靜脈橋動脈化后橋血管重塑的實驗研究

趙智偉，葛建軍*，林 敏，周正春，王海濤，孔 祥，

劉永志1，鄔 松1，周經(jīng)月1，Abendroth DK2

(1安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，合肥230022;2德國Ulm大學(xué)臨床外科中心)

自體靜脈橋移植是臨床上治療冠狀靜脈硬化性心臟病(CHD)及周圍血管閉塞性疾病最常用的血運重建方法之一，因而使靜脈動脈化(AVG)成為一種較為常見的病理狀態(tài)。目前針對AVG的研究仍然偏少，2009年7～12月，我們通過構(gòu)建大鼠頸AVG模型，對其橋血管的結(jié)構(gòu)重塑進行探討，為進一步探尋橋血管再狹窄的病因、機制和防治措施打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1 實驗動物 SPF級SD大鼠30只，隨機分為實驗組和對照組，每組15只。大鼠8～10周齡，體質(zhì)量200～220 g，雌雄不拘，由安徽省動物中心提供。

1．2 實驗器械及材料 顯微外科器械一套(上海醫(yī)療器械廠)，8/0和10/0醫(yī)用無損傷線(寧波醫(yī)療縫線廠)，20 G動脈穿刺外鞘管(BD公司)，10%水合氯醛，肝素鈉，罌粟堿，4%多聚甲醛，HE染色試劑盒(南京建成生物技術(shù)有限公司)，恒溫箱，BM-Ⅱ病理包埋機，石蠟切片機(德國徠佧RM2015)，JEDR80D形態(tài)學(xué)圖像分析系統(tǒng)Version 6．0等。

1．3 模型構(gòu)建方法

1．3．1 實驗準(zhǔn)備 10%水合氯醛300 mg/kg，腹腔注射麻醉。肝素以200 U/kg經(jīng)尾靜脈肝素化。仰臥位固定，備皮，常規(guī)消毒、鋪巾。取頸部正中切口約2 cm，逐層分離，暴露右側(cè)頸外靜脈，8/0無損上線結(jié)扎其屬支，離取0．5～1 cm遠(yuǎn)心端主干，肝素鹽水及罌粟堿液沖洗其管腔，備用。于右側(cè)氣管旁、胸鎖乳突肌下充分游離頸總動脈至分叉處，長1～1．2 cm，術(shù)中盡量避免損傷氣管旁小動脈分支及迷走神經(jīng)，并以稀釋罌粟堿液噴灑動脈表面。兩端以無損傷血管夾阻斷血流，cuff組可于中間離斷;而縫合組可剪除0．5 cm動脈，使截面與動脈呈30°～45°，且兩截面相互平行。肝素鹽水沖洗管腔，清除血凝塊，再次噴灑罌粟堿液。

1．3．2 模型制備 實驗組剪取20 G動脈穿刺外鞘管1～2 mm，并留有一柄部，自制成 cuff管。10/0線分別牽引遠(yuǎn)、近端動脈游離緣穿過cuff管，用微血管鉗夾住柄部，再以兩把顯微鑷夾持動脈壁小心翻轉(zhuǎn)至cuff管上約0．8 mm，內(nèi)膜向外，8/0線結(jié)扎固定于管壁。剪取備用的頸外靜脈0．6 cm，并倒置，將兩側(cè)的cuff管分別插入靜脈管腔內(nèi)，8/0線結(jié)扎固定，使靜脈置于離斷的動脈之間［1］。對照組僅模擬手術(shù)環(huán)境，分離動靜脈，但未進行靜脈橋的移植。

1．4 組織學(xué)檢查 分別于術(shù)后1、2、4周取出靜脈橋和對照組頸靜脈進行研究。通過外觀、搏動、血流情況判斷橋血管是否通暢。可先剪斷靜脈橋遠(yuǎn)心端，通暢者見血流噴出。迅速取出橋血管，10%的中性甲醛沖洗固定，24 h后常規(guī)脫水，石蠟包埋，HE染色，0．5 μm厚度切片，選取橋靜脈中段為研究對象，利用形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)計算內(nèi)膜、中膜增生的厚度。

1．5 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS13．0軟件進行統(tǒng)計分析，所得數(shù)據(jù)以±s表示，采用t檢驗。以P≤0．05為有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2組模型均無動物死亡。4周時，實驗組1只因內(nèi)膜增生閉塞，通暢率93．3%，余14只大鼠橋靜脈充盈良好，但管壁不同程度增厚，管腔變窄;對照組靜脈無閉塞，管壁無明顯增厚。AVG后1、2、4周時實驗組和對照組內(nèi)膜和中膜厚度比較見表1，HE染色結(jié)果見插頁Ⅱ圖11。由表1可見，實驗組內(nèi)膜厚度約是對照組的5．5～15．2倍，部分標(biāo)本可觀察到脂質(zhì)的沉積和粥樣硬化的形成;實驗組中膜厚度約是對照組的1．4 ～5．9 倍。

表1 實驗組和對照組術(shù)后1、2、4周內(nèi)膜和中膜厚度比較(μm，ˉx±s)

3 討論

靜脈移植物是冠狀動脈旁路移植術(shù)(CABG)及外周血管性疾病重要的移植材料，而AVG亦成為一種較為常見的病理狀態(tài)。雖然CABG術(shù)目前已較為成熟，但是靜脈移植物的結(jié)構(gòu)重塑所導(dǎo)致的再狹窄嚴(yán)重影響了靜脈橋的近遠(yuǎn)期通暢率。研究表明，CABG術(shù)后第1年有10% ～15%靜脈橋阻塞，術(shù)后1～6 a閉塞率1% ～2%，6～10 a約為4%。大隱靜脈橋術(shù)后10 a的通暢率為50% ～60%，且這些通暢的靜脈中僅50%能免于嚴(yán)重的狹窄［2，3］。因此研究和認(rèn)識AVG后橋血管的結(jié)構(gòu)重塑，將為探尋橋血管再狹窄的病因、機制和防治措施打下基礎(chǔ)。

本研究通過改良cuff法構(gòu)建頸AVG模型，發(fā)現(xiàn)實驗組動脈化后靜脈壁結(jié)構(gòu)發(fā)生重塑，內(nèi)膜、中膜增生，管腔不同程度變窄，1例橋血管閉塞。AVG后血管的重塑是復(fù)雜的、多因素參與的過程。靜脈橋血管在游離、獲取及移植到動脈系統(tǒng)的過程中，手術(shù)的創(chuàng)傷及動脈系統(tǒng)內(nèi)血流壓力的突然改變產(chǎn)生的生物機械應(yīng)力，均會使橋血管壁及內(nèi)膜受到不同程度的損傷，大量內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)的脫落，膠原暴露，促進血小板黏附、聚集，激活血小板及白細(xì)胞，釋放大量炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子，連同受損ECs分泌的有絲分裂原因子，如血小板源性生長因子(PDGF)、內(nèi)皮素(ET)和堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)，促進中膜血管平滑肌細(xì)胞(SMCs)的活化，收縮型向合成型轉(zhuǎn)化［4］，分泌局部血管活性物質(zhì)和細(xì)胞因子，如血管緊張素Ⅱ (ATⅡ)、5-羥色胺(5-HT)、ET、PDGF、纖維生長因子(FGF)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)等，這些活性物質(zhì)再次促進中膜SMCs增殖并穿過血管內(nèi)彈性層向內(nèi)膜遷移，同時產(chǎn)生過量的細(xì)胞外基質(zhì)，引起新生內(nèi)膜形成及管壁增厚，構(gòu)成了靜脈橋狹窄的病理基礎(chǔ)［5～7］。受損的 ECs與SMCs通過細(xì)胞因子的作用形成正反饋。SMCs的增殖、遷移和合成分泌大量的細(xì)胞外基質(zhì)是內(nèi)膜增生和血管再狹窄的關(guān)鍵［6］。而新生內(nèi)膜逐漸成為遠(yuǎn)期粥樣硬化的土壤［8］。對照組靜脈在模擬手術(shù)環(huán)境和創(chuàng)傷的情況下，沒有觀察到明顯的內(nèi)膜和中膜增生，提示動脈化及其產(chǎn)生的生物力學(xué)變化可能是關(guān)鍵因素。

因此，動脈化的病理過程加快了靜脈橋血管內(nèi)膜和中膜的增生，也加快了橋血管的結(jié)構(gòu)重塑。

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