FW-Ⅱ型軸流泵短期輔助生物功能性和血液相容性的實驗研究.pdf

1、第一部分FW-Ⅱ型軸流泵短期輔助生物功能性的實驗研究
　　 目的:
　　 FW-Ⅱ型軸流泵是經(jīng)計算機流體力學優(yōu)化設(shè)計的旋轉(zhuǎn)葉輪連續(xù)性血流心室輔助裝置。本研究擬利用大動物短期存活實驗觀察FW-Ⅱ軸流泵的循環(huán)輔助效果,并評價其對大動物的的血流動力學、肝腎功能的影響,為其后期的臨床試驗提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 方法:
　　 9只小尾寒羊(60-75kg)分為軸流泵組(n=6)和假手術(shù)組(n=3),軸流泵組通過胸部左

2、外側(cè)切口,建立左心室-軸流泵-胸降主動脈心室輔助模型:假手術(shù)組在心尖部和胸降主動脈處切開后直接縫合,未安裝軸流泵。術(shù)后3天內(nèi)應用肝素抗凝,使全血激活凝固時間(ACT)維持至150-200秒,后期聯(lián)合阿司匹林(100mg/d)和華法令(3mg/d)抗凝。應用Swan—Ganz導管監(jiān)測手術(shù)前后、軸流泵不同轉(zhuǎn)速下(7000-9000轉(zhuǎn)/分)左心做功指數(shù)(LVSWI)、心指數(shù)(CI)、心肌加速度指數(shù)(ACI)、心率收縮壓乘積(RPP)、肺毛細血

3、管楔壓(PCWP)和中心靜脈壓(CVP)等血流動力學指標；聯(lián)合經(jīng)食道超聲心動圖監(jiān)測軸流泵不同轉(zhuǎn)速下主動脈瓣開放關(guān)閉情況,分析不同轉(zhuǎn)速和主動脈瓣開放、收縮壓、舒張壓、平均動脈壓及脈壓差之間相關(guān)性。在術(shù)前、術(shù)后第1、3、5、7、10及14天抽取兩組動物靜脈血檢測肌酸激酶(CPK)、乳酸脫氫酶(LDH)、總蛋白、總膽紅素、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)水平,評價肝腎功能。
　　 結(jié)果:

4、>　　 9只羊術(shù)后6-8小時拔除氣管插管,其中FW-Ⅱ軸流泵輔助組5只羊輔助持續(xù)14至16天,軸流泵運轉(zhuǎn)正常,1只羊因術(shù)后出血于第7天提前終止實驗。在14天內(nèi),軸流泵的轉(zhuǎn)速維持至7500-8500轉(zhuǎn)/分,產(chǎn)生的血流量穩(wěn)定在3.0±0.7L/min。同術(shù)前相比,術(shù)后隨著轉(zhuǎn)速的增加,LVSWI、CI、ACI和RPP顯著降低(P<0.01)。在軸流泵轉(zhuǎn)速設(shè)置范圍內(nèi)(7000-9000轉(zhuǎn)/分),同主動脈瓣開放時相比較,主動脈瓣關(guān)閉時舒張壓、平

5、均壓均顯著增加(P<0.05),脈壓差顯著減少(P<0.05),收縮壓無顯著性差異(P>0.05)；同軸流泵低轉(zhuǎn)速(7000rpm)相比,高轉(zhuǎn)速(9000rpm)時主動脈瓣開放次數(shù)顯著減少(22％vs97％,P<0.001)；同低脈壓差相比(<15mmHg),高脈壓差時主動脈瓣開放次數(shù)顯著增加(65％vs24％,P<0.001)。軸流泵組和假手術(shù)組CPK、LDH水平都在術(shù)后第三天達到峰值(673±26IU/L vs642±22IU/L,

6、357±13IU/L vs302±14IU/L,P>0.05),10天后恢復至術(shù)前水平。兩組總蛋白水平在術(shù)后第3天下降至最低(5.9±0.09g/dL vs6.1±0.12g/dL,P>0.05),術(shù)后10天恢復至正常范圍；兩組總膽紅素水平術(shù)后第3天達峰值(0.5±0.04mg/dL vs0.31±0.03mg/dL,P<0.05),術(shù)后7天恢復至術(shù)前水平。軸流泵組和假手術(shù)對照組AST及ALT均有升高,AST上升更為明顯,術(shù)后第3天達到

7、峰值(229.4±31.9IU/L vs203.4±31.9IU/L,P>0.05),10天后逐漸下降至術(shù)前水平；兩組的的ALT手術(shù)前后無顯著性差異(12.9±3.1 vs15.6±6.1,P>0.05)。兩組的BUN和Cr水平在14天內(nèi)均保持穩(wěn)定水平,最高峰值出現(xiàn)在第5天(14.5±2.5 vs13.2±2.1mmol/L:1.6±0.03 vs1.5±0.03μ mol/L),后逐漸降至正常范圍。
　　 結(jié)論:
　　

8、 FW-Ⅱ型泵可安全短期輔助實驗動物,左心輔助效果明顯,血流動力學穩(wěn)定,肝腎功能無損害。
　　 第二部分FW-Ⅱ型軸流泵短期輔助血液相容性的實驗研究
　　 目的:
　　 通過觀察FW-Ⅱ型軸流泵短期輔助期間血液相容性表現(xiàn),及白細胞-血小板聚集體生成水平在輔助循環(huán)過程與血栓形成的關(guān)系,為后期臨床應用提供抗凝依據(jù)和監(jiān)測手段。
　　 方法:
　　 分別于軸流泵組和假手術(shù)組術(shù)前、術(shù)后第1、3、5、7、10

9、、14天采集中心靜脈血液標本,檢測常規(guī)血液學指標包括:紅細胞、白細胞、血小板計數(shù)、血漿游離血紅蛋白(PFH)、凝血酶原時間(PT)、國際標準化比值(INR)、部分凝血活酶時間(APTT)、凝血酶時間(TT)、纖維蛋白原(Fg),檢測血清中自介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、補體C3a和C5a含量。通過流式細胞儀檢測上述時間點血小板激活和白細胞-血小板聚集體；在術(shù)后第10天,不同轉(zhuǎn)速下(7000、7500、8000、8

10、500和9000轉(zhuǎn)/分),分別采集靜脈血檢測白細胞-血小板聚集體。于術(shù)前、術(shù)后、血小板數(shù)恢復正常后、口服阿司匹林后和口服華法令后分別抽取靜脈血,通過PFA-100分析儀檢測花生四烯酸(AA)和二磷酸腺苷(ADP)誘導的血小板聚集率；通過血栓彈力描記圖(TEG)檢測反應時間(R值)、凝固時間(K值)、血栓最大幅度值(Ma)、凝固角(α)、凝血指數(shù)(CI),監(jiān)測凝血功能狀態(tài)。實驗結(jié)束后,拆分軸流泵觀察各組成部分有無血栓形成,取材觀察心、肺、

11、脾、腎、腦大體和鏡下病理表現(xiàn)。
　　 結(jié)果:
　　 軸流泵組和假手術(shù)組術(shù)后紅細胞計數(shù)均下降,術(shù)后第3天最低(2.4×1012/Lvs3.2×1012/L),兩組分別于術(shù)后10天和14天恢復至術(shù)前水平。軸流泵組術(shù)后血漿游離血紅蛋白水平第三天達到最高值(170±20mg/L),1周內(nèi)維持在50mg/L以上,10天后逐漸降低；假手術(shù)組后第1天略有增高,2天后降至術(shù)前水平。兩組動物白細胞計數(shù)術(shù)后第5天達到高峰(13.28±0.2

12、4×109/L vs11.74±0.96×109/L),隨后逐漸下降；與假手術(shù)組相比,軸流泵組術(shù)后14天內(nèi)白細胞計數(shù)維持在較高水平。兩組血小板計數(shù)均于術(shù)后3天內(nèi)均有不同程度下降,隨后逐漸增加,14天內(nèi)血小板數(shù)變化無顯著性差異(P>0.05)。與術(shù)前相比較,植入軸流泵后外周血中循環(huán)血小板激活和白細胞-血小板聚集體形成,術(shù)后第2天達到高峰(42±6％,40±5％,P<0.01),7天內(nèi)維持較高狀態(tài),后逐漸降低,但術(shù)后14天仍高于術(shù)前水平(1

13、7±4％,20±6％,P>0.05)；第三只實驗羊的白細胞-血小板聚集體活化數(shù)顯著高于另外4只。在第10天,調(diào)節(jié)軸流泵轉(zhuǎn)速從7000增加到9000轉(zhuǎn)/分,血小板活化和白細胞-血小板聚集體數(shù)變化呈現(xiàn)V字形變化,在8000轉(zhuǎn)/分時最低(15±3％,16±4％),而在7000轉(zhuǎn)/分和9000轉(zhuǎn)/分時達到高值(33±3％31±5％)。血小板激活和白細胞-血小板聚集體在術(shù)后早期持續(xù)高水平狀態(tài),口服阿司匹林后,血小板活化數(shù)減少(P<0.01),而白

14、細胞.血小板聚集體數(shù)無減少。與術(shù)前相比較,血小板聚集率在術(shù)后早期下降,血小板計數(shù)恢復后顯著增加(P<0.051,口服阿司匹林治療后顯著降低(P<0.01),而在口服華法令治療后無顯著改變。與術(shù)前相比,R值和K值術(shù)后無顯著變化；凝固角和MA在血小板計數(shù)恢復后顯著增加(P<0.01),抗血小板治療后無顯著改變；凝血指數(shù)在血小板計數(shù)恢復后增加(P<0.05),在抗血小板治療后下降。實驗結(jié)束后拆分FW-Ⅱ軸流泵,軸流泵軸兩端根部有少量血栓形成(