不同灌注方法对深低温停循环下脑保护的实验研究

1、不同灌注方法对深低温停循环下脑保护的实验研究         10-01-29 11:28:00     编辑：studa20              作者：宋兵，任旭东，张巧燕，李元敏，程殿威，祁泉，朱德明【摘要】  目的 探讨不同灌注方法在深低温停循环下(DHCA)的脑保护的作用。方法 实验动物选用健康白乳猪幼猪(农科院提供)40只

2、。随机分为4组，每组10只。A组：单纯DHCA组; B组：DHCA+逆行性脑灌注(RCP);C组：DHCA+单侧顺行性脑灌注( U-SACP);D组：DHCA+双侧顺行性脑灌注(B-SACP)。对照分析四组组间分别于CPB前(T1)、DHCA后30 min(T2)、60 min(T3)、90 min(T4)和复温再灌注30 min(T5)氧摄取率的变化。采用原位末端标记法(TUNEL染色法)观察和测定脑组织神经细胞凋亡的情况。结果 与A组相比，B组、C组和D组可显著减少幼猪DHCA后神经细胞凋亡数目(P<0.05),T2、T3和T4 3个时间窗脑氧摄取率明显低于A组，差异有显著意义(P&

3、lt;0.05)。A 组可见明显神经细胞凋亡改变，B组仅见中等程度神经细胞凋亡改变,C组和D两组见少量神经细胞凋亡改变,A组与B组,C组和D组、B组与C组和D组差异具统计学意义(P<0.05)，但是C组和D组差异没有统计学意义(P>0.05)。结论 SACP与RCP脑保护作用均优于DHCA，U-SACP与B-SACP脑保护作用好于RCP，但是两者差距没有统计学意义。 【关键词】  深低温停循环; 顺行性脑灌注; 逆行性脑灌注;体外循环Abstract: OBJECTIVE To evaluate the protective effect of different per

4、fusion during deep hypothermic circulatory arrest(DHCA). METHODS Fourty healthy baby pigs were randomly divided into four groups(10 pigs per group). Grouup A：simple DHCA, Group B：DHCA+retrograde cerebral perfusion (RCP), Group C：DHCA+unilateral selective antegrade cerebral perfusion(U-SACP), Group D

5、：DHCA+bilateral selective antegrade cerebral perfusion(B-SACP). Measure oxygen enhancement ratio(OER) from blood which were taken in different window around DHCA. Neural apoptosis was identified by TUNEL in the brain. Comparely analysis the change of OER and the depression of neural apoptosis in the

6、 brain among four groups was performed. RESULTS OER levels were significantly difference at post DHCA 30 min(T2), 60min (T3), 90 min (T4) between group A and group B,C,D (P<0.05). The number of neural apoptosic cells in group B,C,D were decreased significantly during DHCA (P<0.05). The level o

7、f apoptosic cells in group B was much higher than that in group C and D(P<0.05),while that in group C was the same as the group D(P>0.05).CONCLUSION DHCA+RCP and DHCA+SACP are more both effective methods than DHCA on cerebral protection while the latter is more suitable. U-SACP and B-SACP are

8、better than DHCA+RCP, but there was no difference between group C and D.Key words： Deep hypothermic circulatory arrest;Selective antegrade cerebral perfusion; Retrograde cerebral perfusion;Cardiopulmonary bypass深低温停循环(deep hypothermic circulatory arrest,DHCA)是婴幼儿复杂先天性心脏病的重要技术，它可以保护大脑承受短时的缺血、缺氧，提供一个无

9、血的手术环境。虽然手术与监护水平有了较大的提高，DHCA相关的脑损害仍时有发生1。 探讨不同灌注方法在DHCA时的脑保护的作用，成人病例在这方面做了大量工作，但是在儿童病例这种技术主要用于复杂先心病而非大动脉夹层等手术，因此，灌注方式又有所不同，本实验为后期研究提供理论依据。1 材料与方法1.1 材料与分组 实验动物选用白猪幼猪(农科院提供)40只，雌雄不限，体重79 kg。按随机数字表法分为4组，每组10只。A组：单纯行DHCA;B组：DHCA+ 逆行脑灌注(retrograde cerebral perfusion,RCP);C组：DHCA+单侧顺行性脑灌注(unilateral sele

10、ctive antegrade cerebral perfusion,U-SACP); D组：DHCA+双侧顺行性脑灌注(bilateral selective antegrade cerebral perfusion,B-SACP)。1.2 麻醉与监护 乳猪于术前8 h禁食，肌肉注射阿托品0.02 mg/kg，氯胺酮20 mg/kg麻醉诱导，硫喷妥钠25 mg/kg耳缘静脉注射麻醉。气管内插管接呼吸机辅助呼吸，颈内静脉逆行穿刺并留置导管，用于抽取血液标本。1.3 DHCA实验模型建立 胸骨正中切口，全身肝素化。升主动脉与上下腔静脉插管，建立体外循环(cardiopulmonary bypas

11、s,CPB)， CPB流量80 ml/(kg·min)，常温转流10 min后开始降温，控制降温时间20 min，降温至鼻咽温18左右时停循环。A 组停循环,B 组按维持颈静脉压2530 mmHg 的灌注量经上腔静脉行RCP。C组：无名动脉与左颈总动脉之间阻断，并阻断右锁骨下动脉，按10 ml/(kg·min) 低流量行灌注。D组：在左颈总动脉与左锁骨下动脉之间阻断血管，并阻断右锁骨下动脉，灌注两侧颈总动脉，流量20 ml/(kg·min)。停循环90 min后开放主动脉并复温，复温时间大于30 min，鼻咽温36时脱离CPB。1.4 标本采集与检测1.4.1 血

12、气分析和脑氧摄取率(oxygen enhancement ratio，OER) 各组分别于CPB降温前(T1)、停循环30 min(T2)、60 min(T3)、90 min(T4)、复温再灌注30 min(T5) 抽取颈静脉血1ml (RCP 时抽取主动脉返回血) 分别行血气分析检测, 测动脉与颈静脉血氧分压(PaO2，PjvO2) 、动脉与颈静脉血氧饱和度(SaO2，SjvO2) 及血红蛋白(Hb)的值。计算OER。OER=(CaO2-CjvO2)/CaO2×100%CaO2=(Hb×1.36×SaO2)+(0.003×PaO2)CjvO2=(Hb&

13、#215;1.36×SjvO2)+(0.003×PjvO2)1.4.2 海马以及皮层神经细胞的凋亡检测 四组动物术后3天，在麻醉状态下，经一侧颈总动脉插管灌注37生理盐水，冲洗出血管内血液，直到静脉引流出的液体变清，4 4%多聚甲醛行颈总动脉灌注，迅速开颅取脑，取中间块放入相同固定液中继续固定24 h。冠状切面切开猪脑，取出组织块行常规脱水、透明、石蜡包埋并切片，片厚4 m，将石蜡切片常规脱蜡至水，用TUNEL法检测凋亡神经细胞。检测程序按试剂盒(由美国CHEMICON公司生物公司提供)操作说明进行。TUNEL图片结果采用Axioplan 2 imaging 医学显微图象分

14、析系统进行图像分析。切片在光学显微镜高倍放大视野下随机选取脑皮层各10个视野，计数凋亡细胞数目和总细胞数，计算凋亡细胞指数(凋亡细胞指数=阳性细胞数/总细胞数×100%)。1.5 统计方法 统计学处理采用SPSS 14.0 统计软件包，采用卡方检验，实验数据用均数±标准差(±s)表示，P<0.05为差异有统计学意义。2 结 果2.1 大脑皮层以及海马区域神经细胞凋亡的检测 TUNEL染色阳性细胞胞核中出现棕黄色颗粒。A组脑组织损伤明显，可见大量凋亡的棕黄色颗粒即凋亡的神经细胞(见图1)。 B组停循环同时逆行灌注后脑组织轻微损伤, 少量神经细胞变空, 多数为正常的神经细胞(见图2)。C组和D组停循环同时顺行灌注后脑组织基本正常, 神经细胞排列整齐，细胞密度大，核大而圆，核仁清晰，核膜光滑完整，细胞结构