用于椎體造影的纖維蛋白膠基造影劑的相關研究

江 斌，周子強，陳鴻輝，李愛國，梁偉國，董 飛

（廣州市紅十字會醫院，廣東 廣州 510220）

經皮椎體成形術 （Percutaneous vertebroplasty，PVP）已經廣泛應用于骨質疏松壓縮骨折及椎體良惡性腫瘤的治療，并取得了良好的止痛和強化椎體的作用。該技術的常見并發癥為骨水泥的滲漏，如果漏入椎管則可能造成脊髓、神經壓迫的危險，漏入靜脈則易導致栓塞的發生。滲漏量少的時候，通常不會出現臨床癥狀，但一旦發生了較大量的滲漏，則危險性將大大增加，有造成癱瘓、肺栓塞及死亡的可能。因此，如何降低骨水泥滲漏的風險是學者們共同關心的問題。

纖維蛋白膠是由數種血漿蛋白成分組成的一種可降解的復合制劑，研究發現纖維蛋白膠不僅具有封閉創面、止血、促進愈合、生物黏合等多種功能，而且生物相容性好，易于被人體吸收，并可促進組織再生，已廣泛用于許多外科領域。纖維蛋白膠在臨床上廣泛作為止血和封閉劑，理論上可以增加水溶性碘造影劑的粘滯度，從而防止造影部位過快的流空，有利于血管回流影像的觀察，而且因為其性狀與注射時的骨水泥近似，有利于通過椎體造影來預測注射后的骨水泥在椎體內的分布。我們擬應用纖維蛋白膠配合水溶性碘造影劑，尋找一種適合于椎體造影的造影劑，為椎體造影提供一種有利的支持。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

纖維蛋白膠由廣州倍繡生物技術有限公司提供，歐乃派克（100ml/支）由上海安盛藥業有限公司提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 纖維蛋白膠基造影劑的制備

歐乃派克/纖維蛋白膠復合物的制備：纖維蛋白膠包括4種成分，即濃縮的纖維蛋白原（全蛋白120mg/m l）、纖維蛋白溶解酶抑制劑（3000KIU/ml，KIU 為胰激肽蛋白原酶抑制單位Kallidinogenase Inactivator Units）、干凝血酶（500IU/ml）和氯化鈣（40mmol/ml）。纖維蛋白原按體積比1∶1溶解于纖維蛋白溶解酶抑制劑為A液，凝血酶按體積比1∶1溶解于氯化鈣溶液為B液，分別抽吸這兩種溶液各1ml到相應的注射器以備用。

用2個5ml注射器各抽取一定量的歐乃派克液（F液）加入配制好的A液和B液中，抽吸注射器使腔內形成負壓，使兩種溶液充分混合后備用。

見表1。

表1 以不同配比分為以下各組測試其粘度和顯影性

1.2.3 X光片顯影性測定

裝入直徑5mm、高20mm的圓柱形塑料瓶，在同一曝光條件下行X線攝片，測量其灰度值，通過Image J軟件定量化其灰度值，觀察顯影性。

1.2.4 粘度測定

實驗取粘度為4.125mPa/s的國家標準計量局標定的粘度值作為測量儀器重復性的樣本。隨機抽取每組3份樣本試驗。粘度測量嚴格按照流變儀（R/SSST：Brookfield，America）的操作規范及使用說明進行，測量造影劑粘度時溫度控制在37.0℃，切變率范圍為1～1000/s，取同一標本，分別在儀器中測定其多個切變率的粘度值。

1.2.5 急性全身毒性試驗

采用健康新西蘭大白兔24只（廣東省動物實驗中心提供），雌雄各半，體重2.3～2.5kg。動物隨機分為3組：靜脈實驗和腹腔實驗各1組，每組10只；對照組4只。將1ml的復合造影劑于無菌條件下分別注入大白兔靜脈及腹腔內，對照組大白兔腹腔注射生理鹽水（空白對照）。于注射后24h、48h和72h觀察所有動物的一般情況、中毒表現和死亡數量，并作記錄。試驗組和對照組大白兔如出現中毒表現，則根據其癥狀程度記為無中毒、輕度中毒、明顯中毒、重度中毒和死亡（表2）。根據觀察結果作出評價。

1.2.6 皮內刺激試驗

2) 配置連接核心交換機CS6509的端口屬性Switch Port Configuration→Port Groping Parameters,設置所屬的端口組為student1,啟用端口聚合協議PAgP(Port Aggregation Protocol),端口模式采用desirable模式[15]．

采用健康新西蘭大白兔4只，雌雄各半，體重2.3～2.5kg，隨機編為1～4號。實驗前1d將動物背部脫毛（脫毛劑：80ml水+8g硫化鈉+7g淀粉，由上海同濟大學生命科學院提供）。實驗動物脊柱兩側旁開2.5cm縱線上各取6個皮內注射點，每點間距3cm。一側注射復合造影劑1ml，另一側注射生理鹽水1ml作為對照。注射后即刻和24h、48h、72h觀察局部皮膚反應，并按表3所列標準進行記分，再根據記分結果推算原發刺激指數 （PII）和平均原發刺激指數（APII）。 具體方法為：PII=24h、48h 和 72h 的紅斑、水腫總分/注射點總數；APII=所有動物PII總和/動物數。 0～0.4分為無刺激；0.5～1.9分為輕度刺激；2.0～4.9分為中度刺激；5.0～8.0分為強刺激。

表2 急性全身毒性試驗中的動物反應程度指標

表3 皮內反應分類標準

2 結果

2.1 X光片顯影性測定

標本組經X光片顯影呈現出不同水平的顯影性。通過Image J軟件定量化不同配比實驗組的灰度值，我們發現在所有的實驗組中Ⅷ組的平均光密度值最接近水溶性造影劑的光密度值（圖1）。

圖1 不同濃度下纖維蛋白膠基造影劑X光片顯影性對比。Figure 1. X-ray imaging under different concentration of fibrin glue-based contrast medium.

2.2 粘度測定

不同配比濃度的纖維蛋白膠基造影劑粘度測定見圖2。實驗采用美國Brookfield公司生產的R/SSST流變儀測定不同配比的纖維蛋白膠基造影劑，后經Origin軟件進行分析，研究表明各實驗組粘度值差距不大，實驗組配比粘度值均遠高于水溶性顯影劑，其中在相同剪切速率下，Ⅶ組及Ⅷ組的粘度值相對較高。

2.3 急性全身毒性試驗

注射后24h、48h和72h對實驗動物進行觀察。結果提示，所有試驗組的實驗動物反應良好，無運動減少、呼吸困難或腹部刺激癥狀，無眼瞼下垂、腹瀉、發紺、震顫、衰竭和體重下降等癥狀。術后無任何實驗動物死亡。評估結果表明均無中毒反應。

2.4 皮內刺激試驗

使用不同濃度纖維蛋白膠基造影劑對實驗動物皮內刺激的實驗結果顯示，僅Ⅴ和Ⅸ組實驗動物有輕微紅腫反應，考慮是由于針頭注射等引起的局部紅腫不適，而與纖維蛋白膠基造影劑并沒有明顯關系（表 4）。PII＜0.4、APII＜0.4，提示混合材料對實驗動物均無刺激反應。

表4 不同濃度纖維蛋白膠基造影劑皮內刺激實驗結果

3 討論

PVP由于其創傷小、療效好而被廣泛應用于治療骨質疏松骨折[1]及椎體良惡性腫瘤等[2-4]所致的椎體壓縮性骨折。在椎體成形術中一般注入的填充材料以聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）為主，PVP中，80%～90%的病人可以通過在椎體中注射PMMA達到立即緩解疼痛的效果[8-9]。然而骨水泥在椎體成形術中泄漏率達20%～65%[8]，雖然大多數情況下并沒有臨床癥狀，但骨水泥有外漏入椎管造成脊髓、神經壓迫或漏入靜脈導致栓塞的危險，其潛在危險極大，有造成癱瘓、肺栓塞[5]、硬膜內滲透[6]、死亡等可能。為此，如何降低骨水泥外漏風險是學者們共同關心的問題。

有學者提出在注射骨水泥前行椎體內靜脈造影以預測潛在的骨水泥滲漏情況，然而該項技術的應用價值尚存在爭議。Deramond等[6]認為可能出現造影劑滯留于椎體內而影響注射骨水泥的監測，一般普通的造影劑因其流體性質而排空較快，注射后迅速通過椎體內的靜脈系統回流至椎體外靜脈，難以通過造影劑的回流情況判斷骨水泥的分布和流動趨勢。因此造影劑過快的排空性不能很好的對骨水泥滲漏的風險進行一個有效的評估。

纖維蛋白膠是以纖維蛋白原及凝血酶為主要原料的醫用生物材料，其通過凝血酶作用激活纖維蛋白原形成纖維蛋白凝塊，除了具有止血效果外，還可以作為材料混合支架及藥物緩釋載體加入抗腫瘤藥、生長激素、骨形成發生蛋白、消炎藥、止血藥等被廣泛的使用。本實驗應用纖維蛋白的凝膠特性與水溶性碘造影劑結合，以增強造影劑的粘滯性，應用于椎體造影時，延緩了造影劑的排空，從而更好判斷和預測骨水泥分布和可能發生滲漏的情況，而且通過纖維蛋白膠對微小椎體裂隙的填充，有可能防止一部分骨水泥滲漏情況的發生。

本研究使用纖維蛋白原按體積比1∶1溶解于纖維蛋白溶解酶抑制劑，凝血酶按體積比1∶1溶解于氯化鈣溶液后與不同比例的造影劑結合，分組后分別測定不同實驗組的造影劑顯影性和粘度值，并進行全身毒性反應和皮內注射實驗。結果顯示纖維蛋白膠與歐乃派克按1.8∶3的比例配合，可以在獲得較高的粘滯度的情況下保持良好的顯影性能，有利于通過椎體造影對骨水泥滲漏的判斷，從而有助于提高PVP的療效和安全性能。

通過實驗發現，特定配比的纖維蛋白膠基造影劑具有以下優點：①價格相對便宜，材料容易獲得，消毒等方面均相對容易；②粘度提高有利于動態觀察造影劑在椎體內的分布形態和容量，對指導骨水泥的注射部位和體積有參考意義；③延緩其排空，更加有利于操作者的直觀判斷，也大大縮短了掌握椎體造影技術的學習曲線，更好的提高了療效和安全性能。纖維蛋白膠基造影劑不僅適用于椎體成形術，同樣也適用于治療骨盆、髂骨等部位的惡性骨溶解缺損病變中骨水泥填充的經皮穿刺成形術[10]。

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