【摘 要】
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研究目的:脉冲电场消融（Pulsed Field Ablation,PFA）是一种新型非热的消融方式,其作用机理是不可逆电穿孔。该方法具有无热损伤、消融组织梯度选择性、速度快等优点。近年的研究表明PFA在房颤消融上具有潜在优势,但对消融参数和内在机制尚不明确。该项研究尚在起步阶段,PFA对消融术中主要细胞（心肌细胞和平滑肌细胞）的杀伤量效关系还不明确,在动物实验中的消融剂量及手术方式,评价指标均需
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研究目的:脉冲电场消融（Pulsed Field Ablation,PFA）是一种新型非热的消融方式,其作用机理是不可逆电穿孔。该方法具有无热损伤、消融组织梯度选择性、速度快等优点。近年的研究表明PFA在房颤消融上具有潜在优势,但对消融参数和内在机制尚不明确。该项研究尚在起步阶段,PFA对消融术中主要细胞（心肌细胞和平滑肌细胞）的杀伤量效关系还不明确,在动物实验中的消融剂量及手术方式,评价指标均需要研究。本文从数值仿真、细胞实验和大动物实验三个方面对杀伤效果进行了初步实验研究,明确了脉冲场消融的量效关系和评价体系,通过体内外实验探索PFA对心肌组织的消融效果及机制,为进一步的临床实验提供实验依据。研究方法:应用Comsol软件基于电流物理场进行稳态仿真,建立单个细胞（电极杯系统）和单层细胞（培养小室Insert系统）两种模式对心肌细胞H9C2（2-1）和平滑肌细胞A7r5进行PFA干预,分别采用MTT法、活死细胞染色法来评价消融效果（场强范围250-1250 V/cm,脉冲模式:双向短脉冲、单向短脉冲和单向长脉冲）。钙离子染色观察PFA的即时消融效应,免疫荧光观察PFA消融对两种细胞表达Cx45蛋白的影响,扫描电镜观察PFA对细胞损伤的微观表现。3只巴马香猪（80KG）被用来验证PFA对心肌细胞的在体消融效果,起搏电传导检测即时消融效果,造影确定是否有肺静脉狭窄,HE、Masson染色和Tunel染色观察心肌细胞在PFA消融后的病理变化。研究结果:获得电极杯和Insert小室电场分布模型,建立花瓣消融电极场强分布模型,获得了有效的消融场的量效关系。单细胞PFA体系中,H9C2（2-1）和A7r5两种细胞对PFA的响应无明显差别,其存活率依赖于场强和脉冲模式。而单层细胞体系中,H9C2（2-1）明显比A7r5对PFA敏感,且表现为整个细胞单层向中心皱缩。消融后,H9C2（2-1）表达Cx45蛋白增加,细胞间连接完整。双向脉冲消融效果弱于单向脉冲,但心肌细胞皱缩和细胞间连接的完整,3种模式脉冲没有差别。扫描电镜证实PFA消融后两种细胞发生了不可逆电穿孔。动物实验表明双向脉冲PFA能有效阻断肺静脉和心房间的电活动,且肌肉收缩不明显,未产生肺静脉狭窄。消融组织凋亡明显,结缔组织无损伤。结论:双向脉冲PFA能显著消融心肌细胞,保持细胞间连接完整,并降低肌肉收缩,是一种优化的房颤PFA消融策略。
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