流體剪切力影響導(dǎo)管纖維鞘及內(nèi)膜增生的機制.pdf

1、研究背景：
　　目前，隧道型透析導(dǎo)管已經(jīng)成為一種主要的血管通路形式。導(dǎo)管盡管有一些優(yōu)點，但缺點也不容小視。導(dǎo)管周圍的纖維鞘形成是導(dǎo)管功能不良的主要原因。同時導(dǎo)管置入血管后，會發(fā)生血管狹窄，繼而導(dǎo)致導(dǎo)管血流不暢，誘發(fā)血栓形成。這些狹窄形成的機制也與靜脈內(nèi)壁損傷有關(guān)，與血栓形成的機制類似。但目前缺乏病人的大規(guī)模尸檢報告，也無法進行相關(guān)隨機對照研究。盡管在近50年中，有關(guān)導(dǎo)管的科技更新飛速發(fā)展，但導(dǎo)管相關(guān)并發(fā)癥如導(dǎo)管功能不良，感染和血栓

2、形成仍未能徹底解決。
　　研究目的：
　　隧道型導(dǎo)管置入血管后產(chǎn)生的血流剪切力會對血管內(nèi)膜造成沖擊，是否會影響導(dǎo)管周圍纖維鞘形成及內(nèi)膜增生尚無定論。有研究發(fā)現(xiàn)在血管內(nèi)膜增生中，小窩蛋白（Caveolin）在感受血流剪切力介導(dǎo)血管內(nèi)膜增生中具有重要作用。本研究擬探討血流剪切力通過Caveolin影響導(dǎo)管置入血管后的纖維鞘形成及內(nèi)膜增生的生物學(xué)改變及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制。
　　研究方法：
　　1.建立實驗犬隧道型導(dǎo)管動物模型

3、，分為實驗組（20只）和對照組（10只）。其中實驗組再根據(jù)觀察時間分為兩組，一組觀察2周，一組觀察4周，每組各10只。實驗組置入導(dǎo)管后每周進行三次體外循環(huán)，在規(guī)定時間處死。之后將導(dǎo)管連同周圍血管完整取下，按照相對應(yīng)部分分段切割，石蠟包埋。分別進行HE,PTHE以及Masson染色，觀察不同部位導(dǎo)管纖維鞘形成情況和內(nèi)膜增生情況；利用免疫組化法觀察血管內(nèi)膜平滑肌細胞遷移情況，同時計算不同部位血管內(nèi)膜增生厚度。
　　2.通過利用犬動物模

4、型置入導(dǎo)管后，體外循環(huán)條件下，進行導(dǎo)管局部其所處的力學(xué)環(huán)境進行分析，并對這種力學(xué)環(huán)境的變異性提供確切的定量描述，建立流體力學(xué)方程，進而分析血管內(nèi)血液在不同流體力場中的剪切力和速度變化。
　　3.利用蛋白印記法和實時定量PCR方法檢測在不同實驗周期內(nèi)的置入導(dǎo)管的血管不同部位的的Caveolin，SMA及ERK的蛋白及mRNA表達水平。
　　研究結(jié)果：
　　1.在本研究中發(fā)現(xiàn)，在兩組動物模型中，導(dǎo)管周圍纖維鞘的形成都存在差

5、別。在導(dǎo)管S1-S3周圍，未發(fā)現(xiàn)明顯纖維鞘形成。在導(dǎo)管置入4周后，可在導(dǎo)管末端觀察到有血栓形成。而在導(dǎo)管置入2周后，未見明確血栓形成。在觀察2周的動物模型組中，導(dǎo)管周圍對應(yīng)的血管S1和S3部位內(nèi)膜增生明顯，而導(dǎo)管周圍對應(yīng)的血管S2和S4部位內(nèi)膜增生相對不明顯。同樣，在觀察4周的動物模型中，也發(fā)現(xiàn)了類似的內(nèi)膜增生規(guī)律。經(jīng)免疫組化染色后，導(dǎo)管周圍對應(yīng)血管不同部位的內(nèi)膜中平滑肌細胞增生遷移的程度不同。在S3部位的血管內(nèi)膜中，可見明顯的平滑肌細

6、胞遷移，而在其他S1、S2、S4對應(yīng)的血管內(nèi)膜部位，平滑肌細胞遷移不明顯。在觀察4周的標本中，上述現(xiàn)象更為明顯。
　　2.在導(dǎo)管的S1和S3處存在較高的剪切力水平，其最大值和最小值均高于導(dǎo)管的S2和S4部位的剪切力.同時通過分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)管四處部位的血流方向不盡相同。在導(dǎo)管S1部位，血液從導(dǎo)管末端出口流出后持續(xù)進入遠端血管腔，以層流為主。在導(dǎo)管S2部位，流動方向呈扇形分布。在導(dǎo)管S3部位，血流發(fā)散流出和進入導(dǎo)管。在導(dǎo)管S4部位，血流

7、仍以穩(wěn)定的層流為主。
　　3.在導(dǎo)管置入動物體內(nèi)后28天，在S1和S3部位，caveolin，SMA和ERK蛋白表達水平升高；而在S2和S4部位，caveolin，SMA和ERK蛋白水平較對照組無明顯變化。同時分別與各自對照相比，S1處表達的caveolin，SMA和ERK較S2處的caveolin，SMA和ERK表達量增高；S3處表達caveolin，SMA和ERK較S4處表達的caveolin，SMA和ERK增高，差異具有統(tǒng)計

8、學(xué)意義（p<0.05）。在導(dǎo)管置入動物體內(nèi)后28天，在S1和S3部位，caveolin，ERK和CD34 mRNA表達水平升高；而在S2和S4部位，caveolin，ERK和CD34 mRNA表達水平較對照組無明顯變化。
　　結(jié)論：
　　1.剪切力影響導(dǎo)管周圍血管內(nèi)膜的增生和纖維鞘的形成，高剪切力導(dǎo)致其周圍內(nèi)膜增生，同時在低剪切力部位易出現(xiàn)纖維鞘的形成。剪切力影響導(dǎo)管周圍血管內(nèi)膜的平滑肌遷移，高剪切力導(dǎo)致其周圍血管內(nèi)膜中平滑

9、肌細胞遷移活躍，隨時間延長而越發(fā)明顯。剪切力影響導(dǎo)管末端血栓形成的速度，隨著時間延長血栓形成的可能性增大。
　　2.隧道型導(dǎo)管置入血管后，不同部位的血流產(chǎn)生不同的剪切力水平，并隨著泵控血流的改變而發(fā)生變化，受到時間平均和瞬時脈動兩種流動特點的影響，在血液進出導(dǎo)管的出口和側(cè)孔部位血流剪切力變化更為明顯。同時血液流動方向也有相似的變化。
　　3.在導(dǎo)管置入血管后，Caveolin，SMA及ERK在導(dǎo)管對應(yīng)的血管不同部位的內(nèi)皮細胞