于玲 張美華 宋霞 李志雄 翟麗屏 于建春 邱毅

宮內(nèi)節(jié)育器(IUD)用于人類有100多年的歷史。我國自1959年開始大力推廣使用IUD避孕，推廣應(yīng)用的第一代惰性IUD主要是不銹鋼金屬單環(huán)。現(xiàn)已停止生產(chǎn)和使用。到1970年，研究發(fā)展了第二代釋放活性物質(zhì)(銅或藥物)的IUD以及第三代無支架型IUD[1-3]。雖然人們不斷對IUD進(jìn)行改進(jìn)與完善，但目前所使用的IUD，均未能很好地解決節(jié)育器的不良反應(yīng)，影響其廣泛和長期使用。為了達(dá)到安全、持久避孕的效果，同時(shí)也能避免上述不良反應(yīng)，迫切需要開發(fā)新的避孕材料和研制新型的IUD，以滿足節(jié)育器高效、持久、安全且并發(fā)癥少的要求[1-6]。目前，使用的IUD多為含裸銅結(jié)構(gòu)，由于裸銅在IUD放置初期存在銅離子的爆釋現(xiàn)象(過量釋放)，是導(dǎo)致置器后子宮異常出血、疼痛和月經(jīng)不調(diào)的最主要原因[3,5,7]。研究表明，使用IUD的不良反應(yīng)，除一部分與放置技術(shù)、適應(yīng)癥的選擇不當(dāng)有關(guān)，很大一部分與IUD材料、形狀與子宮腔不相適應(yīng)有關(guān)[7-10]。因此，為提高IUD的避孕效果、降低其副反應(yīng)，本文進(jìn)行靈長類獼猴新型鎳鈦記憶合金硅橡膠立式網(wǎng)狀宮內(nèi)節(jié)育器(stereoscopic intrauterine device，SIUD)的研制及獼猴避孕實(shí)驗(yàn)，在形狀和材料上改進(jìn)為立體三維結(jié)構(gòu)，使SIUD在子宮內(nèi)的相對空間加大，減輕SIUD的重量，減小對子宮的局部壓迫，并進(jìn)行抗生育實(shí)驗(yàn)，報(bào)道如下。

材料與方法

一、獼猴SIUD的研制

1. 材料選擇：SIUD的支架為鎳鈦合金絲，鎳鈦合金絲外面包繞一層硅橡膠(涂膜)，具有彈性，絲的橫截面直徑為0.10～0.13 mm。

2.設(shè)計(jì)SIUD的結(jié)構(gòu)：根據(jù)靈長類動(dòng)物—猴子子宮的大小及形狀來設(shè)計(jì)立體宮內(nèi)節(jié)育器的結(jié)構(gòu)，包括立體宮內(nèi)節(jié)育器的形狀及尺寸。根據(jù)設(shè)計(jì)的立體宮內(nèi)節(jié)育器的結(jié)構(gòu)加工相對應(yīng)的模具，編織立體宮內(nèi)節(jié)育器。立體宮內(nèi)節(jié)育器的定型為加熱溫度為430℃，加熱時(shí)間為9 min。

3.SIUD表面涂膠：編織的立體宮內(nèi)節(jié)育器先用酒精清洗、晾干，再在立體宮內(nèi)節(jié)育器的表面涂一層硅硼偶聯(lián)劑，最后采用多層涂覆的方式在立體宮內(nèi)節(jié)育器表面涂上硅膠，將涂有硅膠的立體宮內(nèi)節(jié)育器進(jìn)行硫化。

4.獼猴SIUD輸送器的研制：SIUD以2.5 mm內(nèi)徑的塑料管為導(dǎo)管，其軟硬度合適，易于SIUD輸送。

二、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

1.獼猴SIUD實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理審批、飼養(yǎng)及分組：2016年12月，在福建省計(jì)劃生育科學(xué)技術(shù)研究所福建省福州市靈長類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基地，選取成年已生育的雌性健康獼猴18只，其中實(shí)驗(yàn)組放置SIUD 9只，對照組不放置SIUD 9只，只進(jìn)行假手術(shù)。通過福建省計(jì)劃生育科學(xué)技術(shù)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審議。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號為SYXK(閩)2015-0007，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號為 SCXK(閩)2015-0002。

2.獼猴飼養(yǎng)：全部采用單籠(全不銹鋼)懸掛飼養(yǎng)，自由飲水，主食采用標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)，每天定時(shí)定量采食，1天投喂2次，每次100 g，副食100 g，1天1次飼喂。動(dòng)物室內(nèi)溫度在22℃～25℃，相對濕度在60%～70%，人工照明12 h/d，每天換氣10次，每次15 min。

3.分組及下腹部B超：選用18只性成熟期的雌性獼猴，分為兩組，每組9只，一組放置SIUD，在放置SIUD后3個(gè)月(3只)及6個(gè)月(6只)后，取出部分子宮組織，切片、染色，觀察病理學(xué)改變。一組作為對照，不放置SIUD。

氯胺酮全麻，麻醉成功后，腹部備皮，取仰臥位，繩帶固定獼猴四肢，B超觀察子宮內(nèi)SIUD情況及妊娠情況。

4.經(jīng)腹放置SIUD：常規(guī)消毒術(shù)野皮膚，鋪無菌洞巾。取下腹正中縱切口，長約3 cm，依次切開皮膚皮下組織，剪開腹肌前鞘，鈍性分離腹肌，提起腹膜，剪開，打開腹腔。探查子宮及雙側(cè)輸卵管發(fā)育良好及卵巢正常者入選。測量子宮大小，即長×寬×厚度(前后徑，mm)；卵巢大小，即長×寬×厚度(前后徑，mm)。以尖頭鑷子于子宮底正中垂直穿刺進(jìn)入子宮腔，擴(kuò)大穿刺口直徑約2 mm，以放置器沿打孔處進(jìn)入宮腔，有落空感即表明前端已達(dá)宮腔，下推針芯，將立體栓子推送至宮腔，于子宮外觸摸可及宮內(nèi)節(jié)育器，套管針及針芯一并推出子宮，宮底穿刺孔以5個(gè)“0”的尼龍線間斷縫合1針，查無活動(dòng)性出血，還納子宮回盆腔，關(guān)腹。對照組進(jìn)行假手術(shù)，不放置SIUD。實(shí)驗(yàn)組獼猴術(shù)后腹部傷口消毒，動(dòng)物送回觀察室，復(fù)蘇正常，生命體征平穩(wěn)。共計(jì)進(jìn)行9只獼猴(雌性)放置SIUD。

術(shù)后觀察分為3個(gè)月組和6個(gè)月組。另外有9只雌性獼猴作為對照組。交配實(shí)驗(yàn)選用成年雄性獼猴，于術(shù)后1周開始合籠(雌雄比例為1:1)。

5、SIUD取出：手術(shù)方法如前述，暴露子宮后切開子宮前臂，暴露SIUD，取部分子宮組織觀察病理改變。3個(gè)月組有2只取出SIUD，并進(jìn)行病理學(xué)觀察，另外1只不取出SIUD，繼續(xù)觀察抗生育效果。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

一、獼猴SIUD形狀及其推送裝置

獼猴SIUD外形是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈心形、倒梨形(宮腔型)(圖1)，小號SIUD上端橫徑長度0.4 cm，下端橫徑長度0.3 cm，高度0.6 cm，支架厚度0.2 cm；大號SIUD上端橫徑長度0.8 cm，下端橫徑長度0.6 cm，高度1.2 cm，支架厚度0.4 cm。SIUS輸送器外套管直徑2.5 mm，推桿為2.3 mm直徑的不銹鋼條。

二、獼猴子宮、卵巢及輸卵管測量

18只獼猴體重平均為(6.5±0.8) kg，年齡9～13歲，實(shí)驗(yàn)組9只平均體重(6.6±0.7)kg，年齡(10.8±0.8)歲；對照組體重(6.4±0.6)kg，年齡(10.9±0.7)歲，兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

兩組獼猴子宮長度、寬度及厚度、卵巢長度、寬度及厚度如表1所示。各組數(shù)據(jù)兩組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。輸卵管長度(4.2±0.6) cm (n=36根)。圖2為獼猴子宮、卵巢測量。

圖1 獼猴立體宮內(nèi)節(jié)育器設(shè)計(jì)圖及實(shí)物圖Figure 1 Designed sketch and objects of SIUD for Rhesus macaque

GroupsnUterusLengthWidthThicknessOvaryLengthWidthThicknessExperiment927.0 ± 2.721.0 ± 2.117.7 ± 1. 29.8 ± 0.87.2 ± 0.86.6 ± 1.1Control925.3 ± 1.819.8 ± 1.716.3 ± 1.29.0 ± 0.97.3 ± 0.56.6 ± 0.5Total1827.1 ± 2.120.8 ± 2.417.5 ± 2.19.5 ± 0.97.3 ± 0.77.1 ± 0.7

圖2 獼猴子宮、卵巢和輸卵管測量Figure 2 Measurement of the uterus, ovary and oviducts of rhesus macaque

三、放置SIUD六個(gè)月后抗生育效果及B超觀察

實(shí)驗(yàn)組9只獼猴，放置3個(gè)月后有1只SIUD脫落后妊娠，B超可見孕猴胚胎；其余8只未脫落，均無妊娠；脫落率和懷孕率分別為11.1%。B超可見子宮內(nèi)SIUD強(qiáng)回聲光團(tuán)(圖3)。對照組9只都妊娠，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。6個(gè)月組6只至實(shí)驗(yàn)6個(gè)月后均無SIUD脫落和妊娠，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

四、放置SIUD后子宮病理改變

放置SIUD 3個(gè)月，2只獼猴去除SIUD，病理結(jié)果顯示，子宮內(nèi)膜表面上皮完整，間質(zhì)淺層水腫，間質(zhì)細(xì)胞短梭形、致密，少量腺體彎曲，見分泌空泡，螺旋動(dòng)脈增生。圖4為對照組(正常)子宮內(nèi)膜和放置SIUD 3個(gè)月后子宮內(nèi)膜。

圖3 放置SIUD后獼猴子宮B超觀察Figure 3 Ultrasound observations of the uterus rhesus monkeys after insertion of SIUD

討 論

IUD的作用機(jī)制不是通過全身發(fā)揮作用，因此放置IUD后能迅速地產(chǎn)生避孕作用，取出后避孕作用隨即消失，且IUD不影響月經(jīng)周期及丘腦-垂體-卵巢軸的功能。概括起來，大概有以下幾種作用：(1)占位。IUD作為異物占據(jù)了宮腔內(nèi)部分空間，使胚胎植入子宮內(nèi)膜的機(jī)會(huì)減小。(2)機(jī)械作用。使宮腔內(nèi)環(huán)境改變。節(jié)育器放入宮腔后除了起到機(jī)械的障礙作用外，與節(jié)育器接觸的子宮內(nèi)膜會(huì)發(fā)生一種輕度慢性、非細(xì)菌性的炎癥反應(yīng)，促使白細(xì)胞增加(比不帶節(jié)育器的婦女增加3～11倍)，這樣就不利于受精卵著床。(3)吞噬細(xì)胞及炎性細(xì)胞作用。伴隨異物反應(yīng)，異物巨細(xì)胞和巨噬細(xì)胞大量產(chǎn)生，除了可吞掉進(jìn)入宮腔的精子及著床前的胚胎，還可對胚胎產(chǎn)生毒害作用。(4)前列腺素作用。宮內(nèi)節(jié)育器可刺激宮腔內(nèi)膜產(chǎn)生前列腺素，前列腺素使子宮、輸卵管收縮蠕動(dòng)異常，同時(shí)增強(qiáng)雌激素作用，使子宮內(nèi)膜在懷孕時(shí)的蛻膜反應(yīng)受到抑制，不利于受精卵著床。(5)活性物質(zhì)作用。帶銅節(jié)育器，通過節(jié)育器中銅離子的釋放，能增加子宮內(nèi)膜無菌性炎癥，干擾子宮內(nèi)膜的酶系統(tǒng)，如減低分泌期內(nèi)膜中一些酶的活性，而這些酶又是著床的必要條件，還可能改變宮頸粘液的生化組成而影響精子的活動(dòng)、獲能或存活。這些局部變化都增加了抗生育作用；帶孕激素IUD，通過孕激素的釋放，干擾子宮內(nèi)膜的正常周期性變化，使內(nèi)膜具有較高的孕激素水平，從而使腺體萎縮，間質(zhì)蛻膜化，這些變化均不利于著床；或可能影響精子的輸送或獲能；高劑量的18-甲基炔諾酮節(jié)育器尚可能抑制排卵；并改變宮頸粘液性質(zhì)，不利于精子穿透。因此，IUD的主要作用機(jī)制是局部的，是作為外來異物影響子宮內(nèi)環(huán)境，影響受精卵在子宮內(nèi)著床和胚胎的存活等，從而達(dá)到避孕的目的[1-6]。根據(jù)是否含銅及甾體類激素，IUD分為惰性IUD和活性IUD兩大類?；钚訧UD因可提高避孕效果、減少出血等，是目前推崇的節(jié)育器械種類。然而國內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn)，金屬銅長期使用對人體是有害的，可能影響子宮局部免疫功能，銅的氧化物長期在人體內(nèi)蓄積，有導(dǎo)致癌癥的可能。另一方面，含甾體類激素IUD因存在點(diǎn)滴狀陰道流血、適應(yīng)時(shí)間長、價(jià)格高等問題，使用前景也不樂觀。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，獼猴放置SIUD半年后，除1例脫落懷孕外，其他均無脫落，也未懷孕；病理顯示子宮內(nèi)膜表面上皮完整，間質(zhì)淺層水腫，少量腺體見分泌空泡，螺旋動(dòng)脈增生。IUD使子宮內(nèi)膜局部發(fā)生了非細(xì)菌性炎性改變，達(dá)到了干擾著床的目的。

新型SIUD是利用生物相容性好的記憶合金和硅橡膠高分子材料，在臨床上應(yīng)用廣泛(如食管支架、心血管支架等)，無毒性及形狀記憶是其最大優(yōu)點(diǎn)[10-14]，由于鎳鈦記憶合金硅橡膠立式網(wǎng)狀I(lǐng)UD占據(jù)子宮腔內(nèi)大部分空間，所以不用金屬銅，解決了含銅IUD銅氧化物的毒性作用問題。

本實(shí)驗(yàn)研制的獼猴用SIUD的優(yōu)點(diǎn)為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，支架為心形或倒梨形，放置在宮腔內(nèi)，與子宮腔的形態(tài)相適應(yīng)，SIUD質(zhì)量減輕，對子宮局部的壓迫也減小。邱毅等[15-16]及王磊光等[17]在大鼠、家兔等動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面的結(jié)果顯示，IUD不同長度對子宮中的肌電變化及避孕作用也有影響，小于子宮1/2尺寸的IUD有50%大鼠或家兔懷孕，肌電變化也小，而隨著IUD長度的增加，其避孕作用也增加，占據(jù)子宮全部位置的IUD可以達(dá)到100%的避孕效果，而子宮肌電改變也最大，這提示IUD在子宮腔內(nèi)的位置及占位大小對避孕效果影響的重要性。

成年獼猴的子宮形狀和人類相似，為倒梨形，18只獼猴子宮長度、寬度及厚度分別平均為(27.1±2.7)mm 、(20.8±2.1)mm及(17.5±1.2)mm，大約為人類成年女性的三分之一。卵巢長度、寬度及厚度分別平均為 (9.5 ± 0.9) mm、(7.3 ± 0.7) mm 及(7.1± 0.7) mm，輸卵管長度平均為(4.2±0.6)cm。獼猴為SIUD的研制提供了較好的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?shí)驗(yàn)組放置SIUD后3個(gè)月，有1只SIUD脫落并懷孕，脫落率和懷孕率分別為11.1%；3個(gè)月組2只未妊娠著取出SIUD，剖開子宮見SIUD在子宮腔中間，無粘連，表面光滑，未見子宮內(nèi)膜組織附著；其余6只(6個(gè)月組)SIUD未脫落也未妊娠。對照組9只均懷孕，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3個(gè)月組1只SIUD脫落可能是由于放置位置接近子宮頸，子宮較大，SIUD較小所造成。6個(gè)月組6只至實(shí)驗(yàn)觀察6個(gè)月時(shí)SIUD均無脫落和妊娠，避孕效果良好。

獼猴是IUD靈長類實(shí)驗(yàn)的最佳動(dòng)物模型，本文對新型SIUD進(jìn)行獼猴動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，測量獼猴子宮、卵巢及輸卵管大小及長度，為研制人類用SIUD提供了切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和資料。

圖4 放置SIUD 3個(gè)月子宮內(nèi)膜觀察( HE染色，×100)
Figure 4 Observation of Endometrium of rhesus monkey after insertion of SIUD for 3 months