自制小口径多微孔聚碳酸酯型聚氨酯人工血管可行性分析及表面偶联水蛭素的研究

摘要

内膜增生再狭窄是小口径人工血管移植后晚期失败的主要原因，发生的机制主要是因为人工血管顺应性过低引发血流动力学紊乱导致血管平滑肌细胞增生和细胞外基质合成增加。聚氨酯材料因具有良好的弹性和生物相容性而一直受到生物工程学者的广泛关注，但早期聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯由于易氧化降解限制了其在人工血管方面的应用。国外从20世纪90年代中期开始对生物稳定型聚碳酸酯型聚氨酯人工血管的研发，近年已经应用于临床试验。在国内，中山大学附属第一医院的潘仕荣教授等首先自主研发出小口径聚碳酸酯型聚氨酯人工血管。 水蛭素是目前最强的凝血酶特异性抑制剂，能直接抑制凝血酶而抑制血栓形成，人工血管内表面修饰抗凝物质如肝素等是种成熟有效的提高人工血管表面抗凝性能的方法，国外已有学者通过在人工血管表面修饰水蛭素达到改善抗凝性能的效果。有研究表明凝血酶可以通过激活血管平滑肌细胞胞膜上的PAR-1受体而促进平滑肌细胞增殖，国外有学者认为水蛭素可以抑制平滑肌细胞增殖而达到预防内膜增生再狭窄的效果。 目的 对自制小口径多微孔聚碳酸酯聚氨酯人工血管进行动物体内实验，对其可行性进行初步评价；研究人工血管表面偶联水蛭素是否可以提高人工血管通畅率和抑制内膜平滑肌细胞增生。 材料和方法 选取体重9～10kg，年龄12～16月的成年雄性beagle犬33只，随机分为水蛭素人工血管组(n=14)和空白对照人工血管组(n=19)两组，将长5cm直径0.4cm的聚碳酸酯型聚氨酯人工血管植入肾下段腹主动脉。术后不服用任何抗凝药物，应用DSA观察体内通畅情况。分别于植入后1、2、4、6、12和24周取材，纵向切片；应用HE染色和胶原弹力纤维染色观察组织学变化；应用免疫组化factorⅧ因子染色和透射电镜鉴定内皮细胞；应用免疫组化α-actin染色和透射电镜鉴定平滑肌细胞；通过测量12周后内膜厚度和免疫组化检测PCNA和c-myc平滑肌细胞阳性率测定新生内膜增生。 结果 一.动物模型及大体标本结果空白对照组19只beagle犬中有3只因短期内死于与人工血管无关并发症而排除于实验结果之外，其余按照实验设计时间取材，水蛭素组1、2和3个月通畅率分别是92.86％、90.91％和80％；空白对照组1、2和3个月通畅率分别为87.50％、83.33％和60％(p=0.241)，两组无统计学差异。大体标本观察两组人工血管均于2周形成纤维新生内膜，4周后形成完整光滑内膜，内外膜通过人工血管微孔融为一体，人工材料成为血管壁中间的一部分。 二.人工血管组织学变化HE染色显示两组人工血管新生内膜2周后均出现梭形内皮样细胞，4周后形成完整内外膜，新生内膜由单层内皮细胞和内皮下多层平滑肌细胞组成；胶原弹力纤维染色也显示人工血管纤维组织与正常动脉壁相似的分布结构。12周后新生内膜厚度水蛭素组和空白对照组分别是210.00±24.19μm和232.50±31.12μm(p=0.228)，两组无统计学差异。 三.透射电镜结果透射电镜下内皮细胞胞浆内出现典型的特异性圆形、椭圆或短杆状W-P小体和细胞间的紧密连接，平滑肌细胞胞浆出现特征性肌丝和致密体，以及胞膜上的致密斑。 四.免疫组化结果内皮细胞特异性标志factorⅧ因子染色显示两组4周后新生内膜最表面均出现线性胞浆染色，证明为内皮细胞；血管平滑肌细胞α-actin染色显示4周后单层内皮细胞与人工材料之间所有细胞均α-actin胞浆阳性染色，表明为血管平滑肌细胞；12周后血管平滑肌PCNA阳性率水蛭素组和空白对照组分别是31.36±7.23％和35.40±2.76％(p=0.249)，两组无统计学差异；12周后血管平滑肌c-myc阳性率水蛭素组和空白对照组分别为32.40±8.81％和29.91±8.70％(p=0.649)，两组无统计学差异。 结论 1.我们自行设计的生物稳定型小口径多微孔聚碳酸酯型聚氨酯人工血管具有良好的生物相容性，能够较快实现内皮化，将来应用于临床是可行的 2.人工血管表面偶联水蛭素人工血管能够提高近期通畅率；但并不能抑制内膜平滑肌细胞增生。

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材 料

方 法

结 果

讨 论

结 论

参考文献

英文缩写对照

附 图

致 谢