（一）基于氫廓清骨血流自動測試儀的研制

近代醫(yī)學(xué)研究證明：骨微循環(huán)障礙、組織灌注不足是很多骨關(guān)節(jié)疾患發(fā)生的病理生理基礎(chǔ)，研究骨血流在不同生理或病理狀態(tài)下的改變，對客觀準確地認識骨血流動力學(xué)無疑起重要作用。目前對骨循環(huán)研究多集中在定性和半定量方面，在骨血流的定量測量方面，自1922年以來，先后出現(xiàn)了直接測定法、親骨及非親骨性放射性核素廓清法、51Cr紅細胞標記法、放射性微球法、氫廓清等。除氫廓清外，其他方法不是對實驗對象創(chuàng)傷損害太大，就是準確性欠佳。公認最為準確的定量測量法-放射性微球法需游離出骨組織進行放射性記數(shù)，無法推廣應(yīng)用于人體。比較完善的方法是氫廓清技術(shù)，但長時間重復(fù)測定不同組織和部位的局部血流量，氫氣無毒且對組織器官的生理因素影響小，可推廣應(yīng)用于人體。但使用時影響因素較多，測試儀器尚不統(tǒng)一，手工計算復(fù)雜且易產(chǎn)生誤差，我們應(yīng)用80C51單片機研制了一種基于氫廓清骨血流自動測試儀，自動檢測氫廓清過程，操作簡便，測試精度高，實現(xiàn)了骨血流的自動測試，對臨床骨血流的定量測定具有重要價值。

1. 系統(tǒng)測試原理　氫廓清技術(shù)建立在Ficks原理基礎(chǔ)上，系統(tǒng)檢測到測試對象吸氫后組織中氫濃度隨時間的變化，根據(jù)Ficks原理有：

F/W = (InCV0 - InCV)λ/t　　 (1-1)

其中CV：組織在T時刻的氫氣濃度

CV0：開始去飽和時的組織中的氫氣濃度

F：組織內(nèi)總的血流量

W：被測組織重量

根據(jù)式（1-1）得出

F/W = In (CV0/CV)λ/t (1-2)

InCV = InCV0 - (F/W.λ) t　　(1-3)

由式（1-3）知道：從去飽和開始組織中的廓氫濃度的對數(shù)隨時間呈線性變化。在測量過程中由于被測對象的隨機運動會帶來尖脈沖干擾，干擾通常會影響個別采樣點的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與相鄰采樣點的數(shù)據(jù)相差比較大，實施連續(xù)4次數(shù)據(jù)采樣，去除其中的最大值和最小值，計算中間兩個數(shù)據(jù)的平均值作為采樣計算數(shù)據(jù)。存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲單元。既濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機干擾。對采樣計算數(shù)據(jù)取對數(shù)，這些對數(shù)值理論上應(yīng)當滿足Ficks原理-隨時間成線性變化。但實際上由于生理系統(tǒng)及測量系統(tǒng)引入的干擾，實際數(shù)據(jù)存在偏差。對測量數(shù)據(jù)做一元線性回歸分析。

取200個采樣計算數(shù)據(jù)（InCVi,ti）i = 0,1,…199,用直線y = at + b做回歸分析，其中a，b為回歸系數(shù)，yi = InCVi。

2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　我們采用80C51單片機為控制核心研制了一個完善的骨血流測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能自動完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和分析，監(jiān)視氫廓清過程，并能顯示和打印廓氫曲線和血流量測定結(jié)果。信號預(yù)處理電路完成信號放大、濾波、偏移整定，使信號滿足處理要求。A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809，轉(zhuǎn)換時間為100μs，由于信號屬于低頻信號，變化緩慢，故不需加采樣保持。采用了TMA12864液晶顯示器顯示動態(tài)波形（圖1-53）。

圖1-53　骨血流測試系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖

3. 測試結(jié)果　采用由AC19/1直流復(fù)射式檢流計和X-W/Q-C-100A/200A型長圖自動平衡記錄儀組成的測試系統(tǒng)I和我們研制的測試系統(tǒng)Ⅱ分別測量了新西蘭兔股骨頭血流量。測試結(jié)果如下：

表中Fa及Fb血流值呈正態(tài)分布，方差齊，行配對t檢驗，兩者無顯著性差異。但測試系統(tǒng)I存在手工計算復(fù)雜且易產(chǎn)生誤差等缺點，不能進行完善的數(shù)據(jù)處理（表1-3）。

表1-3　新西蘭兔股骨頭壞死血流量及相應(yīng)血壓與心率

N. 兔序號；L1. 1號免左股骨頭；R1. 1號兔右股骨頭，余類推；Fa. 測試系統(tǒng)Ⅰ所測血流量 [ ml (min·100 g ) ]；Fb. 測試系統(tǒng)Ⅱ所測血流量[ml/(min·100 g)]；BP.血壓（kPa）；HR. 心率（beats/min）；X. 均數(shù)；s. 標準差

我們研制的骨血流自動測試儀適應(yīng)于骨血流的定量測定，實時檢測廓氫過程，自動濾除干擾進行數(shù)據(jù)回歸分析,可完成結(jié)果測定的顯示和打印，計算精度高，客觀可靠。可長時間重復(fù)測定不同組織和部位的局部血流量,氫氣無毒且對組織器官的生理因素影響小，可推廣應(yīng)用于人體，是目前最經(jīng)濟的血流檢測方法，在臨床骨科中可用于：①生理狀態(tài)下各骨組織局部血流的測定，確定其正常范圍；②早期診斷骨缺血性疾病及跟蹤其供血變化過程；③監(jiān)測各類骨病的骨供血情況；④骨折愈后評估；⑤創(chuàng)傷后截肢平面的選擇。但也存在一些缺點：為有創(chuàng)性檢查；結(jié)果僅能反映電極周圍的局部血流量，不能反映整個組織的血流量。改進的辦法：研制出靈敏度高的剛性好的微電極；研制電極陣列完成整個組織的血流量的測定。

（二）氫廓清技術(shù)定量測定兔股骨頭血流量

股骨頭缺血性壞死目前仍是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中亟待解決的一個難題。定量測定股骨頭血流量可及時提供骨缺血或血流障礙的信息，為進一步研究與防治股骨頭缺血性壞死創(chuàng)造必要的條件。我們應(yīng)用氫廓清技術(shù)對30只新西蘭兔股骨頭血流量的測定，為進一步臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1. 氫廓清技術(shù)原理 Hyman證實在低阻抗的電極電路中，氫分子在鉑黑電極表面氧化時產(chǎn)生的電流與溶液中的氫濃度呈線性關(guān)系。因而只要測試對象吸入含氫氣體，插入組織中的鉑黑電極即可將其周圍的氫含量以電流形式傳遞出來，通過描記器繪出氫飽和與去飽和曲線。在組織中，血液是惟一轉(zhuǎn)送氫分子的因素。根據(jù)Fick原則，應(yīng)用下述公式計算得局部組織血流值：F = [0.693λ/t（1/2)] × 100，其中F =血流量[ml/(min·100 g）]；λ=組織與血液之間的分配系數(shù)（本組以Whiteside的λ值為準；即λ= 0.78）；t（1/2）=氫廓清一半所需要的時間，將去飽和曲線描繪在半對數(shù)坐標圖上即可得到t（1/2）值。

2. 氫廓清系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）以鉑電極（AD-2型，江蘇金壇電子儀器廠生產(chǎn)，鉑尖長5 mm，直徑0.8 mm,使用前置于5%氯鉑酸溶液中通以10 mA的電流15分鐘，使鉑電極陰極化，表面成暗灰色，故稱為鉑黑電極）為檢測電極，以甘汞電極（222型,上海電光器件廠生產(chǎn)）為參比電極，連接于AC19/1型直流復(fù)射式檢流計（上海電表廠生產(chǎn)）及X-WQ-C-100A/200A型長圖自動平衡記錄儀（上海大華儀表廠生產(chǎn)）上，該電路的外部電阻為64kΩ。

（2）將純氫氣瓶與氧氣瓶的出氣管通過三通匯成1個氣管，使用時氫氣流量置于2 L/min，氧氣流量置于0.5 L/min，即混合氣體含氫80%，氧20%。

3. 動物準備　采用2～2.6 kg新西蘭兔33只，雌雄不限。耳緣靜脈戊巴比妥鈉麻醉（30 mg/kg），取右側(cè)臥位，左頸總動脈插管，通過含有肝素液的三通管連接二道生理記錄儀及血壓計以監(jiān)測血壓、心率、呼吸。左頸外靜脈插管,通過三通管輸入生理鹽水（6滴· min-1）及準備追加靜脈麻醉。導(dǎo)尿，由左側(cè)大粗隆沿左股骨頭頸方向暴露左側(cè)股骨頭，于視野下股骨頭中央垂直鉆孔，直徑0.8 mm，深5 mm,插入鉑黑電極，使之嵌牢。甘汞電極置于頸部皮下，置入肛表以監(jiān)測體溫變化。

4. 檢測方法　啟動二道儀、血壓計、檢流計及記錄儀，描記吸氫前各曲線。當電路穩(wěn)定,基線平直及生命體征平穩(wěn)后，通過鼻罩讓兔吸入氫氧混合氣體2～10 min，待飽和曲線峰值10 cm高時，即去除鼻罩，停止吸氫，恢復(fù)正常呼吸，此時飽和曲線往往由于呼吸道尚存部分氫氣而繼續(xù)升高一些，然后才能轉(zhuǎn)入去飽和狀態(tài)。

本組33只新西蘭兔，有6只動物吸入氫氣后記錄儀無反應(yīng)。其中2只系因機器故障所致；3只系因鉑尖位置松動或陰極化不足所致，經(jīng)再陰極化后，2只正常，1只經(jīng)改換插入部位而出現(xiàn)正常曲線。最后1只始終不出現(xiàn)正常曲線,其因不明。所以，實際有效實驗動物為30只。

圖1-54為實驗記錄之左股骨頭血流的氫飽和及去飽和曲線，可見氫飽和曲線上升較快，停止吸氫后，仍緩慢上升少許，達峰頂后迅速下降，繼而平緩。說明氫氣入肺后，經(jīng)氣血交換可迅速由血液帶至全身各部，當停止吸氫后又可由血液送至肺而排出。血氫濃度高時，排出量大，故去飽和曲線始而陡降；血氫濃度低時，排出量較小，故去飽和曲線緩慢下降；完全排出后，曲線變平直。將圖1-54中的去飽和曲線做半對數(shù)圖轉(zhuǎn)換后呈直線關(guān)系，說明鉑黑電周圍血流灌均勻。

圖1-54　兔左股骨頭血流的氫飽和及去飽和曲線

關(guān)于骨血流的定量測定，自1922年以來，不少作者先后創(chuàng)立了直接測定法、親骨性及非骨性放射性核素廓清法、51Cr紅細胞標記法、放射性微球法、氫廓清法等。目前雖公認放射性微球法系最為準確的定量測定法，但惟一能用于人體的方法是氫廓清法，其他方法不是創(chuàng)傷太大，就是需游離出骨組織進行放射性計數(shù)。Whiteside等于1977年率先引用氫廓清法進行骨血流的測定，此后至今僅有少數(shù)人應(yīng)用該法對骨血流進行研究。本組測定兔股骨頭血流量為（7.55 ± 2.75）ml/（g·s），與表1-3采用同法測定結(jié)果相近,亦介于其他方法所測結(jié)果之間。因而作者認為該法具有簡單、可靠、經(jīng)濟、可重復(fù)測定不同組織與部位局部血流的變化等特點，更重要的是氫氣無毒且對組織器官的生理因素影響小，具有重要的臨床應(yīng)用價值（表1-4）。

實驗所用鉑電極需陰極化，使其表面呈暗灰色后，方能進行正常檢測，否則將影響檢測的敏感度及精確度。據(jù)我們的經(jīng)驗，實驗過程中至少每周應(yīng)陰極化1次。本組3例經(jīng)再陰極化后才出正常血流曲線。置放鉑黑電極時，位置要恒定，以保證結(jié)果的均一性，所鉆骨孔應(yīng)恰好容納鉑尖，不至松動，以使鉑尖周圍的血液分布均勻。本組1例經(jīng)再插電極，使之固定才獲血流數(shù)值。研究表明，鉑黑電極的插入不會影響組織的局部血流。甘汞電極內(nèi)氯化鉀溶液中不能有氣泡，以防斷路。溶液內(nèi)保留少許氯化鉀晶體，以保證氯化鉀溶液的飽和。如溶液部分蒸發(fā)，可隨時加滿飽和氯化鉀溶液。電極置于動物皮下或以鹽水紗布包裹后置于動物皮面均可。檢測時，接通電路后電流不穩(wěn)定，需1～5 min后檢流計值逐漸穩(wěn)定，啟動描記儀待基線恒定約2 min后，方能給動物吸氫，否則會影響結(jié)果的準確性。動物吸氫過程中， 鼻罩不必扣得太緊，以免影響動物的換氣?；旌蠚怏w內(nèi)含氫不宜超過80%，否則因氧含量太低，會影響動物的呼吸、心率,導(dǎo)致機體生理狀態(tài)的紊亂。Naito等報道40%氫和60%氧的混合氣體亦發(fā)揮了正常測試功能。Aukland等證明80%氫和20%氧的混合氣體對動物生理因素如血氧分壓、pH、壞血酸濃度及體溫等影響極小，可忽略不計。此外，實驗過程中氫飽和狀態(tài)系相對而言，Indresano等曾證明吸氫時間的長短并不影響測試的結(jié)果。本組氫飽和狀態(tài)以波峰升高10 cm為準，吸氫時間為2～10 min。去飽和曲線需完全平直后方算結(jié)束，否則會影響計算結(jié)果。本組去飽和過程平均22 min。測試過程中，應(yīng)嚴密觀察動物血壓、心率及呼吸狀況，尤其是血壓需維持在正常范圍方能測試準確。此外麻醉深度需適度，過淺時動物易抖動，影響曲線的完整性，過深時動物易死。

表1-4　動物部分骨血流定量檢測的文獻回顧

鑒于氫氣無毒且不影響機體生理功能的特點，本法可用于：①生理狀態(tài)下各骨組織局部血流的測定，確定其正常范圍。②早期診斷骨缺血性疾病及追蹤其供血變化過程。③監(jiān)測各類骨病的骨供血情況。④骨折愈后的評估。⑤了解斷指再植、骨瓣游離移植術(shù)后的存活狀況。⑥創(chuàng)傷后截肢平面的選擇等。

（三）氫廓清技術(shù)定量測定股骨頭缺血性壞死病人的股骨頭血流量

我們應(yīng)用氫廓清技術(shù)，定量測定11例成人股骨頭缺血性壞死病人股骨頭前外側(cè)部血流量。11例病人股骨頭前外側(cè)部血流量平均為（0.067 8 ± 0.016 7）ml/ (min·ml）。說明氫廓清技術(shù)可用于股骨頭壞死的臨床研究，所獲得的缺血性壞死股骨頭前外側(cè)部血流的定量資料，具有一定的理論意義與參考價值。

（四）幼犬髖關(guān)節(jié)外周動脈對股骨頭前外側(cè)部血流的影響

Legg-Perthes病的病因至今尚未完全明了。劉尚禮等報道認為骨髓內(nèi)靜脈壓升高起主要作用。所有骨壞死都源于血供受損，所以了解股骨頭血流很重要，尤其是股骨頭前外側(cè)部比其他部位更易發(fā)生骨壞死，而目前對這一定點的血流動力學(xué)研究尚少。使用游離帶血管的骨瓣或肋骨骨瓣移植術(shù)治療股骨頭壞死，手術(shù)時需要犧牲6條或多條髖外周動脈來重建股骨頭血運；另外，在髖外傷、髖關(guān)節(jié)手術(shù)中也會意外損傷髖外周動脈，這些是否會影響股骨頭血運，將產(chǎn)生怎樣的后果目前尚不清楚，所以研究血管損傷對股骨頭血供的影響程度具有重要的臨床意義。

我們采用18只雜種幼犬，平均體重3.1 kg （2.5～4.3 kg）。其中16只測出雙側(cè)股骨頭前外側(cè)部血流量。9條主要髖外周結(jié)扎動脈為股深動脈、旋股內(nèi)動脈（MCA）、旋股外動脈（LCA）、臀后動脈和臀前動脈。MCA、LCA和股深動脈從髖關(guān)節(jié)前方入路暴露，而臀后動脈和臀前動脈從髖關(guān)節(jié)后方入路暴露。將18只雜種幼犬的36個髖關(guān)節(jié)分為5組。A組為結(jié)扎任意1條動脈，共5髖；B組為結(jié)扎任意2條動脈，共5髖；C組為結(jié)扎任意3條動脈，共10髖；D組為結(jié)扎任意4條動脈，共10髖；E組為結(jié)扎全部5條動脈，共6髖。因此，總共測量了36個髖關(guān)節(jié)結(jié)扎髖外周動脈前、后的股骨頭前外側(cè)部血流量（圖1-55）。

每只動物在實驗前給予肌內(nèi)注射硫酸阿托品0.04 mg/kg，戊巴比妥鈉50 mg/kg腹腔內(nèi)注射全麻，隨后于右頸外靜脈間斷滴注30 g/L戊巴比妥鈉水溶液，于頸總動脈行動脈血壓連續(xù)監(jiān)測。通過調(diào)節(jié)靜脈滴注平衡液的速度和全麻深度維持血壓穩(wěn)定。實驗中導(dǎo)尿記量。全麻深度適中，保持動物于靜止、清醒狀態(tài)。對18只雜種幼犬結(jié)扎不同數(shù)量髖外周動脈，應(yīng)用氫廓清技術(shù)測量結(jié)扎前、后的股骨頭前外側(cè)部血流量。測定部位為股骨頭前外側(cè)中上1/3交界處，距骺板5 mm。

圖1-55　結(jié)扎髖關(guān)節(jié)外周5條主要動脈

把絕緣電線連于不絕緣的鉑電極，用于組織內(nèi)氫的測定。將實驗動物的股骨頭前外側(cè)部鉆孔，然后將鉑電極牢牢地插入骨組織，甘汞參比電極置于肋部皮下，將鉑電極和甘汞電極分別通過銅絲電線連接至AC19/1型直流輻射式檢流計的負正極，然后再將檢流計輸出端與 XWC-100A型長圖自動平衡記錄儀相連。打開電源開關(guān)，電路穩(wěn)定，開始描記曲線。基線平直 4 min及生命體征平穩(wěn)后，通過面罩吸入氫和氧的混合氣體2～10 min，待飽和曲線接近峰值時，停止吸氫，很快飽和，轉(zhuǎn)入去飽和狀態(tài)，描記廓清曲線。通過敏感的微安培計來記錄鉑電極表面氫氧化的電流，放大器顯示，記錄儀記錄，再由公式計算氫濃度，從而計算出股骨頭前外側(cè)部血流量。

結(jié)果顯示：16只幼犬股骨頭前外側(cè)部血流量平均為（0.139 7±0.051 5）ml/（min·ml），左側(cè)平均為（0.136 4±0.049 4）ml/（min·ml），右側(cè)平均為（0.143 0±0.053 6）ml/（min·ml），兩側(cè)對比差異無顯著性（配對t檢驗，t = 0.438，P = 0.669）。

對18只雜種幼犬結(jié)扎不同數(shù)量髖外周動脈，按數(shù)學(xué)組合方式結(jié)扎5條主要髖外周動脈中的1條或2條后，股骨頭前外側(cè)部血流量輕微減少，但與結(jié)扎前比較，差異無顯著性（P > 0.05）。若結(jié)扎動脈數(shù)量為3條、4條或5條時，平均血流量顯著減少（P < 0.05）。

自從Clark等1956年開始應(yīng)用氫廓清技術(shù)以來，其準確性得到了公認。氫廓清技術(shù)的主要優(yōu)點是不需通過動脈或靜脈，只需記錄廓清曲線，即可測量局部組織的血流量，提供血流分布資料。結(jié)合本實驗結(jié)果，我們認為氫廓清技術(shù)的應(yīng)用前景較廣闊。16只幼犬股骨頭前外側(cè)部血流量平均為（0.139 7± 0.051 5）ml/(min·ml）。16只幼犬股骨頭前外側(cè)部血流量左、右兩側(cè)對比，差異無顯著性，符合統(tǒng)計學(xué)實驗研究中可自身對照的理論。

測量結(jié)扎幼犬不同數(shù)量髖外周動脈前、后的股骨頭前外側(cè)部血流量的結(jié)果表明，5條動脈中結(jié)扎1條或 2條后，血流量沒有顯著改變，而結(jié)扎數(shù)超過2條后，血流量顯著減少，所以應(yīng)用游離帶血管骨瓣來治療股骨頭缺血性壞死疾病時，要考慮到股骨頭血供。髖外周動脈通常用來做血管吻合，據(jù)本實驗結(jié)果，所取的主要動脈不能超過2條（含術(shù)中意外損傷），否則可致股骨頭血流量減少。

總之，氫廓清技術(shù)是一種簡單、可靠、經(jīng)濟的局部組織血流定量測定方法。本實驗應(yīng)用氫廓清技術(shù)，研究了股骨頭血流量的動態(tài)變化，有利于研究髖關(guān)節(jié)疾病早期診斷、判斷預(yù)后和指導(dǎo)功能康復(fù)。

（五）低分子右旋糖酐對骨和骨骼肌血流的影響

我們選擇30只體重為1.95～2.30 kg [平均為（2.13±0.13) kg]的新西蘭大白兔，雌雄不限，隨機分為骨折組和非骨折組，每組15只，以3%戊巴比妥鈉溶液按每千克體重30 mg的劑量從兔耳緣靜脈注入麻醉，以后逐次追加麻醉，以保持麻醉深度。麻醉深度控制以角膜反射遲鈍，呼吸頻率在25～45/min為宜。

按以往的方法將直徑為0.8 mm，長為5 mm的鉑電極進行陰極化處理，然后，將鉑黑電極和甘汞電極接入檢流計，其輸出端與長圖平衡記錄儀相連。記錄儀描繪的廓清曲線，按Whiteside等描述的方法進行計算。

從耳緣靜脈以5～10滴/min的速度持續(xù)滴入0.9%的氯化鈉注射液。非骨折組行右側(cè)臥位，測定點位于右側(cè)脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)上0.5 cm處。經(jīng)過該測定點，做一長約0.8 cm的縱向切口，切開剝離測定點處少許骨膜，用與電極相同直徑的克氏針垂直鉆入，深0.5～1 cm，插入鉑黑電極，使電極與孔密貼。骨骼肌的測定部位在右大腿后部。甘汞電極用浸濕生理鹽水的紗布包裹置于耳郭部。骨折組測定點位于左脛骨相應(yīng)位點，于左脛骨中上1/3交界處做一約1.5 cm長的縱向切口，切開剝離骨膜，用咬骨剪橫形剪斷左脛骨，縫合傷口，將一小硬殼紙置于左小腿外側(cè)，用繃帶輕纏外固定骨折部。檢測時啟動電源開關(guān)，將氫氣和氧氣通過橡皮管按4∶1的量混合，讓兔自然吸入，記錄氫飽和及去飽和曲線。檢測過程中，注意觀察角膜反射，口唇顏色變化。同時，監(jiān)測心率、呼吸頻率。因為氫去飽和過程取決于呼吸系統(tǒng)氣體交換的效率和心排血量，一旦呼吸和（或）心臟停搏，氫去飽和過程便停止。實驗過程中，平均氣溫為31.3℃。

非骨折組在測定骨和骨骼肌血流量后，按每千克體重8 ml的劑量，以18滴/min （20滴為1 ml）的速度從兔耳緣靜脈注入右旋糖酐-40。滴畢后1 h內(nèi)和1～2 h，于原測定點分別重復(fù)測定。骨折組在測定骨血流后，剪斷左脛骨，在骨折后0.5 h內(nèi)和1～2 h,以及用藥后0.5 h和1～2 h分別重復(fù)測定。

結(jié)果顯示：在1 h內(nèi)和1～2 h其血流量分別增加43.8%和58.5%。其曲線的去飽和部在用藥后變陡，標記在半對數(shù)－時間坐標圖上為一條直線，同時，用藥后直線的斜率增大，表明血流增加，氫氣清除加快。骨骼肌血流在2只兔中多個部位均不能測出，4只兔在改變多個位點后才可測出，3只兔未能測出，但在用藥后于原位點可測出。骨骼肌氫廓清曲線的去飽和部在半對數(shù)坐標圖上有一半以上顯示2條斜率不同的直線。氫廓清初始快，接著變慢。定量計算誤差大。為了便于了解藥物對肌肉血流的作用，此處則用氫廓清一半所需的時間來表示，即半衰期表示。骨骼肌在用藥后2 h內(nèi)半衰期明顯縮短，血流量明顯增加。在1 h內(nèi)和1～2 h其半衰期分別縮短66.2%和70.8%（表1-5）。

骨折組左脛骨干骺端血流量情況見表1-6，在0.5h和1～2h分別減少69.6%和60.8%。

表1-5　非骨折組在用藥前、后不同時間右脛骨血流量及骨骼肌氫廓清半衰期

與用藥前比較* P < 0.05，** P < 0.01

表1-6　骨折組在骨折前、后和用藥后不同時間的血流量

*與骨折前比較P < 0.01

本實驗顯示，右旋糖酐- 40能顯著增加骨骼肌的血液供應(yīng)，是通過降低血液黏滯度來實現(xiàn)的，同時，本實驗還進一步證實右旋糖酐- 40能使骨骼肌內(nèi)部分處于閉鎖狀態(tài)的毛細血管保持開放，從而增加血流量，也可能是由于右旋糖酐- 40增加血容量造成的。因此，右旋糖酐- 40可作為股骨頭壞死及骨關(guān)節(jié)和骨骼肌創(chuàng)傷的常規(guī)治療藥物。

（六）西地那非對狗股骨頭血流量的影響

股骨頭缺血性壞死（avascular necrosis femoral head, ANFH）疾病主要是由股骨頭血流不足引起。股骨頭血流調(diào)節(jié)主要和一氧化氮（nitricoxide, NO）有關(guān)，但目前通過增加NO的藥物，作用時間短，西地那非能選擇性增強NO擴血管效應(yīng)，已成功用于治療男性性功能勃起障礙（ED），從而推測其能增加股骨頭血流量，用于ANFH疾病的治療，為此，本實驗旨在回答以下問題，西地那非經(jīng)過不同用藥途徑（靜脈全身用藥和髖關(guān)節(jié)外周動脈局部用藥）后，狗正常股骨頭血流量動態(tài)變化？用藥劑量與股骨頭血流量的相關(guān)關(guān)系?

我們選擇雄性仔狗16只，年齡6～8個月，隨機分為2組。A組10只，平均體重為（3.80±0.35) kg，用于經(jīng)靜脈用西地那非實驗；B組6只，平均體重為（3.63±0.27）kg，用于經(jīng)髖關(guān)節(jié)外周動脈用西地那非實驗。西地那非Pfizer VIAGRA 50mg Sildenafil Citrate Tablet，按人和動物間體表面積折算的等效劑量比值表得知，狗每kg體重每次劑量0.617 mg（低），1.233 mg（中），2.467 mg（高）。

A組實驗：選用頸外靜脈插管或股靜脈插管，通過靜脈注射全身用藥。中劑量組10髖關(guān)節(jié)，高劑量組10髖關(guān)節(jié)。每只狗一側(cè)用中劑量組，另一側(cè)就用高劑量組，左右側(cè)隨機用藥。兩側(cè)用藥間隔時間為24 h，待第一次西地那非代謝排泄完畢后。

B組實驗：顯微解剖出股動脈主干，辨析其主要分支：3條髖關(guān)節(jié)外周動脈（旋股內(nèi)、外動脈、股深動脈），在旋股內(nèi)動脈分支以后，結(jié)扎股動脈遠心端，向近心端插管。用藥時用動脈夾夾住股動脈3條主要分支以前的近心端，使西地那非從3條主要髖關(guān)節(jié)外周動脈局部注入股骨頭。用藥分低劑量、中劑量、高劑量3組，本組實驗中，狗6只，1只麻醉意外，完成部分實驗，共11髖關(guān)節(jié)。

氫廓清技術(shù)用于測定用藥前、后股骨頭血流量，測定部位為股骨頭前外側(cè)部（股骨頭前外側(cè)中上1/3交界處，距骺板5 mm）鉆孔，插入鉑電極4 mm深。BL-410生理功能實驗系統(tǒng)用于監(jiān)測狗生命體征曲線變化。每次用藥前后分別記錄氫飽和與去飽和曲線，血壓、呼吸、心電圖曲線，保持血壓波動小于7.52 mmHg。

結(jié)果顯示

A組實驗：①高劑量組血流量從（0.1689 ±0.028 0) ml/(min·ml）增加到（0.203 9± 0.090 7) ml/(min·ml),差異不顯著（t = 1.101，P = 0.300，P > 0.05）。②中劑量組血流量從（0.154 1±0.042 1) ml/(min·ml)增加到（0.178 3±0.084 7）ml/(min·ml),無 顯著差異（t = 0.881，P = 0.401，P > 0.05）。③高、中劑量用藥后血流量比較（t = 0.859，P = 0.413，P > 0.05）以及用藥前后差值比較（t = 0.259，P = 0.799，P > 0.05）,均無顯著差異。血流量與藥物劑量不存在回歸關(guān)系（r = 0.152，F(xiàn)顯著性檢驗，F(xiàn) = 0.425，P = 0.522 > 0.05）。

B組實驗：①低、中、高劑量用藥后股骨頭血流量增加，但僅高劑量用藥后與用藥前比較有顯著差異（F = 3.836，P = 0.017，P < 0.05)。②血流量與藥物劑量存在回歸關(guān)系（r = 0.377，F(xiàn)顯著性檢驗，F(xiàn) = 5.140，P = 0.031，P < 0.05),兩者在A = 0.05（雙側(cè)）水平顯著相關(guān)，其回歸方程為Y = 4.184X + 12.933。

A組與B組共15只狗測出用藥前雙側(cè)股骨頭血流量，左側(cè)平均為（0.166 2± 0.044 2) ml/(min·ml），右側(cè)平均為（0.140 0 ± 0.052 3) ml/(min·ml）,兩側(cè)無顯著差異（t = 1.533，P = 0.147，P > 0.05）。

分別比較A組與B組用藥前后心率、呼吸、血壓，發(fā)現(xiàn)用藥前2次測量、用藥后2次測量以及用藥前、后均數(shù)比較，均無顯著差異（P > 0.05）。本實驗16只狗在整個實驗期間，僅2只口中有少許唾液、泡沫呼出，具體原因仍不清楚,有待進一步研究，但并未影響實驗進行，1只麻醉意外，完成一半實驗，其余狗實驗期間安靜，無不適反應(yīng)。

西地那非是5型磷酸二酯酶選擇性抑制劑，阻止環(huán)鳥苷酸降解而增加NO的擴血管效應(yīng)，具有松弛、擴張陰莖血管的作用，是治療ED的口服特效藥。Sher等發(fā)現(xiàn)西地那非能提高子宮動脈血流，Wallace等證實西地那非能增加豬乳內(nèi)動脈血流；Schulze-Neick等證實西地那非擴張肺動脈的作用與吸入NO一樣有效。我們實驗證實西地那非選擇性增強了NO擴張股骨頭微血管的作用，從而增加了股骨頭的血流。

劉尚禮等經(jīng)肘前皮下靜脈彈丸式注入99mTc-MDP后，隨即于血流相0～1 min及血池相1～10 min連續(xù)顯像，然后于靜態(tài)相30 min、60 min、120 min、180 min進 行 顯像觀察。血流相主要反映了動脈血灌注股骨頭局部興趣區(qū)的血供，血供相主要反映股骨頭內(nèi)毛細血管和靜脈竇的狀態(tài)，靜態(tài)相主要反映股骨頭的骨細胞代謝。據(jù)此，本實驗靜脈用藥組經(jīng)頸外靜脈或股靜脈注射西地那非，局部用藥組經(jīng)髖關(guān)節(jié)外周動脈注射西地那非后，檢測系統(tǒng)平穩(wěn)，即刻讓狗吸入氫氣和氧氣混合氣體，開始測定用藥后股骨頭前外側(cè)部血流量，均在其血流相和血池相內(nèi)，測定完畢，大約30 min，亦在其靜態(tài)相內(nèi)，所以氫廓清技術(shù)能實時反映血流量的變化，用來測定股骨頭血流量可靠。本實驗有15只狗測出用藥前雙側(cè)股骨頭血流量，左側(cè)平均為（0.166 2±0.044 2) ml/ (min·ml），右側(cè)平均為（0.140 0±0.052 3) ml/(min·ml），兩側(cè)無顯著差異，這又符合統(tǒng)計學(xué)左、右側(cè)可自身對照的理論，其結(jié)果與我們以前測得的（0.139 7±0.051 5）ml/(min·ml）一致。

本實驗經(jīng)髖關(guān)節(jié)外周動脈注射西地那非，選擇性增強內(nèi)源性NO擴血管效應(yīng)，可顯著增加股骨頭血流量，據(jù)此，我們推測西地那非可能成為介入治療ANFH的藥物。理由如下：①帶血管蒂游離骨瓣利用髖關(guān)節(jié)外周動脈供養(yǎng)缺血性壞死股骨頭，從而起到治療作用。②目前介入治療已成為治療ANFH的有效方法之一。③本實驗結(jié)果顯示西地那非局部用藥能劑量依賴性增加股骨頭血流量，盡管在全身給藥的效應(yīng)并不明顯，有的血流量不僅不增加，反而還降低，但考慮到西地那非是通過增加NO而起作用，NO生理調(diào)節(jié)的復(fù)雜性，因此，不難理解，有較大的個體差異；再者，本實驗的樣本數(shù)為10～11，若增大樣本數(shù)，可能會減小標準差，會更有意義。④本實驗有一定的臨床價值，因所用的劑量是臨床劑量在動物中的等效量，而且有多數(shù)樣本血流量是增加的。⑤股骨頭局部缺血，NO分泌量增加，病變處升高尤其明顯，所以，我們推測西地那非將極有可能發(fā)生療效,而且，我們使用飽和濃度，避免NO過量，產(chǎn)生副作用。本實驗表明的是西地那非對正常狗的生理價值，為其臨床價值進行了很有意義的基礎(chǔ)研究。

（七）一氧化氮對股骨頭微循環(huán)的作用

我們?yōu)榱俗C實一氧化氮的前體-左旋精氨酸能否成為改善股骨頭微循環(huán)的有效藥物，研究一氧化氮對股骨頭微循環(huán)的作用及與股骨頭血流量的量效關(guān)系。我們隨機選用新西蘭兔21只，分為3組。右股動脈插管，分別將左旋精氨酸（0、30、40、60、80、100 mg/kg）、NG-硝基-左旋精氨酸甲酯（0、5、10、15、20、25 mg/kg）、NG-硝基-左旋精氨酸甲酯（10 mg/kg）+左旋精氨酸（0、30、60、80、100 mg/kg）注入腹主動脈分叉處，然后應(yīng)用氫廓清技術(shù)檢測每次用藥后的股骨頭血流量。結(jié)果表明：左旋精氨酸劑量與股骨頭血流量存在線性回歸關(guān)系（F = 45.28，P < 0.01），回歸方程為YF = 11.43 + 0.07 XF,相關(guān)系數(shù)r = 0.74。NG-硝基-左旋精氨酸甲酯劑量與股骨頭血流量有線性回歸關(guān)系（F = 30.40，P < 0.01），回歸方程為YF = 12.64 - 0.30 XF，相關(guān)系數(shù)r = - 0.67。應(yīng)用NG-硝基-左旋精氨酸甲酯10 mg/kg后，左旋精氨酸的劑量與股骨頭血流量無線性回歸關(guān)系（F = 0.13，P＝0.72）。本實驗可以得出如下結(jié)論：一氧化氮與股骨頭血流量存在劑量依賴關(guān)系。一氧化氮的前體-左旋精氨酸能明顯增加股骨頭微循環(huán)的血流量，NG-硝基-左旋精氨酸甲酯可阻斷左旋精氨酸的作用。

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