新型生物人工肝支持系統(tǒng)安全性及有效性的評估.pdf

1、本文主要從以下幾個部分展開論述：
　　第一部分：新型生物人工肝支持系統(tǒng)的安全性評估
　　第一節(jié)，新型生物人工肝支持系統(tǒng)體外循環(huán)實驗
　　目的:大部分急性肝衰竭的患者在等待肝移植的過程中死亡，因此研制可以替代肝臟功能的機器，使急性肝功能衰竭患者可以過渡到肝移植或肝細胞再生恢復其正常功能有重要意義。通過新型生物人工肝支持系統(tǒng)的體外循環(huán)實驗，初步評估該臨床型樣機的參數設定、系統(tǒng)穩(wěn)定性和污染性，為大動物的體內循環(huán)實驗奠定基礎。

2、
　　方法:(1)管路的制作:根據機器各泵、相應夾管閥和監(jiān)測系統(tǒng)的分布情況進行新型生物人工肝管路設計制作，設計出人工肝的不同治療模式管路;
　　(2)蠕動泵功能檢測:將管路安裝在各個蠕動泵上，分別設置50 ml/min、100 ml/min的轉動速率，動靜脈管兩端置入盛有生理鹽水的量杯中，用生理鹽水預充管路，同時將管路中的空氣排空，然后把靜脈端放入1L的量杯中，按壓開始按鈕，運行3分鐘，用電子秤稱量其重量，用來評估蠕動泵實際

3、轉運速率是否符合機器所設定的速率和并估算其精度;
　　(3)利用局部法和整體法測定各種治療模式管路以及血漿分離器、血液灌流器、生物反應器等的預充量;
　　(4)通過密閉式水循環(huán)實驗，評估機器各個報警系統(tǒng)是否正常工作，評估管路有無破膜、漏血和有無氣泡產生等;并評估機器的耐力性及其污染性（連續(xù)運行120h）。
　　(5)統(tǒng)計學方法:采用SPSS21.0統(tǒng)計軟件進行處理，計量資料用(x)±s表示，多樣本間均數比較采用單向方差

4、分析及t檢驗，檢驗水準a=0.05，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結果:成功制作了不同治療模式的管路;所有蠕動泵功能正常;預充量測定結果顯示:血液灌流模式管路的預充量約為130ml，生物管路約為240ml，混合模式管路約為250ml，CRRT模式管路約為200ml，血漿分離器約為200ml，生物反應罐預充量約為250ml，血液灌流器約為200ml，氧合器約為50ml;血液灌流模式預充量約為530ml，生物模式預充量約為9

5、45ml，混合模式預充量約為950ml，CRRT模式預充量約為400ml。在密閉式水循環(huán)試驗中，未發(fā)現氣泡產生，未發(fā)現管路爆破，未見漏水等情況;各檢測器（血容流不足檢測器，漏血檢測器和氣泡檢測器）均正常運行;機器在連續(xù)運行120h的過程中，機器耐受性良好，機器未出現故障（意外短路，突然停止等），各個壓力值穩(wěn)定，內毒素測定結果均＜5.0 EU/ml;動、靜脈端需氧、厭氧菌培養(yǎng)未見細菌生長，密閉式循環(huán)安全穩(wěn)定。
　　第二節(jié)，新型生物人

6、工肝支持系統(tǒng)體內循環(huán)實驗
　　目的:通過新型生物人工肝支持系統(tǒng)的體內循環(huán)實驗進一步評估人工肝治療模式的選擇及參數設置、評估大動物實驗的安全性和穩(wěn)定性，為機器有效性的評估打下基礎，提供技術支持。
　　方法:(1)模型制備:動物購買后適應性喂養(yǎng)7天，實驗前禁食12 h。采用速眠新Ⅱ肌肉注射誘導麻醉+股靜脈持續(xù)泵入丙泊酚聯(lián)合麻醉，麻醉后，平臥位并用繃帶固定四肢，于腹股溝區(qū)和頸靜脈區(qū)備皮、消毒鋪單。切開皮膚和皮下組織，解剖分離股動靜

7、脈和頸靜脈，然后行股動脈（深靜脈管）和頸內靜脈（血液透析雙腔管）置管。
　　(2)模型上機:西藏小型豬上機前，裝載管路和濾器，并用肝素鹽水循環(huán)半小時，然后用羥乙基淀粉預充管路，經股靜脈雙腔管給予地塞米松5 mg，非那根25 mg肌肉注射，經雙腔管給予首劑肝素(250U/kg)，打開肝素泵，按50U/kg·h追加肝素，時時監(jiān)測APTT，根據APTT值調整肝素泵的速率。血泵流速設置為50 ml/min，分漿泵流速設置為15 ml/mi

8、n，循環(huán)泵流速設置為15ml/min、反應器循環(huán)周期為75s。然后進行心電監(jiān)護，監(jiān)測實驗中動物的生命體征（包括ECG、心率、呼吸頻率和血氧飽和度）;每頭模型豬上機治療8小時，記錄入漿壺壓、靜脈壓和跨膜壓（2h/次），時時監(jiān)測西藏小型豬的動脈血壓、血氧飽和度、心率、呼吸、心電圖。治療過程中，輸入0.9％生理鹽水100 ml進行沖管（2h/次），以防止濾器和管路堵塞，密切觀察西藏小型豬的胸廓起伏和生命體征的變化，同時從實驗開始第0、4h、8

9、h股靜脈采血行血培養(yǎng)、內毒素測定。實驗豬下機后，繼續(xù)觀察實驗豬的飲食、飲水和生命體征變化。
　　(3)統(tǒng)計學方法:采用SPSS21.0統(tǒng)計軟件進行處理，計量資料用(x)±s表示，多樣本間均數比較采用單向方差分析及t檢驗，檢驗水準a=0.05，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結果:所有西藏小型豬均存活。實驗中未見心電圖、血壓異常、出血、抽搐和發(fā)熱等不良反應。治療后未發(fā)現切口感染、出血和發(fā)熱等并發(fā)癥。機器在試驗過程中運行

10、正常，未發(fā)現管漏血、管路破裂和破膜等情況，在實驗第0h、4h、8h取樣進行內毒素檢測的結果均小于0.5 EU/ml，血培養(yǎng)結果顯示未發(fā)現細菌生長。西藏小型豬在實驗過程中，各時間點血氧飽和度、呼吸頻率均數間無顯著性差異（P＞0.05），第8h血氧飽和度和呼吸頻率與0h相比有顯著性差異P＜0.05;第4h心率和平均動脈與0h相比有顯著性差異P＜0.05，血氧飽和度、呼吸頻率、平均動脈壓和心率樣本均數均能維持相對穩(wěn)定狀態(tài)。入漿壺壓、靜脈壓及跨

11、膜壓均滿足方差齊性，經方差分析發(fā)現靜脈壓6h、8h與0h比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);跨膜壓和入漿壺壓各時間點與0h比較差異無統(tǒng)計學意義。
　　第二部分：新型生物人工肝支持系統(tǒng)有效性的評估
　　目的:通過救治西藏小型豬和食蟹猴急性腎衰模型進一步對其安全性和有效性進行評估，為新型生物人工肝支持系統(tǒng)進入臨床試驗打下基礎，提供經驗。
　　方法:(1)西藏小型豬腎衰模型構建:動物購買后適應性喂養(yǎng)7天，實驗前禁食12h。

12、采用速眠新Ⅱ肌肉注射誘導麻醉+股靜脈持續(xù)泵入丙泊酚聯(lián)合麻醉，麻醉后，平臥位并用繃帶固定四肢，于腹股溝區(qū)備皮、消毒鋪單。切開皮膚和皮下組織，解剖分離股動靜脈，然后行股靜脈（血液透析雙腔管）置管。進行膀胱造瘺以便于計算尿量，抽血進行腎功能（肌酐，尿素）檢測，雙側腎區(qū)備皮消毒，用利多卡因行局部浸潤麻醉，逐層打開腹腔，暴露雙側腎臟，解剖分離腎動脈，結扎雙側腎動脈;消毒關腹，將模型豬放入飼養(yǎng)室，給予補液，靜待其蘇醒，術后于12h和24h取血檢測腎

13、功能。
　　(2)食蟹猴腎衰模型的構建:動物購買后適應性喂養(yǎng)7天，實驗前禁食12h。采用氯胺酮肌肉注射誘導麻醉+氣管插管異氟烷吸入聯(lián)合麻醉，麻醉后，平臥位并用繃帶固定四肢，于腹股溝區(qū)備皮、消毒鋪單。切開皮膚和皮下組織，解剖分離股動靜脈，然后行股靜脈（血液透析雙腔管）置管。進行膀胱造瘺以便于計算尿量，抽血進行腎功能（肌酐，尿素）檢測，雙側腎區(qū)備皮消毒，用利多卡因行局部浸潤麻醉，逐層打開腹腔，暴露雙側腎臟，解剖分離腎動脈，結扎雙側腎動

14、脈;消毒關腹，將模型食蟹猴放入飼養(yǎng)室，給予補液，靜待其蘇醒，術后于12h和24h取血檢測腎功能。
　　(3)統(tǒng)計學方法:采用SPSS21.0統(tǒng)計軟件進行處理，計量資料用(x)±s表示，多樣本間均數比較采用單向方差分析及t檢驗，檢驗水準a=0.05，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結果:實驗中實驗組西藏小型豬和食蟹猴經過新型生物人工肝支持系統(tǒng)的治療后，各項生化指標緩慢下降，上機過程中未見血壓異常、抽搐、透析綜合癥、發(fā)熱

15、和出血（凝血異常）等不良反應。治療后未見發(fā)熱、切口感染和出血等并發(fā)癥。對照組西藏小型豬和食蟹猴的一般情況持續(xù)惡化，生化指標逐漸升高。西藏小型豬實驗過程中于0h、4h、8h和食蟹猴于0h、3h、6h抽血所測得的內毒素結果均小于0.5 EU/ml，血培養(yǎng)結果顯示培養(yǎng)未見細菌生長。機器各項壓力監(jiān)測穩(wěn)定，動物生命體征平穩(wěn)。
　　結論:我們成功制作出了新型生物人工肝支持系統(tǒng)不同治療模式的管路，并通過相應管路測定出了不同治療模式下的管路的預充