基于急性重度等容血液稀释大鼠模型的血浆代用品比较

摘要

急性等容血液稀释在围手术期广为应用，其原理是主动抽出血液或意外丢失血液的同时，输入无细胞成分的液体维持血容量，降低红细胞比容，达到血液稀释的目的。主动抽出的血液必要时可回输体内，达到自体输血和血液保护的目的，减少异体输血量。意外丢失血液往往发生于重度创伤或术中意外大量失血，患者为稀有血型或其他原因无法及时输血，必须采用无细胞成分的液体维持血容量，机体被动血液稀释。
　　无论主动或被动的血液稀释，均需要输注血浆或大量液体，包括平衡盐液、白蛋白溶液、人工血浆代用品等。近年来，随着严重创伤事故频发，肝移植等大量用血的手术逐渐增多，采用血浆或大量液体进行重度血液稀释的病例日益增多。据病例个案报道，我国某创伤患者术中血液稀释，因稀有血型不能及时输血，人工血浆代用品的使用量高达3500mL。日本某稀有血型患者肝移植术中共输注白蛋白溶液28000mL，血红蛋白低至0.6g/dL。对于血液和血液制品来源匮乏的国家和地区，人工血浆代用品显得尤为重要。
　　常用的人工血浆代用品主要包括右旋糖酐、明胶和羟乙基淀粉三类，目前国内临床上常用的品种包括右旋糖酐40（Dextran40,Dex40）、琥珀酰明胶（Gelofusine,GEL）、羟乙基淀粉200/0.5（Hydroxyethyl Starch200/0.5,HES200）、羟乙基淀粉130/0.4（Hydroxyethyl Starch130/0.4,HES130）、和羟乙基淀粉40（HydroxyethylStarch40,706）。尽管上述品种广为应用，但已有临床研究中血浆代用品的使用量一般为500-1500mL，较少关注重度血液稀释中血浆代用品大量使用对机体的影响，尤其缺乏不同种类血浆代用品的系统比较。
　　因此，本研究采用不同种类的血浆代用品，制备急性重度等容血液稀释大鼠模型，观察酸碱平衡、电解质、生理指标和存活等的变化，比较不同血浆代用品对机体的影响，并分析血浆代用品作用差异的原因。以期为临床上血浆代用品的大量使用提供实验依据，为提高大失血或严重创伤病人的救治水平提供理论参考。本研究分为以下四个部分：
　　第一章、急性重度等容血液稀释大鼠模型的血气、生理和存活
　　采用放血和输液同时进行的方式，分三步稀释血液，红细胞比容每步降低约为基础值的20％，预期血液稀释结束时达到基础值的40%。与基础值相比，在血液稀释结束及结束后1h，红细胞比容、血红蛋白浓度、碱剩余和中心静脉血氧饱和度显著降低，血乳酸显著升高。与血液稀释结束相比，红细胞比容、血红蛋白浓度和血乳酸在结束后1h显著升高，碱剩余和中心静脉血氧饱和度则显著降低。血液稀释开始后舒张压和平均动脉压显著降低，血液稀释结束后仍维持，脉压显著升高。心率在血液稀释结束后20min显著升高，并持续升高。在血液稀释结束后1-5h动物存活率依次为100%、53.7%、27.78%、18.52%和11.11%。
　　本部分研究确认了急性等容血液稀释大鼠模型达到重度血液稀释，出现酸碱平衡紊乱和缺氧，早期存活率显著降低。由于血液稀释引起血液黏度显著降低，外周血管阻力降低，因此舒张压和平均动脉压降低。
　　为分析血压的各项指标与酸碱平衡、缺氧指标的相关性，采用血液稀释结束后1h与基础值的差值建立回归方程，发现平均动脉压与碱剩余、血乳酸具有一定的相关性。说明在反映酸碱平衡紊乱、缺氧损伤方面，平均动脉压优于收缩压、舒张压和脉压。平均动脉压的实时监测对于判断机体损伤程度具有重要的意义。
　　第二章、不同血浆代用品对内稳态参数的影响
　　依据血浆代用品的不同，分为GEL、HES200、HES130、706和Dex40五个组，检测基础值、血液稀释结束和结束后1h的酸碱平衡、电解质、缺氧指标和血糖浓度。Dex40组在血液稀释结束及结束后1h，pH、碱剩余和碳酸氢根离子浓度显著低于其他各组，在血液稀释结束后1h血乳酸和钾离子浓度显著高于其他各组，中心静脉血氧饱和度显著低于其他各组。GEL、HES200、HES130和Dex40组在血液稀释结束1h钙离子浓度显著升高。GEL组在血液稀释结束氯离子浓度显著低于其他各组。GEL、HES200和Dex40组在血液稀释结束后血糖浓度显著升高，706组在血液稀释结束后1h血糖浓度显著升高。
　　结果表明，Dex40在维持酸碱平衡和组织供氧方面逊于其他血浆代用品。Dex40引起血钾和血糖升高，重创伤和大失血病人应慎用。
　　第三章、不同血浆代用品对生理指标和存活的影响
　　监测不同时间点的血压和心率，比较各组动物的存活率。Dex40组在第一步血液稀释结束时，收缩压、舒张压、脉压和平均动脉压均出现一过性降低，显著低于其他组。其后，血压的各项指标均回升，但在血液稀释结束后1h平均动脉压仍低于HES200、HES130和GEL组。HES200组在血液稀释过程中收缩压、舒张压和平均动脉压均高于706组，在血液稀释结束后1h平均动脉压高于Dex40、706和GEL组。从血液稀释第二步至结束后30min，Dex40组心率先后高于GEL和HES200组。血液稀释结束后1h各组心率无统计学差异。血液稀释结束后，存活率由高到低依次为HES200、HES130、706、GEL和Dex40。
　　上述结果表明，HES200在维持平均动脉压和改善存活方面有优势。Dex40在血液稀释开始后出现一过性血压降低，其后虽然恢复，但在维持平均动脉压方面仍逊于其他血浆代用品。Dex40组在血液稀释过程中心率较 GEL和 HES200组加快，提示血容量相对不足或缺氧损伤较重。
　　第四章、血浆代用品力学特性的生物力药理学分析
　　根据“生物力药理学”的观点，药物对机体生物力因素的调整应该引起足够的重视。研究中我们将血浆代用品直接输入血液中，因此，其对血液循环系统的生物力学因素影响较大。主要体现在血流动力学和血液流变学两方面。血浆代用品的胶体渗透压影响其扩容效果并参与血流动力学调控。在制剂浓度下，胶体渗透压由高到低依次为Dex40、706、GEL、HES130和HES200。与第三章中收缩压的结果对比分析发现，尽管Dex40的胶体渗透压高于HES200，但扩容效果不及后者。说明体内扩容效果除了与胶体渗透压有关外，还与代谢速率等因素有关。
　　血液流变学特性也影响血浆代用品的作用效果。采用血浆代用品制备红细胞悬液，比较不同剪切速率下的血液黏度。发现HES200组低剪切速率下的血液黏度最低，可能与其在维持平均动脉压方面的优势有关。详细作用机理有待深入探究。
　　另外，采用黏度换算法和动态图像显示法研究不同血浆代用品对红细胞聚集的影响。两种方法中红细胞比容分别为40%和0.3%。黏度换算法结果表明，引起红细胞聚集由强到弱依次为GEL、706和HES130，HES200和Dex40对红细胞聚集无明显影响。动态图像显示法中，GEL组聚集体最早出现，且聚集体最大， HES130和HES200组随后出现聚集体，Dex40组聚集体最晚出现，706组无聚集体出现。可见，在不同红细胞比容下，GEL均引起红细胞聚集，红细胞聚集如何影响血浆代用品的作用效果还有待深入探究。
　　综上所述，本研究所制备的急性等容血液稀释大鼠模型达到重度血液稀释，出现酸碱平衡紊乱和缺氧，早期存活率显著降低。Dex40在维持酸碱平衡、组织供氧和平均动脉压等方面逊于其他血浆代用品，还引起血钾和血糖升高，大失血和严重创伤病人应慎用。HES200在维持平均动脉压和改善存活方面有优势。血液稀释结束后，各组4h存活率由高到低依次为HES200、HES130、706、GEL和Dex40。
　　另外，胶体渗透压的检测结果不能直接反映血浆代用品的扩容效果。血管内胶体渗透压和血容量的维持与血浆代用品的分子大小有关。此外，血管内胶体渗透压还与大分子的代谢速率及血管通透性等有关，具体机制有待进一步研究。血浆代用品本身的黏度不能直接反映血液黏度。GEL通过促进红细胞聚集，引起血液黏度升高。红细胞聚集和血液黏度如何影响血浆代用品的作用效果还有待深入探究。

目录

声明

缩略词表

前言

第一章 急性重度等容血液稀释大鼠模型的建立

1.1 实验材料

1.2 实验方法

1.3 实验结果

1.4 讨论

本章结论

第二章 不同血浆代用品对内稳态参数的影响

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 实验结果

2.4 讨论

本章结论

第三章 不同血浆代用品对生理指标和存活的影响

3.1 实验材料

3.2 实验方法

3.3 实验结果

3.4 讨论

本章结论

第四章 血浆代用品力学特性的生物力药理学分析

4.1 实验材料

4.2 实验方法

4.3 实验结果

4.4 讨论

本章结论

总结

参考文献

个人简历

致谢