研究背景:目前,隧道型透析导管已经成为一种主要的血管通路形式。导管尽管有一些优点,但缺点也不容小视。导管周围的纤维鞘形成是导管功能不良的主要原因。同时导管置入血管后,会发生血管狭窄,继而导致导管血流不畅,诱发血栓形成。这些狭窄形成的机制也与静脉内壁损伤有关,与血栓形成的机制类似。但目前缺乏病人的大规模尸检报告,也无法进行相关随机对照研究。尽管在近50年中,有关导管的科技更新飞速发展,但导管相关并发症如导管功能不良,感染和血栓形成仍未能彻底解决。研究目的:隧道型导管置入血管后产生的血流剪切力会对血管内膜造成冲击,是否会影响导管周围纤维鞘形成及内膜增生尚无定论。有研究发现在血管内膜增生中,小窝蛋白(Caveolin)在感受血流剪切力介导血管内膜增生中具有重要作用。本研究拟探讨血流剪切力通过Caveolin影响导管置入血管后的纤维鞘形成及内膜增生的生物学改变及信号转导机制。研究方法:1建立实验犬隧道型导管动物模型,分为实验组(20只)和对照组(10只)。其中实验组再根据观察时间分为两组,一组观察2周,一组观察4周,每组各10只。实验组置入导管后每周进行三次体外循环,在规定时间处死。之后将导管连同周围血管完整取下,按照相对应部分分段切割,石蜡包埋。分别进行HE,PTHE以及Masson染色,观察不同部位导管纤维鞘形成情况和内膜增生情况;利用免疫组化法观察血管内膜平滑肌细胞迁移情况,同时计算不同部位血管内膜增生厚度。2通过利用犬动物模型置入导管后,体外循环条件下,进行导管局部其所处的力学环境进行分析,并对这种力学环境的变异性提供确切的定量描述,建立流体力学方程,进而分析血管内血液在不同流体力场中的剪切力和速度变化。3利用蛋白印记法和实时定量PCR方法检测在不同实验周期内的置入导管的血管不同部位的的Caveolin,SMA及ERK的蛋白及m RNA表达水平。研究结果:1.在本研究中发现,在两组动物模型中,导管周围纤维鞘的形成都存在差别。在导管S1-S3周围,未发现明显纤维鞘形成。在导管置入4周后,可在导管末端观察到有血栓形成。而在导管置入2周后,未见明确血栓形成。在观察2周的动物模型组中,导管周围对应的血管S1和S3部位内膜增生明显,而导管周围对应的血管S2和S4部位内膜增生相对不明显。同样,在观察4周的动物模型中,也发现了类似的内膜增生规律。经免疫组化染色后,导管周围对应血管不同部位的内膜中平滑肌细胞增生迁移的程度不同。在S3部位的血管内膜中,可见明显的平滑肌细胞迁移,而在其他S1、S2、S4对应的血管内膜部位,平滑肌细胞迁移不明显。在观察4周的标本中,上述现象更为明显。2.在导管的S1和S3处存在较高的剪切力水平,其最大值和最小值均高于导管的S2和S4部位的剪切力.同时通过分析发现,导管四处部位的血流方向不尽相同。在导管S1部位,血液从导管末端出口流出后持续进入远端血管腔,以层流为主。在导管S2部位,流动方向呈扇形分布。在导管S3部位,血流发散流出和进入导管。在导管S4部位,血流仍以稳定的层流为主。3.在导管置入动物体内后28天,在S1和S3部位,caveolin,SMA和ERK蛋白表达水平升高;而在S2和S4部位,caveolin,SMA和ERK蛋白水平较对照组无明显变化。同时分别与各自对照相比,S1处表达的caveolin,SMA和ERK较S2处的caveolin,SMA和ERK表达量增高;S3处表达caveolin,SMA和ERK较S4处表达的caveolin,SMA和ERK增高,差异具有统计学意义(p<0.05)。在导管置入动物体内后28天,在S1和S3部位,caveolin,ERK和CD34 m RNA表达水平升高;而在S2和S4部位,caveolin,ERK和CD34 m RNA表达水平较对照组无明显变化。结论:1.剪切力影响导管周围血管内膜的增生和纤维鞘的形成,高剪切力导致其周围内膜增生,同时在低剪切力部位易出现纤维鞘的形成。剪切力影响导管周围血管内膜的平滑肌迁移,高剪切力导致其周围血管内膜中平滑肌细胞迁移活跃,随时间延长而越发明显。剪切力影响导管末端血栓形成的速度,随着时间延长血栓形成的可能性增大。2隧道型导管置入血管后,不同部位的血流产生不同的剪切力水平,并随着泵控血流的改变而发生变化,受到时间平均和瞬时脉动两种流动特点的影响,在血液进出导管的出口和侧孔部位血流剪切力变化更为明显。同时血液流动方向也有相似的变化。3在导管置入血管后,Caveolin,SMA及ERK在导管对应的血管不同部位的内皮细胞中蛋白含量及RNA水平表达不同;在剪切力较高的部位,Caveolin,SMA及ERK在蛋白和m RNA水平表达较高,提示Caveolin通过下游ERK信号通路可能参与了剪切力影响内膜增生的病理变化。