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光化学法畜牧血栓诌议

 论文栏目:光化学论文     更新时间:2012-12-27 17:26:34   

作者:孔繁明 孙克金 单位:解放军313医院药械科

1984年Dietrich等和1985年Watson等首先报道了用光化学法建立的脑梗死模型,标志着光化学法诱导脑梗死动物模型的诞生。光化学法诱导脑梗死的机制是,建立该模型所用剂量的光敏剂及所用强度的光,其本身一般不会损伤血管内皮细胞和脑组织,不会导致血栓形成和脑梗死。光化学反应是血栓形成的根本原因。由于血脑屏障在正常情况下,抑制光敏剂进入脑实质,而血液中的光敏剂又迅速随血液流走,故光化学反应的部位主要位于血管内皮细胞膜上,血管内皮细胞膜上的光敏剂在它的最大吸收波长及其周围波长的光作用下,发生光化学反应,并产生大量活性氧。这些高活性的氧可与细胞膜上的结构蛋白和脂质发生反应,从而启动脂质过氧化反应,损伤血管内皮细胞,进而引起血小板的黏附聚集和血栓形成。

该模型自诞生以来,其建立方法得到不断发展,已形成3大类型的光化学法诱导的脑梗死动物模型。(1)微血管损伤模型:该模型的基本建立方法是静脉注射光敏剂,同时引导光照射于已暴露的颅骨上。玫瑰红为最常用的光敏剂,通常配成15mg/ml的生理盐水溶液,一般用量为10~20mg/kg。因玫瑰红可使血压短时下降,故静脉注射不能太快,一般注射时间不应少于1.5min。由于玫瑰红的最大吸收波长为562nm,需用该波长或其周围波长的光来引发光化学反应。常用的光源有氙灯和卤金属灯等。照射光的能量较大时,可产生一定热量;照射光的波谱很宽时,不被光敏剂吸收的光可产生一定热量;被玫瑰红或红细胞吸收的光也可产生少量热量,而高能量的光和热本身可能对脑组织和脑血管等具有一定的损伤作用。故一般先将这些光源发出的光滤过成540~570nm的单色光,在去红外、紫外光,去热降温及聚焦等处理后,再照于颅骨上。另外,还需选择最适当的光照强度和光照时间,以突出光化学作用,减少光和热的损伤作用。为使梗死灶的大小稳定,还需采取措施控制光照面积。为使梗死灶的位置稳定,需用立体定向仪引导光纤,来控制光照位置。(2)大脑中动脉区梗死模型:该模型的基本建立方法为开颅暴露大脑中动脉后,静脉注射光敏剂,同时引导光照射于已暴露的大脑中动脉上。玫瑰红用量为10~40mg/kg,常用20mg/kg。照射光为经滤过处理的514nm或562nm氩激光、540nm氙激光、568nm氪激光及520~570nm卤钨灯光等。照射光强度和所需能量明显高于微血管损伤模型,一般照射光强度为12~16W/cm2,光照时间3~20min,使血管阻塞约需1J能量。操作时不能让光照射在血管周围的脑组织上。为减少光和热对脑组织、脑血管的损伤,也需采取去热等措施。为使大脑中动脉远段的梗死灶稳定重复地出现,可暂时夹闭正常血压大鼠的对侧颈总动脉(一般为60min),永久夹闭同侧颈总动脉或使用自发性高血压大鼠,以减少半暗带的侧支循环。(3)多灶脑梗死模型:该模型的基本建立方法为暴露颈动脉后,静脉注射光敏剂,同时引导光照射于已暴露的颈动脉上,所用光敏剂有玫瑰红和光敏素Ⅱ。玫瑰红用量为40mg/kg,照射光为514nm氩激光或550nm氙灯光。光敏素Ⅱ是一种血卟啉酯混合物,用量为5~12.5mg/kg,照射光为632nm波长的氦氖激光,光强度200mW/cm2,照射10~20min。光敏素Ⅱ被认为优于玫瑰红,在光化学反应中所需照射光能量较玫瑰红低,可减少对血液的加热作用,而出现的梗死灶却更大。另外,也不引起血压短时而严重的降低。目前,虽有报道光化学法诱导的兔和猴的脑梗死模型,但绝大多数还是用大鼠作实验动物。今后需进一步研究如何用小鼠等动物来建立该模型。对于光化学法诱导的脑梗死的神经生化、生理和病理等各方面的特点也还需进一步研究。为使光和热本身完全不损伤脑组织和脑血管,选用何种光敏剂有效地降低光化学反应所需的光强度、使光变得更冷更纯等,这些问题都还需进一步深入研究。(1)原理:利用虎红B(四碘四氯荧光素钠)在单色绿光下产生并释放单态氧,使血管内皮细胞膜上的多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应,不仅使细胞膜的通透性改变,Ca2+内流增加,而且脂质过氧化物增加可破坏前列环素(PGI2)与血栓素B2(TXB2)的平衡,促进血小板聚集与黏附,激活凝血过程,形成血栓并进一步阻塞血管导致缺血。同时凝血过程中产生大量血管活性物质及神经毒性物质,破坏脑细胞尤其是血脑脊液屏障,与人类脑梗死发生极为相似。(2)步骤:麻醉大鼠后,经左侧颞部入路,于左眼外眦和左耳外耳道连线上近眼外眦1/3处作一垂直的长约2cm的弧形切口,分离颞肌,去除颧弓,用拉钩拉开下颌关节,在卵圆孔前上方用牙科钻作一直径为5mm的骨窗,切开硬脑膜即可见大脑中动脉(MCA),选择MCA的近端(起始部)和从嗅束至大脑下静脉间的一段MCA为光照部位,自制LG2150-B冷光源的光纤端口距离MCA表面血管约5mm,将光纤所射出的光束垂直对准MCA。

光照分2步,首先将光纤移至MCA起始部,经股静脉注入1.5%虎红B(2ml/kg)5min后,持续光照10min,然后将光纤移到嗅束至大脑下静脉段MCA血管表面,再注入半量虎红B,仍持续照射10min,至此血栓模型制作完毕。(3)评价:此模型成功率100%,模型稳定、可靠,造模时采用分离颞肌、拉开下颌关节,保留术后鼠的咀嚼功能,提高动物存活率。采用分步照射法,在2次注射光敏剂时剂量减半,既可避免动物损伤程度过重,又可制备出较为实用、可靠的大脑中动脉血栓模型。由于该模型的形成过程与人类脑血栓形成发病机制、血栓形成过程、损害程度较为相近,加之光照或光敏剂对血管本身无机械性损害,因而可广泛应用于脑血管病的基础与临床研究,以及康复医学实验研究。


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