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编号:10246901
体外治疗性超声辅助尿激酶溶栓的实验研究
http://www.100md.com 《中华物理医学与康复杂志》 1999年第1期
     作者:黄维义 曹林生

    单位:430022 武汉,同济医科大学心血管病研究所

    关键词:血栓形成;超声疗法;尿激酶;兔

    中化物理医学与康复杂志990114

    【摘 要】 目的 评价体外治疗性超声(ETUS)辅助尿激酶(UK)溶栓的效果和安全性。方法 选用日本大耳白兔,共24只建成双侧股动脉血栓模型。随机分组接受不同方法(对照、ETUS、UK、ETUS+UK)溶栓,超声频率0.8 MHz、声强1.2 W/cm2、占空比100%。UK分15 000 /kg与30 000 μ/kg两种剂量,经耳缘静脉于30 min内给入。结果 单用ETUS组无明显溶栓,血管未出现再通。ETUS+UK组与对应的UK组比较,溶栓量增加(P<0.01),血管再通率提高(P<0.05),血管再通所需时间缩短(P<0.01)。组织学检查显示ETUS应用组血管结构无损伤。结论 0.8 MHz、1.2 W/cm2连续波超声辅助UK溶解在体血栓安全有效。
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    【中图号】 R318.03;R364.15

    Study on external therapeutic ultrasound augments urokinase-induced

    thrombolysis in vivo


    HUANG Weiyi,CAO Linsheng.Institute of Cardiovascular Disease,Tongji Medical

    University,Wuhan 430022

    【Abstract】 Objective To assess the efficacy and safety of external therapy ultrasound on enhancing thrombolysis with urokinase in a rabbit femoral artery thrombosis model.Methods Blood clots were produced in both femoral artery segments of 24 rabbits and randomized to different groups (neither ultrasound nor urokinase,ultrasound alone,urokinase alone,ultrasound plus urokinase).Urokinase was infused via the marginal ear vein.Continuous wave ultrasound at a frequency of 0.8 MHz and intensity of 1.2 W/cm2 was applied through water over the area of occlusion.Results Neither clot lysis nor recanalization occurred in ultrasound alone group.In camparison with the urokinase alone group,the ultrasound plus urokinase group caused a significant enhancement of both clot lysis (P<0.01) and rate of recanalization (P<0.05),and shorter time of recanalization(P<0.01).Vessel damage was not detected histologically in rabbits exposed to ultrasound.Conclusion Continuous wave ultrasound at 0.8 MHz,1.2 W/cm2 can be used safely to accelerate urokinase-induced thrombolysis in vivo.
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    【Key words】 Thrombosis Ultrasonic therapy Urokinase Rabbits

    血栓形成是急性心、脑梗塞和周围血管闭塞的主要原因。迅速溶解血栓,促进闭塞血管再通,恢复缺血区供血是缩小梗塞范围,保护组织器官功能,降低死亡率的关键。但是,单用溶栓剂溶栓,血管再通率低,实现再通所需时间也较长,而出血等并发症又限制了溶栓剂用量的进一步增加。因此,当前人们一方面致力于研究新型高效、高选择性溶栓剂;另一方面发展有效的助溶措施。1989年,Kudo等[1]首先报道体外治疗性超声(ETUS)可加速t-PA溶栓。自此,ETUS助溶血栓的研究受到重视。本文旨在通过ETUS辅助尿激酶(UK)对兔股动脉血栓模型的溶栓实验,探讨ETUS助溶在体血栓的效果及其应用的安全性。

    1 材料与方法

    1.1 股动脉血栓模型建立与血管再通监测
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    选用日本大耳白兔,雌雄兼用,体质量2.3~2.6 kg。用戊巴比妥钠40 mg/kg腹腔注入麻醉。分离暴露双侧股动脉,依次在上腹壁浅动脉分出点上下各0.5 cm处置血管夹,两夹间的血管段用钝钳夹3次以损伤血管内膜。而后,穿刺上腹壁浅动脉向该段(1 cm长)股动脉腔内注入牛凝血酶10 U(Sigma公司生产)。结扎上腹壁浅动脉,松开近心端血管夹充盈该段血管再夹上。15 min后去掉两端血管夹,即可建成完全阻塞管腔的双侧股动脉血栓形成模型。模型建立2 h后开始溶栓试验。

    1.2 血管再通监测法

    在股动脉血栓形成段远心端2~3 cm处逆行插入预充有肝素液的细塑料管。细管另一端接HELLIGE SMK-230监测仪。当压力曲线显示为一直线时表示血管未能再通,当压力曲线显示为动脉压力波形时表示血管再通。

    1.3 实验分组

, 百拇医药     共28只兔中有25只成功建成双侧股动脉血栓模型,其中1只在溶栓实验中途死亡予以剔除,其余24只随机分为3组实验:①无UK组,5只,不用UK;②半量UK组,9只,UK用量15 000 u/kg;③全量UK组,10只,UK用量30 000 u/kg。各组在溶栓时均任选兔双侧股动脉血栓之一侧加用ETUS辐照。

    1.4 UK应用方法

    UK由上海生物化学制药厂生产,使用时以生理盐水溶解后经耳缘静脉先推注1/3,余2/3在30 min内匀速给入。

    1.5 ETUS应用方法

    采用武汉医疗器械研究所研制的FRK型超声治疗仪,设置频率0.8 MHz,平均声强1.2 W/cm2,占空比100%。使用时,先将分离暴露股动脉的切口周围皮肤提起缝于特制支架上以形成一皮囊,囊内加入37 ℃生理盐水,超声换能器浸于水中相距4 cm辐照含血栓的血管段。辐照时间限定为60 min。
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    1.6 观察指标

    溶栓时间定为90 min,观察下列指标:

    1.6.1 血管再通率及再通时间。

    1.6.2 溶栓量:实验毕,准确取下包含血栓的1 cm长血管段,置于生理盐水中漂洗一次,中性滤纸吸干,电子天秤称质量,用公式-M计算血栓溶解量。为未加ETUS与UK组(对照组)的平均血栓质量,即未经溶栓的基础血栓质量。M为溶栓后各血栓的质量。

    1.6.3 组织学检查:将包含血栓的血管段送病理室作切片显微镜下观察,以评价ETUS对血管壁各层组织形态结构的影响。
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    1.7 统计学处理

    各组溶栓量及再通时间均以±s表示,组间差异采用t检验,再通率的差异采用精确概率法检验。

    2 结果

    2.1 ETUS对溶栓量的影响

    表1显示,单用ETUS组无明显溶栓,单用UK溶栓量也较小。但当加用ETUS时,无论UK用量大小,其对应的溶栓量均显著增加(P<0.01)。将半量UK加ETUS组与单用全量UK组相比,溶栓量无显著性差异(P>0.05)。

    表1 各组溶栓量的比较(mg,±s)
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    组别

    例数

    ETUS(-)

    ETUS(+)

    无UK组

    5

    -

    0.5±0.8

    半量UK组

    9

    2.4±1.2

    6.0±1.5**

    全量UK组
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    10

    5.6±1.6

    8.7±1.7**

    注:与对应的ETUS(-)组比较* *P<0.01

    2.2 ETUS对血管再通率及再通时间的影响

    表2显示,单用ETUS组与未经任何处理的对照组一样均无血管再通。半量UK组中加ETUS者血管再通率显著高于未加ETUS者(P<0.05),但因后者只再通一根血管,两者再通时间不便比较。全量UK组加ETUS者血管再通率有增加趋势,但与未加ETUS者比较无显著性差异(P>0.05),再通时间则是加ETUS者显著短于未加ETUS者(P<0.01)。另外,将半量UK加ETUS组与单用全量UK组相比,两者血管再通率及再通时间均无显著性差异(P>0.05)。
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    表2 各组血管再通率及再通时间的比较

    组别

    再通率(%)

    再通时间(min)

    无

    UK组

    半量

    UK组

    全量

    UK组

    无

    UK组

    半量
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    UK组

    全量

    UK组

    ETUS

    (-)

    0

    (0/5)

    11.1

    (1/9)

    50.0

    (5/10)

    -

    69.0
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    66.0

    ±9.6

    ETUS

    (+)

    0

    (0/5)

    66.7

    (6/9)*

    90.0

    (9/10)

    -

    61.3

    ±11.3
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    39.1

    ±10.6* *

    注:与对应的ETUS(-)组比较*P<0.05 * *P<0.01

    2.3 ETUS应用的安全性

    将包含血栓的血管段作横断面切片光镜观察,加与未加ETUS组血管壁各层的组织形态结构无差别。

    3 讨论

    近年发现,超声波可通过两种途径用于溶栓治疗。一种是经导管引入低频高能超声(20 KHz、20 W/cm2)通过机械振动直接碎裂血栓[2],属于介入性治疗范畴,设备要求高,操作难度大。另一种方法是应用高频低能的体外治疗性超声(ETUS)辅助溶栓酶溶栓[3],属于非介入性疗法,设备简单,操作方便。
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    超声助溶作用最先由Kudo等在狗股动脉血栓模型的溶栓实验中发现的,他观察到ETUS(200 KHz、0.5 W/cm2)能显著加速t-PA溶栓并使闭塞血管再通时间缩短77%[1]。随后,Kashyap等[4]报告ETUS(1 MHz、1 W/cm2)也能加速链激酶对兔耳小血管血栓的溶解,增加闭塞血管再通率并使再通时间缩短66%。我们应用ETUS(0.8 MHz、1.2 W/cm2)辐照兔股动脉血栓,发现单用ETUS无明显溶栓作用,未能获得血管再通,但当其联合UK应用时,则可显著增加UK的溶栓量(P<0.01),并使闭塞血管再通时间缩短41%。而且ETUS使半量UK组血管再通率显著提高(P<0.05),使全量UK组血管再通率也呈明显增高趋势,可能由于例数较少而未显示出统计学差异。我们还发现加用ETUS时半量UK可取得单纯应用全量UK等效的溶栓和血管再通效果。可见,ETUS虽不能直接溶栓,但具有良好的助溶作用。这对提高临床溶栓疗效、减少溶栓酶用量以减少出血等并发症具有重要意义。
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    ETUS助溶的安全性:根据“安全使用超声治疗指南”[5],治疗性超声平均声强在3 W/cm2以内是相对安全和可接受的。许多研究也证明,在这个声强范围内,ETUS不会碎裂血栓[6]。避免了血栓碎片栓塞远端血管的危险。ETUS也不会引起富于弹性的正常组织损伤,加之ETUS的作用仅限于声场范围内的局部区域,因而不会引起全身性损害[4,7]。我们实验中采用0.8 MHz、1.2 W/cm2连续波超声辐照兔股动脉血栓形成段60 min,组织学检查显示血管壁各层形态结构无损伤,进一步验证了ETUS应用的安全性。虽然有人在加大ETUS声强时获得了更强的助溶效果,但却因此引起血小板激活而致血管再闭塞率增加(所用声强6.3 W/cm2)[8]及局部健康组织热灼伤(所用声强18 W/cm2)[9]。有鉴于此,临床应用中应避免声强过大,但迄今可供用于临床助溶的最适ETUS参数尚未确定。
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    本实验的局限性:首先,实验的血栓模型是在阻断局部血流后以凝血酶促成的红血栓,不能真正代表病理状态下人体血管内、特别是动脉内形成的血栓。其次,实验对象为兔,而兔与人的纤溶系统活性有较大差异。兔不是用于溶栓研究的理想动物模型[10]。因此,不能根据本实验结果简单地推论ETUS对人体内血栓有着类似的助溶效果。

    参考文献

    1 Kudo S,Furuhata H,Hara M,et al.Noninvasive thrombolysis with ultrasound.Circulation,1989,80(supplⅡ):Ⅱ-345.

    2 Rosenschein U,Bernstein JJ,Disegni E,et al.Experimental ultrasonic angioplasty:disruption of atherosclerotic plaques and thrombi in vitro and arterial recanalization in vivo.J Am Coll Cardiol,1990,15:711-717.
, 百拇医药
    3 Blinc A,Francis CW,Trudnowski JL,et al.Characterization of ultrasound-potentiated fibrinolysis in vitro. Blood,1993,81:2636-2643.

    4 Kashyap A,Blinc A,Marder VJ,et al.Acceleration of fibrinolysis by ultrasound in a rabbit ear model of small vessel injury.Thromb Res,1994,76:475-485.

    5 The chartered society of physiotherapy.Guide lines for the safe use of ultrasound therapy equipement.Physiotherapy,1990,76:683-684.
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    6 Harpaz D,Chen X,Francis CW,et al.Ultrasound accelerates urokinase-induced thrombolysis and reperfusion.Am Heart J,1994,127:1211-1219.

    7 Lauer CG,Burge R,Tang DB,et al.Effect of ultrasound on tissue-type plasminogen activator-induced thrombolysis.Circulation,1992,86:1257-1264.

    8 Kornowski R,Meltzer RS,Chernine A,et al.Does external ultrasound accelerate thrombolysis?results from a rabbit model.Circulation,1994,89:339-344.
, 百拇医药
    9 Luo H,Nishioka T,Fishbein MC,et al.Transcutaneous ultrasound augments lysis of arterial thrombi in vivo.Circulation,1996,94:775-778.

    10 Trerotola SO,Johnson MS,Schauwecker DS.Like cats and dogs: no perfect animal model for thrombolysis.Radiology,1997,202:31-32.

    收稿 1998-05-19

    修回 1998-11-30, 百拇医药