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研究背景近年来,关于缺血再灌注损伤的研究愈来愈多,缺血再灌注损伤已经成为外科手术,尤其是我们心脏外科手术一个严重的并发症。缺血再灌注(I/ R)损伤是指在缺血的基础上重新恢复血流灌注所引起的组织器官更严重甚至不可逆的损伤。缺血能引起缺氧、酸中毒、能量不足等一系列变化从而引起组织器官的损伤。所有器官均能耐受一定的缺血,如脑耐受缺血一般为30分钟,心脏为1小时左右。在器官所能耐受的缺血时间内恢复血液灌注,其功能可望恢复,超出这一时间,脏器进入不可逆性损伤期,再灌注反而会加重组织、器官的损伤。人体几乎所有的器官均可以发生缺血再灌注,如心、肝、肾等。再灌注损伤是否出现及其严重程度,取决于缺血时间、缺血程度、缺血组织对氧的需求程度以及再灌注条件等因素。其发生机制是在缺血期,缺血、缺氧导致①ATP合成减少;②分解代谢产物,尤其是嘌呤碱及细胞内酸性代谢产物增多。在此基础上,再灌注后由于恢复供氧产生自由基,并由于钙离子超载及炎症反应等原因引发再灌注损伤。近年来,胸主动脉瘤和主动脉夹层动脉瘤的发病率越来越高,手术是治愈的主要方法。在主动脉夹层动脉瘤的外科手术治疗中,由于夹层累及升主动脉或需左心转流,经股动脉插入动脉灌注管建立体外循环一直被当作临床常规。上世纪50年代开始,股动脉插管开始被用于体外循环,现在股动脉仍被认为是治疗A型主动脉夹层动脉瘤的首选插管位置。但由于传统的股动脉插管方法完全堵塞了股动脉,阻断了插管下肢的顺行性的血流,术后极易出现下肢的缺血再灌注损伤,甚至下肢坏死。如何减少股动脉插管的并发症,提高动脉瘤手术的成功率,是心脏外科大血管手术面临的一个挑战。现在为了减少下肢缺血的程度,在股动脉插管过程中为下肢远端提供顺行性血流灌注,一些改良的动脉插管和插管技术孕育而生。现在世界上普遍使用的是以下几种技术:(1)在常规股动脉插管建立成功后,用一根标准的8.5F导管置入股浅动脉,导管插入点在常规股动脉插入点的远端。插入方式可以通过经皮穿刺,或者通过游离股浅动脉直接插管来完成,导管直接连接到体外循环机器的动脉送血管的侧枝上。(2)插管直接从股浅动脉插入,插管的远端只到股深动脉,股浅动脉的分叉处,不向股动脉近段延伸而堵塞整个股动脉。(3)在全身系统肝素化以后,阻断股动脉的远端和近段,沿股动脉长轴切开,用5-0的聚丙烯线把10mm标准的人造血管与股动脉切口做端-侧吻合,然后开放股动脉,夹紧人造血管的远端。控制吻合口出血后,用一根24F的股动脉插管插入人造血管中,并固定牢固,动脉插管远端连接到体外循环机上。随着对缺血后再灌注损伤认识的不断加深,我们对动脉瘤手术中由于股动脉插管而引起的下肢灌注不足甚至缺血后再灌注损伤越来越重视,但是现在还没有关于不同的插管方式对与下肢灌注影响的实验研究。该实验的目的是对于目前临床上所采用的几种股动脉插管方式进行比较,对下肢缺血程度以及是否有再灌注损伤进行评估,找出最佳方式,对于我们临床手术有重要理论指导作用。目的模拟动脉瘤手术中的股动脉插管模型,按不同的插管方式进行分组。经过一定时间的无搏动血流的灌注,通过插管下肢的血生化检查以及腓肠肌的组织学检查来比较下肢的缺血再灌注的损害程度,从而判断不同插管方式对下肢灌注的影响。方法16只成年健康雄性的日本家兔,按不同的插管方式分成4组:A组:传统插管组(插管远端没有顺行性动脉灌注,在插管期间处于完全缺血状态) B组:选择性股深动脉灌注组(在插管期间对远端的股深动脉进行持续的灌注) C组:选择性股浅动脉灌注组(在插管期间对远端的股浅动脉进行持续的灌注) D组:人造血管组(在插管期间对远端的股深,股浅动脉均进行持续的灌注)。实验动物由九州大学实验动物中心提供,为日本白色家兔,雄性,实验时均在12周以上,体重在3.0-3.5kg之间。全麻气管插管,右侧颈动脉插管,经过模拟-数字转化系统(MacLab System,AD Instrument,Ltd,Dunedin North,NZ)实时监测动脉血压和心率,予以正中切口开胸,暴露出左心房;接着予以正中切口切开腹膜,游离出肠系膜下动脉到左,右髂总动脉分叉处之间的腹主动脉;全身肝素化,予以左心房插入引流管(20Fr),在肠系膜下动脉分枝下方阻断腹主动脉,远端插入送血管(8Fr),连接到离心型血泵TinyPump(东京医科齿科大学生体材料工学研究所)。游离一侧下肢的股浅动脉,股深动脉,根据不同的插管方式结扎股深,浅动脉。A组:传统插管组(分别结扎股深,股浅动脉);B组:选择性股深动脉灌注组(只结扎股浅动脉);C组:选择性股浅动脉灌注组(只结扎股深动脉);D组:人造血管组(均不结扎股浅,股深动脉)。设定D组为对照组,A、B、C三组的动脉结扎时间为1小时,开放后再灌注时间为3个小时。插管前和术中于动脉结扎后1H、2H、3H、4H分别收集颈动脉学做血气分析和血常规,股静脉血做血气和离心收集血浆做生化检查。术后留取灌注下肢的腓肠肌标本,放入福尔马林中固定做H-E染色观察下肢肌肉组织结构,了解组织的损伤情况,从而判断不同插管方式的临床效果。结果传统的股动脉插管组(A组)在股总动脉结扎1小时后,下肢会出现严重的酸中毒的情况,血浆中的乳酸、磷酸肌酸激酶(CPK),乳酸脱氢酶(LDH)的含量也有不同程度的增高,随着恢复血流再灌注3H,插管下肢酸中毒的情况改善不明显,血浆中各种酶的含量仍居高不下,甚至还有增高。而相同条件下,选择性股浅动脉灌注组(C组)和人造血管组(D组)在实验过程中则没有出现酸中毒的情况,而选择性股深动脉灌注组(B组)只是在股浅动脉结扎后1H会出现一过性的代谢性酸中毒,血流再灌注1H后,即恢复到正常水平。B、C,D组血浆中各种酶的含量均保持在正常水平,无显著性增高。插管下肢腓肠肌H-E染色结果表明:光镜下A组可见缺血区域可见多个显著的细胞核聚集浸润现象。而B、C、D组均未见明显的细胞核浸润现象。结论与传统的股动脉插管相比,各种改良股动脉插管能够在手术过程中为插管下肢提供顺行性血流灌注,不会产生严重的缺血再灌注损伤,将大大减少由于股动脉插管而带来的并发症。
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