生活条件均按照规定进行饲养。

1.2 造模方法游离股动脉及血栓模型制备，戊巴比妥钠(30-40 mg/kg)麻醉，耳缘静脉留置静脉套管针，建立静脉通道，以备补充麻醉药物。兔子仰卧位固定。腹股沟区脱毛，备皮，钝性分离组织，游离股动脉4.0-5.0 cm，结扎其相应的深支及浅支。在该段游离股动脉后壁放置一大小为2.5 cm×2.5 cm的橡胶薄膜保护周围组织，在股动脉的远心端放置脉冲多普勒血流计监测血流量，数据由专业分析系统(PowerLabsystem；ADInstrumentsPtyLtd，美国)处理，在橡胶薄膜与股动脉后壁之间放置一宽约0.5 cm的浸有浓度为10%的三氯化铁溶液滤纸片并将股动脉环绕包裹，接触面约为股动脉周径的3/4。

1.3 造模成功检测标准待血流稳定后，用动脉夹将滤纸片包绕处与脉冲多普勒探头之间的股动脉夹闭，10 min左右取出动脉夹，约20 min后取出滤纸片，用生理盐水冲洗局部组织，待脉冲多普勒血流频谱显示无血流，且进一步用二维及彩色观察血栓远端无血流，综合评判血栓形成。

1.4 溶栓方法将0.3 mL的TagestarSA超声微泡与生物素化尿激酶(3 mL)及生物素化RGDS(3 mL)三者混匀(均由南京源端生物有限公司提供)^[6]，于室温条件下孵育20 min，期间不断轻微震荡。待血栓形成后，经耳缘静脉通道缓慢注射，同时，将LA523探头置于血栓处，选择爆破条件，待微泡到达血栓处，曝破约10 min，待股动脉内完全看不到对比剂即可停止爆破。使用LA240探头，频率1-4 MHz，照射血栓处30 min，观察2 h。以脉冲血流计血流量恢复正常基础血流定义为融通，进一步用二维和彩色超声加以确定。

1.5 图像采集及分析脉冲多普勒血流计(Transonic，TS420，美国)，将脉冲多普勒血流计探头置于血栓远心端，直至实验结束，用于评价血栓形成及血栓融通。使用Mylab90型彩色多普勒超声诊断仪(意大利百胜公司)，LA523探头，频率为4-13 MHz，随机配置回波跟踪技术及应变技术分析软件，同步记录肢体导联心电图。采用二维超声探测到左侧股动脉整个长轴观，使股动脉前后内膜清晰显示，测量动脉血压，将其输入系统，分别于血栓形成前及溶栓前后应用超声回波跟踪技术(图1)及应变技术测量血栓近心端动脉弹性参数(图2)，启动回波跟踪技术，在股动脉血栓处近心端1cm处测量，系统自动获得高质量图像中6个心动周期内的股动脉管径及其变化幅度，自动计算扩张系数、顺应系数、弹性系数、僵硬度、脉搏波传到速度、增强指数.最后启动应变分析，采集3个以上连续心动周期数据．并存储，应用诊断仪自带软件进行二维应变分析，手动勾画出血管内膜边缘，将存储的动态图像导入分析系统，运算过程中软件将自动定位参照物，分别测量每个收缩期内膜最大径向应变及应变率，取均值。

1.6 主要观察指标兔血管扩张系数(DC)、顺应系数(CC)、弹性系数(α)、僵硬度(β)、脉搏波传到速度(PWV)、增强指数(AIX)、应变(S)、应变率(SR)。

1.7 统计学分析应用SPSS17.0统计软件进行统计分析，所有数据用x(_)±s表示，各组间数据进行方差齐性检验，各组间均数的比较采用单因素重复测量的方差分析，P ≤ 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

该研究方法形成的血栓结构致密，更接近于临床自发性血栓形成的组织学形态特征，有助于以后溶栓实验的科学性和可信性。实验结果显示这种模型可靠、形成简便、快捷，血栓模型成功率100%，而且可以控制血栓形成的大概程度。靶向微泡溶栓，尿激酶为酶类溶血栓药物，可迅速进入血栓内部，直接作用于内源性纤维蛋白溶解系统，能催化裂解纤溶酶原成纤溶酶，后者不仅能降解纤维蛋白凝块，亦能降解血循环中的纤维蛋白原、凝血因子Ⅴ和凝血因子Ⅷ等，从而发挥局部溶栓作用，促使血管通畅.有研究使用靶向微泡携带尿激酶溶栓，当微泡到达血栓处，采用低频超声击破，定向释放药物，使药物到达指定区域，这种溶栓方法及提高了溶栓效率，减少了药物用量，避免相应的不良反应。

研究测量近血栓处1 cm的股动脉(未被FeCl₃损伤动脉段)弹性参数，主要是因为三氯化铁具有强烈的腐蚀作用^[26]，三氯化铁溶液滤纸外敷，可直接造成动脉管壁的化学性损伤，这种外在因素直接影响制栓处动脉弹性功能的变化，使得动脉僵硬，弹性减低。而邻近血栓处的动脉未被造成化学性损伤，能更好的反映血栓形成及融通后血管弹性功能改变特点。

超声无创评价大动脉弹性已得到临床公认，动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数主要从血管的弹性功能改变评价血管的硬化程度，反映管壁的僵硬度，是测量动脉僵硬度的有力指标^[27]。动脉扩张系数、顺应系数主要反映血管的顺应性及扩张性，客观反映动脉的弹性功能变化^[28-29]。应变及应变率主要反映血管管壁的形变能力，数值越大，则提示血管弹性功能越差^[30-31]，由此，弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数、扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率均可用于反映血管弹性功能的变化情况。

研究结果显示，血栓形成后，血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数增大，考虑主要是由于血栓的形成过程中，局部血栓的形成，使得血栓近段动脉传导速度脉代偿性增加，僵硬度增加，致使非血栓处动脉僵硬度参数弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数增大。血栓形成后，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率减小，考虑因血栓形成制模过程中，近端血管虽然没有血栓形成，但也可能有动脉内膜的损伤，使得动脉管壁顺应性减低，弹性功能减弱。

血栓完全溶解血管再通后，血栓近段动脉弹性系数、僵硬度、脉搏波传导速度、增强指数相比于血栓形成后减小，但未恢复至制栓前动脉弹性，血栓近段动脉扩张系数、顺应系数、收缩期径向应变及径向应变率相比于血栓形成后弹性增大，与血栓形成前相比无统计学差异。可能是由于血管再通后，血栓近段动脉血管内炎症刺激减少，顺应性恢复，管壁形变能力增强，僵硬度减小，弹性功能恢复，但是血栓近段血管弹性功能虽有恢复，却较正常动脉弹性功能略减低，仍与血栓近段动脉内膜损伤并未完全恢复有关。

综上所述，血栓形成与融通均可影响血栓近段动脉的弹性功能，血栓形成使得血栓近段动脉僵硬度增加，弹性功能减退。血管完全再通后，血栓近段血管弹性功能恢复，但较正常血管弹性功能略减低。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

股动脉血栓模型兔溶栓前后血管弹性功能变化

Construction of the femoral artery thrombosis model in rabbits: the arterial elasticity changes before and after thrombolysis

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