液體栓塞材料2-聚甲基丙烯酸羥乙酯的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前腦動(dòng)靜脈畸形(artedovenousmalformation，AVM)的治療是以手術(shù)切除、血管內(nèi)栓塞及放射治療為主要治療手段的綜合治療，血管內(nèi)栓塞治療在腦AVM的治療中占有重要的地位。除腦AVM本身血管構(gòu)筑特性外，栓塞材料的選用對(duì)治療效果有著直接影響。目前臨床上應(yīng)用的栓塞材料包括：顆粒材料聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)、粘性液體材料α-氰丙烯酸正丁酯(n-butylcyanoacrylate，NBCA)，以及

2、近年來開始使用的非粘附性液體材料乙烯.乙烯醇共聚物(ethylenevinylalcohol，EVAL)。顆粒在畸形血管團(tuán)中彌散差，治療效果不滿意。臨床上使用時(shí)間最長且應(yīng)用最廣的是NBCA，雖具有栓塞牢固，持久等優(yōu)點(diǎn)，但它不易操作，且有“粘管”缺點(diǎn)。NBCA栓塞后病灶較硬，不易切除。而Onyx(EVAL的商品名)雖有非粘性特性，操控較簡單，但它以二甲基亞砜(dimethylsulfoxide，DMSO)為溶劑，DMSO具有較明顯的血管毒

3、性，可能損傷血管周圍的腦組織，因此Onyx的安全性受到質(zhì)疑。因此，尋找既具備較好的栓塞性能，又有良好的生物相容性栓塞材料具有重要意義。我們與武漢工程大學(xué)聯(lián)合開發(fā)出一種新型液體栓塞材料2-聚甲基丙烯酸羥乙酯(2-poly-hydroxyethyl-methacrylate，2-P-HEMA)，此材料利用乙醇為溶劑，避免了DMSO的毒性。本課題擬通過研究2-P-HEMA的物理性質(zhì)、生物相容性以及血管內(nèi)栓塞實(shí)驗(yàn)，來評(píng)價(jià)其栓塞性能，為進(jìn)一步的臨

4、床應(yīng)用研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 本課題分四個(gè)部分進(jìn)行研究。 第一部分：液體栓塞材料2-P-HEMA物理性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究 目的： 研究栓塞材料2-P-HEMA的在乙醇及DMSO溶液中的溶解性能、在水中的固化特性以及固化速度，了解是否達(dá)到液體栓塞材料的基本條件，為進(jìn)一步動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)。 方法： 1、分別測(cè)定2-P-HEMA在不同溶度的乙醇溶液、乙醇/碘比醇溶液、DMSO溶液及DMSO/碘比醇溶液中的

5、溶解性； 2、分別配制2％、3.5％、5％、6.5％、8％、9.5％等濃度2-P-HEMA的乙醇溶液、乙醇/碘比醇溶液、乙醇/三氧化二鉍溶液、及DMSO/碘比醇溶液，并分別標(biāo)記組別：1A至6A、1B至6B、1C至6C、1D至6D； 3、分別測(cè)定以上各組材料在靜止鹽水中的凝固時(shí)間；4、分別測(cè)定各組材料在流動(dòng)鹽水的凝固時(shí)間。 結(jié)果： 1、2-P-HEMA在純乙醇中溶解度很低，在80％以下乙醇濃度中溶解度明顯增

6、大，但在20％以下濃度的乙醇中的溶解度較低。2-P-HEMA在純DMSO溶液中溶解度較高，隨著DMSO濃度的降低，2-P-HEMA的溶解度降低。加入顯影劑(碘比醇、Bi2O3等)不影響2-P-HEMA在乙醇及DMSO溶液中的溶解度。 2、2-P-HEMA的乙醇或DMSO溶液注入水中呈絮狀固化。以乙醇為溶劑的各組中，低濃度(2％)與高濃度(9.5％)材料在靜止水中的凝固時(shí)間較中間濃度(3.5％～8.0％)長，以DMSO為溶劑的材料

7、在靜止水中的凝固時(shí)間隨濃度增高而延長。加入顯影劑(碘比醇、Bi2O3等)不影響凝固時(shí)間。 3、2-P-HEMA的乙醇或DMSO溶液注入流動(dòng)水中，較快發(fā)生固化，凝固時(shí)間明顯短于在靜止水中時(shí)。 結(jié)論： 1、2-P-HEMA能溶于20％～80％濃度乙醇或30％濃度以上的DMSO溶液中。加入碘比醇或Bi2O3等顯影劑不影響溶解度。 2、2-P-HEMA的乙醇或DMSO溶液注入水中能固化，在靜止水中的固化速度明顯慢

8、于在流動(dòng)水中，顯影劑不影響固化速度。 第二部分：液體栓塞材料2-P-HEMA的生物相容性研究 目的： 對(duì)2-P-HEMA進(jìn)行生物相容性研究，為臨床應(yīng)用的安全性提供依據(jù)。 方法： 分別對(duì)2-P-HEMA進(jìn)行以下各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：Ames致突變實(shí)驗(yàn)、體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、全身急性、亞急性及慢性毒性實(shí)驗(yàn)、溶血實(shí)驗(yàn)、出血和凝血時(shí)間測(cè)定、凝血功能實(shí)驗(yàn)等。 結(jié)果： 1、Ames實(shí)驗(yàn)：2-P-HEMA材料各

9、濃度浸提液的突變比值(MR)均小于2，陽性對(duì)照組MR值均大于2，提示此材料無致突變作用。 2、體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)：材料浸提液各實(shí)驗(yàn)組L929細(xì)胞生長無明顯抑制現(xiàn)象，對(duì)細(xì)胞毒性為Ⅰ級(jí)，表明此材料無細(xì)胞毒性。 3、全身急性、亞急性及慢性毒性實(shí)驗(yàn)：三種實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物一般情況好，無腹瀉、運(yùn)動(dòng)減少、體重下降等異常情況，各標(biāo)本組織學(xué)檢查無細(xì)胞變性壞死及炎性細(xì)胞浸潤，結(jié)果提示此材料無全身的毒性作用。 4、溶血實(shí)驗(yàn)：各濃度材料浸

10、提液無未導(dǎo)致溶血，表明材料無溶血毒性。 5、出血、凝血時(shí)間測(cè)定：材料的各濃度浸提液組小鼠出血、凝血功能均在正常范圍，表明其對(duì)出血及凝血時(shí)間無明顯影響。 6、凝血功能測(cè)定：各實(shí)驗(yàn)組對(duì)血液的凝血功能各項(xiàng)指標(biāo)均在正常范圍，此材料不影響大鼠的凝血功能。 結(jié)論：2-P-HEMA具有良好的生物相容性，無細(xì)胞毒性，無致突變，不引起動(dòng)物全身毒性反應(yīng)，且血液相容性好，達(dá)到了體內(nèi)置入材料的安全要求。 第三部分：液體栓塞劑2-

11、P-HEMA血管內(nèi)栓塞效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究 目的： 通過應(yīng)用2-P-HEMA栓塞兔腎動(dòng)脈、頸外動(dòng)脈及股動(dòng)脈，評(píng)價(jià)2-P-HEMA的短期栓塞及長期栓塞效應(yīng)。 方法： 1、短期栓塞：分別對(duì)兔腎動(dòng)脈、頸外動(dòng)脈及股動(dòng)脈進(jìn)行短期栓塞實(shí)驗(yàn)。按栓塞材料的濃度，將腎動(dòng)脈栓塞實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物分為三大組(2％、5％及8％濃度組)。動(dòng)物麻醉后，手術(shù)顯露并切開股動(dòng)脈，插管一側(cè)腎動(dòng)脈，每大組分別栓塞第一部分中配制好的栓塞劑(B、C、D組材料)

12、。栓塞完成后處死動(dòng)物，取腎臟組織及腎動(dòng)脈，進(jìn)行大體和光鏡檢查。兔頸外動(dòng)脈栓塞采用解剖頸總動(dòng)脈，插管至一側(cè)上頜動(dòng)脈，注射3B材料，兔股動(dòng)脈栓塞采用順行穿刺股動(dòng)脈置管，注射3B材料，分別在透視下觀察栓塞程度； 2、長期栓塞：按股動(dòng)脈插管法，注射3B材料栓塞兔一側(cè)腎動(dòng)脈，分別于術(shù)后一周、一個(gè)月及三個(gè)月行腎動(dòng)脈彩超檢查及造影復(fù)查，處死動(dòng)物，取腎臟及腎動(dòng)脈進(jìn)行大體及光鏡檢查。 結(jié)果： 1、中低濃度各亞組材料能順利通過微導(dǎo)管

13、，注射阻力小，無粘管現(xiàn)象。高濃度各亞組注射阻力大，不易通過微導(dǎo)管。各組材料在透視下顯影良好。 2、中低濃度各亞組均能完全栓塞腎動(dòng)脈及其分支，部分動(dòng)脈腎動(dòng)脈栓塞時(shí)出現(xiàn)材料“再塑形”現(xiàn)象。 3、長期栓塞動(dòng)物多普勒彩超檢查未能檢測(cè)到腎臟血流，腎臟體積逐漸縮小，復(fù)查造影未見腎動(dòng)脈再通。 4、腎臟標(biāo)本可見腎臟動(dòng)脈腔內(nèi)填充有栓塞材料，自腎動(dòng)脈至腎小球動(dòng)脈內(nèi)均可見到栓塞材料。早期腎間質(zhì)內(nèi)輕度炎性反應(yīng)，血管壁無破壞，后期腎臟體積

14、縮小，腎組織凝固性壞死，周邊炎性細(xì)胞浸潤，血管內(nèi)膜輕度增厚。 結(jié)論： 1、合適濃度2-P-HEMA既能有效栓塞兔腎動(dòng)脈及其它動(dòng)脈，又能順利通過微導(dǎo)管，且無“粘管”現(xiàn)象。2、遠(yuǎn)期栓塞可靠，無血管再通。術(shù)后病理反應(yīng)輕微，無明顯毒性反應(yīng)。 第四部分：液體栓塞劑2-P-HEMA栓塞腦AVM動(dòng)物模型的實(shí)驗(yàn)研究 目的： 1、建立三種不同流量的腦AVM動(dòng)物模型。 2、使用2-P-HEMA栓塞三種不同流量

15、的腦AVM動(dòng)物模型，探討其栓塞不同流量腦AVM的技術(shù)可行性、栓塞有效性及安全性。 方法： 1、動(dòng)物模型的建立：6只動(dòng)物隨機(jī)分成低流量組、中流量組及高流量組。低流量模型利用豬天然顱底異網(wǎng)(retemirabile，RMB)，2只中流量組動(dòng)物采用結(jié)扎右側(cè)頸總動(dòng)脈，造成右側(cè)頸外動(dòng)脈由對(duì)側(cè)咽升動(dòng)脈經(jīng)雙側(cè)RMB供血，增大了雙側(cè)RMB的血流。2只高流量組動(dòng)物行右側(cè)頸總動(dòng)脈.頸外靜脈吻合術(shù)，形成以左側(cè)咽升動(dòng)脈為供血?jiǎng)用}，雙側(cè)RMB為畸

16、形團(tuán)，右頸總動(dòng)脈-右頸外靜脈為引流靜脈的腦AVM模型。 2、腦AVM栓塞：各組動(dòng)物采用股動(dòng)脈插管法，將微導(dǎo)管置于左側(cè)咽升動(dòng)脈內(nèi)，注射栓塞材料栓塞RMB。各組分別于術(shù)后第一個(gè)月及三個(gè)月復(fù)查造影。動(dòng)物處死后取雙側(cè)RMB行組織學(xué)檢查。 結(jié)果： 1、中高流量組動(dòng)物手術(shù)操作順利，成功建立了中、高流量腦AVM模型。高流量組一只動(dòng)物出現(xiàn)吻合口狹窄。 2、全部6只動(dòng)物均順利完成栓塞，復(fù)查造影未見RMB顯影。栓塞均在未更換

17、導(dǎo)管情況下完成栓塞，未發(fā)性堵管及粘管現(xiàn)象。中高流量組動(dòng)物栓塞后短期內(nèi)處死，低流量組動(dòng)物1個(gè)月及3個(gè)月后復(fù)查造影，見栓塞完全，無血管再通。栓塞材料在RMB內(nèi)彌散鑄型好，無嚴(yán)重炎性反應(yīng)。 結(jié)論： 1、通過利用豬天然RMB、結(jié)扎豬一側(cè)頸總動(dòng)脈，以及頸部動(dòng)靜脈吻合，能夠建立不同流量的腦AVM模型。 2、2-P-HEMA能夠有效栓塞不同流量的AVM模型，操作方便、安全性高，有望成為一種新型的腦AVM的非粘附性液體栓塞材料。