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猴脑选择性超深低温断血流复苏的脑保护机制的实验研究
中文名称: 猴脑选择性超深低温断血流复苏的脑保护机制的实验研究
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论文编号: 3121659收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: 无英文名称
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 神经外科学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 脑保护 恒河猴 低温 复苏 猴脑 选择性 超深低温断血流
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论文简介:脑是依赖有氧代谢的高耗能器官,常温条件下,缺血、缺氧4到5分钟就可引起脑细胞的损伤,超过此时限即可引起不可逆的神经元损害。在神经外科临床中,部分疾病的治疗需要阻断全脑或部分供应血管的血流,如颅内外复杂血管病、供血异常丰富的脑膜瘤、颅内外血管重建,这时断血流后的脑保护(相对无血手术)使成为影响疗效的主要因素。目前在神经外科临床上可供使用的是全身深低温停循环技术(deep hypothermic cjrculatory arrest,DhCA),它的很多缺点限制了它的使用范围。主要是其血流阻断的安全时限不能满足临床手术操作的需要。此外,还包括易引起血液粘滞、血液凝固;心律失常;呼吸衰竭等并发症。目前研究发现,对猪、狗等低等动物行脑选择性超深低温结合顺行脑灌注(antegradecerebral perfusion,ACP)可以避免全身DHCA易发尘心、肿并发症的缺点,明显增加脑皮质局部灌流量、运送氧分和电解质、带走代谢产物,从而延长断血流的安全时限,但缺乏对灵长类动物进行相关及系统研究的报道。 本研究于2002年成功构建了猴脑选择性超深低温断血流复苏模型,系国内外首次报道。本实验拟在此基础上改进猴脑选择性超深低温断血流复苏模型并进行病理组织和超微结构的验证,即在阻断双侧颈部血管,预缺血10分钟后,行低温冷灌注(或等温灌注),使之更贴近临床实际。以探讨猴脑选择性超深低温断血流复苏的脑保护机制为主线,探讨常规核磁共振(magnetic resonance imagine,MRl),弥散加权成像(diffusion-weighed imagine,DWI)和磁共振氢质子波谱(1H/protionmagnetic resonance spectroscopy,<'1>H-MRS)在猴脑选择性超深低温断血流复苏前后的表现,研究脑选择性超深低温断血流对猴脑组织形态及细胞生化代谢的影响;观察猴脑选择性超深低温断血流复苏后NGF、TrkA、GDNF的表达,以了解在脑缺血后选择性超深低温复苏对猴脑神经营养因子的影响;观察猴脑断血流后行选择性超深低温复苏对脑细胞骨架蛋白Vimentin、MAP-2、β-tubulin和表达的影响,以了解脑缺血后选择性超深低温复苏对猴脑神经元及神经胶质细胞的影响:观察猴脑选择性超深低温复苏过程中脑组织细胞外液中谷氨酸(glutmate,Glu)和γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)的动态变化,研究选择性超深低温断血流复苏对猴脑组织及细胞氨基酸类神经递质代谢的影响;以期多角度、多层次的进一步了解脑选择性超深低温断血流复苏的有效性和安全性,为选择性超深低温断血流技术应用于临床提供实验基础和理论依据。 第一部分 猴脑选择性超深低温断血流复苏模型的制备及病理组织学和超微结构验证 方法:4—10岁健康恒河猴10只,动物随机分为三组:四血管(双侧颈总动脉及椎动脉)阻断冷灌注组(简称四血管组,n=4),两血管(双侧颈总动脉)阻断冷灌注组(简称两血管组,n=4),两血管(双侧颈总动脉)阻断等温灌注组(简称等温灌注组,n=2)。切开双侧颈动脉鞘,阻断右侧颈总动脉,右侧颈内动脉远心端插管连接冷灌注系统,右侧颈内静脉远心端及双侧股静脉近心端插管连接超滤复温装置,建立脑局部体外循环。右侧颈内静脉近心端置管测中心静脉压,右侧股动脉置管测平均动脉压。夹闭双侧颈外静脉、左侧颈总动脉和颈内静脉(四血管阻断冷灌注组还要阻断双侧椎动脉)10分钟后,经右颈内动脉远心端输入4.0±0.5℃冷灌注液(两血管阻断等温灌注组输入37.0℃±0.5灌注液),同时,自右侧颈内静脉远心端及右侧股静脉近心端回流静脉血,回流液超滤复温后经左侧股静脉近心端回输至体循环,维持脑温在14.3~16℃之间,60min后恢复脑血流,实验动物自然复苏。术中持续行脑电图监护并监测生命体征及血流动力学指标变化,术后每周行神经功能缺失评分,脑组织及主要脏器行光镜观察,脑组织多部位取材用投射电镜观察超微结构改变。结果:在10只实验猴中,两血管组4只恒河猴术中、术后血流动力学稳定,灌注60min后安全复苏并长期存活,术后脑电图正常,术后神经功能评分无异常,脑及主要器官组织形态未见异常,脑组织细胞超微结构未见明显异常。两血管阻断等温灌注组2只恒河猴及四血管阻断冷灌注组4只恒河猴于灌注60min后均未能安全复苏,全部死亡,主要器官组织形态可见不同程度异常。等温灌注组猴行脑组织细胞超微结构观察示神经细胞水肿、神经细胞固缩、神经毯水肿,有髓神经纤维脱髓鞘。细胞器病变主要为线粒体肿胀,嵴溶解;内质网扩张,内质网脱落颗粒等。结论:猴脑在选择性超深低温状念下,阻断双侧颈总动脉血流60min后可安全复苏,断血流及复苏对血流动力学、神经功能无明显影响;对脑、主要器官组织形态及脑组织细胞的超微结构无明显影响。 结论:脑选择性超深低温断血流复苏通过抑制谷氨酸等兴奋性神经递质的释放而抑制其细胞毒性作用,从神经递质代谢的角度提示脑选择性超深低温可明显提高脑对缺血缺氧的耐受性,其结果有助于进一步认识脑选择性超深低温断血流技术的有效性和安全性。
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