心脏组织

心脏组织（精选10篇）

心脏组织 篇1

人工心脏瓣膜置换术是治疗心脏瓣膜性病变的主要外科治疗手段,目前临床上可以使用的人工心脏瓣膜主要有三类,即机械瓣、生物瓣和同种异体瓣。虽然可以有效地改善血流动力学,提高病人的生活质量,延长寿命,但仍然存在不同程度的缺陷[1]。机械瓣需要终身抗凝防止血栓形成,异种生物瓣和同种瓣容易钙化和衰败。尤其这些管道共同缺点是都不具有生长潜能,在小儿心脏手术应用中明显受到限制[2]。作为理想的瓣膜替代物,尚不能令人满意。理想的人工心脏瓣膜应该具有耐久性能好、无钙化和衰败,能够随身体的发育而生长,并且材料来源广泛、型号多样等特点,它能够满足不同年龄段患者的需要。组织工程瓣膜正是这样一种综合了以上种种优点的瓣膜替代品[3]。

1 组织工程心脏瓣膜概念

组织工程(Tissue Engineering,TE)是近年来正在兴起的一门新学科,属于生物高技术范畴。TE一词最早是在1987年美国科学基金会在华盛顿举办的生物工程小组会上由美国化学工程师Robert Langer和外科医生Joseph.p.Vacanti提出[4],1988年正式定义为:应用生命科学与工程学的原理与技术,在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上,研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。它涉及细胞生物学、分子生物学、化学、生物材料工程、临床等诸多领域,属于系统的多学科性研究范畴。TE的核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体,其最大优点是可形成具有生命力的活体组织,对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代和完美塑形。

组织工程心脏瓣膜(Tissue Engineering Heart Valve,TEHV)就是利用生命科学和TE技术,采用人工合成材料、同种或异种的脱细胞心脏瓣膜作为组织工程心脏瓣膜的支架,通过将体外扩增的患者自体活细胞种植在瓣膜支架上,细胞能够牢固黏附、生长,使其具有正常瓣膜组织的新陈代谢功能,最后应用于置换病变的瓣膜,在体发挥类似于正常瓣膜的功能。因此,组织工程心脏瓣膜不仅从功能上发挥正常瓣膜的功能,而且在结构上类似于正常瓣膜,同时由于具有活性,可在体内根据需要生长、修复、重构,并可抵御感染入侵[5]。目前,组织工程心脏瓣膜的研究包括组织细胞来源和种植、瓣膜支架材料、体外预适应和在体动物试验等方面的内容。

2 组织细胞来源和种植

种子细胞根据来源又可分为自体细胞、同种异体细胞和异种细胞。在组织工程中,由于种子细胞的来源不同会引发不同类型与程度的免疫排斥反应,因此选择合适的种植细胞是构建TEHV的关键之一[6]。

2.1 自体细胞

主要包括:a、血管内皮细胞;b、成纤维细胞和平滑肌细胞;c、骨髓基质干细胞。组织工程心脏瓣膜的种子细胞的选取现在主要集中在自体细胞,自体细胞最大的好处是可以避免由于异体、异种细胞植入后所引起的免疫排斥反应,从而减少瓣膜的退变。种子细胞最先采用的是血管内皮细胞,这是因为随着对内皮细胞研究的深入,发现内皮细胞具有很多功能,比如内分泌、抗凝血、抗感染的功能等等。但是随着研究的深入,有作者发现心脏瓣膜的细胞组成成分中不仅仅只有内皮细胞在发挥作用[7],成纤维细胞、平滑肌细胞等均参与心脏瓣膜基质成份的构建,如果仅采用单一的细胞成份,如内皮细胞,或平滑肌细胞/成纤维细胞等,有可能会对心脏瓣膜基质的构建产生不利影响。

由于对干细胞研究的不断深入,有作者提出骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)具有多向分化的潜能,在体内环境的作用下可以向多种细胞方向分化,所以可能可以满足心脏瓣膜各种细胞功能的需要[7]。Hoerstrup[7]将人骨髓干细胞种植在去细胞瓣膜支架上,在拟生态环境生物反应器中培养证明了它的可行性。新生组织显示了人类心脏瓣膜组织的形态学特点和机械特性。人骨髓干细胞表现出了肌成纤维细胞分化特性。Werner等[8]也证明MSCs可以分化诱导成为血管内皮细胞。Perry[9]应用骨髓间质干细胞作为种子细胞进行研究也获得了同样的结果。

但是并非自体细胞就是绝对合理的种子细胞选择,采用自体细胞作为组织工程心脏瓣膜种子细胞来源主要的问题有:(1)培养时间较长,一般为2~4周不等[7],有贻误病情的可能;(2)如果采用自体细胞作为种子细胞的来源,不可能进行批量生产;(3)以及采用自体细胞作为种子细胞来源会对机体本身造成一定的创伤[10],这些都将限制组织工程心脏瓣膜的临床应用。而且就骨髓基质干细胞而言,它是否能在体内向多种细胞分化,也还是一个有争议的问题。

2.2 同种异体细胞

目前同种异体细胞作为种子细胞来源的研究主要集中在脐带内皮细胞[11]和脐带血内皮祖细胞[12]等方面。脐带内皮细胞和脐带血内皮祖细胞最大的优势在于不会造成机体的损伤[11,16],而且可以构建细胞库[16],形成规模化生产,满足临床的需要。目前的研究表明,脐带内皮细胞培养技术要求低,并且该种细胞生长旺盛,容易在体外生长,并且种植在支架材料上能够行使内皮细胞的种种功能,因而是一种很有前途的细胞来源[11]。而脐带血内皮祖细胞的体外培养证明该种细胞可以稳定的表达内皮细胞的功能[12]。采用同种异体细胞最主要的顾虑在于种植以后可能引起免疫排斥造成瓣膜退变;或者患者需要服用免疫抑制药物,这就丧失了组织工程心脏瓣膜的优势。但是根据目前的研究证明干/祖细胞的同种异体移植甚至是异种移植也不会发生很强的免疫排斥,甚至异种之间进行干细胞移植也不需使用免疫抑制剂[13]。这就说明脐带血内皮祖细胞可能可以作为种子细胞的来源,并且可能不需使用免疫抑制剂。而且如果能够建立组织工程库细胞的话,脐带内皮细胞和脐带血内皮祖细胞就有可能成为供被采集者自身使用的自体细胞[16]。不过脐带血内皮祖细胞的体外培养存在培养条件要求较高,增殖缓慢等缺点[11],对这种细胞的研究还在进行当中。

2.3 异种细胞

采用异种细胞作为种子细胞具有来源广泛、成本低廉的优点,但也具有可引发强烈排斥反应的缺点。异种细胞进入受体体内会首先引发超急性排斥反应和延迟性异种移植排斥反应。超急性排斥反应在几分钟至数小时内可发生,是由人体内预存的一种天然抗体介导的补体激活反应,该抗体能识别异种细胞表面的α1,3-半乳糖苷酶(galactosidase,Gal)抗原。α1,3-半乳糖基转移酶(galactosyl transferase,GT)可以用来合成存在于除人和灵长类动物以外的几乎全部动物细胞表面的Gal表位,而人和灵长类动物体内则存在高效价的Gal表位特异的天然抗体。Phelps[14]等成功繁育出纯合的α1,3-GT基因敲除猪,这些猪并未因不表达Gal而使其生长和健康受到不利影响。α1,3-GT基因敲除猪的获得使得有希望克服超急性排斥反应和改善异种移植排斥反应过程。异种细胞与宿主MHC不同所引发的细胞免疫排斥反应也是异种细胞移植必须面对的问题。研究表明,用三维基质包埋的内皮细胞可因抑制MHCⅡ、辅助刺激因子和黏附分子而转变宿主的免疫反应。

2.4 种植条件

目前的种植条件有两种,一种是静态种植,另一种是动态种植。所谓静态种植,就是在培养瓶或培养皿中将细胞和支架材料混合培养,使细胞能种植于支架材料上,国内目前多采用这种方案[15]。这种方法培养条件要求低,易于操作。但是国内的文献并没有在体内原位植入后,在动脉血流冲刷下,细胞是否依然附着于支架材料上的报道。国外作者多采用动态种植[16],他们应用生物反应器,将支架材料固定于反应器中,并模拟人体动脉血流的流场,使细胞种植于支架材料上。这种方案对培养的条件要求较高,但是由于模拟了动脉的流场,所以细胞在支架材料上的粘附牢固。应该说,动态种植更有利于组织工程心脏瓣膜的体内植入。

为了能够使种子细胞顺利地种植在支架内,同时使新形成组织顺利地进行物质代谢,组织工程的支架材料必须具有一定的空间三维结构。其中材料孔隙率、孔隙的大小以及孔隙之间的相互贯通是组织工程血管支架材料最重要的指标。很多新技术应用到这一方面,如三维打印技术、电镀旋压技术、纳米技术等。近年,电镀旋压成型技术(electrospinning)的应用,为血管组织工程制造出了具有仿生三维微结构的支架。He[17]等应用电镀旋压技术制造的胶原-聚合物混合物poly(L-lactic acid)-co-poly(epsilon-caprolactone)纳米纤维材料,聚合物和胶原可以按不同比率相混合,其在形态学和化学结构上模拟了细胞外基质,在组织工程应用中有巨大潜力。近来,Hong H[18]等首次尝试利用骨髓间充质干细胞种植技术和电镀旋压成型技术构建杂交去细胞猪主动脉瓣膜支架取得了不错的效果。

3 瓣膜支架材料

研究表明,理想的支架材料应具有以下优点:[19](1)具有多孔性(highly porous)三维空间结构以利于细胞的生长和营养代谢。(2)良好的生物相容性(biocompatibility)和可控制的生物可降解性(biodegradation)以满足细胞/组织在体外和/或体内的生长。(3)材料表面适合细胞粘附、增殖和分化。(4)降解速率通常与新组织合成速率相适应,且能在新生瓣膜细胞生成之前提供足够的机械强度,承受快速血流所产生的张力和剪切力;(5)良好的材料-细胞界面:材料应能提供良好的材料-细胞界面,利于细胞粘附、生长,更重要的是能激活细胞特异基因表达,维持正常细胞表型表达。(6)易于消毒。目前,主要采用3类支架材料:(1)去细胞成份的生物瓣(同种或异种),如猪主动脉瓣或人肺动脉瓣等;(2)天然材料,如明胶、胶原、弹力蛋白、壳聚糖、纤维蛋白凝胶(fibringel)等;(3)可降解型高分子材料:Polyglycoliacid(PGA),Poly-4-hydroxybutyrate(P4HB),Polyhydroxyoctanoate(PHO),Polyhydroxyalkanoate(PHA)等。

3.1 脱细胞瓣膜支架材料

脱细胞同种或异种组织纤维支架由于完整保留了细胞生存的三维微环境,成为细胞黏附的良好平台,其机械性能也于原组织基本相同,因此脱细胞瓣膜支架的良好特性是任何人工合成材料支架无法比拟的[20]。

3.1.1 异种脱细胞瓣膜支架材料

将异种生物瓣(如猪肺动脉瓣)经过高渗液、低渗液、酶溶液及清洗液处理后,即可达到脱细胞的目的,并且能够完整保存异种瓣膜组织内免疫原性低的细胞外间质的组织结构,再经伽马射线照射消毒灭菌后,即可获得种植人体活细胞的异体生物瓣移植物的优质支架[21]。采用这种支架不仅消除了抗原性和免疫原性,而且保持了正常瓣膜的三维空间,其纤维网络结构有利于细胞种植和生长,并且有很好的抗张强度。由于异种生物瓣组织种存活的细胞是引起受体反映的主要因素,如果清除异体生物瓣组织种原有的细胞,在组织种重建具有活性的人体细胞,即可不易引发受体的免疫排斥反映;还可能存在某些复合生长因之,可诱导调节细胞的生长和分化等[22]。其不足之处是:异种瓣膜支架存在性能难以重现;具有一定的压缩性,再体内水解的过程种不能保持空间构型抗原性消除不确定;同时也会存在某些传染病隐患等[23]。

3.1.2 同种脱细胞瓣膜支架材料

是将同种瓣膜去细胞后再种植受体细胞,可有效抑制瓣膜的炎性和免疫反应,减慢钙化衰败过程,是支架构建的另一个方向[24]。同种瓣具有优良的抗血栓、抗感染性能及良好的血流动力学效果,且移植技术日趋成熟,使用方便,广泛应用于临床治疗先天性心脏病及瓣膜病。但同种瓣移植后远期易钙化毁损,再次移植率高。

3.1.3 脱细胞方法

去细胞基质是指采用一定的方法脱除组织中的细胞成分,而保留的以细胞外胶原等为主的纤维支架,该支架基本保持原有的三维结构和理化特性。目前脱细胞的方法包括化学、酶消化法和机械法。具体到心血管领域主要有单纯去垢剂法和去垢剂、酶消化法。去垢剂目前采用较多的为Triton X-100,十二烷基磺酸钠(SDS),和胆脂酸钠。去垢剂法首先用Triton X-100对组织进行处理后,再用SDS、Triton X-100或胆脂酸钠对组织进行脱细胞处理;而去垢剂、酶消化法去细胞包括3个基本步骤(1)将组织浸入含蛋白酶抑制剂的低渗液内;(2)含Triton X-100高渗盐溶液处理;(3)酶溶液消化处理[25]。单纯去垢剂法处理后的组织主要成分为胶原、弹性蛋白、纤维粘连素(fibronectin)及层粘连蛋白(laminin);去细胞基质的结构与正常组织非常相似。去垢剂、酶消化法处理后的组织主要成分为弹性蛋白、非可溶性胶原和紧密连接的糖性蛋白。Lifecell公司还发展了一种去垢剂和冻干法结合的去细胞方法[26]。在去垢剂和消化酶等的使用上有不同的观点。有学者认为SDS对瓣膜的胶原结构有损伤,而Booth等[27]应用十二烷基磺酸钠(SDS)-去氧胆酸钠(sodium deoxycholate)法脱细胞,其效果确切,未见残留细胞或细胞碎片,且组织学分析表明瓣膜的主要结构蛋白成分得以保留。石开虎等[28]对4种去细胞方法进行比较,结果表明去垢剂-酶消化法去细胞效果较好,去细胞完全,纤维支架保留完整,其后种植细胞生长也较好,而且可以控制。

目前,研究中主要应用的去细胞方法还是化学去垢剂-酶消化法。实验中一般均采用胰酶、SDS,乙二胺四乙酸(EDTA)、Triton X-100、RNA酶Ⅰ和DNA酶Ⅰ的去垢剂-酶消化法处理选取的瓣膜材料,但根据不同的材料,在处理过程中消化液浓度的选择和消化时间的控制应适当选择。

3.1.4 脱细胞在材料抗钙化中的作用

在典型的交叉连接处理过程中,虽然组织细胞破裂了,但细胞碎片仍然得以保留。这些细胞残存成分与组织早期的钙化结晶有关联。去垢剂法、酶消化法和超声法等几种方法可以脱除促使组织钙化的细胞成分和脂质。因此已被成功用于组织的去细胞化处理。电镜观察发现,组织经醚提取磷脂后再用戊二醛固定,其钙化程度较戊二醛直接固定组织明显减轻。因而可以推测脱磷脂可以减少羟磷灰石(钙化形成基础)沉积的位点。实验证明,利用氯仿或甲醇或SDS选择性的从牛心包脱除脂质,可以明显的减轻牛心包在兔体内的钙化程度。尽管钙化的机制没有完全清楚,但可以认为清除脂质和磷脂可以减轻移植组织的钙化程度。脱细胞处理(如去垢剂法)通常也同时将在钙化过程中起重要作用的蛋白多糖脱除。实验证明,对牛心包采用盐酸胍脱除蛋白多糖可以减轻钙化。但有实验表明,过多的脱除蛋白多糖可以增加钙化程度。Jorge-Herrero等[29]认为过强的脱除可导致某些紧密连接的蛋白多糖以及蛋白多糖和胶原之间的连接丧失,形成钙盐得以沉积的多孔基质。虽然有报道,在戊二醛固定组织中添加蛋白多糖可以减轻钙化,但蛋白多糖在钙化中的作用目前还不清楚。

3.1.5 脱细胞在减轻材料免疫反应中的作用

瓣膜组织中的细胞,尤其是内皮细胞表达的MHC-I和MHC-II是引起免疫反应的主要原因。去细胞化后,脱除了组织内的细胞,可以减轻或消除免疫反应。炎症反应不仅可导致组织的降解,同时也是组织钙化的又一个重要原因。有假设认为,去抗原性(如细胞表面蛋白)可以减弱体内受到的免疫攻击;因此,去细胞可以减弱甚至消除炎症反应。但是,去细胞后的细胞外基质仍然可能引起免疫反应。尽管不同种属间胶原的免疫原性实验室中可以测到,但胶原的差异很小,在临床中的实际意义很小。Kasimir MT[30]报道尽管各种去细胞方法的效果不尽相同,但都不能消除异种瓣膜的致血栓性和炎症反应。因此有人认为,尽管去细胞化可以去除组织的主要免疫原性,但是无法完全消除炎症反应。有报道称,异种去细胞基质移植后的炎症反应与重塑有关,而与排斥反应无关。

3.2 天然材料

天然可降解高分子材料多由正常组织细胞外的高分子合成,本身包含许多生物信息,能够提供细胞所需的信号。天然材料与细胞亲和性强,能为细胞的生长、增殖、分化及功能发挥提供近似体内的发生发育的细胞外基质支架条件,能使细胞聚集成组织,控制组织结构,调节细胞表型。植入体内时无或只有极低的免疫排斥反应,而且构建的组织工程瓣膜具有良好的顺应性,是组织工程心脏瓣膜支架材料发展的一个重要方向。该类材料包括胶原、明胶、甲壳素、海藻酸盐、氨基葡聚糖和脂质体等。Flanagan[31]等人用纤维蛋白制作心脏瓣膜支架,在自制的生物动态反应器中进行动态培养,发现该支架材料在低压动态环境下能增加细胞黏附和取向。天然材料的另外一种使用方式是凝胶。近年来,对多种天然水凝胶材料,如将胶原蛋白,纤维素和壳聚糖几种材料混合起来形成各种支架材料,这类支架材料也可作为载体成为可注射型支架。这类材料在注射的状态下具有可流动性(溶胶),注射入体内后经过物理和化学变化后形成具有一定形状和机械强度的支架(凝胶)。Flanagan[32]等用胶原蛋白(collagen)和葡萄糖氨聚糖(glycosaminoglycan)的水凝胶材料作为冠状瓣膜(mitralvalve)体外培养支架材料,通过研究发现这种材料是适合瓣膜体外培养的。

3.3 人工合成可降解高分子材料

最初应用人工合成聚乙醇酸(polyglycolicacid,PGA)、聚乳酸(polylacticacid,PLA)或二者共聚物(copolymer PLGA)。这类材料具有良好的组织相容性、生物可降解性和吸收性,但材料厚而硬,强度和可屈性不够。聚乙醇酸结晶度高,是线性脂肪族聚酯化合物,易于吸收降解,细胞易附着,但存聚乙醇酸缺乏结构的稳定性,在组织培养的过程中不能抵抗平滑肌细胞产生的收缩力,降解速率快,很难维持预先设计的形态。聚乳酸相对于聚乙醇酸具有疏水性大、结晶性低、降解速率慢的特点。因此将聚乙醇酸和聚乳酸按一定的比例混合,以更好的控制降解速率和保持预先设计的形态。研究发现将聚乳酸/聚L-乳酸和聚乙醇酸按照一定的比例混合可以更好的控制降解速率和保持预设形态。心脏瓣膜组织工程中常用90%的聚乙醇酸和10%的聚乳酸混合,作为心脏瓣膜支架材料。Breuer等[33]在该材料上种植自体同源的成纤细胞和内皮细胞后,移植到小羊心脏内,替代肺动脉取得成功。也有研究者将几种聚合物的均聚物、共聚物和混合物作为支架材料。

虽然人工合成材料的强度、降解速度、微结构和渗透性均可在生产过程中进行控制,人工合成降解材料构建TEHV动物实验虽然取得了一定进展,但人工合成材料缺乏细胞外基质中的生物信号和功能基团,与种子细胞的黏附性较差;而且,在材料降解过程中,会产生一些酸性物质,对局部会产生一定的影响;此外,寻找理想的聚合物仍是一大难题,聚合物的免疫原性、细胞毒性、炎症反应很难避免。聚合支架的重要参数包括孔隙率、厚度、降解率和形状正在寻找。

3.4 其他支架材料

高分子材料可以提供一个稳定的力学环境且易成型,而天然生物材料中一些氨基酸残基序列如精氨酸甘氨酸天冬氨酸(RGD)、精氨酸谷氨酰氨天冬氨酸缬氨酸(REDV)等,可以被细胞膜的整合素受体识别,参与细胞分裂,加快细胞的分化,因此可以增加细胞亲和性。2004年,有多个学者报道将天然去细胞猪主动脉瓣结合人工可降解材料,或将人工可降解材料与天然材料相结合构建瓣膜支架[34]。这类混合型支架既有良好的生物相容性,易于细胞的黏附及生长,又具有与人体瓣膜相匹配的三维构型及完整的细胞外基质,能更好满足体内血流环境的力学要求。最近,Schaefermeier PK[35]等利用计算机技术设计了一种构建组织工程瓣膜三维支架的新方法:用X线扫描人的主动脉瓣,在计算机上重建三维模型,按照这个模型生产出新的硅树脂瓣膜,通过试验,这种新的瓣膜在高度、长度、内径上和同种瓣膜相比仅仅有3-4%的差异,显示了很好的效果。这种基于患者自身特殊性构建的组织工程瓣膜支架或许是未来组织工程瓣膜发展的一个方向。

4 体外预适应

生物反应器是一种可严格监控、培养环境可精细调节、操作条件可控的细胞

生物、生化培养装置。它是构建组织工程瓣膜有力的工具,既可为体外组织工程种子细胞的生长提供理想的环境,也可以为体外构建组织工程组织和器官提供模拟体内生理条件的三维环境。研究发现[36],体外构建的组织工程瓣膜在逐渐经过模拟体内血流的生物反应器后,其功能和生物学特性均有明显改善,再行在体动物实验后的结果表明其瓣膜结构和细胞生物学特性要明显优于未经体外预适应的组织工程瓣膜。一些专门设计的反应器如脉动反应器提供了最接近体内环境的条件,使在此条件下构建的心脏瓣膜、血管机械性能远胜于静态培养!Hoertrup SP等[37]将骨髓间充质干细胞在体外增殖到一定数量后接种到三尖瓣支架上,分别置入脉动生物反应器和普通培养皿中培养,结果脉动生物反应器中培养的三尖瓣组织结构与机械性能接近人体三尖瓣,而静态培养的三尖瓣组织结构松散,生物性能远不如前者。最近,有报道[38]新型生物反应器的研制,能够提供瓣膜以脉动力学环境,模拟体内环境。该装置采用体外循环转子泵提供动力源,可达到正常心排量,并能够精确调节流量,方便计算出瓣膜所承受的切应力大小.随着生物反应器不断发展和完善,生物反应器将不仅仅是细胞、组织的培养容器,而是向着成为真正意义上能培育出生命的装置发展。生物反应器的进一步完善也必将会促进组织工程的发展。

5 构建TEHV的动物实验研究

5.1 人工合成降解材料构建TEHV动物实验

目前组织工程心脏瓣膜的应用大多局限于实验阶段,主要以大型动物实验如犬、羊等为主。最早的动物实验由1995年Shin’oka等完成[39],他们在PGA/PGLA支架上种植了羊颈、股动脉肌纤维母细胞和内皮细胞后,将其移植于羊肺动脉瓣观察11周,结果显示组织工程心脏瓣膜植入动物体内后是有生物活性的。人工合成降解材料构建TEHV动物实验虽然取得了一定进展,但寻找理想的聚合物仍是一大难题。聚合物的免疫原性、细胞毒性、炎症反应很难避免。基于降解材料构建的TEHV目前仍有许多无法克服的困难,许多科研机构采用脱细胞的生物源性支架构建TEHV用于动物实验,甚至初步应用于临床。

5.2 异种脱细胞瓣膜构建TEHV动物实验

Bader等[40]取猪主动脉瓣脱细胞处理,将冠状动脉旁路移植术中分离的人大隐静脉内皮细胞种植在支架上。病理检验可见脱细胞猪主动脉瓣膜胶原纤维保存完好,3日后内皮细胞融合为单层;人内皮细胞标志CD31染色阳性,体外研究已证明了用脱细胞猪主动脉瓣构建TEHV的可行性。此后他们用此法构建TEHV,在羊体内进行了实验,肺动脉置换1个月后超声检查瓣膜活动良好。

也有学者取猪肺动脉瓣脱细胞处理后构建TEHV。Dohmen等[41]将猪的肺动脉瓣取下,于无菌条件下化学法脱细胞,将获取的羊内皮细胞种植在瓣膜上,7日后替换绵羊的肺动脉瓣。分别于术后7日、3、6个月检查,瓣膜功能良好,无坠生物、血肿形成,瓣叶无撕裂、穿孔、变形、返流、变硬。病理检查及电镜示瓣叶表面内皮细胞完整,有成纤维细胞长入基质。X线和原子吸收光谱检测瓣叶钙化情况,瓣叶只在缝合线的两边有轻度的钙化。

国内方宁涛等[42]采用人脐带血分离出的内皮祖细胞在去细胞猪主动脉瓣膜上体外进行培养,发现该细胞能够在支架上分化为内皮细胞。

5.3 同种脱细胞瓣膜构建TEHV动物实验

2000年,Gudtav等[43]报道他们将羊的同种肺动脉带瓣管道经脱细胞处理后种植以羊的肌成纤维细胞和内皮细胞,再移植回该羊体内,3个月后,瓣膜的功能良好,表面有再细胞化及细胞基质的形成。不过从临床的角度来看,同种瓣膜的来源较少,同时会涉及复杂的伦理问题,都会限制其应用前景。Akatov等[44]

利用组织工程方法对同种瓣进行改造,方法是在体外用患者自身组织培育并提取的成纤维细胞和内皮细胞先后植入同种瓣,结果表明成纤维细胞已长入了同种瓣组织中,认为此法能延长同种瓣移植后的寿命。但这种方法的主要问题在于支架本身抗原性不能完全消除,置入体内后支架不能降解,且无生长性,儿童换瓣仍受到限制。

5.4 其他方法构建TEHV的动物实验

正如上所述,体外构建TEHV需要体外生物反应器才能使种植的细胞具有循环内的内皮细胞形态和功能。但是,体外生物反应器毕竟不能完全模拟体内的血液循环特点,并且瓣膜容易受到二次污染。再加上工序复杂,难以在临床上广泛推广。有许多研究者一直在致力于采用其他的方法构建TEHV。比如:心脏瓣膜支架直接移植到受体体内,在真正的血流环境下重建TEHV;也有的研究者采用其他的方法,比如对心脏瓣膜支架材料进行一定的预处理,使心脏瓣膜支架具有更好的组织相容性、机械强度,从而改善瓣膜支架特性,加速瓣膜在体内的组织重塑。

1995年Wilson等[45]率先采用去垢剂、核酶法对猪半月瓣进行了脱细胞处理,并移植于狗的肺动脉瓣区,进行观察。结果显示:(1)去细胞成分是完全的,基质的三维结构保持正常;(2)1个月后瓣膜及周围动脉壁无炎症反应;(3)瓣根部有多角形细胞植入;(4)瓣膜表面内皮化;(5)动脉壁部分细胞化。O'Brien[46]等人报道,他们将脱细胞的猪主动脉支架直接移入肺动脉瓣区,150 d后瓣膜支架有成纤维细胞长入和新的基质形成。Iwai S等[47]采用新的脱细胞方法制作脱细胞猪主动脉瓣膜支架,体外不种植细胞,直接埋置到鼠的皮下60天后发现受体细胞长入、瓣膜结构完整、钙化轻微,之后把这种主动脉瓣膜移植到犬的肺动脉位置。观察6个月,发现瓣膜完整,未见反流现象,未见明显钙化。Hayashida K等[48]采用新的方法体内构建心脏瓣膜管道,首先在体外构建心脏瓣膜支架模具,然后埋置到大鼠皮下,移植一段时间后取出心脏瓣膜管道,此时模具已经被受体细胞及纤维包裹,分离模具和纤维组织得到体内构建的心脏瓣膜管道。经体外测试其功能良好,细胞和纤维比例合适,具有活性。国内学者吴松、刘应龙等[49]采用杂交办法,以脱细胞猪主动脉瓣作为支架,用可降解聚合材料3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate,PHBHHx)涂层,构建新型复合组织工程瓣膜,再植入到绵羊肺动脉区。18周后,发现这种杂交瓣膜保持了自然瓣形态,抗拉强度显著提高;瓣膜柔软,表面光滑无血栓;免疫荧光染色检测,瓣膜新生内膜中内皮细胞呈CD31阳性反应,沿瓣表面连续排列,间质细胞呈现单克隆鼠抗人平滑肌actin(SMA)阳性反应;复合组织工程瓣膜钙含量明显低于脱细胞猪主动脉瓣。显示出复合组织工程瓣膜具有自然瓣膜的三维形态结构,良好的生物力学特性、生物相容性和细胞引导性。

6 临床应用

在临床应用方面具有开创意义的是Dohmen等[50]将体外构建的组织工程心脏瓣膜植入施行Ross手术患者的肺动脉瓣,他们采用经胸超声,磁共振和多层螺旋CT于术后3、6、12个月后随访,证实,肺动脉瓣位的组织工程心脏瓣膜仅有少许中心性返流,而且返流程度并未因时间延长而加重;一年后的随访经CT证实,该组织工程心脏瓣膜无钙化,功能良好。虽然Dohmen等采用的是同种瓣作为支架材料,并且植入部位是压力相对较低的肺动脉瓣,但是,这次临床应用的成功还是让大家看到了组织工程心脏瓣膜进入临床的曙光。

P.Simon等[51]在临床给4例儿童用去细胞猪主动脉和肺动脉带瓣管道Synergraft TM(500型和700型)(Cryolife Inc.,USA)行Ross术和右室流出道重建,结果却与前面学者的动物实验截然不同,4例儿童分别在术后2天、7天、6周和1年全部死亡,死亡原因是早期瓣膜穿孔破裂和晚期瓣膜褪变衰败所致的心源性猝死,对这种去细胞而又没有再细胞化的生物移植物做解剖学、组织学和细胞学检查发现:在管道外有纤维素鞘形成并向管内延伸导致吻合口严重狭窄;早期是严重而强烈的非特异性炎症反应,晚期有淋巴细胞反应和钙盐沉积;4例移植物上均没有自体细胞生长。研究者发现Synergraft TM在移植前存在去细胞不完全和钙盐沉积,建议应停用此产品,需要进一步改进。这表明去细胞组织工程瓣膜的研究距离临床应用还有一定的距离。

7 问题与展望

组织工程心脏瓣膜的研究方兴未艾,前景广阔。目前,存在的问题主要有以下几个方面:(1)人工可降解材料的性能不足以在现阶段应用于临床,还需要材料工作者共同能够努力;(2)去细胞异种生物瓣膜的支架制备方法不统一,有待进一步规范化;(3)种子细胞的旋转等基础研究尚待进一步的深入,以期建立理想的种子细胞库;(4)设计的各种生物反应器距离人体内血流动力学要求差距较大;体外构建的方法需进一步改进,这样构建的组织工程心脏瓣膜可以大规模应用于主动脉位置。

组织工程心脏瓣膜的研究进展较快,但距离临床应用还有很长的路要走,需要该领域的广大工作者继续不懈的努力。相信随着研究的不断深入,人工可降解材料的不断优化,对种子细胞不断的筛选和体外构建方法的改进,组织工程心脏瓣膜必有更大的发展潜力,在不远的将来造福于广大心脏瓣膜病患者。

心脏有杂音就是心脏病吗　等 篇2

我爱好体育运动。前不久在体检时发现心脏心脏有杂音是不是心脏病？还能不能继续参加体育锻炼？

山西太原 王大可

心脏杂音可分为收缩期杂音和舒张期杂音。收缩期杂音有病理性和生理性之分，范围较局限，是心脏收缩时产生的杂音。其声音轻而柔和，呈“吹风样”，持续时间短，大多发生在运动后、情绪激动或发热时。舒张期杂音是心脏扩张时产生的杂音，听起来响亮而粗糙，持续时间较长，声音传导较长、较广，它几乎都是属于病理性的，一般表示有器质性心脏病。

参加体育锻炼的人出现心脏杂音，既可能是在参加锻炼前心脏就有病，也可能是正常的生理现象。但是，不管属于哪种情况，在思想上不应有任何顾虑，同时，应立即做详细检查，当确诊为病理性杂音时，就不能再参加剧烈的体育运动了，而应在医生指导下进行医疗体育运动。如果不是病理性的，而是生理性杂音，这种杂音多在安静时出现，活动后消失，且声音较局限，不向其他区域传导。有这种杂音的人并不妨碍其参加任何项目的体育活动。

但在大强度运动时如出现心脏杂音明显增强，或在短时期内(如半年)心脏明显增大并出现心脏杂音，则往往预示着运动量过大，此时应适当减少运动量。另外，有的人因过量训练而造成“运动性贫血”时，也可出现暂时性的心脏杂音，这时应立即调整运动量，并接受相应的药物治疗。

王凤山慢性盆腔炎怎么治疗？

我患有慢性贫腔炎，经常腰部酸痛，小腹附胀不适，在小诊所经很多抗生素治疗，效果不明显。请问我该怎么办?

山西太原 王晓荚

慢性盆腔炎一般多从急性炎症而来，对急性炎症未能及时治疗，或虽经治疗而不彻底，或体质较差，病情迁延，直接发生慢性炎症。慢性炎症一般情况下并不需要抗生素治疗。鉴于你目前的情况，首先应增强体质，如加强营养，适当锻炼，保持大便通畅，多饮水，适当休息，避免持重物、久站久蹲。在治疗方面可根据目前具体情况采用不同方法，以服用中药为主(汤剂：请中医妇科大夫根据当前病情辨证施治；中成药口服：如金刚藤糖浆、妇乐颗粒、妇科千金片、妇炎康等；肛门用药：野菊花栓、康妇消炎栓等)。还可采用各种理疗方法：激光穴位照射、药物离子导人、超短波、微波、紫外线、频谱、热水坐浴、针灸、中药灌肠等多种方法综合治疗。慢性盆腔炎是可以治愈的，但疗程较长，恢复较慢。希望你树立信心，不要有病乱投医，应去正规医院进行治疗。江南雪胃粘膜脱垂症是怎么回事？

我今年72岁，数月前做钡餐检查，被诊断为胃粘膜脱垂症。请问胃粘膜脱垂症是怎么回事?如何治疗?

河北石家庄 王凤石

胃粘膜脱垂症是由于胃幽门处的粘膜过于松弛、肥厚，在胃蠕动收缩的同时，将该处的粘膜推送挤压，使其脱离原来的位置而垂入十二指肠引起的。胃粘膜脱垂人十二指肠，就导致这部分粘膜被幽门括约肌紧紧地约束住了(嵌顿)，从而使局部充血、水肿、糜烂而产生相应的症状。

胃粘膜脱垂症的主要症状是上腹部疼痛，多在饭后发生，常呈阵发性。疼痛有两个特点，一是右侧卧位时，由于重力原因，疼痛加重；二是疼痛没有明显的周期性和节律性，这一点有别于消化性溃疡。此外还常伴有上腹部胀满不适、嗳气、烧心等；严重时可出现暂时的幽门梗阻现象，表现为恶心、呕吐。

X线上消化道钡餐造影检查是诊断胃粘膜脱垂症的最重要的方法。在右侧卧位检查时，最易发现。典型的X线表现为十二指肠球部基底部有凹形的充盈缺损，呈菜花样；胃镜检查对本病的诊断也有一定的帮助。

西药治疗常用解痉止痛药物，如颠茄片、阿托品、普鲁本辛等，可缓解症状；如合并幽门梗阻、反复出血或怀疑癌变而保守治疗无效时，可以手术治疗，效果较好。李立军三叉神经痛怎么治疗？

我患有三叉神经痛，发作时，疼痛难忍，十分痛苦。请问，该怎么治疗?

河南洛阳 吕利君

三叉神经痛是指三叉神经感觉分布区的额、面部出现的阵发性剧烈疼痛。发病者以老年人居多。

常以一侧上齿或下齿疼痛起病。齿龈、面颊、嘴唇、舌、额部反复发作短暂性针刺样或触电样剧痛，时间持续数分钟，然后骤停。发作间歇期无疼痛，犹如常人。各种触及患侧面部“扳机点”的机械因素，如洗脸、刷牙、吃饭、说话、吹风等可诱发疼痛。疼痛发作以白天居多，夜间较少。疼痛发作时可伴面肌抽动。

原发性三叉神经痛的治疗主要以止痛为目的，首先应用药物治疗，如药物治疗无效时再考虑神经阻滞或手术治疗。在药物治疗方面，过去曾用一般止痛剂如APC、可待因，但效果并不理想。目前较有效的药物有大剂量的维生素B肌肉注射，苯妥英钠和卡马西平等，其中以卡马西平为首选药物。阻滞疗法注射的药物种类很多，如安定、普鲁卡因、热水和纯酒精，其中以纯酒精为常用。阻滞疗法的目的是使神经破坏而阻断其传导。酒精注射可止痛数月至数年，但仍可复发。阻滞方法的缺点是在阻滞后可有面部麻木症状。新近开展的射频热凝治疗亦取得很好的效果。如上述两种疗法无效，可进行三叉神经切断手术。总而言之，随着医学科技的不断进步，这一难以忍受的颜面神经痛是能够获得缓解的。

徐德山骨囊肿可以不开刀吗？

我孙子的左腿膝关节下长了个骨囊肿。医生说要开刀，我们不想开刀，请问有没有其他办法?假如手术要多长时间可以恢复?

辽宁黑山 鲁双贵

一般所说的骨囊肿是指单发性骨囊肿。单发性骨囊肿为发育性的干骺区缺损，是一种良性肿瘤病变。可分为活动期和静止期，一般15岁以后趋于静止。对于较小的静止的病变可采用观察的办法，有些病例可以自愈，对于活跃期的病变(5-15岁)可采用皮质类固醇激素注射治疗，也可采用囊液抽吸或引流的方法治疗。对于静止期病变，类固醇激素注射无明显疗效，可采用刮除植骨术治疗。根据病灶的大小以及植骨材料的不同，恢复时间有所不同。完全替代为自体骨的时间要长得多，但可避免一次取骨术带来的痛苦。不过不管植入什么材料，如果病变范围不大，手术2～3周伤口愈合后，即可恢复一般的正常活动。但如果患者为成人，病变仍在进展，就不能肯定为单发性骨囊肿，还有动脉瘤样骨囊肿、骨巨细胞瘤等可能，后两种病都属于活动期病变，需要尽快手术治疗。

舒 齐慢性化脓性中耳炎要手术吗？

我患有慢性化脓性中耳炎。耳内经常流脓，有人说需手术治疗才能彻底治愈，请问是这样吗?

四川仓溪 文择全 慢性化脓性中耳炎是耳鼻咽喉科门诊常见病，为中耳粘膜、粘膜下组织，甚至骨质的慢性炎症。多为急性化脓性中耳炎未得到及时治疗，或治疗不彻底，或鼻及咽部病灶影响所致。

根据其病变性质，慢性化脓性中耳炎可分为三型：①单纯型病变限于鼓室，呈现粘膜充血水肿或肥厚，故又称粘膜性。常呈间断性耳流脓，多在上呼吸道有炎症时出现，脓液为粘脓性或粘液性。上呼吸道炎症控制后耳流脓即可停止；②骨疡型 病变侵及鼓室骨壁或听小骨，常有肉芽组织增生，为持续性耳流脓，有臭味，检查见鼓膜紧张部大穿孔或边缘性穿孔；③胆脂瘤型 非真性肿瘤，仍为脱落上皮堆积而成，其外层为复层鳞状上皮的囊所包裹，逐渐增大，压迫浸蚀周围骨质，形成腔洞，因在上皮堆积团块中含有胆固醇，故称为胆脂瘤。

一般性治疗和预防：①单纯型 清洁局部，必须清除中耳脓液，使药液能与病变组织直接接触，以增加治疗效果，可选用滴耳药液滴耳，也可用3％硼酸酒精滴耳。②骨疡型 清除中耳肉芽，畅通引流，局部清洁，干燥，选用细菌敏感的滴耳药液滴耳。如久治不愈或经x线摄片证实有骨质破坏，即应手术治疗。③胆脂瘤型一经确诊，应及时手术治疗，防止发生严重并发症。

心脏组织 篇3

组织工程心脏瓣膜是将自体细胞种植于组织相容性良好的瓣膜支架上,随自体细胞的繁殖增生、细胞底物的生成而形成的自体活性瓣膜。该瓣膜具有自我修复能力,同时瓣膜表面的内皮化有效地防止了血栓的形成,与血液及周围组织具有良好的相容性,患者术后无需长期抗凝,而且在用于年幼患者时瓣膜可随发育而生长。从以上方面看,组织工程心脏瓣膜不仅具有理想心脏瓣膜的经久耐用、组织相容性好、不发生血栓、不破坏血液、阀体活动声音小的优点,而且具有以往理想心脏瓣膜要求中未曾提及的生长活性。

因为理想的组织工程瓣膜具有以下特点:组织相容性好、无免疫原性、有活力、耐久性强,并有一定的增长能力和修复能力,所以有着广阔的临床应用前景。如何构建一种良好的组织工程瓣膜,是当前心血管研究领域的热点与前沿。近年来,组织工程瓣膜,特别是以去细胞基质为支架材料的组织工程瓣膜的研究取得了一定的进展。现就去细胞组织工程心脏瓣膜近年来的研究进展进行综述。

1 去细胞瓣膜支架

1.1 支架材料的选择

支架是构建组织工程心脏瓣膜的基础。以往的研究中所应用的去细胞瓣膜支架材料主要有同种和异种生物的去细胞瓣膜支架两大类型。

1.1.1 同种脱细胞瓣膜支架

同种脱细胞瓣膜支架是把同种异体的心脏瓣膜去细胞后再种植受体细胞,可有效抑制瓣膜的炎性和免疫反应,减慢钙化衰败过程,是支架构建的一个方向。如Steinhoff等应用酶消化法去除供体羊心脏瓣膜的肌成纤维细胞和内皮细胞后,再种植同种肌成纤维细胞和内皮细胞,并植入受体羊肺动脉瓣区。结果显示:(1)去细胞完全且保持了基质正常的三维结构;(2)体外种植细胞生长良好;(3)植入的肺动脉瓣经过3个月的观察功能正常。由于同种瓣膜来源有限,受到伦理道德的限制,临床的推广使用受到限制。

1.1.2 异种脱细胞瓣膜支架

异种脱细胞瓣膜支架是将异种心脏瓣膜脱去细胞后得到的支架材料,由于猪心脏瓣膜在形态结构、组织成分、机械强度和弹性方面与人十分相似,因此常被视作良好的组织工程心脏瓣膜支架材料来源。德国医生Dohmen PM采用该方法研制出猪的肺动脉瓣,移植于幼年绵羊体内进行试验,证实去细胞的猪肺动脉瓣植入绵羊体内后,猪肺动脉壁和瓣膜内有绵羊新生胶原和基质成分出现,说明去细胞异种心脏瓣膜在异种动物体内能够“再宿主化”。也有研究者对脱细胞后的猪心脏瓣膜进行体外血小板黏附和单核细胞趋化实验,发现脱细胞的猪心脏瓣膜能够激活血小板,并吸引单核细胞聚集,这说明脱细胞异种心脏瓣膜仍有血栓形成和免疫反应的可能。这就促使人们在脱细胞后的心脏瓣膜支架材料作一定的在处理,如在支架上接种受体细胞成分、对支架进行表面改性或添加生物活性因子等方法来提高其生物相容特性。

组织中的内皮细胞和间质细胞表面表达的组织相容性(MHC)I和II类蛋白是引起免疫排异反应的主要抗原。为了降低同种、异种瓣膜的免疫原性,人们采用酶和/或去污剂等方法去除这些细胞,以获得低免疫原性的心脏瓣膜细胞外基质成分。脱细胞同种或异种组织纤维支架由于完整保留了细胞生存的三维微环境,并在最大限度上降低了同种或异种的免疫原性,成为细胞黏附的良好平台,其机械性能也与原组织基本相同,因此脱细胞瓣膜支架的良好特性是任何人工合成材料支架无法比拟的。

1.2 去细胞方法

去细胞是指采用一定的方法脱除组织中的细胞成分,而保留的以细胞外胶原等为主的纤维支架,该支架基本保持原有的三维结构和理化特性。应用去细胞瓣膜支架材料构建组织工程心脏瓣膜,去细胞方法是至关重要的一步。采取合适的去细胞方法才能得到去细胞完全、纤维支架保留完整和有足够机械强度的瓣膜支架,进而才能在后续的细胞种植、体外培育以及体内移植中保证其效果。

目前去细胞的方法包括化学、酶消化法和机械法。具体到心血管领域主要有单纯去垢剂法和去垢剂、酶消化法。去垢剂目前采用较多的为Triton X-100,SDS,和胆脂酸钠。去垢剂法首先用Triton X-100对组织进行处理后,再用SDS、Triton X-100或胆脂酸钠对组织进行脱细胞处理;而去垢剂、酶消化法去细胞包括3个基本步骤(1)将组织浸入含蛋白酶抑制剂的低渗液内;(2)含Triton X-100高渗盐溶液处理;(3)酶溶液消化处理。单纯去垢剂法处理后的组织主要成分为胶原、弹性蛋白、纤维粘连素(fibronectin)及层粘连蛋白(laminin);去细胞基质的结构与正常组织非常相似。去垢剂、酶消化法处理后的组织主要成分为弹性蛋白、非可溶性胶原和紧密连接的糖性蛋白。Lifecell公司还发展了一种去垢剂和冻干法结合的去细胞方法。

1994年Courtman等采用去垢剂、酶消化法在牛心包上作了前期实验,结果证明,牛心包去细胞基质的主要成分为胶原(I、III)、非可溶性蛋白;作为胶原三维结构衡量指标的热皱缩温度没有因为去细胞受到影响;但应力松弛有轻微增加。1995年Willson等又将该技术用于小血管和猪心瓣膜的脱细胞处理上,猪心瓣膜在去细胞后断裂强度减弱了20%,有轻微的组织延展性增加。在去垢剂和消化酶等的使用上有不同的观点。有学者认为SDS对瓣膜的胶原结构有损伤,而Booth等在2002年报道SDS可以成功用于瓣膜的脱细胞处理,Kim等认为SDS脱细胞法优于冻溶法和Trioton X-100。Goldstein等认为高低渗溶液的使用对脱细胞有很大的帮助。而Korossis等认为高低渗溶液的交叉使用对脱细胞的效果没有帮助。Willson等使用的消化酶是RNA和DNA酶,而Cebotari等采用的是胰蛋白酶。

目前,研究中主要应用的去细胞方法还是化学去垢剂-酶消化法。实验中一般均采用胰酶、SDS,乙二胺四乙酸(EDTA)、Triton X-100、RNA酶I和DNA酶I的去垢剂-酶消化法处理选取的瓣膜材料,但根据不同的材料,在处理过程中消化液浓度的选择和消化时间的控制应适当选择。

1.3 去细胞效果的观察

经过去细胞处理的瓣膜材料必须经过观察,如果去细胞效果不完全,在支架上有残留的细胞或细胞残片,将直接影响所构建瓣膜的免疫原性、抗钙化和耐久性等。Simon等指出去细胞不完全会导致瓣膜植入后早期衰坏和严重的免疫炎症反应。

一般经去细胞处理的瓣膜支架通过HE染色可观察去细胞效果,von Gieson染色观察胶原和弹性蛋白的完整性,进一步行生化分析观察胶原和一些粘多糖的保存情况。另外,应进行抗拉力实验、测定组织含水量和收缩温度等相关参数的评估。叶福林等报道,在观察去细胞效果时可直接行HE染色,在倒置显微镜下观察,且观察效果不受影响。此法可代替切片法观察,简化操作步骤。

1.4 去细胞在材料抗钙化及在减轻材料免疫反应中的作用

在典型的交叉连接处理过程中,虽然组织细胞破裂了,但细胞碎片仍然得以保留。这些细胞残存成分与组织早期的钙化结晶有关联。去垢剂法、酶消化法和超声法等几种方法可以脱除促使组织钙化的细胞成分和脂质。因此已被成功用于组织的去细胞化处理。电镜观察发现,组织经醚提取磷脂后再用戊二醛固定,其钙化程度较戊二醛直接固定组织明显减轻。因而可以推测脱磷脂可以减少羟磷灰石(钙化形成基础)沉积的位点。实验证明,利用氯仿或甲醇或SDS选择性的从牛心包脱除脂质,可以明显的减轻牛心包在兔体内的钙化程度。尽管钙化的机制没有完全清楚,但可以认为清除脂质和磷脂可以减轻移植组织的钙化程度。脱细胞处理(如去垢剂法)通常也同时将在钙化过程中起重要作用的蛋白多糖脱除。

瓣膜组织中的细胞,尤其是内皮细胞表达的MHC-I和MHC-II是引起免疫反应的主要原因。去细胞化后,脱除了组织内的细胞,可以减轻或消除免疫反应。炎症反应不仅可导致组织的降解,同时也是组织钙化的又一个重要原因。有报道脱细胞的猪瓣膜移植到羊体内后,没有发现炎症反应。有假设认为,去抗原性(如细胞表面蛋白)可以减弱体内受到的免疫攻击;因此,去细胞可以减弱甚至消除炎症反应。但是,去细胞后的细胞外基质仍然可能引起免疫反应。尽管不同种属间胶原的免疫原性实验室中可以测到,但胶原的差异很小,在临床中的实际意义很小。ECM中其他的分子如纤维连接蛋白(fibronectin)却可能扮演重要角色。因此有人认为,尽管去细胞化可以去除组织的主要免疫原性,但是无法完全消除炎症反应。有报道认为,异种去细胞基质移植后的炎症反应与重塑有关,而与排斥反应无关。

2 种子细胞的选择

何种细胞为组织工程瓣膜最佳的种子细胞目前尚无定论。作为种子细胞,一般要求要具备如下特点:(1)细胞的黏附力强,繁殖迅速;(2)具有正常瓣膜细胞的生理功能;(3)临床易于获取,有实用性。目前研究较多的有以下几种:

2.1 血管内皮细胞

血管内皮细胞被认为是最理想的组织工程细胞,可使TEHV有正常内皮功能,但不同部位起源在表型、抗原、代谢特征及对生长因子反应等方面有明显差异。动脉内皮较静脉厚、形态规则,其中主动脉内皮细胞与心脏瓣膜一样处于高压环境,较心耳毛细血管和主动脉滋养血管更适合,但获取相对困难。Gino等单克隆抗体法鉴定大隐静脉和主动脉内皮,二者细胞骨架蛋白和收缩蛋白结构相似,又表浅静脉内皮易取材,故已被广泛采用。Paranya等发现主动脉瓣内皮细胞一定条件下转化为间充质细胞,表现为对血小板生长因子(PDGF)有反应,生成α-2平滑肌肌动蛋白(α-2SMA)等,提示种植的内皮细胞可转化为肌成纤维细胞。设想通过基因工程改造内皮细胞,使之不表达特异性抗原,然后建立规范细胞库以促进TEHV产业化。

2.2 间质细胞

瓣膜间质细胞主要有2种状态的肌纤维母细胞:(1)成纤维细胞,胞质内含大量分泌细胞器且脯氨羟化酶阳性,成纤维细胞可在持续应力作用下改变表型,表达肌成纤维细胞特征,并对产生和维持ECM起重要作用;(2)平滑肌细胞,胞质内含大量张力纤维且α2平滑肌肌动蛋白阳性。目前多采用成纤维细胞和平滑肌细胞混合种植的方法,但种植细胞的功能与正常瓣膜间质细胞相比仍有相当差距。Wilcox等在去细胞猪瓣膜上分别种植成纤维细胞和平滑肌细胞,结果显示成纤维细胞无法在支架上持续浸润生长,而平滑肌细胞可以,并认为平滑肌细胞较成纤维细胞更适合于种植在去细胞猪瓣膜上构建TEHV。

2.3 干细胞

有研究证明具有多向分化潜能的干细胞可能更适合于构建TEHV。干细胞主要存在于胚胎、骨髓、外周血(含脐血)和胎儿肝中。其中胚胎干细胞虽然具有多向分化潜能,但是伦理等因素的制约使其推广应用受到限制。

骨髓间质细胞(mar-row stromal cell,MSC)与血管来源的细胞相比有以下特点:(1)获取更容易,创伤更小,更适合临床应用;(2)具有分化成多种细胞的能力;(3)细胞稳定,基因具有可修饰性;(4)能较快获取足量细胞,避免了长时间的细胞培养;(5)具有独特的免疫学特点,移植入体内不产生免疫排斥反应。Kadner等将MSC从骨髓分离后体外扩增,种植在可吸收聚合物支架上并于体外培养,发现MSC呈现成纤维细胞样改变,同血管来源的细胞相比,二者产生胶原的能力相当。Perry等研究发现用MSC构建的TEHV具有类似于天然心脏瓣膜的形态和生物机械特点。Knight等采用由人类MSC分离而来的间质祖细胞种植在去细胞猪瓣膜上构建TEHV,体外静态培养结果显示细胞可以在瓣膜上浸润生长并表达与瓣膜自身细胞相似的表型,但瓣膜上种植细胞的密度较低。

Hoerstrup等将人脐血细胞种植于可吸收聚合物构建的肺动脉管道上,置入脉动生物反应器中培养,结果显示有活的肌成纤维细胞、ECM等连续自体组织覆盖管道,生物力学测试显示脉动培养的组织与正常组织无明显差异,而静态培养的则明显变弱。因此,他们认为人脐血细胞是一个新的TEHV种子细胞来源。

脂肪来源干细胞(human adipose tissue derived mesenchymal stem cells,h ADSCs)虽然与骨髓间质干细胞性质相似,但获得更简便,损伤更小,产出量更高,有可重复性,脂肪抽吸术对其生长、传代无影响,并且可体外长期培养而遗传性状保持稳定。随着相关研究的深人,越来越显示出其应用于组织工程的巨大潜力及优势。

2.4 其它

另外一些新的研究成果也使人耳目一新:Veinot对各种病理类型的被手术置换的瓣膜进行组化及免疫组化的研究发现在二尖瓣、主动脉瓣中存在一阳性细胞群落,推测可能为瓣膜间充质干细胞,但由于数量很少尚不能分离扩增用于组织工程。这项研究意义在于使人们认识到一种新的干细胞一瓣膜间充质干细胞是可能存在的,但此项研究尚需进一步深入。

3 细胞与材料间的黏附与种植

3.1 细胞与材料间的黏附问题是研究的重点之一

可分为非特异性黏附和特异性黏附。前者由材料和细胞表面的物理性质(电荷、范德瓦力等)所决定。如黏附涉及二者表面分子间的特异性相互作用则称为特异性黏附。目前所知细胞表面的黏附分子有4类:钙黏附蛋白、整合素、免疫球蛋白超家族黏附分子和选择凝集素。将PGA支架表面分别用人血清、聚左旋赖氨酸和同种细胞外基质(ECM)包埋后发现,其吸附细胞的数量分别增加了24%、53%及48%,提示血清、聚左旋赖氨酸和ECM中的这类成分能增加细胞的黏附力。其原因为细胞表面的整合素等黏附分子能识别ECM中的多种蛋白质,并与之特异性结合,从而使其黏附力增加。PGA支架用Na OH水解方法改变其纤维表面的酯团结构后发现,其与平滑肌细胞的黏附力增加了2倍,扫描电镜不仅观察到成簇的圆形细胞黏附,还发现大量的单个扁平细胞黏附,因而有利于种子细胞在材料表面增殖和扩展。应用PGA和PLA作为支架,分别种植来自羊主动脉肌纤维母细胞和内皮细胞,亦显示细胞生长效果很好。最近,有人在种子细胞孵育过程中添加碱性成纤维细胞生长因子(b FGF)和抗坏血酸盐,发现可促进细胞增殖和成熟。

3.2 细胞种植技术与种植条件仍处于探索之中

3.2.1 种植技术大致可分为顺序种植和混合种植

(1)顺序种植:顺序种植细胞的设想最初可能是依据心脏瓣膜的天然组织结构特点,先在瓣膜支架上种植血管来源的成纤维细胞,后种植内皮细胞。一般认为先种植的肌成纤维细胞起到桥梁的作用,通过细胞间的相互作用和分泌的ECM,协助后种植的内皮细胞黏附、分化和生长,抵抗血流的冲击。较多实验表明顺序种植的细胞能构建出与正常瓣膜在组织结构上相似的TEHV。(2)混合种植:实验证实,混合种植成纤维细胞和内皮细胞于心脏瓣膜支架,当细胞随支架植入体内后会重排成有序的结构,且与周围组织整合,形成接近正常瓣膜的组织结构。Sodian等把混合的血管来源细胞种植于支架上,对构建好的TEHV置于生物反应器,结果由胶原和氨基葡聚糖形成,瓣表面出现有活力的细胞层。这些实验均说明混合种植细胞同样适合于构建TEHV,且能简化操作,减少污染。

3.2.2 目前种植条件分为两种

(1)静态种植:自Shinoka等采用在静态下种植血管来源的细胞于瓣膜支架以来,静态种植细胞较多采用,技术较成熟。一般是培养扩增至足够量的细胞,制成细胞悬液滴于瓣膜支架上,在培养一段时间后移植入体内。最近,Naito等在可降解材料上静态种植内皮细胞制成TEHV的基础上成功为一儿童植入此种TEHV,充分说明静态下合理地种植细胞能构建出符合临床需要的心脏瓣膜。(2)动态种植:目前认为动态种植能使血管内皮细胞更好分化,提高黏附和耐受体内切变力能力。实验表明,在流体环境种植血管内皮细胞和成纤维细胞是可行的。Cebotari等将去细胞的同种瓣膜置于充有培养液的生物反应器中,在瓣膜处于流动液体中加入静脉内皮细胞,持续7~10d,结果显示当细胞数量为200,000/cm2时,瓣膜两侧均覆盖有标记的内皮细胞。但对动态种植的许多问题,如流体环境下种植细胞于支架上的均匀性和搏动性血流的后负荷大小等仍待进一步研究。

4 体外培育及体内观察

4.1 体外培育

随着细胞培养技术的研究进展和组织工程瓣膜研究的深入,发现经体外种植、培养所形成的组织工程瓣膜的内皮细胞黏附力较低,在体动物实验发现内皮细胞易于脱落,而且生理功能与正常细胞相比明显不足,其构建的组织工程瓣膜性能明显达不到正常瓣膜的要求。而在体血流动力学环境对内皮细胞的生物学特性和正常功能至关重要。因此,目前绝大多数研究者认为体外构建的组织工程瓣膜在植入体内之前,必须经过模拟体内环境的预适应,以增加细胞增殖和胶原产生能力、细胞黏附能力、内皮细胞的轴向性等生物学特性。Schenke-Layland和Dumont等将构建的去细胞瓣置于体外脉动生物反应器中,模拟体内环境,使种子细胞在体外环境中能够在瓣膜支架表面分化增殖。研究表明其种植细胞的分化增殖较静态下的分化增殖为好,且具有分层定向能力,细胞长轴与流场方向一致呈伸长性生长;细胞的增殖能力和胶原产生明显高于非脉动流培养条件。

4.2 体内观察

经过体外培育的去细胞瓣即可移植体内进行进一步观察,以评估其各方面性能。Dohmen于瓣膜移植前6周,从3只幼羊体内获得静脉内皮细胞,经传代增殖后种植于去细胞猪肺动脉瓣支架,使其再内皮化。而后,移植于幼羊右心室流出道,100d后通过肉眼、X线、HE染色和von Kossa染色在光学显微镜和扫描电子显微镜下检测移植效果,瓣尖钙含量通过原子吸收分析。观察期间移植羊迅速康复,未见任何异常。超声心动图显示移植瓣膜活动度良好,功能正常,X线检查移植瓣膜均未见瓣尖钙化,组织学检查也证实这一点。原子吸收分析显示组织含钙量较低。光学显微镜分析和Ⅷ因子免疫组化检测内皮细胞种植后黏附、分化及发育情况均有较好的效果。

Hoerstrup等将羊颈动脉的肌成纤维细胞和内皮细胞先后种植于PGA/P4HB制成的三叶瓣心脏瓣膜上,体外搏动性流动条件下培养,14 d后置换自体肺动脉瓣,分别于术后1 d和4、6、8、16、20周取出。超声心动图证实术后20周瓣膜功能正常,无狭窄及血栓形成,取出组织工程瓣膜时直接测量最大跨瓣压差<10mm Hg。组织学检查和扫描电镜显示新生瓣膜表面平滑,有内皮覆盖。术后8周支架材料即完全降解,20周时新生瓣膜的机械特性与自身组织相似。DNA含量在移植后4、8、16和20周分别是自身组织的65%、77%、100%、150%,说明新生瓣叶上的细胞有增殖能力。细胞外基质成分检测:(1)4-羟脯氨酸生化检测显示术后4周组织工程瓣膜的胶原含量为自身组织的140%,8周后维持在180%水平;(2)聚葡萄糖胺(Glycos aminoglycans,GAG)含量术后4周为自身组织的90%,16周时增加到300%,20周时下降到自身组织水平;(3)组织工程瓣膜移植后6周开始可以检测到弹性蛋白。这一工作说明组织工程化心脏瓣膜完全有可能代替自身瓣膜,使我们看到了组织工程瓣膜将来应用于临床的美好前景。有作者报道,类似的实验均获得了良好的短期效果,而瓣膜的远期机械性能、抗血栓、抗钙化和耐久性等长期效果,还有待进一步的研究证实。

随着组织工程瓣膜研究的不断深入,临床上已报道了应用去细胞瓣,即Syner Graft心脏瓣膜行瓣膜置换的病例。Dohmen等将种植自体大隐静脉内皮的去细胞猪瓣植入6例Ross术患者肺动脉瓣区,临床效果满意。O’Brien等将未种植细胞的去细胞猪主动脉瓣消毒后植入动脉体内,发现短期内受者细胞覆盖并逐渐长入移植瓣膜,且瓣膜外观正常,活动良好,取得了较好的临床效果。随即应用Syner Graft心脏瓣膜首次为2例患者施行了心瓣膜置换术,短期临床效果良好。然而,Simon报道,在采用猪主动脉瓣构建的Syner Graft瓣膜进行4例儿童心脏瓣膜置换术后,2例在术后3个月和1年时出现瓣膜衰坏,其中1例术后7d瓣膜撕裂,病理检查发现移植瓣膜有明显的中性粒细胞和巨噬细胞介导的免疫反应发生。这表明去细胞组织工程瓣膜的研究距离临床应用还有一定的距离。

5 争议问题

随着组织工程心脏瓣膜研究的不断深入,在移植前有无必要于体外再内皮化瓣膜成为一个尚存争论的问题。有许多研究者一直在致力于采用其他的方法构建组织工程心脏瓣膜。比如:心脏瓣膜支架直接移植到受体体内,在真正的血流环境下重建组织工程瓣膜。Kim报道将种植和未种植羊自体细胞的猪去细胞瓣膜移植人羊体内替换其肺动脉瓣,取出移植的瓣膜进行分析观察,超声检验表明两种瓣膜都表现出良好的功能,无血栓存在,仅有瓣膜轻微变薄。镜下见大量细胞长人去细胞瓣膜,认为提前种植细胞与否没有差别。

也有的研究者采用其他的方法,比如对心脏瓣膜支架材料进行一定的预处理,使心脏瓣膜支架具有更好的组织相容性、机械强度,从而改善瓣膜支架在体内的加速瓣膜在体内的组织重塑。

研究表明去细胞支架直接植入体内可能吸引循环中祖细胞(内皮的和间充质的)的黏附,循环中的内源性细胞能够通过某种方式黏附在血管内,这种方式类似于炎细胞在生理炎性反应中对内皮的黏附一样。德国医生Dohmen PM把猪的肺动脉瓣脱细胞处理,体外不种植细胞,直接移植于幼年绵羊肺动脉位置进行试验,证实脱细胞的猪肺动脉瓣植入绵羊体内后,有绵羊新生胶原和基质成分出现,说明去细胞异种心脏瓣膜在异种动物体内能够“再宿主化”。Iwai S等采用新的脱细胞方法脱去猪主动脉细胞制作去细胞心脏瓣膜支架,体外不种植细胞,直接埋置到鼠的皮下60天后发现受体细胞长入、瓣膜结构完整、钙化轻微,之后将这种脱细胞猪主动脉瓣移植到犬的肺动脉处,观察6个月,发现瓣膜完整无反流,未见明显钙化。还有学者采用杂交办法,在猪的脱细胞心脏瓣膜表面包裹一层人工合成可降解材料PHBHHx,再植入到绵羊肺动脉区,16周后,发现这种杂交瓣膜具有良好的抗钙化性能,内皮细胞覆盖完整,各项性能与对照组(未包裹人工合成材料的脱细胞心脏瓣膜支架)相比具有明显的优势。

也有的研究者试图采取其他的方法构建组织工程心脏瓣膜,如Hayashida K等采用新的方法体内构建心脏瓣膜管道,首先在体外构建心脏瓣膜支架模具,然后埋置到大鼠皮下,移植一段时间后取出心脏瓣膜管道,此时模具已经被受体细胞及纤维包裹,分离模具和纤维组织得到体内构建的心脏瓣膜管道,体外测试功能良好,细胞和纤维比例合适,具有活性。此方法开创了组织工程心脏瓣膜制作的新方法,为组织工程学的方法提供了一个新的思路。

最近,De Visscher G等发展了一种新的体内细胞种植方法,他将脱细胞牛心包心脏瓣膜提前种植到受体(羊)腹腔内,在腹腔内自然接种自体细胞,然后再植入羊的肺动脉区,发现瓣膜生长良好,未见钙化,免疫排异反应极低,有自身基质形成,瓣膜表面细胞化完全。这种新的细胞种植方式,为组织工程心脏瓣膜的研究提供了新的思路。

6 问题与展望

目前,去细胞组织工程心脏瓣膜的研究已取得了一定的成果,但仍处于起步阶段,还存在很多问题有待进一步解决,如(1)去细胞方法的改良与创新;去细胞组织的选择;(2)种子细胞的筛选、种植和在去细胞基质上的生长分化,并保持功能问题还有待解决;(3)体外构建和模拟体内环境困难仍很大;(4)基础理论的探索,如:瓣膜的钙化机制,瓣膜的结构,瓣膜移植后的免疫排斥反应机制,移植细胞的基因表达、生物信号建立与调控,去细胞对猪内源性逆转录病毒的影响等均有待进一步研究。

目前临床应用的人工心脏瓣膜,不论是机械瓣还是生物瓣都存在着难以克服的缺陷。而在去细胞同种、异种瓣膜支架的基础上构建的组织工程瓣膜,以其具有低免疫原性、无细胞毒性、植入体内后宿主细胞再细胞化程度高、较好的仿生性、耐久性和机械强度,尤其具有生长功能等多方面的优势,而成为未来组织工程心脏瓣膜研究发展的一个重要方向。其植入人体后可对受损或新陈代谢组织和细胞等起修复作用,逐渐替代原瓣膜组织内的原有结缔组织,可望在人体内重建活性的心脏瓣膜,因此具有临床应用前景。

摘要：当前临床应用的所有生物瓣,包括无支架生物瓣共同致命弱点是易钙化、衰败,不具有生长活性。而随着组织工程技术的发展,组织工程心脏瓣膜的研究逐渐成为心脏外科领域的研究热点之一。在去细胞同种、异种瓣膜支架的基础上构建的组织工程瓣膜,以其具有低免疫原性、无细胞毒性、植入体内后宿主细胞再细胞化程度高、较好的仿生性、耐久性和机械强度,尤其具有生长功能等多方面的优势,而成为未来组织工程心脏瓣膜研究发展的一个重要方向。本文对近年来去细胞组织工程心脏瓣膜的研究进展进行综述,并指出目前研究中所存在的问题。

心脏组织 篇4

日本研究人员最新调查发现，在患者突发心脏病并晕厥时，人工呼吸其实没有必要，仅仅采取按压心脏的方式就可达到急救的效果。研究小组调查了4068名18岁以上患者，他们都是在有人在身边的情况下，心跳突然停止并被救护车运到医院的。在发病之初，这些人受到了人工呼吸和心脏按压治疗或者两者之一，统计数据显示，人工呼吸的救治效果并不明显，而心脏按压才是急救的关键。

肥胖孕妇体重不宜多增

孕妇们一般都吃得较多，以增加体重并维持孕期营养等方面的特殊需求。不过美国研究人员目前公布的研究结果显示，本身就超重或肥胖的孕妇应该少增加甚至不增加体重。按照美国国家医学研究院1990年制订并应用至今的指导标准，女性在怀孕期间体重至少应该增加6.8千克，且不设上限。但研究人员的最新研究发现，对于肥胖女性来说，孕期限制体重增加好处很多，比如不易患孕期高血压，剖腹产的几率较低，新生儿的体重更趋于正常。

美重启黑洞观测项目

美国宇航局日前决定重新启动“核分光望远镜阵列”(NuSTAR)项目，以进一步加强对黑洞的观测。2003年11月，美国宇航局从36个“小探测器飞行任务”方案中，筛选出5个最有科学价值的备选方案并进行可行性研究，其中包括预计耗资1.32亿美元的NuSTAR项目。2006年，这一项目在即将正式启动时，由于出现财政问题而被美国宇航局暂停。NuSTAR观测黑洞的灵敏度将比目前的仪器高出500多倍。

太空飞行会使细菌毒性增强

太空飞行时，由于要适应特殊的微重力环境，宇航员的身体会发生生理变化。美国科学家最近发现，小小的细菌也有类似情况。到太空中飞一遭，细菌的毒性竟会增强。科学家曾将装有“鼠伤寒沙门氏菌”的病菌瓶放入了航天飞机货舱中，以研究太空飞行对细菌的影响。12天的太空飞行结束后，研究人员发现，与未上太空的细菌相比，经历十几天太空飞行的“鼠伤寒沙门氏菌”有167个基因的表达方式发生了变化。毒性分析发现，这些细菌的毒性是正常细菌的近3倍。

用于血管治疗的机器人

韩国全南大学正在研发用于血管治疗的微型机器人，并计划于2013年研制出相关产品。这种微型机器人预计直径1毫米、长10毫米，在诊治过程中移动速度可达每分钟50毫米。据介绍，尽管这种机器人外形极小，但将具备位置识别、超声波成像等多种功能，医疗人员可从人体外对其进行有线或无线操纵，以便准确完成药物注射等任务。

日本提出“月亮女神2”探月构想

日本宇宙航空研究开发机构最近提出“月亮女神2”探月构想，目标是在2010年至2020年之间实现探测器在月球表面着陆。构想中的“月亮女神2”计划主要由以下几部分组成：约2米高的着陆器、装有机械臂的探测车和围绕月球运行的中继卫星。着陆器在月球表面着陆后，探测车可以在月球表面移动，进行钻探和研究月球表面岩石等工作。

候鸟能“看到”地球磁场

德国一项研究发现，候鸟可以“看到”地球磁场，并把它当作长途飞行时的导航工具。研究人员发现，候鸟眼部对磁场方向敏感的神经组织通过脑部的一条路径与大脑中负责飞行方向的区域相连。科学家很早就发现，候鸟在每年的大规模迁徙中能够感知地球磁场方向，并借此导航，但具体工作机制却是一个未解之谜。科学家对候鸟园莺的神经系统活动进行了跟踪和分析，力图从神经解剖学层面破解这个谜题。

夜间肾透析效果好

加拿大研究人员公布的一项研究报告显示，肾脏疾病患者如果是在夜间睡眠时做肾脏透析，效果会更好。研究人员选取了51名肾脏疾病患者，其中26人接受夜间肾脏透析，25人接受传统肾脏透析。研究报告显示，经过6个月的实验，接受夜间肾脏透析者左心室肥大现象大大降低，左心室重量平均减少13.8克；接受传统肾脏透析的患者左心室重量反而平均增加1.5克。心脏过重意味其正常功能可能受到影响。

日本在宇宙空旷区发现铁元素

日本研究人员最近报告称，他们在远离星系的宇宙空旷区发现了铁元素。在宇宙中，观测到含有铁元素的星体并不奇怪，但在没有星体的空旷区是否也存在铁元素呢?研究小组利用日本“朱雀”号X射线天文卫星观测了一片几乎是空无一物的宇宙空旷区。所观测区域距离“Abell401”星系约500万光年，而“Abell401”星系离地球约有10亿光年。研究人员通过分析这片空旷区放射出的x射线，认为那里存在铁元素。

为手机充电的生物燃料电池

美国麻省理工学院的一个学生研究小组发明了一种能用废弃的植物纤维产生电能的生物燃料电池，它可专门用来为手机充电。这种电池名为“生物伏特”，它利用一种特殊细菌在分解植物纤维时将电子释放出来，从而产生电能。在产生电能的反应过程中，多数现有生物燃料电池都是用铂作为催化剂，但这个学生科研小组为了降低电池成本，使用了一种廉价的催化剂。

新型器械治疗半月板损伤

美国研究人员参与研制的一种治疗膝盖半月板损伤的新型医疗器械，可有效修复半月板撕裂。半月板是膝盖处的一种填充组织，是膝盖的“减震器”，起到连接和稳定作用。但是半月板的三分之二都是无血管组织，因此半月板撕裂后不能自行修复。以往半月板撕裂后，医生有时不得不将受损的半月板完全去除，而这通常会导致患者膝功能受损，进而出现膝关节炎。

超小型“三合一”笔记本电脑

日本一家公司日前展示了一款超小型笔记本电脑，它的显示屏只有5.6英寸，重量不到600克，却具备电脑、电视机和电子词典“三合一”的功能。这款“LOOX u”系列笔记本电脑，掂量起来像一本书一样轻巧。但“麻雀虽小、五脏俱全”，这款电脑的键盘操作与普通电脑一模一样，触摸屏还支持手指和笔尖的点击操作，而且电脑支持无线上网。如果采用大容量电池，它可连续工作7个小时以上。

通过手掌静脉识别人的新装置

日本研究人员开发出了鼠标型手掌静脉认证装置，它可以为用户省却记忆长串密码的麻烦。这种装置通过发射近红外线拍摄手掌静脉的脉络，来判断用户是否通过认证。由于手掌静脉所含识别信息比指纹更丰富，这种装置的认证精度可达到指纹认证装置的10倍左右，伪造认证信息非常困难。而且静脉位于手掌内部，不易受气温等因素影响，几乎适用于所有用户。

与椎间盘突出患病风险相关的基因被发现

日本专家的最新研究结果显示，一种名为COLllAl的基因发生变异，可能会增加人患椎间盘突出的风险。研究人员发现，COLllAl基因与11型胶原蛋白的合成相关。11型胶原蛋白是构成软骨的细胞外基质蛋白质，它可保护椎间盘不变型。如果该基因发生变异导致11型胶原蛋白合成量减少，则有可能使人更易患椎间盘突出。

心脏组织 篇5

1 资料与方法

1.1 一般资料

2015年1~12月经本院门诊和住院超声检测显示心脏表面和心脏右室游离壁前方低以及无回声的患者中,抽取76例患者作为研究对象,其中男41例,女35例,年龄最大79岁,最小33岁,平均年龄(51.4±13.3)岁。其中体检者11例,高血压患者16例,单纯冠心病患者13例,单纯糖尿病患者21例,冠心病合并糖尿病患者15例。本研究中,所有患者均排除中度及以上心包积液和器质性心脏瓣膜病,本研究中不存在心功能不全的患者,也无肿瘤和恶性质患者存在,本研究排除严重的肝肾功能障碍患者。

1.2 方法

本研究采用西门子ACUSON SC2000彩色多普勒超声诊断仪进行诊断,所涉及到的探头为4V1c心脏探头,其频率设置为1.7~3.4 MHz,同时涉及到了9L4高频探头,其探头频率为10 MHz。所有患者采取左侧卧位,在患者的胸骨旁左室进行长轴切面,切面垂直于患者的主动脉瓣环上和患者的心脏右室游离壁前方,对患者的心外膜脂肪组织、心包脂肪组织和心包积液进行观察,并在患者体表进行标记定位。之后更换高频探头,并选择浅表模式,在患者胸前相同的部位进行观测,主要对患者的心外膜脂肪组织、心包脂肪组织和心包积液进行观察。对患者进行测量的时候,同时连接心电图,并将R波作为舒张末期标准,对患者的图像进行冻结和停帧测量,共测量3次取平均值。

2 结果

本次研究所有患者右室游离壁前方较低或无回声区,经过超声诊断,均显示为心外膜脂肪组织,其中有42例患者的心脏右室前方不存在心包积液,其余患者均合并有少量的心包积液。患者的心外膜脂肪组织厚度2~15 mm,心包脂肪组织厚度2~5 mm,心包积液厚度2~9 mm。

通过检测,患者的心脏心外膜脂肪组织表现为:其主要位于患者的心肌表面,处于患者的心脏房室沟和心脏室间沟、右心室等部位。特别是患者的心脏右室游离壁前方和左室心尖部位,其主要形态为薄厚不一的月牙形的患者25例,厚度2~5 mm;呈现为三角形的患者36例,厚度5~8 mm;呈现为纺锤形的患者15例,厚度8 mm,进一步分析可发现,心脏心外膜脂肪厚度因为脂肪组织堆积的程度而表现出不等。

本次研究中,11例体检者的心外膜脂肪组织有月牙形的6例,三角形的5例;16例高血压患者中,有月牙形的9例,三角形的5例,纺锤形的2例;13例单纯冠心病患者中,有月牙形的2例,三角形的7例,纺锤形的4例;21例单纯糖尿病患者中,有月牙形的5例,三角形的13例,纺锤形的3例;15例合并冠心病和糖尿病的患者中,有月牙形的3例,三角形的6例,纺锤形的6例。

3 讨论

临床上心脏脂肪可以分为心脏外膜脂肪组织和心包脂肪组织两大类,前者主要在患者的心脏表面,其属于心肌与心包脏层之间的脂肪[4]。采用超声对心脏外膜脂肪组织进行测量,其厚度和整个外膜脂肪组织的容量有较大的相关性,可以在很大程度上将患者心脏的表面沉积程度进行反应。

临床上有研究对非冠心病患者的心脏外膜脂肪组织进行测量,最终得出,其厚度小于冠心病患者,又对冠心病多支病变和单支病变的心脏外膜脂肪组织厚度进行比较,结果显示,冠心病多支病变的心脏外膜脂肪组织明显增厚[5]。本研究采用超声对心脏心外膜脂肪厚度进行测量得出,体检者的超声表现大多为月牙形或三角形,而冠心病和糖尿病患者的心脏心外膜脂肪组织一般表现为三角形和纺锤形,冠心病合并糖尿病的心外膜脂肪组织主要为纺锤形,而分析其厚度和上述研究的厚度相一致,可以起到相互印证的作用。而心包脂肪主要处于心包壁层以外,位于心包和胸腔之间,是一种心包囊周围的脂肪组织。经心包积液超声检测,其无回声区主要包绕心脏,较为容易诊断。当心包积液较少时,因为其心脏右室的前方出现少量的无回声区,而其又位于超声近场区域。特别是当患者合并有心包慢性炎症时,就可能会出现纤维素沉积情况,其主要表现为低回声改变,这样就很难和心脏外膜脂肪组织与心包脂肪组织所区分。

而通过本研究,可以总结出采用超声对这3种情况进行鉴别的体会。在对其进行鉴别时,检查需要重视对增益、深度以及动态范围的调整,将增益调高能更好的分辨心包积液是否在无回声区,确定心外膜脂肪组织和心包脂肪组织是否存在低回声区等。而且确定心包部位时,其解剖层次应该由外向内进行,这样超声观察的结构由外向内分别是:心外膜脂肪组织、少量的心包积液以及心包脂肪组织[6]。因为观察的区域位置表浅,所以选择高频超声探头,可以利用其分辨率较高的优势对患者的心脏情况进行更好的探查。同时,因为少量的心包积液的右室前方表现为厚薄不一致的细条状无回声区,因此变换患者的体位可改善此情况,在患者的左心室后壁后方能够观察到弧线形或者月牙形的无回声区,但是它的厚度可能会受到患者心脏收缩和舒张的改变[7]。同时要做好动态观察,心外膜脂肪组织的厚度和脂肪的代谢具有相关性,因此采用降脂药物进行治疗,或增强锻炼效率,能够直接控制其脂肪的摄入,这样心外膜脂肪组织便可渐渐的缩小,但是期间这个周期较长,因此没有明显的周期变化。而如果伴有少量的心包积液,那么随着患者疾病的好转其会慢慢的被吸收,甚至逐渐消失,其短期可以有所改变。

关于对心脏心外膜脂肪组织的测量,在实际的测量过程中,在患者的心脏右室游离壁前方对患者的心脏心外膜脂肪组织进行测量会更加的简单,这具有十分好的重复性。而且从另外两个部位来说,其受体位及探头频率的影响相对较大,因此不容易测量[8]。在测量的过程中,实验可能会因为舒张期外膜脂肪组织随着患者心肌的运动表现出相对恒定的状态,而收缩期心外膜脂肪组织会随着心肌的运动而牵拉,心肌厚度会逐渐的增大,因此建议舒张期进行测量更为适宜。

综上所述,心脏心外膜脂肪组织的表面分布存在着较大的变异,但是通过三维超声造影仍然可以测量出其准确的容积,能够为临床预测冠心病和代谢综合征等病情提供可靠的诊断指标,具有较高的临床意义,值得推广使用。

摘要：目的 分析并研究超声对心脏心外膜脂肪组织的诊断价值。方法 76例患者作为研究对象,采用超声对患者心脏心外膜脂肪组织进行诊断,评价其诊断价值。结果 所有患者右室游离壁前方较低或无回声区,经过超声诊断,均显示为心外膜脂肪组织,其中有42例患者的心脏右室前方不存在心包积液,其余患者均合并有少量的心包积液。患者的心外膜脂肪组织厚度215 mm,心包脂肪组织厚度25 mm,心包积液厚度29 mm。结论 心脏心外膜脂肪组织的表面分布存在着较大的变异,但是通过三维超声造影仍然可以测量出其准确的容积,能够为临床预测冠心病和代谢综合征等病情提供可靠的诊断指标,具有较高的临床意义,值得推广使用。

关键词：超声诊断,心脏,心外膜脂肪组织

参考文献

[1]张万年.超声测量技术在心血管机能研究中的应用与评价.西安交通大学学报(医学版),1986(3):421-423.

[2]刘兰芬,董华,周宁,等.超声测量胎儿股骨皮下组织厚度预测出生体重的相关性探讨.中国超声医学杂志,1999,15(5):388-389.

[3]叶军,陈伟华,凌月蓉,等.正常成人心脏参数的超声测量.赣南医学院学报,1994(4):303-305.

[4]章宽静,郭非.冠脉造影术前超声测量主动脉内径对造影导管选择的意义.中国社区医师(医学专业),2011,13(25):230.

[5]杨斌,赵宝珍.超声测量外周大动脉粥样硬化预测冠心病的价值.医学研究生学报,2005,18(11):14-16.

[6]高伟栋,张高星,张红环,等.超声测量心外膜脂肪组织厚度与血管内超声检测冠状动脉病变的相关性.中国医学影像学杂志,2013,21(7):526-529.

[7]夏洪波,邓又斌,杨好意,等.心外膜脂肪组织及颈动脉内中膜厚度对冠心病的预测价值.中华超声影像学杂志,2011,20(2):104-107.

心脏组织 篇6

美国布朗大学和印度坎普尔理工学院 (IITK) 的研究团队利用组织工程和纳米技术对此可能有了一个回答。

在实验室里, 他们用直径在60和200nm之间的碳纳米纤维及已获得政府批准的乳酸-羟基乙酸共聚物 (PLGA) 构建了一个支架。碳纳米纤维在执行这种赖以保持心脏稳定搏动的电连接上工作得很好, 它们是电子的极好导体。

然后, 他们使用PLGA把纳米纤维缝在了一起, 形成一个丝网, 长22mm, 厚15µm, 类似一块“黑色的邦迪 (创口贴) ”。

在用种植了心肌细胞的“邦迪”所进行的试验中, 四小时后, 与仅由聚合物构成的对照样品相比, 五倍的心脏组织细胞移植到了纳米纤维表面。五天后, 表面密度比对照样品大出六倍, 四天后的神经元密度加倍。

研发团队联系人Thomas Webster教授说, 支架是弹性的和持久的, 能够扩张和收缩, 很像心脏组织。由于碳纳米纤维, 心肌细胞和神经元聚集在支架上和酿成新的细胞, 事实上新生了一个区域。

心脏组织 篇7

关键词：尿毒症,组织多普勒,Tei指数,心功能,超声心动图

尿毒症性心肌病是指慢性肾功能不全晚期出现的心肌病变, 其为尿毒症患者死亡的主要原因。早期检测尿毒症患者心脏功能损害非常重要, 国内外学者通过二维超声心动图 (2D) 对其进行了广泛研究[1,2]。我们以前的研究将脉冲多普勒Tei指数及声学密度应用于定量评价心肌损害程度取得较好的临床效果[3,4]。随着组织多普勒成像 (tissue Doppler imaging, TDI) 技术的出现, 研究发现组织多普勒Tei指数 (TDI-Tei) 评价心功能不受心室几何形态、二维图像质量、血压及心率等影响的优点。对于TDI-Tei与尿毒症心脏功能之间的关系鲜见报道。本文即利用组织多普勒Tei指数评价尿毒症患者左室功能, 试图观察尿毒症患者心脏功能与TDI-Tei间的关系。

1 资料与方法

注:a:P<0.05;b:P<0.01;c:P<0.001

注:a:P<0.05;b:P<0.01;c:P<0.0001

1.1 研究对象

病例组 (U组) :本院血液透析中心长期行血液透析的尿毒症患者76例, 其中男39例, 女37例, 年龄21～80岁, 平均 (53.26±9.37) 岁, 病程1～20年 (平均8.1年) 。对照组 (C组) :经病史、体格检查、心电图、超声心动图及相关检查均无异常之体检人员25例。男13例, 女11例, 年龄23～76岁, 平均 (52.46±10.19) 岁。两组间性别、年龄无统计学差异。

1.2 检查与分析方法

采用美国HP Sonos5500型彩色多普勒超声诊断仪, 探头采用融合影像之S4探头, 其发射频率可在2～4MHz间调节。常规进行二维超声心动图及多普勒超声心动图检查, 并通过SVHS高清晰录像带进行录像, 以备脱机测量分析。分别测量左心房内径 (LA) 、舒张期室间隔厚度 (IVSd) 、左室内径 (LVd) 、左室后壁厚度 (LVPWd) 及收缩期室间隔厚度 (IVSs) 、左室内径 (LVs) 和左室后壁厚度 (LVPWs) 。并依此计算出左室质量 (LVmass) 。同时测量左室射血分数 (LVEF) 、短轴缩短率 (FS) 、心搏指数 (SI) 、心率 (HR) 。利用脉冲多普勒 (Pulse-Doppler, PW) 技术测量二尖瓣E峰、A峰峰值速度, 计算E/A比值。并利用PW技术测量Tei指数 (PW-Tei) 图像的采集方法按照以前方法进行[3]。组织多普勒Tei指数检测方法:获取心尖四腔切面、心尖二腔切面, 尽可能使声束平行于室壁长轴, 以便获取沿心尖长轴方向运动的最大测值。分别显示二尖瓣环后间隔位点、左室侧壁位点、左室前壁位点和下壁位点, 记录并计算出各位点的Tei指数, Tei指数按照公式Tei指数= (a-b) /b (a:二尖瓣关闭至下一次二尖瓣开放的时间;b:主动脉射血时间) 进行计算。取4个位点测值的均值作为左室整体指标测值。

1.3 统计方法

各参数以均数±标准差 (χ—±s) 表示, 统计方法采用非配对t检验, 以P<0.05为有统计学显著性差异。

2 结果

二维超声心动图各项测值如表1所示, 尿毒症组与正常对照组相比LA、LVd、LVs均有非常显著扩大, IVSd、IVSs、LVPWs、LVPWd显著增厚, LVmass显著增重。心脏功能各项参数测值方面, 尿毒症患者与正常对照组相比表示左心收缩功能的传统指标如EF、FS显著降低, SI及HR均有显著升高。而表示舒张功能的指标如A峰与正常组相比亦有非常显著升高, 但E峰、E/A比值与正常组相比则无统计学差异 (表2) 。而反映左心室综合缩舒功能的PW-Tei及TDI-Tei指数则较正常对照组有非常显著差异。

3 讨论

尿毒症患者心肌损害非常常见, 多中心临床研究发现, 15%尿毒症透析患者有冠状动脉供血不足的表现, 19%伴有心绞痛、31%有心力衰竭、7%和8%伴有心律失常和周围血管病变。而通过超声心动图检查发现心脏损害的发生率更高。15%患者的收缩功能异常, 32%有左心室扩张, 17%具有左室肥厚。文献报道多认为尿毒症患者由于其贫血、高血压、冠状动脉粥样硬化、电解质紊乱、异常的钙磷代谢、尿毒症时血液中的各种毒素等都对促进和加重心肌损害有一定作用[3]。尿毒症患者心脏的形态与心室功能改变多见, 由于心肌肥厚、心肌脂肪样退行性变、心肌坏死等原因常导致充血性心力衰竭;而左心室舒张功能损害则出现在收缩功能损害之前, 最早检测到的心功能障碍可能是舒张功能。尿毒症时的高容量负荷、高外周阻力、心肌肥厚、血浆肾素-血管紧张素-醛固酮系统活动增强均可损害左心室舒张功能。所以及时准确地检测到尿毒症患者心脏收缩与舒张功能的异常对于临床工作就非常有意义。

1995年, 日本学者Chuwa Tei提出了一个评价心脏收缩与舒张功能的多普勒超声心动图新指标-Tei指数[5], 将其定义为等容收缩时间与等容舒张时间之和除以射血时间。随着组织多普勒成像技术的出现, 有学者将组织多普勒技术与Tei指数相结合形成TDI-Tei指数评价心功能, 发现TDI-Tei指数具有不受心室几何形态、二维图像质量、心脏前后负荷、血压及心率等影响的优点[6]。

本临床研究发现, 尿毒症患者较正常人左房、左心室内径明显扩大, 室间隔、左室后壁厚度明显增厚, 左室心肌质量明显增加。说明尿毒症患者由于高血压、心肌纤维化、心肌缺血、尿毒症毒素刺激等因素导致心脏结构重塑。本研究对尿毒症患者心脏异常的发现与文献报道一致[2]。超声心动图是检测尿毒症患者心肌肥厚的较好指标。对于心脏功能评估, 本研究发现尿毒症患者较正常人EF、FS显著降低, SI、HR、A峰均有显著升高, 但E峰、E/A比值与正常组相比则无统计学差异。而反映左心室综合缩舒功能的PW-Tei及TDI-Tei指数则较正常对照组有非常显著差异。众所周知, 二尖瓣血流频谱作为一种无创性检查评价心室舒张功能已广泛应用于临床, 但易受较多因素如心室松弛速度和程度、心房及心室的顺应性、左房压等因素的影响。而且随着舒张功能减低, 左心房及左心室充盈压不断升高, 使舒张期二尖瓣口多普勒血流频谱趋于正常, 这种现象称为“舒张功能假性正常化”, 从而影响了二尖瓣血流频谱在心脏功能评价中的作用。而TDI的研究对象是心肌松弛指标, 其对心脏几何形态、前后负荷、心率相对不敏感[6]。从本研究结果也可以看出, 由于尿毒症患者心脏受损程度不一, 所以部分病例二尖瓣血流频谱具有较大的诊断价值, 但是对于那些心脏功能严重受损的患者, 即存在二尖瓣血流频谱假性正常化现象, 从而导致E峰、E/A比值无显著性差异的结果发生。而PW-TEI及TDI-TEI则无此现象发生, 在尿毒症组与正常对照组间均具有非常显著差异, 在临床应用上优于二尖瓣血流频谱。

总而言之, Tei指数的测量简便易行, 不依赖于几何模型或容积的测量, 不受血压、心率和年龄的影响, 无创伤、敏感性高、重复性好, 是综合评价心脏的整体功能良好指标。

参考文献

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[2]张元林, 高云华.尿毒症性心脏损害的超声心动图研究[J].中国超声医学杂志, 1998, 14 (3) :31-34.

[3]史春志, 杨欣, 冯义柏.声学密度定量技术用于尿毒症心肌损害分型的研究[J].心脏杂志, 2006, 18 (2) :211-212.

[4]史春志, 李东野, 王晓萍, 等.尿毒症性心肌病的超声心动图异常表现及心功能评价[J].中国超声诊断杂志, 2003, 4 (8) :580-582.

[5]Tei C, Nishimura RA, Seward JB, et al.Noninvasive Doppler derived myocardial performance index:correlation with simultaneous measurements of cardiac catheterization measurements[J].J Am Soc Echocardiogyr, 1997, 10 (2) :169-178.

心脏组织 篇8

1 材料与方法

1.1 实验动物

60 d龄wistar雌性大鼠48只,购于内蒙古大学实验动物中心,SCXK(蒙)2002-0001,体重150～200 g,室温18～25 ℃,相对湿度50 %～70 %,动物室保持清洁通风。

1.2 试剂及仪器设备

甲状腺素(40 mg/片),批号H37021712,山东中泰药业股份有限公司生产;FT3、FT4、TSH放射免疫试剂盒及质控血清购于山东潍坊市三维诊断技术有限公司(批准号为20100105B)。FJ-2008PS全自动γ免疫计数器(西安核仪器厂生产),KDC-2044低速冷冻离心机(科大创新股份有限公司中佳分公司),Eppendorf 5804R冷冻离心机,电子天平(MP81200212型,北京天宇祥瑞实验仪器制造厂)。

1.3 实验方法

1.3.1 建立妊娠合并甲亢模型

将甲状腺素片用蒸馏水洗去表面有颜色的糖衣,研末后用生理盐水配成10 mg/mL混悬液,每次使用时摇匀。实验动物适应性饲养7 d,饮食、饮水、活动均正常且无不良反应即开始实验。48只大鼠随机分为甲亢模型组和对照组,每组24只,连续经口灌胃给药甲状腺素混悬液,1次/d。其中甲亢模型组给药量为10 mg/100g·d[5],再分3组,即孕16 d组、孕18 d组、孕20 d组,每组4只。对照组24只,也分为孕16 d组、孕18 d组和孕20 d组,灌服生理盐水1 mL/100g。每天记录饮食、饮水量,行为指征;每隔3 d称量体重,调整给药量。发现行为指征出现甲亢症状,不使用麻醉剂条件下进行眶静脉采血2～3 mL,采用竞争性放射免疫分析方法检测游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、游离四碘甲腺原氨酸(FT4)值[6]。检测确定甲亢后,挑选发情期大鼠与正常雄鼠按2∶1或1∶1于当日下午5时合笼,次日晨做阴道涂片检查,镜下发现有精子视为交配,并记为孕0 d。将交配的雌性大鼠继续按原分组进行灌胃给药甲状腺素。

1.3.2 取材

分别于孕16 d、孕18 d、孕20 d处死孕鼠,取心脏。对心脏称重,并计算心脏相对质量分数即心脏重量/大鼠体重比值。取心室组织进行固定。

1.3.3 制片与观察

经bouin氏固定液固定,常规脱水、包埋,行masson染色,置于光学显微镜下观察,使用Motic Images Advanced 3.2软件测量心肌细胞跨核处直径,每种类型随机测量40个细胞;取心肌纵断面,使用Motic Images Advanced 3.2软件测量两个相邻闰盘之间的心肌细胞的长度,每种类型随机测量40个细胞。

1.4 数据分析

所有数据使用SPSS软件11.5版本进行数据分析,采用配对t检验或单因素方差分析,实验数据采用均数士标准差($\overline{x}\pm s$)表示,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 造模结果

对照组大鼠精神状况、活动情况、毛色光泽均未见异常。造模组出现易怒好斗、饮食饮水量多,并且部分大鼠毛色枯稿,脱毛较多。采用配对t检验比较实验前后各组大鼠体重变化,实验前对照组和模型各组大鼠体重差异无统计学意义;实验后对照组大鼠体重自然增长,增长约35.4±5.49 g;造模组增长缓慢,增长约21.0±6.27 g。检测甲亢组和对照组甲功FT3、FT4水平,见表1。甲功检测结果显示甲亢组FT3、FT4水平均高于对照组,综合以上结果显示造模成功。

**与对照比较P<0.01

2.2 心脏相对质量分数结果

甲亢组和对照组实验动物各24只,其中受孕的每组各有20只,按照公式心脏相对质量分数=心脏重量/体重,经过配对t检验,模型组为0.426±0.150,对照组为0.274±0.006。与对照相比,模型组孕鼠心脏质量分数较大,差异具有统计学意义,提示甲亢孕鼠与正常孕鼠相比心脏扩大。

2.3 石蜡切片结果

经石蜡切片masson染色,心肌细胞胞质着红色,细胞核染为蓝色,细胞间胶原纤维染为蓝绿色。与同期对照组相比,妊娠合并甲亢组母鼠心肌排列不整齐,心肌间胶原纤维等结缔组织增多。各组实验结果如图1所示。

A为孕16 d甲亢组,B为孕18 d甲亢组,C为孕20 d甲亢组,D为孕16d对照组,E为孕18 d对照组,F为孕20 d对照组

2.4 心肌细胞测量结果

对心肌细胞直径、长度测量结果表明,同期甲亢组与对照组的心肌细胞直径、长度差异具有统计学意义,提示甲亢可引起孕期心肌细胞直径、长度增加。见表2。

*与对照组比较P<0.05,**与对照组比较P<0.01

3 讨论

研究结果表明,甲亢会引起妊娠后期母鼠心脏相对质量分数增加,即提示引起心脏重量增加;可引起心肌细胞间隙增宽、心肌细胞间纤维增多,提示有心肌纤维化的可能;可引起心肌细胞直径、长度增加,提示有心肌肥大的可能。其原因可能为:甲亢时FT3、FT4升高,基础代谢率增高,引起外周组织及心肌耗氧量增多、循环血容量增加、心输出量增高等显著的血液动力学改变,由于心脏长期容量负荷过重,可致心脏扩大,诱发甲亢性心脏病。另外T3升高可直接促进心肌细胞蛋白质的合成和心肌细胞的生长,引起心肌肥大[7]。Araujo AS等[8]认为甲亢产生的心脏功能障碍与氧化应激诱导氧化及抗氧化物酶活性和蛋白质表达增加有关。甲状腺激素过多和交感神经系统兴奋的表现相似,应用交感神经阻滞剂或β受体阻断剂能成功地减轻甲亢患者的某些症状,如心动过速、脉压增大、心输出量及耗氧量增加,由此推测甲亢时伴有交感肾上腺素能系统的过度激活[9],有可能是甲亢时心肌β受体上调,增加了对内源性儿茶酚胺的敏感性,通过β受体介导而致心肌肥大。在妊娠这样一个特殊时期,由于妊娠期循环系统生理性变化如心率先增快后渐降、心排出量增加,并且随着妊娠进展,心脏向左上方移位并轻度扩大。这与本实验在对照组随着孕期的延长,心肌细胞直径、长度也在变长的结果比较相符。在妊娠期母体本身内分泌功能也会发生显著改变,一是母体原有内分泌腺功能活动增强,二是胎儿与胎盘在发育期间逐渐发展自身的内分泌系统(胎儿-胎盘单位)。胎儿-胎盘单位的功能又影响母体内分泌系统的结构与功能,两者共同担负着维持整个妊娠过程的激素调控任务。孕妇可有高代谢的表现,而妊娠又加重甲亢病人的心血管负担,从而易诱发甲亢性心脏病。鉴于此,妊娠合并甲亢患者应密切关注心脏情况。

摘要：目的:研究妊娠后期甲亢母鼠和正常母鼠心脏的组织学改变。方法:建立甲亢合并妊娠wistar大鼠模型,观察其行为变化、体重变化,检测甲状腺功能水平;取孕16 d、孕18 d、孕20 d母鼠心脏,经bouin氏固定液固定,行masson染色,观察心肌组织学改变,测量心肌细胞直径和长度。结果:甲亢合并妊娠大鼠心肌间胶原纤维增多,心肌细胞直径增大、细胞增长,且程度随着受孕时间延长而增加。结论:妊娠合并甲亢母鼠心脏可能引发心肌肥大、心肌纤维化。

关键词：甲亢,孕鼠,心肌细胞

参考文献

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心脏组织 篇9

关键词老年心脏病非心脏手术麻醉

doi：10.3969/j.issn.1007—614x.2012.27.087

随着心脏病患者非心脏手术的日益增加，麻醉方法及其药物对心脏病的影响逐渐受到人们的重视_[1]。为寻求对心脏病非心脏手术患者安全、有效，对生理干扰少的麻醉方法，回顾分析对60岁以上心脏病患者行非心脏手术的麻醉处理方法，现报告如下。

资料与方法

2011年1～12月收治择期非心脏手术的老年心脏病患者89例，男59例，女30例，年龄60～83岁，平均70.3±2.1岁。美国麻醉学会麻醉前评估ASAⅠ～Ⅲ级，心血管疾病指有下列一项：高血压/低血压，心绞痛，慢性心脏病史，心肌缺血，室性早搏>5次/分，Ⅱ度以上房室传导阻滞，完全性右束支和（或）左束支传导阻滞，房颤，窦性心动过缓等_[2]。病例包括：骨科37例、胸外科20例、普外科19例和泌尿外科13例。择期手术患者除作常规血生化等检查外，对疑有重要脏器功能改变，则作相应的进一步检查，以明确各重要脏器功能及代偿能力。术前患者均经过3～10天相应的极化液、降血压、抗心律失常、降血糖和抗感染等治疗。

麻醉方法：常规禁食8小时、禁饮6小时，术前30分钟均肌注阿托品0.5mg。入手术室后监测血压、心电图和脉搏血氧饱和度。开放静脉通路，诱导前快速输入乳酸林格式液5ml/kg。64例下腹部以下手术选用低位硬膜外麻醉，12例采用慢诱导气管插管静吸复合全麻，10例采用连续硬膜外联合快诱导气管插管全麻，2例颈丛神经阻滞，1例局麻加强化完成手术。所有患者入手术室后采用生命体征监护仪常规监测收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、心率（HR）、脉搏氧饱和度（SP02）、心电图（ECG），并记录患者手术时间、麻醉时间、术中低血压时间。手术结束前半小时，向硬膜外腔注入局麻药5～8ml。术毕立即由静脉持续泵入镇痛药，配方为芬太尼2μg/kg用生理盐水稀释至100ml，泵速2ml/小时。

结果

本组患者麻醉诱导平稳，术中HR、SBP、DBP、SPO2、ECG基本正常。89例老年心脏病患者术后需行呼吸支持9例、循环不稳定15例，中枢神经功能障碍3例，全部患者术后镇痛均达满意效果。无麻醉死亡患者。不同年龄组患者围术期一般情况，见表1。

讨论

对近期内发作过或（和）正处于发作期的老年心脏病患者，围术期气管插管、拔管以及切割、探查等伤害性刺激与患者情绪焦虑引起应激反应，极可能激发或加剧出现恶性心律失常致循环衰竭。最大限度减少应激反应对心脏的损害，维护心肌血氧供需平衡是心脏病患者非心脏手术麻醉处理的主要原则_[3]。本组资料中对89例老年患者分别选用低位硬膜外麻醉、慢诱导气管插管静吸复合全麻、连续硬膜外联合快诱导气管插管全麻、颈丛神经阻滞和局麻加强化完成手术，均达满意效果，麻醉死亡率0。通过本组患者的麻醉处理，我们体会：①术前充分体检，完善ECG，活动平板试验，必要时行心脏彩超或心肌核素扫描，根据术前病情给予适当治疗，如充分休息、口服丹参、双密达莫等，以维持较好的血液内循环_[4]；②麻醉应首选全身麻醉或复合麻醉，既能维持血液动力学的稳定，使患者尽量处于无应激状态，又利于意外抢救；③加强术中检测，必要时行术中动脉血气及电解质分析以利于及时判断患者情况并加以治疗；④充分供氧，完善镇痛肌松，避免缺氧及二氧化碳蓄积；⑤维持心率、心律和血压的稳定，避免大的波动，积极防止心律失常，维持有效血容量，备好甲氧胺，多巴胺以防低血压；⑥对于心梗半年以内的急症手术，要警惕和防范术中再梗死_[5]。应用硝酸甘油以微量汞持续静脉汞注；采用心脏极化液、二磷酸果糖等以保护心肌，一旦出现心梗或心源性休克，应立即停止手术，按心梗抢救。

综上所述，老年心脏病患者行非心脏手术前，应充分准备和评估，术中维持循环稳定和心肌的氧供需平衡，加强监测，完善术后镇痛，防止围术期恶性心血管事件的发生。

参考文献

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3刘文龙，王开强.胸部硬膜外阻滞复合全麻用于冠心病近期发作患者非心脏手术的麻醉处理[J].浙江创伤外科，2011，16（1）：118—119.

4秦金红.冠心病患者非心脏手术108例麻醉分析[J].中国误诊学杂志，2007，7（14）：3383—3384.

心脏组织 篇10

1资料与方法

1.1一般资料

该次研究采用艾美捷科技有限公司生产的胰高血糖素样肽-1 受体激动剂-重组醋酸艾塞那肽 (Exendin-4) 为主要注射试剂; 无锡亚肽生物科技有限公司生产的激动剂增加脂肪酸氧化改善高脂诱导的胰岛素抵抗 (PPAR-α) 、内皮素 (ET-1) 试剂为主要测试试剂。

1.2 方法

1.2.1建立动物模型选取45只成年雄性大鼠为研究对象, 大鼠的体重为130~210 g, 平均体重为 (178.65±2.36) g。所有大鼠均给予富含糖分及脂肪食物喂养, 喂养1个月后, 给予其注射40 mg/kg的链脲菌素, 定期对大鼠的血糖变化情况进行观察和密切监测。当大鼠的血糖值超过16.8 mmol/L时, 则可以大鼠为主要研究对象建立糖尿病研究模型。将喂养1个月的大鼠随机分为3组, 分别为小剂量治疗组、大剂量治疗组和糖尿病心肌病组, 每组15只。小剂量治疗组给予4μg/kg的胰高血糖素样肽-1受体激动剂 (Exendin-4) 注射治疗, 大剂量治疗组给予204μg/kg的Exendin-4注射治疗, 糖尿病心肌病组给予等量的磷酸缓冲盐溶液 (PBS缓冲液) 进行皮下注射。治疗2个月后, 将所有大鼠处死, 将其心脏取出, 并对其心室肌组织进行病理学检测, 同时使用苏木精—伊红染色法 (HE染色法) 进行化学染色。

1.2.2苏木精—伊红染色法 (HE染色法) 首先, 将心脏组织切成片状, 心肌组织的厚度约为3μm, 将其放置在温度为60℃以上的电热箱中进行加温烘烤;其次, 使用常规脱蜡水对切片组织进行脱蜡、脱水处理, 进而使用苏木精进行染色, 染色时间持续约5 min左右, 最长不得超过5 min, 并使用自来水冲洗。再次, 使用盐酸酒精进行2 s的分化, 使用氨水进行反蓝处理, 时间为2 s, 使用伊红进行染色, 上色时间为2 min左右。最后, 使用高浓度的酒精进行脱水处理, 并使用中性树胶将切片封存保留。

1.3 统计方法

该组研究中全部数据都选择SPSS17.0 统计软件对数据进行统计, 计量资料利用 (±s) 表示, 采用t检验, 计数资料用%表示, 选择 χ2检验, P<0.05, 差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组大鼠的心脏形态结果对比

小剂量治疗组的心脏形态结果显示: 心肌组织排列较为整齐, 心肌细胞内出现较为清晰的纹路;大剂量治疗组的心脏形态与小剂量治疗组的结果基本相同, 但大剂量组的心肌染色情况改变的更为显著。

2.2 3 组大鼠的治疗后的血糖、血脂变化情况比较

小剂量治疗组和大剂量治疗组的心肌纤维化、血脂、血糖改善情况均优于糖尿病心肌病组, 经对比, 组间有显著差异, 且差异有统计学意义 (P<0.05) ;大剂量治疗组的心肌纤维化、血脂、血糖改善情况均明显优于小剂量治疗组, 经对比, 组间差异有统计学意义 (P<0.05) 。

2.3 3 组大鼠治疗后的PPAR-α、ET-1 表达情况对比

小剂量治疗组和大剂量治疗组的PPAR-α、ET-1阳性表达情况均优于糖尿病心肌病组, 经对比分析, 组间差异有统计学意义 (P<0.05) ;大剂量治疗组的PPAR-α、ET-1 阳性表达情况均明显优于小剂量治疗组, 经对比分析, 组间差异有统计学意义 (P<0.05) , 见表1。

3 讨论

糖尿病心肌病的主要发病人群为糖尿病患者, 临床上对其发病原因进行总结, 大致分为五方面的原因, 其一是糖尿病患者的收缩蛋白糖基化介导, 导致心肌细胞出现代谢功能性紊乱; 其二是心肌细胞外的葡萄糖水平发生变化对细胞内的钙离子浓度产生一定影响, 但心肌舒张力提高时, 心脏的顺应能力则不断下降, 心肌细胞钙在运转的过程中出现功能性障碍;其三是糖尿病患者的心肌组织有别于健康人, 糖尿病患者存在冠状动脉微血管病变, 继而出现弥漫性的壁内血管性病变;其四为心肌间质发生纤维化, 导致此种现象的原因为糖尿病患者的病情持续时间较长, 长期患病导致糖基化的胶原存在堆积和沉淀的现象, 从而出现组织纤维化;其五是心脏自主神经性病变, 据相关研究报道, 约有80%以上的糖尿病患者均出现心脏自主神经性病变, 可见此种发病原因不容小觑。 通过对相关文献和医学报道的研究[2,3], 发现糖尿病心肌病的发病机制为以代谢功能紊乱为基础上, 在此基础上发生的心肌坏死, 从而导致患者的心肌功能出现亚健康。 最终将会导致患者出现心率衰竭、心源性休克等症状, 严重情况下, 甚至会导致患者发生猝死, 严重威胁患者的生命健康。

糖尿病心肌病不仅是一种特异性心肌病, 同时也是糖尿病患者的主要心脏并发症。 随着临床医学的不断发展, 医学上对心肌纤维化的研究也在不断深入。 相关医学研究结果显示[4,5], 糖尿病心肌病的主要特征表现之一就是心肌纤维化和胶原检质沉积, 其中, 导致心肌纤维化的主要因素之一是ET。ET的位置不局限与血管内皮中, 更是在细胞和多种组织中有较为广泛的分布, 作为调节心血管功能的重要分子, ET可对稳定基础血管张力和心血管系统起到极其重要的影响作用。 此外, 还有研究和医学文献对PPAR-α 进行相关报道[6,7,8], 从报道中可以总结出PPAR-α 为激活因子, 同时借助调控转录因子完成对ET-1 诱导作用的主要心肌反应。

胰高血糖素样肽-1 (GLP-1) 作为脑肠肽的一种, 其主要分布在回肠内进行细胞分泌, 在现阶段临床上广泛用于2 型糖尿病的靶向治疗。 通过对大鼠皮下注射GLP-1 可使其有饱胀感, 且可减少日常的饮食量。 此外, GLP-1 的主要受体刺激物为Exendin-4, Exendin-4从某种意义上来看, 是动物分泌出的GLP-1 类似物, 广泛存在于动物的唾液中。 随着临床医学对GLP-1 研究的不断深入, 发现GLP-1 在心血管疾病的临床治疗上具有特殊的作用可对心血管形成一定的保护作用, 并促使血管内皮功能得到有效改善, 并在此基础上, 对血脂、血压等基本指标进行改善, 最终改善患者的心肌功能和心肌缺血等疾病情况, 提升患者的生存质量。

该研究以成年的雄性大鼠为研究对象, 分别给予不同剂量的Exendin-4 进行治疗, 当所给药物相同时, 则给药剂量越大的研究对象所表现出的PPAR-α 阳性率则越高且ET-1 越低, 反之, 给药剂量小的大鼠, 其PPAR-α 阳性率较低, 且ET-1 较高。 而针对使用同等剂量的磷酸缓冲盐溶液进行皮下注射治疗的大鼠, 其血脂水平、血压水平以及PPAR-α、ET-1 表达情况等各方面均较Exendin-4 治疗组差, 可见Exendin-4 在糖尿病心肌病的临床治疗中仍占据极其重要的作用, 可清晰表达GLP-1 类似物对PPAR-α、ET-1 等情况的影响性作用, 促进心肌纤维化。 此外, 还有研究称[9,10], PPAR-α、ET-1 的表达情况与GLP-1 类似物间存在一定的依赖性和内在联系性, 具有改善糖尿病心肌病纤维化的作用。

该研究结果显示, 小剂量治疗组和大剂量治疗组大鼠的心肌纤维化、血脂、血糖改善情况均优于糖尿病心肌病组, 且PPAR-α 增加、ET-1 降低, 经对比, 3 组组间差异有统计学意义 (P<0.05) ;大剂量治疗组大鼠的心肌纤维化水平、血脂、血糖改善情况及PPAR-α、ET-1表达情况均明显优于小剂量治疗组, 经对比, 3 组组间差异有统计学意义 (P<0.05) 。该研究结果与相关研究结果相符[11,12], 从研究结果中可见看出, 给予治疗将会导致心肌纤维化、血脂和血糖发生变化。 此外, 相对于小剂量用药治疗而言, 增加治疗剂量将会使心肌纤维化、血脂和血糖水平逐渐恢复正常值, 且提升PPAR-α 水平, 降低ET-1 水平, 为临床医学发展提供更多的借鉴, 并为糖尿病心肌病的临床治疗提供更多的治疗依据。

综上所述, GLP-1 类似物对糖尿病心肌病大鼠心脏组织PPAR-α、ET-1 表达具有一定的影响性作用, 且用药剂量越大, 大鼠的心脏组织产生的变化则越大, 在用药剂量的选择上具有一定的依赖性。 但现阶段临床上关于GLP-1 类似物对糖尿病心肌病大鼠心脏组织PPAR-α、ET-1 表达的研究仍存在缺陷, 其发病机制尚不明确, 因此, 仍需要进行深入的临床科学实验进行研究, 为糖尿病心肌病的临床治疗提供更多的治疗方案。

摘要：目的 探析GLP-1类似物对糖尿病心肌病大鼠心脏组织PPAR-α、ET-1表达的影响。方法 选取45只注射链脲菌素的成年雄性大鼠为研究对象, 将其随机分为小剂量治疗组、大剂量治疗组和糖尿病心肌病组, 每组15只。回顾性分析GLP-1类似物对糖尿病心肌病大鼠心脏组织PPAR-α、ET-1表达的影响。结果 小剂量治疗组和大剂量治疗组的心肌纤维化、血脂、血糖改善情况均优于糖尿病心肌病组, 且PPAR-α增加、ET-1降低 (P<0.05) ;大剂量治疗组的心脏组织情况及PPAR-α、ET-1表达情况均明显优于小剂量治疗组 (P<0.05) 。结论 GLP-1类似物对糖尿病心肌病大鼠心脏组织PPAR-α、ET-1表达具有一定的影响性作用, 且用药剂量越大, 大鼠的心脏组织产生的变化则越大, 在用药剂量的选择上具有一定的依赖性。

关键词：GLP-1类似物,糖尿病,PPAR-α、ET-1表达

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