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博 士 ( 医 学 ) 大 里 孝 夫

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Academic year: 2021

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(1)

博 士 ( 医 学 ) 大 里 孝 夫

′ 学 位 論 文 題 名

イ ヌ 脳 血 管 に 対 す る バ ル ー ン血 管 形 成 術の 実 験 的 研究 学 位 論文 内 容 の 要旨

  【 目 的 】 近 年 脳 血 管 に 対 し て バ ル ― ン によ る 経 皮的 血 管 形成 術 が試 み ら れ る よ う に な っ て き た が , バ ル ‐ ン 血 管 形 成術 の 脳 血管 に 与え る 影 響と 効 果 に つ い て の 基 礎 的 研 究 は 少 な く , 特 に 慢 性期 で の 変化 は ほと ん ど 知ら れ て い な ぃ . そ こ で イ ヌ 脳 底 動 脈 に 対 し て 実 験的 に 血 管形 成 術を 施 行 し, 放 射 線 学的 , 組織 学 的 所見 を 経 時的 に 検討 し た ,

  【 対 象 と 方 法 】 雑 種 成 犬20頭 に 対 し , ペ ン ト バ ル ビ タ ー ル 静 注 後 気 管 内 挿 菅 し , 人 工 呼 吸 下 に フ ロ セ ン お よ び 笑 気に よ り 維持 麻 酔を 行 な った . ヘ パ リ ン 投 与 後 , エ ッ ク ス 線 透 視 下 に 大 腿 動脈 か ら 親カ テ ーテ ル を 大動 脈 弓 に ,さ ら に子 カ テ ―テ ル を 頚部 椎 骨動 脈 に 留置 し た. こ の子カテ ‐テルを 介 し て,0. 014イ ン チ ガイ ド ワ イヤ ― に結 紮 結 合し た15フレンチ シリコン 製 バ ル‐ ン カテ ‐ テ ルを 椎 骨 動脈 か ら腹 側 脊 髄動 脈 に挿 入 し,更に 脳底動脈 に 進 め て 留 置 し , バル ー ン血 管 形 成術 を 行な っ た .バ ル ー ンの 拡 張条 件 は3 気 圧 1分 間 1回 ( 6頭 ) , 同3回 ( 8頭 ) , 同10回 ( 6頭 ) で あ り , 検 討 時 期 は , 急 性 期 例 と し て 血 管 形 成 術 施 行2時 間 後 (6頭 ) , 慢 性 期 例 と し て2週 間後 (8頭 )お よ び4週 (6頭 ) で ある .

  全 例 に お い て 血 管 形 成 術 の 前 , 直 後 ,1時 間 後 に 脳 血 管 造 影 を 施 行 し , 慢 性 期 例 で は2週 間 後 ま た は4週 間 後 に 追 加 撮 影 し , 血 管 径 の 変 化 を 観 察 し た . 血 管 造 影 終 了 後 グ ル タ ル ア ル デ ヒ ド によ り 脳 の潅 流 固定 を 行 なぃ , 脳 底 動 脈 の 血 管 形 成 術 施 行 部 分 , 非 施 行 部 分 の 双 方 か ら2ケ 所 ず つ 標 本 を 採 取 し , 厚 さ4mの 血 管 横 断 切 片 を 作 成 し た . こ れ ら の 標 本 に っ き , 血 管 形 成 術 施 行 部 分 と 非 施 行 部 分 と の 間 で 以 下 の 比 較 検 討 を 行 な っ た .

1) 光 学 顕 微鏡 ( ヘ マト キ シリ ン → エオ ジ ン染 色 , エラ ス チカ ー マ ッソ ン     染 色 ) お よ び 透 過 型 電 子 顕 微 鏡 に よ る 組 織 学 的 観 察 ,

2) 血 管 の 全 周 に 見 ら れ る 内 皮 細 胞 核 数 , お よ び 中 膜 単 位 面 積 (01     mmL) あた り の平 滑 筋 細胞 核 数の 計 測 .

3) 血 管 形 態 の 定 量 的 解 析 . 組 織 計 測 機TAS PLUSを 用 い て 血 管 横 断     74

(2)

    切 片の 中膜 面積 (AM) と血 管内 周(Li)を 測定 し, これら を一 定と     する条件下で,内周が正円となった状態の動脈半径(Ri= Li/2汀),

    こ の半 径に対する中膜の厚さ(DM)とその相対的厚さ(中膜相対厚:

    TM DM/RIx100, % ) , 内 腔 面 積 (AL) を 算 出 し , 中 膜 面 積 ,     中膜相対厚,内腔面積にっき検討した.

  【結果】

(1)放射 綜学 的検 討: 脳血管 造影 上, バル― ンによる血管拡張率(バル ー ン 拡 張率 )は 最大107%, 最小8.3%, 平均32.4% であ った, 血管 形成 術 施行 部位 の狭窄が高頻度に認められ,血管形成術前血管径に対する血管 形 成 術 後 血 管 径 の 割 合 は ,直 後 は −8.6土18.2% ,1時間 後 は ー11.4士 15.9% ,2週 間 後 は ー18.5土13.0% ,4週 間 後 は ―8.0土13 .0% と , す べ ての 時期 で滅少 して いた .血 管形成 術直 後から1時闇後にかけての変化 は ,狭 窄進 行,狭窄改善,ほぼ不変とまちまちであり,一定の傾向は認め ら れな かっ た.急性期の狭窄度と慢性期の狭窄度,拡張回数と血管径,ま た バル ‐ン 拡張率 と血 管径 との 間には 明ら かな関連は認めなかった.1時 闇後に10%以上の拡大を示したのはバル―ン拡張率66%(拡張回数1回),

同107%(同10回)の2例だけであった,

(2)組織学的検討

  1) 急 性 期 : 血 管 形 成 術施 行 部 で は , 中膜の 亀裂 ,血 管壁の 部分 的菲 薄 化, 血管 内腔の狭小化,内弾性板の波状化,内皮細胞の脱落,中膜平滑 筋細胞核のスクリュ‐型コーク状の変形,軽度の血小板凝集などが認められ た . 一 方 , 内 膜 の 剥 離 , 断 裂 な ど の 所 見 は 少 な か っ た ・   2)2週 間 後 : 血 管 形 成 術 施 行 部 で は8例 全 例 で 中 膜平 滑 筋 細 胞 の 減 少 ,中 膜線 維化が 認め られ ,1例に 著明 な壁在 血栓を認めた,また,急性 期 と同 様に 血管狭窄と内弾性板波状化を認めた,一方,内皮細胞は非施行 部とほば同様に見られた.

  3)4週 間 後 :  2週 間 後と 同 様 に 平 滑 筋細胞 減少 と線 維化が 認め られ た が, その 頻度, 程度 はと もに 軽減し てい た.1例において,上記平滑筋 所 見の 血管 形成術 非施 行部 への 進展が 認め られた.著明な壁在血栓は6例 中1例に認 めら れたが,狭窄や内弾性板収縮は2週間目より軽度であった,

内皮細胞はほば正常に認められた.

  全時 期を 通じて内膜の増殖性変化はほとんど認められなかった.また,

以 上の 組織 所見と拡張回数との間には明らかな関連は認められなかった.

75ー

(3)

(3)組織計瀦学的検討

    1)内 皮細 臨核数 :急 性期 では, 血管形成術非施行部115 .0土41.8個 に 対 し , 血 管 形 成 術施 行 部 で は21.8土32.2個 と有 意に減 少し てい た(p く0.01) . し か し ,2週 間 後 に は 非 施 行 部105.8土18.0個 に 対 し施行 部 103.5土19.6個 ,4週 間 後 は 施 行 部118.2土28.1個 に 対 し , 非 施 行 部 113.2土24.9個 と ,い ず れ も 有意 差は 認め られな かっ た. 拡張 回数10回 群 では内 皮細 胞は ほと んど完 全に 消失し,他の2群より強い脱落の傾向が 認められた.

  2)中 農 平 滑 筋 核 数 : 急 性 期 で は 血 管 形 成 術 非 施 行 部218.8土113.5 個 に 対 し , 施 行 部193.1土15.4個 と 有 意 差 を 認 めな か っ た . しか し,2 週 間 後 に は 非 施 行 部218.0土26.5個 に 対 し 施 行 部127.9土56.6個と有 意 に 少 な く (pく0.03) ,4週 間 後 に も 非 施 行部206.4土13.8個 に 対 し 施 行 部 15 4.0土 12.7個 と 有 意 に 減 少 し て い た ( pく0.002) .   3)血 管 形 態 の 定 量的 解 析 : 急 性 期 に は 中 膜 相対 厚 , 中 膜 面 積,内 腔 面 積で丙 群間 に有 意差 を認め なか った,2週間後では血管形成術施行部に お いて内 腔面 積が 有意 に小で あり (pく0.01),また中膜相対厚が有意に 大 であっ た(pく0.01).4週 間後 では ,中 膜相対 厚は 施行 部で有 意に大 で あった (pく0.03) が, 内腔 面積に は有意差が認められなかった,中膜 面 積 に は す べ て の 時 期 を 通 じ て 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た .   【考察 】急 性期 に内 皮細胞 は高 度に 脱落 し,中 膜の 損傷 も生じ るが,

2週間目には内皮細胞はほぼ再生し,中膜も修復されたものと考えられた.

血 管狭窄が高頻度に見られたが,急性期ではバル‐ンの血管壁伸展に対す る中膜、平滑筋の反応性収縮が,また慢性期では平滑筋の線維化による瘢痕 性 の収縮 が, その 機序 と考え られ た.血管形態の解析からは,2週間後に は 線維化 によ る内 腔狭 窄のた め相 対的な中膜肥厚がもたらされるが,4週 間 後には血行力学的圧カにより狭窄自体は改善したものと考えられた.ま た 血管形成術の効果の点では,低いバル_ン拡張率では何度行なっても有 効ではなく,かえって血管攣縮を誘発する可能性があることが推測された.

【 結諭】 バル ‐ン 血管 形成術 によ り, イヌ 脳底動 脈に 種々 の損傷 や病的 変 化が発生した.急性期における反応性血管攣縮,慢性期における中膜の 壊 死と線維化,そして血小板付着や著明な壁在血栓形成は,血管形成術後 の 急性または慢性血管閉塞,あるいは超慢性期における平滑筋増殖による 再 狭 窄 に っ な が る 可 能 性 が あ り , 留 意 す べ き 所 見 と 考 え ら れ た .

76―

(4)

学 位 論 文 審 査 の要 旨

     主 査    教 授    阿 部    弘      副 査    教 授    安 田 慶 秀      副 査    教 授    宮 坂 和 男      学 位 論 文 題 名

イ ヌ 脳 血 管 に 対 す る バ ル ー ン 血 管 形 成 術 の 実 験 的 研 究

   近年脳血管の動脈硬化性狭窄病変あるいはクモ膜下出血後血 管攣縮に対して、バル―ンによる血管形成術が試みられるように なってきている。脳血管は外弾性板を欠き、中膜が薄いなどの 解剖学的特徴を有しているが、血管形成術の脳血管に与える影 響についての基礎的研究は乏しい.そこでイヌ脳底動脈に対し て 血 管 形 成 術 を 施 行 し , そ の 影 響 を 検 討 し た .    雑種成犬20 頭に対し,1.5 フレンチシリコン製バルーンカテ・テ ルを大腿動脈、椎骨動脈、腹側脊髄動脈経由で脳底動脈に留置 し,バル・ン血管形成術を行なった.バルーンの拡張条件は3 気 圧 1 分 闇 1 回 ,同 3 回 ,同 10 回 であ り, 検討 時期は急性期例と し て血管形成術施行 2 時間 後,慢性期例として 2 週間後およ び 4 週間後である.

   検討項目は、(1 )脳血管造影による経時的な血管径変化の観

察 (直後、 1 時間後、 2 週間後 または 4 週間後)、( 2 )顕微鏡

による組織学的観察、(3 )血管形成術施行部位と非施行部位に

おける内皮細胞核数,平滑筋細胞核数、並びに血管形態(中膜面

積、内腔面積、半径に対する中膜相対厚)の組織計測学的比較検

討、である。

(5)

   脳血 管造影上,すべて の時期で狭窄が高頻度に認められ,特に 2 週 間 後 に 強 か っ た 。 血 管 形 成 術 直 後 か ら 1 時 間 後 に か けて 短 時 間に大きな血管径 変動が見られた。バル ̄ンによる血管拡張率    (バ ル―ン拡張率 )は平均32.4 %であったが、 1 時間後に 10 % 以 上 の拡大を示 したのは2 例 のみで、そのバル ーン拡張率は66 %    (拡 張 回数 1 回) ,同 107 % (同 10 回 )と、 他に比して大きか った。

組 織 学的 検討 で は、 急性 期 にお いて 中 膜の亀 裂,血管壁の部分 的非薄化,血管の狭小化,内弾性板の波状化,,内皮細胞の脱落,

中 膜平滑筋細胞核の スクリュ‐型コ‐ク状の変形,血小板凝集な ど が 認 め ら れ た 。 2 週 間 後 、 4 週 間 後 で は 中 膜 の 亀 裂 、 内皮 細 胞 の脱落はほとんど 見られず、かわって中膜平滑筋細胞の壊死,

中 膜 線 維 化 が 特 徴 的所 見で あ った 。ま た 2 例 に 壁在 血栓 が 認め ら れ た 。 こ の 中 膜 変化 は 4 週 間後 に 軽減 する 傾 向が 見ら れ た。

血 管 形成 術施 行 部の 組織 計 測学 的所 見 として は、内皮細胞核数 は 急 性 期 で 有 意 に 減 少 し 、 中 膜 平 滑 筋 核 数 は 2 週 間 後 、 4 週 間 後 で 有意 に減 少 して いた 。 血管 形態 の 定量的 解析では、急性期 に は 有 意 差 を 認 め なか った が 、2 週 間後 では 施 行部 にお い て内 腔 面積がより有意に 小で、また中膜相対厚が有意に大であった・

4 週 間 後 で は , 中 膜相 対 厚は 施行 部 で有 意に 大 であ った が ,内 腔 面 積に は有 意 差が 認め ら れな かっ た .中膜 面積にはすべての 時期を通じて有意差は認められたかった.

以 上 の結 果よ り 、急 性期 に 内皮 細胞 の 脱落、 中膜亀裂などの損 傷 性 変 化 が 生 じ る が, 2 週間 日以 降 は内 皮細 胞 はほ ぼ再 生 し,

他 の 損傷 性変 化 も修 復さ れ るも のと 考 えられ た。血管狭窄の機

序 と して は、 急 性期 では 、 短時 間で の 血管径 変動が大きかった

(6)

ことから中膜平滑筋の反射性収縮が、また慢性期ではその組織 学的所見より平滑筋の線維化による瘢痕性の収縮が、推測され た。血管形態の解析から、 2 週間後には線維化による内腔狭窄 と相対的な中膜肥厚がもたらされるが,4 週間後には線維化も やや修復され、血行力学的圧カも加わって狭窄は改善したこと が推測された。また、血管形成術の効果の点では,低いバル‐ン 拡張率では拡張回数を増やしても有効ではなく,回数は少なく ても一定以上の拡張率が必要と考えられた。

バル―ン血管形成術により,イヌ脳底動脈に種々の損傷や病的 変化が発生することが明かとなった。特に急性期における血管 攣縮,内皮細胞脱落、慢性期における中膜の壊死と線維化,そ して壁在血栓形成は、脳虚血の発生にっながり得る所見として 重要な所見と考えられた。

口頭発表の審査会において、安田慶秀教授より対象とする血管

病態、およびバルーン特性と血管拡張との関係について、また

宮坂和男教授より血管狭窄が多く見られた理由について、質問

がなされた。また、北畠顕教授より血管形成術直後の狭窄が機

能的攣縮とする根拠、および冠動脈に韜ける増殖性変化と異な

る理由が質問され、劔物修教授からはイヌの個体差、年令差と

血管反応性の関係、拡張率が重要であるとする根拠、病的血管

における反応、再生した内皮細胞の形態と機能、などについて

の質問がなされた。更に寺沢教授より中膜断裂による慢性期で

の動脈瘤形成の可能性について、また大浦教授からは摘出血管

による血管拡張度検討の可能性について、質問がなされた。こ

れに対し、申請者は概ね妥当な回答を行なった。その後行なわ

れた安田、宮坂両副査教授との試問に茄いても概ね適切な回答

(7)

がなされた。

本研究は、バル‐ン血管形成術がイヌ脳底動脈に対して急性期

および慢性期において種々の病的変化を及ばすこと、また血管

拡張のために必要な要素を明らかにした点で有意義な研究と考

えられ、学位授与に値する。

参照

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