gk型雙葉式人工心臟瓣膜動物實驗研究

1、· 19 2·文章編 號 ： 1 0 0 9 — 2 8 1 1 ( 2 0 0 5 ) O 41 9 2 一 O 4空 軍 總 醫(yī) 院學 報 2 0 0 5年第 2 1卷第 4期 G K 型 雙 葉式 人 工心 臟 瓣膜 動 物 實驗 研 究 仲 京 ， 唐 躍。 ， 孟 亮。 ， 張紅 超 ， 王 拮 ， 董 以謙 。(空軍總 醫(yī)院心胸外科 ， 北京 1 0 0 0 3 6 ；臨床實驗科 ； 。阜外 醫(yī)院實

2、驗外科 ， 北京 1 0 0 0 3 7 )摘要 ： 目的 應用 GK型雙葉式人工機械心臟瓣 膜( GK雙葉瓣 ) 置入動物體 內(nèi) ， 行瓣膜置換實驗研究 。方法 7只綿羊 在體外循環(huán)下行二尖瓣或肺動脈瓣置換術 ， 共植入 G K雙 葉瓣 7枚( 二 尖瓣 4枚 、 主動脈瓣 3 枚 )通過術后循環(huán) 呼吸系統(tǒng)監(jiān) 測 、 血生化 系統(tǒng)及細菌學檢驗 、 血液動力學測定、 病理組織學檢查 ， 以及長期生存時間和生存質量 ， 綜 合判 斷 G

3、K雙 葉瓣 的整體 性能和對各主要臟器的影響 。結果 7只動物 中 1 只手術 中死 亡， 6只長期生存( 超 過 3 Od ) ， 最長生存 時間 3 7 8 天 。長期生 存的動物中未發(fā)現(xiàn)感染 、 栓塞等瓣膜相關并發(fā)癥 。5只動物按計劃分別于 1 、 3 、 6個月處死 ， ． 尸檢觀察人工瓣 膜表面光 滑、 啟 閉 自如 ， 各 主要臟器包括肺 、 腎 、 肝 、 脾、 心肌和腦組織經(jīng)組織學檢查均無栓塞等異 常改變。結論 G K

4、雙葉瓣具有 良好 的生物 相容性 、 耐久性 和血流動力學特性 ， 置入動物體內(nèi)可獲得 滿意的長期生存效果 。關鍵詞 ： 心臟瓣膜 ， 人工 ； 動物 ； 存活率 中圖 分 類 號 ： R3 1 8 ． 1 1 ； R 3 3 2文 獻 標 識 碼 ： AAni m a le x p e r i m e n t so fGK ZH0N G ( D e p a r t m e n to fC a r d i o - t h o r a c

5、 i cb i l e a f l e tp r o s t he t i ch e a r tv a l v eJ i n g， TANG Yu e， M ENG Li a n g， e ta lS u r g e r y， G e n e r a lHo s p i t a lo fAi rF o r c e ， B e i j i n g1 0 0 0 3 6 ， C h i n a )A b s t r a c t ： O

6、b j e c t i v eToo b s e r v ea n de v a l u a t et h el o n g — t e r m e x i s t e n c er e s u l to fan e wt y p eo fb i l e a f l e tm e c h a n i c a lp r o s t h e t i ch e a r tv a l v e ( GK b i l e a f l e tv

7、a l v e ) a f t e ri t si m p l a n t a t i o nt ot h ea n i ma 1b o d i e s ．M e t h o d sS e v e ns h e e pwe r eo p e r a t e du p o nwi t he i t h e rmi t r a lv a l v eo rp u l mo n a r yv a l v eu n d e rt h ee x t

8、 r a c o r p e r a lc i r —c u l a t i o n， t o t a l l y7GK b i l e a f l e tv a l v e swe r ei mp l a n t e d ． Th r o u g ha n i m a lg e n e r a la p p e a r a n c eo b s e r v a t i o n 。 c i r —c u l a t i o na n

9、dt h eb r e a t hs y s t e m m o n i t o r ， t h eb l o o db i o — c h e mi c a la n db a c t e r i o l o g i e se x a mi n a t i o n ， p a t h o l o g i ch i s t o l o g yc h e c k， l o n g — t e r m e x i s t e n c e

10、t i m ea n de x i s t e n c eq u a n t i t y ， wea n a l y z e da n de v a l u a t e dt h eg e n e r a lf u n c t i o no fGK b i l e a f l e tv a l v e sa n dt h e i re f f e c to nt h ee a c hma i no r g a n s ．Re s u

11、l t sOn ea n i ma ld i e dd u r i n gt h es u r g i c a lo p e r a t i o n s ；a n d6a n i ma l sh a dl o n g — t e r m e x i s t e n c e( o v e r3 0d )， t h el o n g e s te x i s t e n c et i mewa s3 7 8d a y s ． Ov e r

12、al o n gp e r i o do ft i mee x i s t e n ta n i ma l s ， d i dn o ta p p e a ra n yi n f e c t i o na n dt h ev a l v e — r e l a t e dc o mp l i c a t i o n s ． Ac c o r d i n gt ot h ep l a nSa n i m a l swe r es e n

13、tt Oa u t o p s yi n1 ， 3a n d6m o n t h sr e s p e c t i v e l y， t h ep r o s h e t i cv a l v u l a rh a ds mo o t hs u r f a c e ， o p e n e da n dc l o s e df r e e l y ． Th ee m b o l i s msa n da b n o r m a l i t

14、 i e swe r en o tf o u n di nt h ema i no r g a n si n c l u d i n gt h el u n g ， k i d n e y， l i v e r ， s p l e e n， a n dm y o c a r d i u m d u r i n gg e n e r a la n dh i s t o l o g i c a le x a mi n a t i o n

15、s ．C o n c l u s i o nGK b i l e a f l e tp r o s t h e t i ch e a r tv a l v ee x h i b i t sg o o db i o l o g i c a 1．c on s i s —t e n c y， s a t i s f i e dd u r a b i l i t y， a n de x c e l l e n th e mo d y n a

16、m i cp r o p e r t i e s ． I m p l a n t i n gi n t ot h ea n i m a lb o d yc a na c —q u i r et h es a t i s f i e dl o n g — t e r m e x i s t e n c er e s u l t 、Ke ywo r d s ： He a r tv a l v ep r o s t h e s i s ；A

17、n i m a l s ；S u r v i v a lr a t eGK型 雙 葉 式人 工 心 臟 瓣 膜 ， 是 由 空 軍 總 醫(yī) 院 和北 京思 達 醫(yī)用裝 置有 限公 司共 同研 制開發(fā) 的一 種 新 型心臟 瓣膜 。在 完成體 外性 能測 試 和耐疲 勞試 驗 收 稿 日期 ： 2 0 0 5 — 0 8 — 2 2后 ， 我們 于 2 0 0 1 年 3月 ～ 2 0 0 3 年 3月 ， 應 用 GK 雙 葉瓣 進行

18、了動物 長期 存活 實驗 ， 達 到 了預期 的效果 。1 材 料 和 方 法 1 ． 1 術 前準備 7只 1歲 ～ 2歲 小 尾 寒羊 ， 均 為雄 維普資訊 http://www.cqvip.com 平 均生存 時 間 1 3 0 ． 2 ± 7 1 ． 5d 。長期 存 活 的 6只羊 中 ， 5只按 計劃 分別 于 1個 月 、 3個 月 和半 年 處 死 ， 1只死 于外傷 。順 利 脫離 體 外 循 環(huán) 的動 物

19、 血流 動 力 學穩(wěn) 定 ， 血 壓多 維持在 9 0 ／ 6 0 ～ 1 3 o ／ 7 0mmHg之 間 ， 2只 動物 圍術期 用小 量多 巴胺 ( 2 ～5f i g· mi n·k g) 。1 2 ,率多 在 9 0 ～ 1 l 0次／ mi n ， 竇性 1 2 , 律 。1 號 動物術 后 3～ 5d 出現(xiàn)竇性 心 動過速 ， 心率 1 4 0 ～1 5 0次／ mi n ， 經(jīng) 對癥 處理恢 復 正

20、 常 心率 。定期 檢 查 血 常 規(guī) ， 血 漿游 離血 紅蛋 白， 血 生化 和血 培養(yǎng) ， 除 1號羊 血色 素偏低 外 ， 其余 均在正 常范 圍 ， 定期 血培養(yǎng) 以及 動物 處死后 的人工瓣 膜細 菌培 養(yǎng)均 為 陰性 。實 驗 中采 用 三 聯(lián)抗 凝 ， 在 I C U 內(nèi) AC T 保 持 在 2 0 0S左右 ， I NR控 制 在 3 ． 6 ±0 ． 9 ( 2 ． 5 ～ 6 ． 1 ) 。出 I C

21、U 后 每 1 ～2周查 I NR1 次 ， 華 法令 每 日用量 在 9～ 2 1mg之 間 ， 平 均 為 1 3 ． 9 ±4 ． 5mg ， I NR 控 制 在 3 ． 1 ±0 ． 6 ( 2 ． 3 ～ 5 ． 1 ) ， 未 發(fā)現(xiàn) 瓣膜 血栓形 成 、 栓塞 和 出血征 象 。所 有 長期 生 存 按計 劃 處 死 和意 外死 亡 的動 物 ，均進行 尸體 解剖 和組織 學檢 查 ， 人工瓣 膜表 面

22、光 滑 ，無 血栓 形 成 ， 各 主 要臟 器 包括 肺 、 腎 、 肝 、 脾 、 心肌 和 腦 組織 均無 栓塞 等異 常改 變 。3討 論 新 型人 工期 1 2 , 臟瓣 膜在 臨床 應用 之前 需進行 慢 性 動物 生存 實驗 ， 但 由于這 種慢性 實 驗技術 難度 大 、觀察周 期長 、 涉 及 因素 多 以及實 驗費 用高 ， 國 內(nèi)報道 甚 少u。國產(chǎn) 雙 葉 機 械瓣 膜 雖 已 研 制 多 年 ， 但 一 直未

23、能 進 入臨床 應 用 ， 這 主 要是 由于 我 國 與 國際 接 軌制 定 了嚴 格 的 國家 標 準 ， 慢性 動 物 存 活 實驗 是 其 中的一項關 鍵 的限速環(huán) 節(jié) 。我 們在 近 2年的 時 間 里 ， 應 用 GK雙 葉瓣進 行 了動物長 期存 活實 驗 ， 通 過 不斷 改進實 驗策 略 和技 術 ， 逐漸 提 高 慢 性 生存 實驗 的成功 率 ， 獲得 了滿 意的效 果 。3 ． 1人工 機械瓣 的實 驗標 準 按

24、 照我 國 1 9 9 0年頒 布 的國家標 準 ， 植人性 的 人工心 臟瓣 膜包括 機 械瓣 、生物瓣 ， 在 臨床 使用前 ， 至少 在 3只 動物體 內(nèi)置 人心 臟瓣膜 ， 生存 時 間超過 3 Od ； 而 按 照 F DA 最新 的標 準 ( I S O5 8 4 0 — 9 6 ) ， 必 須有 3只以上 的實驗 動 物生 存 3 個 月 以上 ， 以 了 解 植 入 人 工 1 2 , 臟 瓣 膜 的 相 關 性 能l

25、 _ 3 J 。本 組實 驗對 7只動 物 行 人工 瓣 膜 替換 術 ， 其 中 6只 動物 生 存 時 間超 過 1個 月 ， 3只生 存 超過 3個 月 ， 其 中最長 的超 過 1年 ， 遠遠 超 過 國家 標準 所規(guī) 空 軍 總 醫(yī) 院學 報 2 0 0 5年 第 2 1卷第 4期 定的生存 時 問 。3 ． 2 實驗 動物 的選 擇 動 物模 型用 于機 械瓣 的 亞 臨床評 價 已有 多年 ， 但 各 種動物 模 型都有

26、其優(yōu) 缺點 。狗體 重輕且 不 易管 理 ； 豬 因氣 管 內(nèi)插 管 和 術 后 管 理 困難 也難適 合 作為 評 價 瓣 膜 的長 期 動 物 模 型 ； 用 小 牛作 為動物 模 型 ， 由于生 長迅 速 ， 原 先植 入 的瓣膜 在 手術 幾個 月后 就會 出現(xiàn) 相 對性 狹 窄 ， 所 以也 不 適 合 用作 長期 動物 模型 。而 羊有 與人類 近似 的 血流動 力 學特 征 和實驗 室指 標 ， 常被 選 作 瓣 膜 置換

27、 的動 物 模 型 。手術 采用 常規(guī) 麻 醉 和 體 外循 環(huán) ， 術后 處 理 相 對 也 比較 簡 單 些 。另 外 ， 綿 羊 的性 情 溫順 ， 易 于管 理 ，術后 不 易發(fā)生 感染 ， 長 期飼 養(yǎng)較 容易控 制 ， 長期存 活 率 高 。因此 ， 我們 覺 得 綿 羊是 心 臟 瓣 膜植 入慢 性 實 驗 的理想 動物 。3 ． 3 人 工瓣 膜植 入 位 置 的選 擇 以往 的瓣 膜 置換 長期 生存 動物 試 驗 ，

28、 多采用 三尖 瓣置換 ， 因其 顯露相 對容 易 ， 肺動 脈 瓣 置換 鮮 有 報 道 。在 肺 動 脈 瓣位 置 換 機械 瓣 ， 其 術 野顯 露 好 ， 容 易 操 作 ， 又 可 在 常溫 1 2 ,臟 不停 跳下 手術 ， 無需 在 主動脈 根部 插冷 灌 注管 、 上 阻斷鉗 ， 減少 了手術 環(huán) 節(jié) ， 縮短 了手 術 時 間 ， 進 而也 減 少 了各種 手 術并 發(fā) 癥 ， 不 失 為 一種 良好 的評 估 機

29、械瓣 長期生 存 的動 物 模 型 ， 因此從 實 驗 動 物 生 存 角 度 看 ， 肺 動 脈瓣 部 位 是很 值 得 推 薦 的位 置 。作 為 一 種新 型人工 瓣 膜 的臨 床 前期 實驗 ， 還 是 應 選 擇 臨 床 上最 常用 的瓣 膜 置換 部 位 進 行 實 驗 。因 此 ， 我 們 在 后 4次實驗 中進 行 了二 尖瓣 置換 ， 根據(jù) 動物 體重 ， 選 擇相 匹配 的 2 5號 或 2 7號 二 尖瓣 ， 亦

30、獲 得 了手 術 成 功 ， 說 明 二尖瓣 部位 亦可 選用 ， 而 且接 近臨 床實 際 。3 ． 4 體 外循環(huán) 下 人工 瓣 膜 植 入 的 實驗 技 術 目前 國外瓣 膜 置換 的動 物實 驗選擇 較 多 的是 1 2 , 臟 停跳 下 經(jīng)左 1 2 , 耳 或右 1 2 , 房途 徑完 成 ] ， 先行瓣 葉切 除 ， 再 于 瓣環(huán) 水平 間斷縫 合 后將瓣 膜植 入 。本實 驗應 用 的則 是在 體外 循 環(huán) 并

31、行 下 ， 不 阻 斷 升 主 動 脈 ，1 2 , 臟 不 停 跳 ， 經(jīng) 左心 耳途 徑 完 成 二 尖 瓣植 人 手 術 。采 用 這 種 方法 的優(yōu) 點是 減少 了主 動 脈 根 部 的操 作 ， 避 免 了心 肌缺 血 的可能 性 。另 外 ， 瓣 膜 植 入后 可 以直 視 下 觀 察瓣 膜 的開放 關 閉情況 ， 了解 瓣周 有無 異 常血流 ， 通 常情 況下 觀察 到 的現(xiàn)象 是在 雙葉 瓣 的瓣 軸 處有兩 束 返