[DOC] 栓塞剂作用下肝微循环荧光显微成像及相关动物模型的建立

[DOC] 栓塞剂作用下肝微循环荧光显微成像及相关动物模型的建立 栓塞剂作用下肝微循环荧光显微成像及相 关动物模型的建立 ? 314? 北京大学(医学版) JOURNALOFPEKINGUNIVERSITY(HEALTHSCIENCES)Vo1.38No .3June2006 栓塞剂作用下肝微循环荧光显微成像及 相关动物模型的建立 王健,邹英华,佟小强,吕永兴,蒋学祥 (北京大学第一医院1.介入血管外科,2.医学影像科,北京100034) ? 技术方法? [摘要]日曲:探讨荧光显微成像技术对于研究栓塞剂作用下以肝窦为中心的肝微循环的应用价值,总结荧光显 微成像下经肝固有动脉超选灌注动物模型的制作方法.方法:应用10只Sprague—Dawley大鼠,开腹后,将微导管逆 行置于胃十二指肠动脉(gastroduodenalartery,GDA),导管开口朝向肝固有动脉的方向,制成肝固有动脉超选灌注 动物模型.经微导管分别注入0.o2%,0.1%,0.5%,1%(质量分数)荧光素 钠0.1mL后,应用荧光显微镜观察肝 内微循环的显影情况,显影清晰度.经微导管分别注入栓塞剂后(碘油,直径40trm的可降解淀粉微球),观察 其引发的微循环变化能否被荧光显微成像显示.结果:10只Sprague—Dawley大鼠中,8只成功制成肝固有动脉超选 灌注动物模型.荧光显微成像技术可以清晰地显示该动物模型肝内微循环的情况,0.1%(质量分数)的荧光素钠 为最佳显影浓度.由栓塞剂引发的直接,间接现象均可为荧光显微成像技术所发现.结论:荧光显微成像可以清 晰显示肝内微循环结构,对于活体状态下肝微循环的形态学研究及栓塞剂的研发有高度的应用价值.适用于该技 术的经肝固有动脉超选灌注动物模型的制作,方法简单,成功率高,值得推广. [关键词]显微镜检查,荧光;疾病模型,动物;肝动脉 [中图分类号]R445[文献标识码]B[文章编号]1671—167X(2006)03-0314-04 vivofluorescentmicroscopyofthelivermicrocirculationafterembolization witha newlydevelopedtrans-properhepaticarterialinfusionanimalmodel WANGJian,ZOUYing-hua,TongXiao-qiang,LVYong.xing,JiangXue—xiang (1.DepartmentofInterventionalRadiologyandVascularSurgery,2.Departm entofRadiology,PekingUniversityFirstHos— pital,Beijing100034,China) ABSTRACTObjective:Toevaluatethevalueoftheinvivofluorescentmicroscopyinstudyingthechan— gesoflivermicrocirculationafterembolizationwithanewlydevelopedanimalmodelfortans..properhepat.. icarterialinfusion,andtosummarizet}lemethodofmakingthisanimalmode1.Methods:TenSprague— Dawleyratswereusedinthisstudy.Afteramidlineabdominalincision.microcatheterwasplacedinto thegastroduodenalartery(GDA).Thetipofthecatheterwasplacedfacingtheorificeofproperhepatic artery.Afterinfusionsof0.02%,0.1%,0.5%,1%fluorescentsodium,fluorescentmicroscopywas usedtoevaluatet}Ielivermicrocirculation.Theimagequalitywasthenaccessed.Embolizationwasob— tainedbyinjectionsofLipiodolandDegradableStarchMicrospheres(DSM)fromthemicrocatheter.Cor- respondingchangesofthelivermicrocirculationwasevaluatedbyfluorescentmicroscopy.Results:From the10rats,8animalmodelsweresuccessfullyestablished.Themicrocirculationofthelivercouldbe clearlyvisualizedbythefluorescentmicroscopy.Theoptimalconcentrationoffluorescentsodiumwas 0.1%.Thedirectandindirectphenomenacausedbyembolicmaterialcouldbeevaluatedbyfluorescent microscopy.Conclusion:FluorescentmicroscopywiththecorrespondingTrans—hepaticarterialinfusion animalmodelisavaluablemethodtoevaluatethemicrocirculationoftheliverandcanbeusedforthe evaluationofchangesoflivermicrocirculationcausedbyembolizationmateria1. KEYWORDSMicroscopy,fluorescence;Diseasemodels,animal:Hepaticartery 经导管肝动脉化疗栓塞术(transarterialchemoemboliza— tion,TACE)是治疗原发性肝细胞癌的有效手段.在TACE 过程中,通过x线数字血管剪影成像可以展示肝内动脉及其 分枝的形态学信息.随着TACE的应用日益广泛,深入了解 其原理以及基于TACE基础的新型栓塞剂的研发,要求我们 ‘I 能够更为深入地了解以终末肝动脉,终末门静脉(terminal portalvein,TPV),肝窦以及终末肝静脉(terminalhepatic vein,THV)为功能单位的肝微循环的构成,以及在栓塞剂作 基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金资助项目 SpportedbytheScientificReserchFoundationfortheReturnedOverseasChine seSchol- aIB.StateEducationMinistry ACorresponding8uthor’se—mal1.~nghzou@public.bta.net.ca 王健,等栓塞剂作用下肝微循环荧光显微成像及相关动物模型的建立?315? 用下,上述结构中血流动态学的改变.以荧光显微技术研究 肝微循环在国内尚未见报道.本研究通过建立肝固有动脉 超选灌注的动物模型,从肝微循环(肝窦)水平探讨荧光显微 成像技术应用的价值. 1方法 肝固有动脉超选灌注动物模型的制作:实验采用10只 Sprague.Dawley大鼠,体重300,450g,术前12h禁食.以苯 巴比妥钠50mg/kg腹腔内注射麻醉.从剑突至耻骨联合正 中腹部切口,分离肝胃韧带,将肝左叶轻轻翻至体外并以浸 润生理盐水的纱布固定.仔细分离,结扎十二指肠球后肠系 膜对侧的血管,于球后0.8cm处切断十二指肠,充分暴露位 于该肠段背侧的十二指肠下前动脉的胰腺外段,沿十二指肠 下前动脉向头侧钝性分离,并充分暴露胃十二指肠动脉(gas— troduodenalartery,GDA)主干及肝总动脉,分别结扎GDA主 干的远端分支,临时性结扎肝总动脉后,将GDA前壁剪开, 置人1F(0.33mm)硅胶导管(NazmeCorp.Tokyo,Japan), 导管开口端指向GDA于肝总动脉的开口处(图1).固定导 管后解除肝总动脉的结扎,以肝素化的生理盐水(每100g体 重10U肝素)经微导管注入. 荧光显微成像:荧光显微成像系统(SonyCorp.Japan)由 装配有水银氙灯的照射系统,单色光发生器,荧光显微镜,3 CCD摄像头,记录用高清晰度录像机组成.成像采用的造影 剂为荧光素钠,分别配置成0.02%(质量分数),0.1%(质量 分数),0.5%(质量分数)溶液,1%(质量分数)溶液.将制 作成功的动物模型的肝左叶轻轻提起,置于位于体外的荧光 显微镜观察台上,肝面覆盖透光超薄塑料膜,每10分钟 1次将37?的乳酸林格液滴注于肝表面.经位于GDA的微 导管分别注入上述不同浓度的荧光素钠造影剂,分别在100, 200,4OO倍的放大率下观察肝内微循环血流动态表现.评价 在显微镜可调节范围内的微循环解剖结构的显影清晰度. 其评价指标见表1. 图1经胃十二指肠动脉(GDA)插管,导管尖端指向肝固有动脉 Figure1CatheterizationoftheGDAwitlIthetipofthecatheterpointed totheproperhepaticartery 栓塞剂注入后肝微循环的荧光成像:栓塞剂采用超液化 碘油(GuerbetCorp.France)和可降解淀粉微球(Degradable StarchMicrosphere8DSM,YakuhHonshaCo.,Ltd.Tokyo,Ja- pan),DSM直径为40pln.碘油的注射剂量为0.1mL,通过 微导管在1rain内注入.DSM混悬液0.2mL(12rag)经微导 管在1min内注入.运用荧光显微成像观察上述栓塞剂在肝 内微循环的形态变化以及相应的微循环血流动态的改变. 表1荧光显微镜下解剖结构显示清晰度评价 Table1Thecriterionforevaluationoftheimagequalityunderfluorescentmicr oscopy 2结果 动物模型制作:10只动物模型中,8只制作成功,1例因 为术中胃左静脉大出血,另一例因为GDA持续性痉挛无法 插管而放弃模型制作.术中测量GDA主干直径为(0.53.4- 0.08)mm.能够利用进行插管的GDA主干的长度为(7.20 .4-1.38)mm.平均模型制作时间为(28.75,4-13.82)rain. 每只动物观察时间均为6h. 荧光显微镜观察:动物模型制作成功后,经导管向肝固 有动脉内注入不同浓度的”造影剂”荧光素钠,成像质量评价 见表2.荧光素钠的浓度为0.1%(质量分数)时,可以清晰 的展示肝微循环情况(图2),经肝固有动脉注入造影剂 0.1%(质量分数)的荧光素钠后,终末门静脉(terminalportal vein,TPV)立刻显影,TPV的血流通过肝窦可以注入不同的 终末肝静脉(terminalhepaticvein,THV),同样,每一个THV 可以接受不同IPV的血流(图3).整个过程未见终末肝动 脉显影. 表2不同浓度下,荧光显微成像的质量评价 Table2Evaluationoftheimagequalityofthe livermicrocirculationunderdifferentconcentrationoffluorescent sodimnbyfluorescentmicroscopy ConcentrationoffluorescentSOdium O.O2%O.1%O.5%l% 注入栓塞剂后的荧光显微成像:经肝固有动脉注入碘油 后,可见碘油微滴出现在中,荧光显微成像可以清晰的 显示碘油进入并栓塞于肝窦,造成局部微循环血流的停滞 (图4)hn..L~lliII.i【】】n1r…lit?l?’I…Inllx2[XI 黄比显微成像町以清晰地韭活悼状怠F.qtl融循环的 解剖结皋本蛮骑通过耐比研究认却采oi%l匝鼓抒 数j曲憧光素锄,影敬r茸慷由:成像铷躺.血管 『,邙舟句茛光素钠在通过照射系统产生柏色蕊光的照射卜 呈成为绿色.在娃衬托F.1仉细胞则现为觅盏缺损?寿 晰地显示其轮瞬;成像后期.山最把索钠部行漱肝细胞存 噬.『f『f使得肝实质显影搬循环结构呈现为柏对低亮度的医 域.部抒发兜素铺附着在血细匏或栓塞剂的表面而使其高 亮度显影 奉实验讧E明荧光显徽成像技术可清晰显示不同作用 原理的杜塞剂对于肝微循环血流动态的影像对液态桂 塞剂碘油.通过肝固有动脉注入后,可立刻通过肝内肝动 脉一f]静脉叼台杖达到门静脉删.并通过Fpv最终抵达并性 塞r肝窦同志的DSM则在注人后无法在”V及肝窦中发 现其存.能够往即刘观察到的只有局部搬循环血流的辱 滞复通再拧滞的复禁过程过与肝的双重m供有关由 于DSM为可降瞬性栓塞剂.其降解碎片口J以被袭光显微成 清晰地照示有关DSM的降解及其引爱的相应的血流动 力学变化.将兄交发襄 总之.菠光屦做成像拄术可以在活体的状态下.清晰的 鼎示肝髓循环的l衄流动态,经肝固有动脉超选灌注动物模 型制作疗法简单,成功率高.结台荧光显散成像技术,对于有 关TgCE相关技术,原理,栓塞剂开发等方面的研究.具有概 高的喧Il_Ij价值 参考文献 1ka&~issiaI.BraulIA.Huel aulItrl-?ilIrlOrllla【lJ I.1?一I197. 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