一种体外流动钙化模型的建立

目的构建一种基于模拟生理流体环境、且可便捷、高效反映心血管植入物钙化特性的体外测试模型,为心血管植入物的快速开发提供新的手段。方法选择新鲜牦牛牛心包(青海裕泰畜产品有限公司,中国);选择3周龄Wistar雄性幼鼠5只,体质量(50±5)g。采用常规戊二醛(GA)与处理牛心包交联方法,制备GA交联的牛心包材料(Yak-GA)。在大鼠皮下埋植14、28、56 d做体内钙化实验。将橡胶管、瓣叶钙化舱、体液模拟液溶液瓶、蠕动泵组成体外流动钙化模拟装置,将Yak-GA置于瓣叶钙化舱,于不同流速(0、2、10 mL/min)下1.5倍模拟体液(SBF)转流14 d,测定钙离子浓度、pH值变化。利用SPSS软件对体内外钙化数据进行拟合,通过拟合优度分析,筛选出最佳的流速并获得体内钙化预估方程。结果Yak-GA体内植入14、28、56 d,组织钙沉积量分别可达到(52.17±11.01)μg/mg、(104.40±21.34)μg/mg、(171.06±15.11)μg/mg。体外钙化模拟实验中,对比0、2、10 mL/min流速下、相同时间点溶液钙损失,2 mL/min流速溶液钙损失量高,材料钙化进展最快;14 d时2 mL/min流速溶液钙损失量与0 mL/min流速比,差异有显著统计学意义[(2.07±0.07)mmol/L vs(1.14±0.10)mmol/L](t=13.41,P<0.01);与10 mL/min流速比,差异也有统计学意义[(2.07±0.07)mmol/L vs(1.89±0.01)mmol/L](t=3.55,P<0.05)。2 mL/min流速体内外钙化数据拟合优度R^(2)=0.941,所得的评估方程为:当1.65<C浓度≤2.05 mmol/L时,公式为Y=-126.71X+407.74;当2.05<C_(浓度)≤3.75 mmol/L时,公式为Y=e^((7.46–1.22X))(X=钙化液中钙离子浓度;Y=体内模型组织中钙沉积量);模型残差在(2.36±11.36)μg/mg之间波动。另外,研究中发现pH值变化与钙离子浓度变化线性相关性可达到0.94,具有极强相关性,相关性方程为Y=2.63×pH+0.37。结论成功开发了一种简单、有效、可实时监测钙化过程的体外流动钙化模型,其中2 m L/min为该系统最佳流速,该流速下所构建的模型高效且具有良好的体内外相关性。