超声对糖尿病生物模型血流参数的影响..doc

申请类别申报学科B医学申请者学历及科研工作简历申请人：曹梦瑶 学历： 大学本科科研经历：白细胞技术试验、红细胞技术、血液基本检查、多种因素对兔动脉血压和减压神经放电的影响 研究内容和意义项目摘要（300字内）本实验主要是研究超声波对血液流变学参数的影响。以糖尿病的血液环境作为研究模型，以不同频率的超声作用于糖尿病大鼠的血管，且作用时间的长短不同，以此探讨在频率不同、作用时间不同的超声作用下，血流参数包括全血黏度、血浆黏度、全血还原粘度的值与正常值相比是否不同，希望能为某些临床疾病的诊断提供数据支持，并推论超声对人体某些疾病引起的血流变参数异常的影响，是否具有临床治疗意义。 实验首先是要建立糖尿病的模型，采用药物损伤和饮食相结合的方法对大鼠进行饮食的监控，以非空腹血糖16mmol/L,伴胰岛素敏感性降低作为造模成功标准。即诱导出成功的糖尿病动物模型。其次是分成三组，每组10只，且每组选用不同频率、作用时间不同的超声对大鼠进行每天5分钟的干预，每隔10天测量各组分别取血测量全血黏度、血浆黏度、全血还原粘度的值， 将测得的数据与之前记录的参考值进行比较，分析数据，观察不同强度及不同作用时间的超声对这三个血液流变参数的影响。最后得出推论主题词（中文）超声 糖尿病 血液流变学参数（英文） ultrasound/ Diabetes/ The blood flow parameters一、 立论依据研究意义 糖尿病是危害人类健康的慢性代谢性疾病，以高血糖为主要标志，其主要病理改变是合并微血管病变。引起糖尿病微血管病变的因素主要是糖尿病引起的体内代谢紊乱改变了血液流变学特征，血液呈高凝、高黏状态使组织缺血、缺氧，继发各种并发症1。在糖尿病患者的治疗过程中，进行血流变学检测分析，以评估治疗效果。早期发现糖尿病患者微血管病变，及时采取针对性治疗措施改善微循环，可有效地防止心血管并发症的发生，观察糖尿病患者的血液流变学改变，研究其与糖尿病血管病变及器官损害之间的关系，为进一步提示糖尿病发病机制以及并发症的发生发展规律有积极意义。以往研究表明：血液流变项目中,糖尿病组的全血黏度、血浆黏度、全血还原黏度与正常值相比,差异有统计学意义2。血液黏度升高是糖尿病患者微血管病变进而导致多种合并症的重要原因。影响全血黏度的因素主要是红细胞的变形性和红细胞的聚集性。红细胞变形和红细胞聚集性在血液循环中尤其是微循环中起重要作用。在病理状态下，红细胞变形性降低，红细胞聚集性升高，全血黏度升高，影响血循环灌注，甚至引起微循环障碍，造成缺血、缺氧、组织酸性代谢产物增加，引起酸中毒。全血黏度的改善对某些心血管疾病例如冠状动脉狭窄，血液病如再生障碍性贫血的治疗及并发症的预防有积极的意义。血浆黏度取决于大分子物质，血浆中纤维蛋白原含量是影响血浆黏度的重要成分，纤维蛋白原在血浆中能形成网状结构，增加黏度，当纤维蛋白原含量增高时会导致血浆黏度升高。糖尿病组的血液流变学各指标比正常组明显升高。高血糖可使纤维蛋白原升高而使血浆黏度增高；血糖、血脂、纤维蛋白原等生物大分子含量的增加使血浆中有形成分增多，可使红细胞聚集性增强，红细胞变形能力下降，从而导致全血黏度进一步升高3。全血还原黏度指全血黏度与血细胞比容之比，而血细胞容积的改变与多种临床疾病例如肺源性心脏病、充血性心力衰竭等有关。当红细胞容积增高时引起血液黏度升高、血液瘀滞，甚至出现微循环障碍，必须及时纠正，以免发生血栓等严重后果。糖尿病患者由于血液呈高度黏滞状态，血液黏度参数大量改变，常常出现多种严重性并发症。如下肢血管病变,是导致糖尿病患者足部溃疡和下肢截肢的重要原因，其发病率高、致残率高。糖尿病不但导致糖尿病患者的生活质量下降，而且造成巨大的经济和社会负担，其中有5% 10%患者需截肢手术4。因此寻求一种临床早期诊断方法对于尽早治疗糖尿病与预防并发症意义重大。以往我们对此类疾病的诊断主要依赖血管造影，但它属创伤性检查，有一定危险性，尤其是老年人患者难以接受，因此很多患者不能得到早期诊断和治疗，最终导致截肢。多普勒超声血流仪是一种无创、简便、易为患者接受的手段，其对LEAD的定位定性诊断具有重要价值。李春梅等通过彩色多普勒超声检查发现多普勒超声影像学表现与糖尿病血管所产生的病理变化一致5。 综上所诉,我们认为用超声的方法来研究患有糖尿病这类有血液病变的病人的血液流变参数的变化，对临床相关疾病的治疗和并发症的预防具有十分重要的意义。国内外现状众所周知,超声这项技术在这几十年来已经飞速发展,以其无创无害为特点,利用其热效应、空化效应和机械效应在很多医学领域方面都取得了重大成果。现今低强度聚焦超声主要用于非肿瘤性疾病的治疗，如过敏性鼻炎、慢性宫颈炎、外阴白色病变、尖锐湿疣等。高强度聚焦超声主要用于良、恶性实体肿瘤的治疗,如乳腺癌、乳腺纤维瘤、肝癌、肝血管瘤、子宫肌瘤等。高强度聚焦超声治疗肿瘤又有热消融与热疗之分，前者能一次性消融整个肿瘤，达到类似于手术切除的效果，是临床治疗肿瘤的主要手段之一。重庆医科大学王智彪教授等于1997年提出用生物学焦域来描述组织内凝固性坏死形成的范围，以此与理想声场中测试的物理学焦域进行对应性研究。研究生物学焦域在不同组织器官、不同功能状态下的形成规律，生物学焦域组合成束、成片、成块的规律，监控生物学焦域形成和组合过程中的超声成像特点，得到了许多量化的指标。经过十几年的发展，具有无创、简易可行、后遗症少等优点的超声用于各种疾病的治疗已经受到越来越多人的亲睐。随着血液流变学基础研究的逐步深入，血液流变学临床应用日趋广泛，从疾病的探测、预防到疾病的诊断、治疗乃至预后的判断、并发症的预防；从相对集中于心脑血管疾病的研究，拓展到对临床各科疾病的探讨。探讨血液流变学在疾病的发生、发展过程中的改变已经是血液流变学临床应用的重要标志之一。而对于糖尿病的研究, 专家一致认为，糖尿病的严重危害在于其后期引起的心血管并发症。目前临床上，I型糖尿病的治疗以胰岛素为主，型糖尿病的治疗以药物治疗为主，治疗型糖尿病的口服药物主要分四大类，即磺脲类、双胍类、a糖苷酶抑制剂及胰岛素增敏剂，效果不好时也需要使用胰岛素，但是药物的副作用和必须终生用药限制了患者的生活质量。用泵或注射器每日分次注射是目前胰岛素常见的使用方法，在对代谢及激素信号的反应中，以精确的时间和剂量分泌胰岛素，都不能模拟正常胰岛细胞，所以近年来人们急切需要探寻其他治疗手段，以提高糖尿病患者的生活质量，摆脱终生用药的烦恼。 而对于糖尿病的检测与治疗，国内外许多学者发表了自己的研究报告。江苏省盐城市一院五官科医生张俊2008年发表报告，通过对200例糖尿病患者进行血液流变学指标的测定，结果显示糖尿病患者全血黏度、血浆黏度、红细胞聚集性、红细胞压积、血沉均增高，提示糖尿病患者血流变学指标显著改变6。邯郸市铁路医院梁瑞芳、李兰菊、王琪于20032007年，对50例2型糖尿病(T2DM)的血脂和血液流变学指标进行了检测，结果表明，T2DM患者全血黏度、红细胞比积增高，血沉加快，提示患者红细胞聚集性增高、红细胞刚性增大、变形能力差，加重了血液的不畅，血液处于高凝状态，极易形成血栓，阻塞血管发生心、脑、肾的并发症，严重者可危及生命8。 所以将超声用于对糖尿病生物模型血液流变参数的研究，可以探究超声在无创条件下对病理状态下的血流流变参数的影响，进一步推测超声对血液流变状态改变引起的并发症的作用。参考文献:1.黄小培，邢小中.糖尿病患者血液流变学指标分析J.2008，7:162.赵利辉，宋凤海，崔丽艳等.50例型糖尿病患者A.血液流变学检测分析C.2007,12(1): 1-63.陈国敏,刘远源.型糖尿病患者血液流变学检测的意义J.河北医学,2007, 3：23-27;37624.林萱,康远华,夏志勇等.多普勒超声血流仪检测糖尿病下肢血管病变的临床意义A.武汉大学学报. 2008, 9:98-1025李春梅，郑敏，肖竹影，等彩色多普勒超声检测糖尿病下肢血管病变对临床的指导意义J.中国急救医学，2000，21(3)：168-1696.吴杰,戴燕芳,吴洪飞,等.血浆纤维蛋白原与血浆黏度相关性及其临床意义研究Z2000 ：2.307 .张峻.200例糖尿病患者血液流变学检测A. 哈尔滨医药.2008:8-138.梁瑞芳，李兰菊，王琪.型糖尿病患者血液流变学检测分析J.2008,12(6):31-35二、研究方案【研究目标】通过此实验研究出不同超声强度及不同作用时间对糖尿病大鼠血液流变学参数的影响，从而预测超声对人体某些疾病引起的血流变参数异常的影响，为临床预防高黏滞综合征的研究提供动物实验基础。 【研究内容】首先诱导2型糖尿病动物模型：对30只正常雄性SD大鼠以高糖高脂饲料（常规饲料加20%蔗糖、10%猪油、2.5%胆固醇）饲养，4周后左下腹注射链脲佐菌素（STZ）30mg/kg，以非空腹血糖16mmol/L ，伴胰岛素敏感性降低作为造模成功标准。然后尾部取血，加入抗凝剂，测量全血黏度、血浆黏度及红细胞比容，利用公式RVb-1/Ht（ RV为还原粘度，为全血粘度，Ht为红细胞比容）计算全血还原黏度，记录这三项血液流变学指标作为参考值。 造模成功后，将30只SD大鼠随机分成3组，分别用0.6 W/cm2、0.9 W/cm2、1.2 W/cm2三种不同强度的超声进行处理，每天超声照射5分钟，每隔10天，于大鼠尾部取血，用相同方法测量全血黏度、血浆黏度、全血还原黏度，共测三次。将测得的数据与之前记录的参考值进行比较，分析数据，观察不同超声强度及不同作用时间对这三个血液流变参数的影响。【研究方法】 用高糖高脂饲料（常规饲料加20%蔗糖、10%猪油、2.5%胆固醇）饲养SD大鼠四周后，禁食12h后，于小鼠左下腹注射STZ 30 mg/kg，建立糖尿病生物模型。于每日清早8：00 取大鼠尾部血1.5ml，按1：100（血液：抗凝剂）的比例加入0.1%抗凝剂肝素，混匀后静置约20分钟。取适量血液（约0.8ml）充于旋转黏度计的两筒间隙之中，分别测量高切变率200/s 与低切变率1/s 下的力矩M，根据公式=k*M/N（k 是由仪器几何尺寸决定的常量）计算相应的全血黏度。用毛细管吸取适量抗凝血样，放入微量高速离心机内离心，使红细胞沉积于毛细管底部，测出红细胞柱和整个血样柱的长度，求出红细胞比容，再利用公式RV-1/Ht（ RV为还原黏度，为全血黏度，Ht为红细胞比容）计算全血还原黏度。以生理盐水作为标准液盛入直立毛细管黏度计，记录一定体积的小量标准液流过毛细管的时间t1，并计算出其黏度1，然后排出标准液，换为待测血样的血浆，重复上述过程，记录相同体积的血样流过毛细管所用时间t2，根据公式=a1*t1*1/(a2*t2)（a1为标准液密度，a2为待测液密度）计算血浆黏度。【拟解决的关键问题】第一，建立糖尿病小鼠模型。第二，选择超声处理部位。第三，血液流变参数测量及血液再生取血问题。【研究技术线路】流程图如下： 超声（每天5分钟）1.2 W/cm2收集数据，进行统计分析尾部取血测量全血黏度、血浆黏度、全血还原黏度（每隔10天）0.6 W/cm2糖尿病生物模型（分3组，每组10只）0.9 W/cm2【可行性分析】 学校有老鼠饲养基地，具备建立SD大鼠糖尿病模型的基础；本系实验室具有超声发生仪器，且系上提供一定的实验基金，可用于购买所需药品、试剂；参与实验的成员均具备一定的理论基础及实验基础。相应【研究工作进度安排】2010年7月饲养SD大鼠，建立糖尿病生物模型。2010年8月 不同强度及不同时间的超声处理大鼠，测量全血黏度、血浆黏度、全血还原黏度，比较超声处理前后的变化，分析数据。【本实验特色和创新】以往实验多用超声作用于胰腺等区域或用药物直接治疗糖尿病，然后观察由此引起的血液流变参数的变化。而本实验直接用超声作用于血液，观察它对小鼠糖尿病模型的血液流变参数有什么影响，以糖尿病作为媒介，由此研究超声处理能否改善高粘滞血流状态,对临床治疗研究预防糖尿病等引起的并发症具有十分重要的意义。【预期研究结果】1.获得超声处理前后糖尿病大鼠模型的全血黏度、血浆黏度、全血还原黏度值。2.提高研究人员的技术水平与动手能力。3.完成实验终结一篇。 三、研究基础工作基础理论基础：研究人员以经学习过生理、生化、病理、药理及实验诊断学课程，且正在学习医学仪器学，对书本知识掌握较好。实验基础：研究人员在人体机能实验及实验诊断学实验的学习中获得了较强的动手能力，且正在学习医学仪器学实验课程，具备基本的实验技能。实验条件已具备的实验条件：建模条件，超声发生装置。尚缺少的实验条件：测量血流变参数的旋转黏度计、直立毛细管黏度计、微量高速离心机，移液枪。拟解决的途径：计划血流变参数测量仪器能否向实验诊断学实验室寻求帮助，移液枪向学校相关部门租借。四、经费预算申请资助金额2500元自筹经费来源及金额学校：重庆医科大学生物工程系支 出 科 目金 额计 算 根 据 及 理 由合 计2475元SD大鼠：30只*20元每只=600元SD大鼠饲料费（高脂）：0.5元*30只*70