可降解性聚對二氧環(huán)己酮血管外支架抑制移植靜脈內(nèi)膜增生實驗研究.pdf

1、冠狀動脈旁路移植術(shù)是目前治療冠心病行之有效的手段之一，移植血管常用材料有大隱靜脈、乳內(nèi)動脈以及橈動脈等。從通暢率考慮應(yīng)盡可能多用動脈材料，但由于動脈來源的限制，大隱靜脈仍然是主要的血管材料。移植靜脈再狹窄是冠脈搭橋等靜脈移植后失敗的主要原因，1年內(nèi)再狹窄的發(fā)生率約15～25％，10年則高達40—60％。 移植靜脈再狹窄的機制尚不完全清楚，靜脈移植后血栓形成、移植靜脈早期內(nèi)膜增生和在此基礎(chǔ)上的粥樣硬化長期以來被認(rèn)為是移植靜脈再狹

2、窄形成而導(dǎo)致橋血管失敗的主要原因，而移植術(shù)后早期內(nèi)膜增生是移植靜脈再狹窄的關(guān)鍵時期。 在各種影響移植靜脈內(nèi)膜增生的因素中，血流動力學(xué)因素起了關(guān)鍵作用。內(nèi)膜增生及管壁的增厚可以看作移植靜脈對較高的動脈血壓造成的血流動力學(xué)改變的自身適應(yīng)，即所謂動脈化過程。因此，使用血管外支架限制移植靜脈擴張，減小管壁承受的張應(yīng)力，成為防止移植靜脈再狹窄的一種很有臨床應(yīng)用前景的處理方法。比較不同的材料發(fā)現(xiàn)，大孔隙的、非限制性的聚丙烯外支架比小孔隙、含

3、孔率低的PTFE外支架能更有效地減輕新生內(nèi)膜增厚。目前，國外對血管外支架的研究主要集中在大孔隙、非限制性網(wǎng)狀材料方面。不可降解的人工材料長期存在于機體內(nèi)可能會出現(xiàn)異物反應(yīng)，增加感染的機率，對移植靜脈產(chǎn)生不良影響。 靜脈移植術(shù)后1～3月內(nèi)是靜脈內(nèi)膜增生的關(guān)鍵時期。對移植靜脈的早期干預(yù)和治療是防止移植靜脈再狹窄尤其重要，有可能提高長期的通暢率。因此人們將El光轉(zhuǎn)向近年逐漸受到重視的可降解材料。 研究目的: (1)篩選

4、出合適的可降解生物材料，通過適當(dāng)?shù)姆椒ê凸に?，以制備出與機體血管結(jié)構(gòu)最為匹配的血管外支架。 (2)按照醫(yī)療器械生物學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)，研究血管外支架材料的生物相容性，為確保該材料臨床應(yīng)用的安全性提供有價值的理論依據(jù)。 (3)建立血管外支架抑制移植靜脈內(nèi)膜增生的動物實驗?zāi)Ｐ?，觀察其對內(nèi)皮細(xì)胞、中膜保護作用，評價其減輕移植靜脈內(nèi)膜增生的效果，探討其發(fā)揮作用的機制，為可降解網(wǎng)狀血管外支架材料進一步臨床研究奠定基礎(chǔ)。 研究內(nèi)容與

5、方法: 第一部分：可降解編織性血管外支架的選材、設(shè)計與制備 篩選出具有抗張強度高、性能優(yōu)良的聚對二氧環(huán)己酮(PDS)醫(yī)用級可吸收縫合線進行編織，應(yīng)用拉伸試驗對PDS縫合線的生物力學(xué)性能進行測定和分析，通過對規(guī)則編織、菱形結(jié)構(gòu)、加筋結(jié)構(gòu)三種編織方法以及編織參數(shù)加以研究、比較，選擇最為合適的編織方法和工藝編織血管外支架。 第二部分：可降解性血管外支架材料的生物相容性評價 按照醫(yī)療器械生物學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)IS0109

6、93-1998和GB／T16886-2001標(biāo)準(zhǔn)和要求，對血管外支架材料進行了體內(nèi)外生物安全性試驗研究，包括細(xì)胞毒性試驗和體內(nèi)植入降解實驗、旨在對該材料進行有效的細(xì)胞毒理學(xué)分析和生物相容性評價。 第三部分：PDS血管外支架抑制移植靜脈內(nèi)膜增生的動物實驗研究 制備內(nèi)徑4.0mm，壁厚0.28ram，長3cm，孔隙率為77％的大孔隙、非限制性PDS血管外支架。建立兔頸外靜脈移植模型。分為對照組(單純移植組)和實驗組(外支架組

7、)。術(shù)后4周及12周取出移植靜脈，測量移植靜脈內(nèi)膜、中層厚度及面積；觀察靜脈壁內(nèi)皮細(xì)胞完整性及形態(tài)變化以及材料降解的超微結(jié)構(gòu)。對細(xì)胞增殖核抗原(PCNA)行免疫組化檢查，對轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)和腎素-血管緊張素Ⅱ受體1(ATlR)行免疫組化、實時熒光定量RT-PCR及蛋白免疫印跡法檢查，以探討血管外支架抑制內(nèi)膜增生的分子生物學(xué)機制。 研究結(jié)果: 第一部分：聚對二氧環(huán)己酮單絲強度高，直徑相同的聚丙烯纖維和PD

8、S纖維，線密度、斷裂伸長率和斷裂強度三個指標(biāo)，PDS均大于聚丙烯纖維。PDS纖維模量低，柔順性好，編織性能好，在小口徑錠子式編織機上采用規(guī)則編織結(jié)構(gòu)可編織出高拉強度彈性好、大孔隙率、光滑平整的網(wǎng)狀血管外支架。 第二部分：PDS網(wǎng)狀支架材料無明顯細(xì)胞毒性，對細(xì)胞形念、生長代謝和增殖不構(gòu)成損害。PDS在12周左右丌始加速降解，24周材料完全降解吸收，炎性反應(yīng)也減退消失，材料區(qū)域被新生纖維組織取代。PDS在體內(nèi)降解是一個逐步降解、吸收

9、，被自體組織取代的過程，在降解過程中，未對周圍組織產(chǎn)生不良刺激，顯示了PDS支架材料良好的生物相容性。 第三部分：單純靜脈移植術(shù)后早期，內(nèi)膜和中膜增厚明顯，內(nèi)膜厚度不均，局部增厚明顯，4周時中膜厚度超過內(nèi)膜厚度，而12周時主要以內(nèi)膜增生為主。PDS血管外支架可明顯抑制內(nèi)膜和中膜增生，其厚度和面積均顯著小于對照組，其中，抑制內(nèi)膜增生的作用要大于中膜增生的作用。12周時，血管外支架部分降解，周圍有大量的炎細(xì)胞和組織細(xì)胞侵潤，炎性反應(yīng)

10、有加重的趨勢，但未產(chǎn)生不良刺激。外支架組在術(shù)后1月時外支架與靜脈壁之間纖維組織增生，形成了“新生外膜”，“新生外膜”將PDS網(wǎng)緊緊包括其中，“新生外膜”與原外膜無明顯界限，纖維周圍的新生血管數(shù)量很多，而且穿過外支架進入內(nèi)膜或中膜。12周時“新外膜”繼續(xù)增厚，將靜脈外膜和血管外支架緊密的連接在一起。免疫組化和電鏡檢查發(fā)現(xiàn)，單純移植組細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)增多，PCNA過度表達，內(nèi)膜和中層的SMC和ECM排列紊亂。血管外支架組PCNA在中膜和

11、內(nèi)膜區(qū)域的表達減少，ECM含量較少，內(nèi)膜和中膜的SMC和ECM排列整齊。實時熒光定量RT—PCR及蛋白免疫印跡法檢查表明血管外支架組TGF-βl在外膜中過度表達，而中膜和內(nèi)膜表達減少。ATlR主要分布在中膜、內(nèi)膜和內(nèi)皮細(xì)胞中，術(shù)后4周，外支架組ATlR表達水平低于單純移植組，12周時，兩組ATlR表達水平都降低，無明顯區(qū)別。 實驗結(jié)論: 大孔隙、非限制性PDS血管外支架通過形成新外膜減小植靜脈壁周應(yīng)力，提高切應(yīng)力，刺激外