可用于观测静脉畸形充盈状态的体外实验模型及实验方法

摘要

本发明公开了一种可用于观测静脉畸形充盈状态的体外实验模型及试验方法，包括储液器，所述储液器底部与液体流动管Ⅰ连通，液体流动管Ⅰ下部设有一膨胀部，膨胀部下部与液体流动管Ⅱ连通，所述液体流动管Ⅱ上设有一流速控制开关；所述膨胀部上方设置相机；所述膨胀部侧部设有开口，开口处由密封元件密封。本发明的实验模型结构简单，模拟实验操作简单，可以更为真实的模拟静脉畸形处的情况以及治疗结果。本发明的实验方法可以模拟分析静脉畸形处的血液流动以及泡沫硬化疗法的治疗情况，为现实治疗静脉畸形提供理论依据。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于观测静脉畸形充盈状态的体外实验模型及实验方法。

背景技术

静脉畸形是临床常见脉管疾病之一，是一种由静脉成分构成的血管畸形，是血管内皮细 胞异常繁殖，从而引起血管在形态和结构上的异常，临床上往往表现为血管病变部位的肿胀、 膨隆，并常伴有疼痛，甚至溃疡、出血，发生在面部者，可以导致面部形态和色泽异常，影 响美观。

泡沫硬化治疗是目前治疗畸形的主要方法，泡沫硬化治疗是把具有清洁剂型的药物和气 体按照一定的比例通过注射器混合，形成药物泡沫后注射到血管腔内，通过药物泡沫排出脉 管畸管腔的血液，并且使药物泡沫充分和管腔的内皮细胞接触，达到杀死血管内皮细胞的治 疗效果。

泡沫硬化疗法的机理是物理性阻断静脉畸形的血液流动，从而增加了硬化剂和血管内皮 细胞之间的接触时间和接触面积。因此，静脉畸形囊腔是否完全被泡沫硬化剂充盈将会影响 泡沫硬化疗法的效果。流体动力学实验表明，泡沫的流速会影响液体的流动，从而影响到泡 沫的扩散。但目前尚不明确泡沫硬化剂的注射速度是否会通过影响静脉畸形囊腔的充盈状态 而影响泡沫硬化疗法的疗效，迫切需要有合适的体外模型用于注射速度与囊腔充盈状态的研 究。。

如何建立理想的体外静脉畸形模型是泡沫硬化疗法研究过程中面临的一个挑战。现有的 静脉畸形是采用直径小于12mm空的或充满静止水的塑料管，这与实际的静脉畸形的状态和 情况具有明显的差异，出现实验结果与客观现实的差异，因而严重影响了对临床治疗的参考 价值。

发明内容

本发明旨在提供一种可用于观测静脉畸形充盈状态的体外实验模型及实验方法，以观察 泡沫硬化剂的注射速度是否会影响静脉畸形囊腔的充盈状态。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

可用于观测静脉畸形充盈状态的体外实验模型，包括储液器，所述储液器底部与液体流 动管Ⅰ连通，液体流动管Ⅰ下部设有一膨胀部，膨胀部下部与液体流动管Ⅱ连通，所述液体 流动管Ⅱ上设有一流速控制开关；所述膨胀部侧部设置相机，对膨胀部的充盈状态进行拍摄 记录；所述膨胀部侧壁上设有开口，开口处由密封元件密封。

所述膨胀部为中空管状结构。

进一步的，所述膨胀部为等截面圆管结构或变截面管状结构，所述变截面管状结构的截 面尺寸由上到下渐变减小或渐变增大或渐变增大后渐变减小；为与人体血管静脉畸形处更为 接近，膨胀部可以设置为多种不同的膨胀形式，以更接近实际静脉畸形的状态。

所述液体流动管Ⅰ、膨胀部和液体流动管Ⅱ均由生物相容性好的弹性材料制成；生物相 容性好的弹性材料可以为硅橡胶或乳胶或聚氨酯材料。

优选的，所述储液器和液体流动管Ⅰ之间设有调速泵，调速泵与动力装置连接；通过设 置调速泵，可以通过另一种方式精确控制液体的流速。

优选的，所述液体流动管Ⅱ连通回储液器；使液体流动管内的液体流回储液器，使模拟 实验的液体可以循环重复利用，不至于造成浪费。

所述流速控制开关为输液泵，可以为蠕动泵、盘状蠕动泵、弹性输液泵或半挤压式输液 泵。

所述相机与计算机连接，通过计算机控制相机的拍摄，同时记录数据。

可用于观测静脉畸形充盈状态的体外实验模型的实验方法，包括以下步骤：

步骤1：打开流速控制开关，使液体流动管Ⅰ、膨胀部和液体流动管Ⅱ内充满液体；

步骤2：调整流速控制开关，使液体的流速保持不变，在相同的液体流速下，将泡沫硬 化剂以不同的速度注射入膨胀部内部，通过相机拍摄记录膨胀部的充盈状态；

步骤3：调整流速控制开关，使液体的流速发生变化，在不同的液体流速下，将泡沫硬 化剂以同一速度注射入膨胀部内部，通过相机拍摄记录膨胀部的充盈状态；

步骤4：将步骤2和步骤3中对应的液体流速、泡沫硬化剂的注射速度和膨胀部的充盈 状态进行记录，并进行多因素方差分析，得出液体流速、泡沫硬化剂的注射速度和膨胀部的 充盈状态的关系。

所述步骤1、步骤2和步骤3均在室温环境下进行。

本发明的工作原理为：

通过体外实验模型的建立，使流动的液体来模拟静脉畸形部位的血液流动，以及使膨胀 部来模拟静脉畸形囊腔，在更能接近真实静脉畸形的情况下，得到泡沫硬化剂的注射速度与 膨胀部的充盈状态的对应关系，从而为现实治疗静脉畸形提供理论依据。

本发明的有益效果为：

本发明的实验模型结构简单，模拟实验操作简单，可以直观地观察病变部位泡沫硬化剂 和泡沫的流动情况。

本发明的实验方法可以模拟分析静脉畸形处的血液流动以及泡沫硬化疗法的治疗情况， 为现实治疗静脉畸形提供理论依据。

附图说明

图1为本发明体外实验模型的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的体外实验模型的结构示意图；

图3为临床研究中高注射速度时(1.3ml/s)静脉畸形囊腔状态图；

图4为临床研究中低注射速度时(0.2ml/s)静脉畸形囊腔状态图；

图中，1为储液器，2为液体流动管Ⅰ，3为膨胀部，4为液体流动管Ⅱ，5为流速控制 开关，6为底座，7为相机，8为开口，9为调速泵，10为支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1所示，可用于观测静脉畸形充盈状态的体外实验模型，包括储液器1，储液器1 底部与液体流动管Ⅰ2连通，液体流动管Ⅰ2下部设有一膨胀部3，膨胀部3下部与液体流动 管Ⅱ4连通，液体流动管Ⅱ4上设有一流速控制开关5；将储液器1固定在支架10上，支架 10固定于底座6上，在支架10中间与膨胀部3相对应的位置处设置相机7，相机7位于膨胀 部3一侧，对膨胀部3的充盈状态进行拍摄记录；膨胀部3侧壁上设有开口8，开口8处由 密封元件密封。

膨胀部3为中空管状结构。且膨胀部3可以为等截面圆管结构或变截面管状结构，变截 面管状结构的截面尺寸由上到下渐变减小或渐变增大或渐变增大后渐变减小；为与人体血管 静脉畸形处更为接近，膨胀部可以设置为多种不同的膨胀形式，以更接近实际静脉畸形的状 态。

液体流动管Ⅰ2、膨胀部3和液体流动管Ⅱ4均由生物相容性好的弹性材料制成；生物相 容性好的弹性材料可以为硅橡胶或乳胶或聚氨酯材料。

液体流动管Ⅱ4连通回储液器1；使液体流动管内的液体流回储液器，使模拟实验的液 体可以循环重复利用，不至于造成浪费。

流速控制开关5为输液泵，可以为蠕动泵、盘状蠕动泵、弹性输液泵或半挤压式输液 泵。或流速控制开关5为其他可以精确控制液体流速的元件或泵类。

相机7与计算机连接，通过计算机控制相机的拍摄，同时记录数据。

实施例2：

在实施例1的基础上，在储液器1和液体流动管Ⅰ2之间设有调速泵9，调速泵9与电机 等动力装置连接；通过设置调速泵，可以通过另一种方式精确控制液体的流速。

实施例3：

不设置实施例1中的底座和支架，将整个装置由实施例1中的竖置方式改为横置，储液 器1、液体流动管Ⅰ2、膨胀部3、液体流动管Ⅱ4均在同一平面内，在储液器1和液体流动 管Ⅰ2之间设置调速泵9，调速泵9与电机等动力装置连接；通过调速泵来精确控制液体的流 速。

实验过程：

1.泡沫硬化剂的制备：

本实验选择1％的聚桂醇注射液(陕西天宇制药有限公司生产)。根据Tessari法制作泡沫 硬化剂，具体制备方法为：一个10ml无菌注射器内抽取1％聚桂醇注射液2ml，另一个10ml 无菌注射器抽取8ml空气，两个注射器的端口通过医用三通管连接，推动两注射器活塞运动 20次，即制备成所需泡沫硬化剂。

2.体外静脉畸形模型的建立：

将储液器1、液体流动管Ⅰ2、膨胀部3、液体流动管Ⅱ4等连接起来，将储液器1悬挂 在支架10顶端，在储液器1内放置生理盐水，则生理盐水可以通过该液体流动管流动，以此 来模拟静脉畸形血液流动，在液体流动管Ⅰ2和液体流动管Ⅱ4之间设置一个模拟静脉畸形 的圆柱形膨胀部3(内径15mm，长50mm)，液体流动管Ⅱ4末端设计一个流速控制开关5。 首先，打开流速控制开关5，使液体流动管Ⅰ2、膨胀部3、液体流动管Ⅱ4内充满生理盐 水；然后调整出四个不同的生理盐水流动速度(1.7mL/s,1mL/s,0.2mL/s和0mL/s)， 每个生理盐水流动速度计算5次以求精确；最后10ml泡沫硬化剂通过医用注射针(0.7mm 口径、32mm长)以不同的速度注射于膨胀部中央，用数码相机7记录囊腔的充盈状态。实 验数据采用SPSS19.0处理，并通过独立样本t检验行统计学分析，以p<0.05认为具有统 计学意义。所有实验均在温度为25℃环境中进行。

3.实验结果：

体外实验中，泡沫硬化剂的注射速度大于1.3ml/s时，无论血液流动速度如何，静脉 畸形囊腔均可以被泡沫硬化剂充满；不同的血液流动速度下，能够使静脉畸形囊腔充满的泡 沫硬化剂最低注射速度不同，但是均低于1.3ml/s(表1)。根据统计学分析，使静脉畸形 囊腔充满的所有最低注射速度均有统计学差异。

表1.不同血流速度的静脉畸形最低充盈速度

*最低充盈速度以平均值±标准差表示。

实验中，使用流动的生理盐水来模拟静脉畸形的血液流动和内径15mm的圆柱体模拟静 脉畸形囊腔。实验模型在一定程度上更接近真实的静脉畸形。

体外实验中发现当泡沫硬化剂的注射速度大于1.3ml/s，不管血液流动速度如何，静脉 畸形囊腔均可以被泡沫硬化剂充满。根据我们临床治疗静脉畸形的经验，当注射速度高于 1.3mL/s，泡沫硬化剂可以完全充满低回流型的静脉畸形囊腔，然而在治疗高回流型静脉畸 形时，需要选择比1.3ml/s更高的注射速度。

临床实验：

志愿者病人纳入标准：招募根据国际脉管性疾病研究学会诊断标准诊断为静脉畸形的志 愿者，根据行数字减影血管造影(digitalsubtractionangiography，DSA)时使用造影剂 的量确定静脉畸形的体积为8ml的病人。

病人平躺在DSA操作台上，使用7号头皮针(0.7mm直径，23mm长)刺入静脉畸形囊 腔中央，发现血液返流时，固定头皮针位置，使用MedradMarkVProVis注射系统(瑞达 公司，美国)调控泡沫硬化剂分别以1.7ml/s和0.2ml/s的速度注射于囊腔内，每次注射 10ml的泡沫硬化剂。通过DSA记录静脉畸形囊腔的充盈情况。该实验获得了山东大学齐鲁 医院伦理委员会批准，所有志愿者均签订知情同意书。

在临床研究中，静脉畸形囊腔可以在高的注射速度(1.3ml/s)被充满(如图3)，而 低的注射速度(0.2ml/s)则不能被充满(如图4)。

临床研究中，对于同一静脉畸形囊腔，高的泡沫硬化剂注射速度(1.3ml/s)可以使囊 腔充满，而低的泡沫硬化剂注射速度则不能，表明体外实验与体内实验的结果相吻合，体外 实验模型可以用于模拟真实静脉畸形，得到的结论可以用来指导真实静脉畸形治疗。泡沫硬 化剂注射速度高相对于低的注射速度可以使静脉畸形更充分地充满泡沫硬化剂。回流速度不 同的静脉畸形，能使囊腔充盈的最低充盈速度不同，为达到良好的治疗静脉畸形效果，往往 需要泡沫硬化剂的注射速度高于其最低充盈速度。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。