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颅内动脉瘤破裂导致的蛛网膜下腔出血(SAH)是一种致命性的脑血管卒中疾病,其致残率和致死率可高达33%和40%,再出血的死亡率更可高达60%。人体颈内动脉远端(C6-C7,Bouthillers分型)和椎基底动脉系统为动脉瘤的好发部位。这些部位的动脉瘤病变复杂,位置深在,外科手术治疗难度大,易于发生严重并发症。近年来,血管内介入治疗已成为其首选治疗方法,其治疗方法主要有弹簧圈栓塞术,支架辅助下弹簧圈栓塞术,血管内重建法(单纯支架植入,血流导向装置植入,覆膜支架植入)等。 目前,脑动脉瘤动物模型主要有两种类型:一种是用于研究动脉瘤的发生、生长和破裂的内在机制,另一种主要是用于培训,血管内栓塞装置的技术训练,和观察植入术后的组织病理学变化。这些动脉瘤模型,多是应用外科重建的方法在兔、犬或猪的颈内动脉建立一个动脉瘤样的囊腔。然而,血管内治疗脑动脉瘤的理念已发生了变化——从弹簧圈栓塞动脉瘤腔到血流导向装置植入。关于载瘤动脉内血流动力学变化的研究越来越重要。然而,颈内动脉虹吸段(C2-C7)行走在一个相对紧凑的区域,周围解剖复杂,颈内动动脉被紧紧包裹并形成四个弯曲度极大的生理弯曲,构成了脑血管病介入治疗的天然障碍。目前,尚没有颈内动脉远端动脉瘤模型,可以精确的复制载瘤动脉和动脉瘤的几何学形状并模拟其血流动力学特点。理想的颈内动脉远端动脉瘤模型应当可以为研究血流导向装置或者覆膜支架的性能提供一个在活体内的研究平台,并为将来的临床应用提供理论支持。 颅内梭形动脉瘤是相对少见的颅内动脉瘤类型,其比例小于总数的1%,且多见于伴有重度动脉粥样硬化患者的颈内动脉或椎基底动脉系统。颅内梭形动脉瘤可能引起占位性压迫、蛛网膜下腔出血、血栓栓塞或者短暂性脑缺血发作等严重神经系统症状。文献报道显示,如果对该类动脉瘤不采取治疗措施,在5年的自然病程随访中,23%到80%的患者会出现致残或者致死,提示其治疗的必要性。颅内梭形动脉瘤是脑血管壁的全层扩张,缺乏明确了瘤颈,病理解剖复杂。目前所采用的外科手术治疗和介入治疗方法具有很大的局限性,并且该动脉瘤介入治疗存在治疗困难、容易复发及合并致命性破裂出血等风险。覆膜支架可以重塑血管形态,阻断血流进入动脉瘤腔并保持载瘤动脉通畅,为梭形动脉瘤的治疗提供了一个新的途径。Willis覆膜支架是专为颅内血管植入所设计,其在临床治疗中的应用及动物瘤模型的实验研究已有相关报道。然而,目前尚缺乏该支架在梭形动脉瘤中的应用研究,也没有该支架植入梭形动脉瘤后内皮化过程的实验数据。 目前,已有多种不同的动脉瘤实验模型的介绍,但对于颅内梭形动脉瘤模型的研究尚不成熟。文献报道显示,外科移植法建立的动脉瘤模型相对稳定,具有可重复性,但是操作过程复杂。应用弹性蛋白酶消化诱导是建立动脉瘤模型的常用方法,比如在大鼠和兔建立梭形动脉瘤实验模型。然而,这些小型实验动物模型不适用于临床血管内治疗的应用研究,目前也没有应用弹性蛋白酶消化诱导的办法在大型实验动物体内成功制作梭形动脉瘤模型的报道。 因此,在本研究中,我们应用颈内动脉末端管状实体模型来重建犬颈动脉,并在特定点制作了弹性蛋白酶诱导的动脉瘤模型,与原始人体模型进行几何学、血流动力学和组织学相似性对比。用3种方法在实验犬颈动脉制作梭形动脉瘤模型,根据造影随访结果,评价建立适合Willis覆膜支架植入的梭形动脉瘤模型的可行性。模型建立成功之后,应用“望远镜”技术植入两枚Willis覆膜支架,评价该方法在梭形动脉瘤模型治疗中的有效性,并在不同的随访点观察其内皮化过程。 第二章 颈内动脉远端动脉瘤模型的几何学,血流动力学及组织病理学模拟研究 目的:我们在实验犬体内建立了一种颈内动脉末端侧壁动脉瘤模型,并与人体模型进行几何学,血流动力学及组织病理学相似性对比。 方法:应用快速原型(RP)技术建成8个颈内动脉末端管状实体模型。通过外科重建和胰弹性蛋白酶消化建立8个动脉瘤模型。将该模型载瘤动脉的几何学和血流动力学参数与人的载瘤动脉进行对比,并在12周时进行组织病理学检查。 结果:成功制作8枚颈内动脉末端动脉瘤模型,并且其几何学测量与人体模型相似。图像融合和角度测量结果显示,实验犬模型和人体模型的载瘤动脉,其几何学模拟良好(P<0.05)。血流动力学分析显示,在实验模型及人体模型的动脉瘤腔内和载瘤动脉内,血流动力学参数有相同变化。病理组织学分析显示,在动脉瘤壁的中层,有内弹性膜连续性中断,弹性纤维破裂(P<0.001),动脉肌层变薄(P<0.001),平滑肌细胞的细胞增殖率增加(P<0.001),炎性细胞浸润增加,MMP-2和MMP-9表达指数增高(P<0.001)等。 结论:建立犬实验性颈内动脉远端动脉瘤模型具有可行性,并且该模型在几何学,血流动力学和病理组织学和原始人体模型有很大相似性。 第三章 3种方法建立犬颈动脉实验性梭形动脉瘤模型的实验研究 目的:梭形动脉瘤是一种少见的颅内动脉瘤类型,临床治疗困难。罕有应用大型实验动物建立梭形动脉瘤模型的报道。本研究采用3种方法以建立适合Willis覆膜支架植入的梭形动脉瘤模型,探讨其可行性。 方法:15只比格犬随机分为3组,每支实验犬均行双侧颈动脉建模,每组建立10枚动脉瘤模型。第1组采用胰弹性蛋白酶消化诱导。第2组采用球囊扩张联合胰弹性蛋白酶消化诱导。第3组采用静脉囊移植法。分别在模型建立术前、即刻、术后2周和4周行经皮血管造影检查。以4周时造影显示模型最大直径/正常颈动脉直径≥1.5认为模型建立成功,对比梭形动脉瘤模型成功率。 结果:第二组一支血管破裂,剔出实验。3组手术成功率分别为100%,90%和100%。即刻造影结果显示3组动脉瘤模型与正常颈动脉相比呈明显扩张改变(p<0.05),最大直径/正常颈动脉直径均≥1.5。4周血管造影随访显示第一组建模成功3例,第二组2例,第三组10例。建模的成功率分别为30%,20%和100%。 结论:静脉囊移植法建立的梭形动脉瘤模型具有良好的稳定性及可重复性,适合于Willis覆膜支架植入的研究。胰弹性蛋白酶诱导或联合球囊扩张法建立梭形动脉瘤模型有待进一步改进。 第四章 双Willis覆膜支架治疗犬颈动脉梭形动脉瘤的影像学和组织病理学研究 目地:覆膜支架植入是颅内梭形动脉瘤的介入治疗策略之一。我们建立了梭形动脉瘤模型,采用“望远镜”技术植入两枚Willis覆膜支架,评价其在梭形动脉瘤模型中的应用价值。 方法:我们通过静脉囊移植的方法建立犬颈动脉梭形动脉瘤模型,共14只比格犬纳入本实验。动脉瘤模型建成4周后行Willis覆膜支架,每个动脉瘤植入两枚支架。分别在支架植入后2周,1,3,6,9,12和15月行血管造影随访,评价其有效性。同时在每个随访点处死2条实验犬行组织病理学检查,观察其内皮化过程。 结果:成功制作28枚梭形动脉瘤模型,并植入了56枚覆膜支架。即刻血管造影显示23枚动脉瘤模型完全闭塞,5枚动脉瘤模型存在内漏。2周血管造影随访显示新出现2枚内漏。除了Ⅲ型内漏,血管造影随访显示内漏逐渐减少直至消失。治疗有效率89%。 组织病理学检查显示跨动脉瘤支架杆1月时有疏松内皮细胞出现,15月时内皮细胞成熟、排列规则。动脉瘤腔内充满不同时期机化的血栓。 结论:静脉囊移植方法建立的梭形动脉瘤模型或许可以模拟其临床治疗的特点,应用“望远镜”技术植入两枚Willis覆膜支架植入是梭形动脉瘤模型的有效治疗方法。与直段血管相比,该模型的的内皮化时间延长。