三丙烯微球栓塞腎動(dòng)脈的實(shí)驗(yàn)研究

朱國慶，虞希祥，肖池金，施振靜，施昌盛

隨著介人放射學(xué)的迅速發(fā)展，經(jīng)導(dǎo)管血管栓塞術(shù)（transcatheter embolization，TAE）在臨床工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。聚乙烯醇（PVA）顆粒是目前臨床應(yīng)用較廣的顆粒性血管栓塞劑，然而其形狀不規(guī)則，摩擦系數(shù)高，容易聚集阻塞導(dǎo)管，給臨床治療操作帶來不便［1］。三丙烯微球是一種較新的球形動(dòng)脈末梢栓塞劑，具有親水性、大小均一、不易聚集和操控性強(qiáng)等特點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)分別用300～500 μm三丙烯微球與PVA顆粒選擇性栓塞兔腎動(dòng)脈，觀察三丙烯微球的栓塞效果和組織相容性，并與PVA顆粒進(jìn)行比較。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

成年健康日本大耳白兔36只，雌雄不限，體重2.0～3.0 kg，分為A組和B組，每組18只。A組用三丙烯微球栓塞右腎動(dòng)脈，B組用PVA顆粒栓塞右腎動(dòng)脈。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

兩組動(dòng)物于栓塞完畢后5 min造影，右腎及右腎門節(jié)段動(dòng)脈不顯影者作為適合繼續(xù)觀察的對(duì)象。術(shù)后第1、4、8周，兩組各隨機(jī)抽取6只動(dòng)物行雙側(cè)腎動(dòng)脈造影，術(shù)后取雙側(cè)腎臟行蘇木精-伊紅（HE）染色和血管彈力纖維染色檢查。HE染色的切片在光學(xué)纖維鏡下觀察栓塞劑所栓塞的動(dòng)脈及周圍細(xì)胞成分、炎癥反應(yīng)、腎實(shí)質(zhì)及腎間質(zhì)改變，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)采用國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的“醫(yī)用有機(jī)硅材料生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法”［2］。炎癥細(xì)胞反應(yīng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ級(jí)為試樣周圍未見或僅見極少量淋巴細(xì)胞；Ⅱ級(jí)為試樣周圍可見少量淋巴細(xì)胞；Ⅲ級(jí)為試樣周圍有少量中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和巨細(xì)胞反應(yīng)；Ⅳ級(jí)為試樣周圍可見以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主的炎癥反應(yīng)，可見吞噬細(xì)胞。彈力纖維染色切片觀察栓塞劑所在動(dòng)脈的彈力層破壞程度，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)采用Schwartz方法［3］。動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層破壞分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)為動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層完整；Ⅰ級(jí)為動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層破壞，中彈力層及外彈力層完整；Ⅱ級(jí)為動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層、中彈力層破壞，外彈力層完整；Ⅲ級(jí)為動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層、中彈力層及外彈力層均破壞。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS13.0軟件包進(jìn)行分析，兩組間計(jì)數(shù)資料比較采用卡方檢驗(yàn)，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩兩比較采用t檢驗(yàn)，重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)采用重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)的方差分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 兩組動(dòng)物栓塞后不同時(shí)間實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的變化

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)分析

從表1可見，丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶 （ALT）、尿素氮（BUN）和肌酐（CRE）在術(shù)后第3天升高最明顯，第1周時(shí)ALT大部分恢復(fù)正常，栓塞后2周基本恢復(fù)至正常水平；而BUN和CRE在栓塞后第3天～1周時(shí)仍明顯高于栓塞前水平（P＜0.05），至2周時(shí)基本維持在正常水平，4周以后雖然大多數(shù)維持在基礎(chǔ)水平，但天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）術(shù)后一直升高，第7天升高最明顯，2周以后恢復(fù)至栓塞前水平。

2.2 栓塞結(jié)果

所有實(shí)驗(yàn)手術(shù)由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的主治醫(yī)師操作，均獲成功。在栓塞過程中，A組三丙烯微球通過導(dǎo)管較B組PVA顆粒順暢，操作時(shí)間明顯縮短；A組未出現(xiàn)導(dǎo)管阻塞，B組有3只出現(xiàn)導(dǎo)管阻塞，經(jīng)更換導(dǎo)管后完成栓塞操作。栓塞及造影復(fù)查結(jié)果見表2。

2.3 病理組織學(xué)變化

2.3.1 相同點(diǎn) 1周后栓塞腎周圍組織出現(xiàn)粘連，腎臟大小形態(tài)與對(duì)側(cè)比較無明顯改變，表面較健側(cè)腎毛糙，栓塞側(cè)腎臟栓塞后均可見局灶性腎小球萎縮、變性、壞死，腎小管變性及炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，彌漫性間質(zhì)血管擴(kuò)張、淤血。4周后栓塞腎周圍組織明顯粘連，腎臟明顯萎縮，體積變小，表面凹凸不平，纖維瘢痕形成。廣泛性腎小球萎縮、玻璃樣變性，腎小管上皮細(xì)胞顆粒樣變性，胞核結(jié)構(gòu)消失，部分小管上皮細(xì)胞萎縮，局部腎組織呈片灶狀纖維化改變，伴有內(nèi)部組織鈣化，腎間質(zhì)纖維結(jié)締組織增生。8周后栓塞纖維化更明顯，質(zhì)地明顯硬韌，體積更小。腎組織結(jié)構(gòu)稀疏，小球小管結(jié)構(gòu)大多消失，腎組織呈彌漫性顆粒樣變性，腎組織內(nèi)可見鈣化灶，鈣化周圍可見大量纖維結(jié)締組織形成。

2.3.2 不同點(diǎn) A組三丙烯微球除了集中在葉間動(dòng)脈，弓形動(dòng)脈外，還有大部分在腎門節(jié)段動(dòng)脈、腎動(dòng)脈主干內(nèi)；B組PVA顆粒主要集中在腎門節(jié)段動(dòng)脈、腎動(dòng)脈主干，少部分在葉間動(dòng)脈內(nèi)。三丙烯微球在鏡下為圓形，少部分成橢圓形；PVA顆粒鏡下為不規(guī)則、尖角狀。三丙烯微球靶血管栓塞相符率高，大部分栓塞血管的微球顆粒只有1粒，與動(dòng)脈管腔間隙小，達(dá)到致密栓塞，微球表面無血栓包裹（圖1）；PVA顆粒栓塞血管直徑大于PVA顆粒直徑，栓塞相符率低，呈不規(guī)則聚集，混合血栓（圖2）。三丙烯微球與PVA顆粒栓塞動(dòng)脈后均出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，三丙烯微球動(dòng)脈周圍炎癥反應(yīng)較PVA顆粒輕微，炎癥持續(xù)1周左右（表3）。炎癥反應(yīng)早期主要以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主，在1周后炎癥反應(yīng)以淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主。異物巨細(xì)胞反應(yīng)在栓塞后1～2周開始出現(xiàn)，至第8周研究結(jié)束時(shí)仍較明顯。兩組栓塞后不同時(shí)間腎門節(jié)段動(dòng)脈病理改變分析結(jié)果見表4。

表2 兩組血管栓塞后再通及操作時(shí)間比較

表3 栓塞劑周圍炎癥反應(yīng)的平均級(jí)別（±s）

表3 栓塞劑周圍炎癥反應(yīng)的平均級(jí)別（±s）

2.17 ± 0.75 1.33 ± 0.52 1.17 ± 0.52 3.33 ± 0.82 2.33 ± 0.82 2.00 ± 0.63 2.57 2.54 2.71 0.03 0.03 0.02 A 組B 組tP周圍炎癥反應(yīng)級(jí)別組別1 周4 周8 周

表4 動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層破壞的平均級(jí)別（±s）

表4 動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層破壞的平均級(jí)別（±s）

組別 動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層破壞的平均級(jí)別1周 4周 8周A組 1.17±0.75 1.00±0.63 1.17±0.41 B組 2.17±0.75 2.33±0.52 2.17±0.41 t 2.30 4.00 4.24 P 0.04 0.003 0.002

圖1 三丙烯微球栓塞后血管內(nèi)微球達(dá)到致密栓塞，動(dòng)脈壁輕度增厚，周圍幾乎未見炎癥細(xì)胞

圖2 PVA栓塞后PVA顆粒聚集填充血管腔，血栓基本消失，動(dòng)脈壁增厚，血管內(nèi)可見異物巨細(xì)胞及動(dòng)脈壁炎癥細(xì)胞

3 討論

三丙烯微球是一種包裹膠原蛋白的丙烯酸樹脂微球，是親水而不可吸收的栓塞材料，其特點(diǎn)是微球形態(tài)均一，表面光滑，不易聚集，易通過微導(dǎo)管，即使直徑大于微導(dǎo)管的微球也可以變形通過，能到達(dá)所要栓塞的終末部位［3-5］。栓塞后造影復(fù)查兩組血管再通率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且術(shù)后第1周復(fù)查均未發(fā)生再通，但病理學(xué)提示兩組栓塞后都達(dá)到栓塞腎缺血，梗死完全，最后萎縮，鈣化伴瘢痕形成，我們分析再通原因可能與PVA呈不規(guī)則狀、聚集成簇、混合血栓有關(guān)，顆粒堵塞的動(dòng)脈仍有空隙，隨著時(shí)間的進(jìn)展，再通可能由于血栓的吸收和血管再生所致［6］。對(duì)于三丙烯微球栓塞后出現(xiàn)再通現(xiàn)象，與Stampfl等［7］報(bào)道的結(jié)果相似，但目前不能明確原因，因?yàn)槿┪⑶蛩ㄈ苤睆脚c栓塞劑直徑相符率高，微球與動(dòng)脈管腔間隙小，微球表面無血栓形成，主要以機(jī)械栓塞為主［8］，可能與微球和栓塞血管錨定不牢固有關(guān)，栓塞側(cè)血管由于缺血缺氧調(diào)節(jié)毛細(xì)血管網(wǎng)開放，栓塞劑遲發(fā)性地向遠(yuǎn)端血管移行，使血管內(nèi)栓塞再分布。另外，栓塞時(shí)微球吸收對(duì)比劑膨脹，栓塞后微球脫水變小，可能對(duì)栓塞后再通起一定的作用。

300～500 μm PVA顆粒是臨床上較常用的栓塞劑，由于其形狀不規(guī)則，已成簇阻塞微導(dǎo)管，給臨床治療帶來不便。故本研究采用300～500 μm三丙烯微球與聚乙烯醇對(duì)比，兩組栓塞后都達(dá)到栓塞腎完全梗死，病理示PVA顆粒主要集中在腎門節(jié)段動(dòng)脈，三丙烯微球主要集中在葉間動(dòng)脈，弓形動(dòng)脈。所有實(shí)驗(yàn)兔由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的主治醫(yī)師操作完成，兩組采用相同的栓塞劑濃度栓塞（50%鹽水和50%優(yōu)維顯混合液稀釋栓塞材料），三丙烯微球組通過導(dǎo)管順暢，無導(dǎo)管阻塞，推注阻力小，操作時(shí)間明顯縮短；而PVA組注射栓塞劑時(shí)阻力較大，通過導(dǎo)管不順暢，推注壓力大，有3只因PVA團(tuán)聚出現(xiàn)導(dǎo)管阻塞，經(jīng)更換導(dǎo)管后完成栓塞操作，操作時(shí)間明顯延長(zhǎng)。本研究表明PVA形狀不規(guī)則，大小不均，表面粗糙，摩擦力大，高粘附力，使得易在導(dǎo)管、血管內(nèi)聚集成簇［9］，故容易堵塞導(dǎo)管，需要反復(fù)沖洗導(dǎo)管，給操作帶來不便，增加操作時(shí)間，也容易引起返流，出現(xiàn)異位栓塞。而三丙烯微球具有均一圓球形、親水性等特點(diǎn)，防止其在導(dǎo)管腔內(nèi)聚集，便于輸送等特點(diǎn)［10］，有效的解決PVA的不足之處，無堵管發(fā)生，縮短操作時(shí)間，給臨床治療帶來便利。另外，三丙烯微球組健側(cè)腎出現(xiàn)誤栓1只，表現(xiàn)為左腎點(diǎn)狀壞死；PVA組健側(cè)腎出現(xiàn)誤栓3只，表現(xiàn)為左腎片狀壞死；可能與PVA顆粒容易團(tuán)聚、栓塞血管直徑大于栓塞劑直徑有關(guān)。栓塞時(shí)以右腎及右腎門節(jié)段動(dòng)脈不顯影為標(biāo)準(zhǔn)，兩組都發(fā)生健側(cè)腎輕微誤栓，我們考慮與栓塞劑返流有關(guān)，可能與術(shù)中動(dòng)脈痙攣、導(dǎo)管阻塞等操作有關(guān)，目前樣本量較少，有待進(jìn)一步研究。

兩組栓塞劑具有一致的栓塞效果，此結(jié)果與國外報(bào)道相似［6］。但PVA組栓塞后血管炎癥反應(yīng)及動(dòng)脈內(nèi)膜彈力層破壞情況均較微球組加重，這可能與PVA栓塞機(jī)制有關(guān)［11］，PVA吸水后膨脹，機(jī)械性地阻塞血管，表面粗糙PVA能導(dǎo)致血管炎癥反應(yīng)和異物反應(yīng)，從而使血管壁破壞及最終血栓形成。而三丙烯微球是包裹膠原蛋白的高親水性丙烯酸樹脂微球，表面附有帶電粒子，具有良好的生物相容性［6］。

綜上所述，三丙烯微球與PVA顆粒動(dòng)脈栓塞效果相似，安全有效，但三丙烯微球比PVA顆粒操作簡(jiǎn)便，省時(shí)，可預(yù)見性強(qiáng)，組織相容性好，不易聚集，未見堵管現(xiàn)象發(fā)生。

［1］國家食品藥品監(jiān)督管理局.醫(yī)用有機(jī)硅材料生物學(xué)平價(jià)試驗(yàn)方法［M］．北京，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

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