CN113332229A - 用于清除碎石取石术后残留结石碎块的凝胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于提高泌尿系统结石碎石取石手术效率、协助清除肾脏收集系统内结石碎块的凝胶组合物，包括A组分和B组分；A组分含有纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子；B组分含有凝血酶；此外，A组分和/或B组分中添加有Ca2+、血纤维蛋白溶酶原和染色剂。本发明凝胶组合物在尿液和生理盐水环境中可快速形成具有具有颜色辨识度的、一定韧性、可塑性、含有血纤维蛋白溶酶原的纤维蛋白凝胶，可粘附、包裹处于尿液和生理盐水环境中的结石碎块，并通过使用负压吸引和/或取石网篮取出体外。本发明凝胶组合物尤适于高效清除经碎石取石术后残留的、目前尚无有效方法取出的细小结石碎块，具有良好的生物安全性，实现85%以上的结石清除率，对收集系统和手术器械无任何损伤；此外，纤维蛋白凝胶在尿液中可自然溶解，无导致泌尿系统梗阻的风险。

Description

用于清除碎石取石术后残留结石碎块的凝胶组合物
技术领域
本发明涉及一种用于提高泌尿系统结石碎石取石手术效率、协助清 除肾脏收集系统内结石碎块的凝胶组合物。
背景技术
泌尿系结石为泌尿系统良性疾病，但它可能导致尿路梗阻、感染、 疼痛，同时伴随诱发尿路上皮恶变的风险，是威胁人类健康的重要疾 病。
体外冲击波碎石术(ExtracorporealShockwaveLithotripsy，ESWL)、 输尿管镜碎石术(UreteroscopicLithotripsy)和经皮肾镜碎石术 (percutaneousnephrolithotomy，PCNL)是目前治疗泌尿系结石的三大治 疗手段。软性输尿管镜(FlexibleUreteroscope)诞生于1964年，Marshall 教授首先尝试使用软性输尿管镜，经尿道、膀胱逆行至肾脏收集系统进 行泌尿系结石手术，称为逆行性肾内手术(RetrogradeIntrarenalSurgery， RIRS)；随后从1995年钬激光开始与软镜结合用于上尿路结石、梗阻和 肿瘤的治疗，真正开始了输尿管软镜应用的新局面，输尿管软镜被广泛 地运用上尿路腔内疾病的诊断与治疗。与传统的硬性输尿管镜相比，软 镜可被动弯曲的镜体和可被动弯曲、主动弯曲270°的头端，使其基本 上可到达整个集合系统，可操作的空间范围更广。而与PCNL相比，软 镜经自然腔道，对肾实质无人为创伤，出血风险显著降低，可探查的范 围更广，被认为是治疗大多数小于2cm肾输尿管结石的首选治疗方式。
随着可与RIRS配伍的碎石能量平台的发展、手术操作水平和对 RIRS关键技术认识的提高，RIRS的手术适应症在不断拓展。有学者报 道，对于2.0cm以上、乃至鹿角形结石、复杂性结石(包括孤立肾结石、 马蹄肾、脊柱畸形患者)和小儿尿路结石等，也可安全有效的采用RIRS 处理。近10年来，RIRS在我国得到广泛应用，已成为治疗泌尿系结石 的重要术式。
目前RIRS碎石取石术的标准操作包括：使用取石网篮等手段将目 标结石抓放、移动至便于碎石的单个肾盏(多为中、上盏，盏颈口较 小，盏内空间较大、足以充分容纳目标结石)后，进行激光碎石(碎块 化和粉末化)操作，随后反复使用套石网篮将较大的碎石屑套出，此过 程中检查碎石堆中有无较大的结石，必要时补充碎石；对体积较小而不 能套出的结石需行爆米花样碎石(pop-dusting，指的是将激光光纤头端至 于碎石聚集的肾盏中较为安全的中央区域，进行激光的持续激发，此时 肾盏中的碎石将在水流和激光所产生动能的作用下，随机贴近光纤头端 而受到激光的碎石作用，不断发生碎片化和粉尘化)；爆米花样碎石所 产生的细小结石碎片和粉尘(通常定义为<2-3mm的结石碎片)，需依靠 患者自身通过增加饮水、药物、特殊体位等手段自行排出。因手术器械 和手术技术的限制，RIRS术后残留结石的概率不容忽视。研究表明， RIRS术后<3mm结石残留率为10-15％，<2mm结石残留率为16.1％，而 <1mm结石残留率则高达86％。
随着人们健康意识的不断提高，超过RIRS所适用结石负荷的高结 石负荷患者越来越少。同时得益于RIRS设备的普及化和技术的提高， RIRS在泌尿系结石中的占比呈逐年增长趋势。但如前所述，因技术和器 械受限，RIRS术后往往难以避免结石残留，甚至常有较多细小结石碎片 和粉末残留、需患者术后自行排石。然而很不幸的是，尽管大部分RIRS 术后患者的残留结石可自行排出，残留结石自行排出的时间较长，且仍 有约20-30％的患者无法排出结石并发生结石负荷的加重。近期一项研究 对148名术后残留结石患者的患者进行了长达2年的随访，残留结石 <1mm的平均自行排石时间为9个月，其中18.1％的患者出现结石负荷的 增加；残留结石在1-3mm者平均自行排石时间为13.9个月，其中28.6％ 的患者出现结石负荷的增加。另有一项随访约54个月142例软镜碎石术 后残留结石的研究显示，残留结石在1-3mm的自行排石率仅为30.23％。 这些调查表明，残留结石自行排出的时间较长，且仍有较多数患者无法 排出结石并发生结石负荷的加重。因此，避免RIRS术后残留结石具有 重要意义，而目前尚无效果确切、能够高效取出RIRS术后细小结石碎 片的方法或制剂。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于现有技术的问题，本发明提供一种用于清除碎石取石术后残 留结石碎块的凝胶组合物，有助于显著改善结石患者RIRS术后的转 归，具有重要的科学意义和推广价值。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种用于清除碎石取石术后残留结石碎块的凝胶组合物，其包括A 组分和B组分；
A组分包含：纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子；
B组分包含：凝血酶；
其中，A组分和/或B组分中添加有Ca2+。
优选地，A组分和/或B组分中添加有血纤维蛋白溶酶原。
根据本发明的较佳实施例，在A组分和/或B组分中添加有无细胞毒 性的染色剂。染色剂主要是为了便于可视化和观察。
所述染色剂、Ca2+、血纤维蛋白溶酶原既可单独加到A组分中，也 可单独加到B组分中，还可在A、B组分中均加入一部分。A组分为凝 胶主剂，B组分为凝胶催化剂，A和B混合后可形成具有包裹、粘附能 力的凝胶。
根据本发明的较佳实施例，所述染色剂为亚甲蓝、叶绿素或吲哚青 绿。
根据本发明的较佳实施例，所述纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子来 源于人或动物血液或血液制品。具体地，组分A中的纤维蛋白原和纤维 蛋白稳定因子还可来源于人血、猪血、牛血或羊血。
根据本发明的较佳实施例，A组分中，还包含生理盐水；纤维蛋白 原和纤维蛋白稳定因子被稀释在生理盐水中。
根据本发明的较佳实施例，A组分是由纤维蛋白原和纤维蛋白稳定 因子、亚甲蓝和生理盐水所组成；其中，亚甲蓝的浓度为20.0μ g/ml-60.0μg/ml。
根据本发明的较佳实施例，所述凝血酶和血纤维蛋白溶酶原来源于 人或动物血液或血液制品。
具体地，B组分中的凝血酶可以是人凝血酶、猪凝血酶、牛凝血酶 或羊凝血酶等其中一种，只要能与A组分中的纤维蛋白原和纤维蛋白稳 定因子的来源对应即满足使用要求。在来源对应的情况下，凝血酶可促 使纤维蛋白原转变成凝胶。
根据本发明的较佳实施例，B组分中，还包含生理盐水；凝血酶被 稀释在生理盐水中。
根据本发明的较佳实施例，B组分是由凝血酶、Ca2+、血纤维蛋白 溶酶原和生理盐水所组成；其中，血纤维蛋白溶酶原的浓度 0.1mg/ml-1mg/ml。
其中，血纤维蛋白溶酶原可来自于人血、猪血、牛血或羊血中的任 一种，但要与A组分中的纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子的来源对应。
本发明的技术效果为：
本发明的凝胶组合物，用于高效取出肾脏、输尿管或膀胱内的细小 结石碎片。在使用前A、B两组分为单独配制或分装，在使用时通过具 有喷射功能的装置，将二者同时注入肾脏、输尿管或膀胱中的结石所在 区域(可混匀后立即注入或注入后自然混匀)，形成包裹、粘附结石的 凝胶后，采用负压吸引和/或取石网篮等方式将粘附包裹结石的凝胶(经软镜镜鞘)取出。
本发明的凝胶材料具有以下特点：
(1)本发明凝胶组合物A、B两组分在生理盐水环境中可快速形成 具有一定韧性、可塑性、含有血纤维蛋白溶酶原的纤维蛋白凝胶，所形 成的凝胶可粘附、包裹处于生理盐水环境中的细小结石碎块，粘附、包 裹结石的凝胶具有足够的柔软度、可塑性和韧度等，可通过使用负压吸 引和/或取石网篮取出体外。本发明凝胶组合物尤适于高效清除经碎石取石术后残留的结石碎块，具有良好的生物安全性，实现85％以上的结石 清除率，对收集系统和手术器械无任何损伤。本发明可用于泌尿系统结 石的结石手术后的细小结石碎片的清除。
(2)本发明的凝胶组合物加入了对人体细胞无毒性的染色剂，该染 色剂有助于凝胶组合物可在直视下注入至指定区域，具有很好的可视性 便于取石操作。凝胶的颜色深浅与亚甲蓝等染色剂的浓度有关，使用者 可根据实际需求通过调节染色剂的浓度调节凝胶色泽的深浅。
(3)本发明的凝胶组合物，其所形成的纤维蛋白凝胶，其柔软度、 可塑性和柔韧度与A组分(主体胶)中纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子 的浓度、及B组分(催化剂)中凝血酶及Ca2+的浓度相关，因而可在实 际使用时根据需求或具体取出残留结石碎块的器械进行调节。
(4)本发明还在A组分或B组分中加入了血纤维蛋白溶酶原，使A、 B组分所形成的纤维蛋白凝胶可在尿激酶-生理盐水溶液或正常人尿液中 可自然溶解，减少或消除凝胶导致泌尿系统梗阻的风险。
本发明可配合多种泌尿系统腔内镜、协助取出位于肾脏集合系统、输 尿管和膀胱内的细小结石碎块，显著提高泌尿系结石手术的结石清除 率，降低患者术后结石复发的风险，具有重要的临床推广价值。
附图说明
图1的A-B为本发明凝胶组合物在生理盐水中形成凝胶的照片；图 1C-E为凝胶双组分稀释25-35倍时，形成的半透明凝胶能够粘附包裹结 石碎块，并可经12Fr的输尿管导引鞘负压容易地吸出到体外的实验照 片。
图2的(A)图为输尿管软镜及管道连接示意图；(B)为将A组分 和B组分(蓝色)同时经软镜通道，对准结石所在肾盏快速注入，随后 注入1ml生理盐水的操作图。(C)为等待3-5s后凝胶包裹结石的情况。
图3为将自然风干、研磨的人结石标本用1mm(A)、2mm(B)和 3mm(C)金属网筛筛选出≤1mm(D)、≤2mm(E)和≤3mm(F)结 石组分。
图4为将稀释和未稀释的凝胶双组分在生理盐水中形成的凝胶在正常 人尿液和生理盐水中自然溶解的照片。
图5为构建离体猪肾人结石模型的方法过程照片。
图6为在离体猪肾人结石模型行输尿管软镜取石术后，取出的包裹结 石的凝胶；其中，图6(A)：经软镜工作通道负压吸引，将凝胶经输尿 管导引鞘牵引出体外；图6(B)：经输尿管导引鞘直接负压吸出包裹结 石的凝胶；图6(C)：网篮抓取包裹结石的凝胶。
图7为某右侧输尿管结石患者的腹部平片(A)；使用本发明的凝胶 组合物对患者行经尿道输尿管软镜结石碎石术之后的下腹部CT(B)， 未见明显结石残留。
图8为对该患者行经尿道输尿管软镜结石碎石术的过程图片；图8a 为常规手法留置12/14Fr输尿管导引鞘，输尿管软镜探查肾内情况、定位 结石，行激光结石爆米花粉末化的图片；图8b为确认已将结石粉末化至 小于2mm碎块的图片；图8c为将稀释的组分A和稀释的组分B同时快 速注入指定区域的图片；图8d为观察凝胶位置的图片；图8e为用
Figure RE-GDA0003181865450000061
取石网篮取出胶体的过程图片；图8f为术中取出粘附大量结石 碎块的凝胶组合物图片。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实 施方式，对本发明作详细描述。
本发明的基本技术方案为：一种用于清除碎石取石术后残留结石碎 块的凝胶组合物，其包括分别配制或分装的A组分和B组分；
其中，A组分至少包含纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子，B组分至少包 含凝血酶。此外，在A组分或B组分至少其中之一还添加有Ca2+和血纤 维蛋白溶酶原。其中，A组分中的各成分和B组分中的各成分，均需要 使用生理盐水稀释到一定程度进行使用。
为了实现可视化，在A组分或B组分中还添加亚甲蓝等无细胞毒性 的染色剂。当然，亚甲蓝还可以用叶绿素或吲哚青绿替换。染色剂的浓 度决定了凝胶的色泽，因此可通过调节染色剂的浓度以满足可视化需 求。颜色过深，难以观察到结石碎块被凝胶包裹的情况，而颜色过浅， 则难以采用被直观地观察到。优选地，当亚甲蓝加到B组分时，在生理 盐水中的浓度为20.0μg/ml-60.0μg/ml。
在使用时，采用具有喷射功能的装置，将A、B二者同时注入肾 脏、输尿管或膀胱中的结石所在区域，A、B量组分相混合后会快速形 成具有一定柔软度、可塑性和韧度的纤维蛋白凝胶，这些纤维蛋白凝胶 包裹、粘附结石碎块后，再采用负压吸引和/或取石网篮等方式将其取出 体外，达到清除结合碎块的目的。
本发明的A组分中所包含的纤维蛋白原、纤维蛋白稳定因子和B组 分中所包含的凝血酶和Ca2+混合后可在生理盐水和尿液环境中快速形成 具有一定韧性和可塑性、能够粘附和包裹结石的纤维蛋白凝胶。A组分 中所包含的亚甲蓝作为一种已广泛临床应用的显色剂，可有效的在生理 盐水和尿液中凸显纤维蛋白凝胶的位置(以便于观察和操作)，且不影响对其粘附、包裹的结石的显示。B组分中的血纤维蛋白溶酶原可被催 化剂中的凝血酶激活为能够溶解纤维蛋白凝胶的血纤维蛋白溶酶，但不 影响纤维蛋白凝胶的快速形成；B组分中的血纤维蛋白溶酶原也可被尿 液中的尿激酶激活，形成具有水解纤维蛋白凝胶活性的血纤维蛋白溶 酶，有助于加速意外残留的纤维蛋白凝胶在体内的溶解与排出。
其中，凝胶的柔软度、可塑性和韧度主要A组分中“纤维蛋白原和 纤维蛋白稳定因子的浓度”以及与B组分中“凝血酶和Ca2+的浓度”直 接相关，因此在使用时可根据实际需要或具体取出残留结石碎块的器械 进行调节。
优选地，纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子来源于人或动物血液或血 液制品。具体地，纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子还可来源于人血、猪 血、牛血或羊血。
优选地，凝血酶和血纤维蛋白溶酶原来源于人或动物血液或血液制 品。具体地，B组分中的凝血酶可以是人凝血酶、猪凝血酶、牛凝血酶 或羊凝血酶等其中一种，只要能与A组分中的纤维蛋白原和纤维蛋白稳 定因子的来源对应即满足使用要求。在来源对应的情况下，凝血酶可促 使纤维蛋白原转变成凝胶。
具体地，血纤维蛋白溶酶原可来自于人血、猪血、牛血或羊血中的 任一种，但要与A组分中的纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子的来源对 应。
对本发明凝胶组合物中各成分的功能及方案原理说明如下：
A组分(主体胶)中所包含的纤维蛋白原：纤维蛋白原是纤维蛋白 的前体，主要由人和动物体内肝细胞合成，是血浆中含量最高的凝血因 子。纤维蛋白原分子量约为340kDa，是由α、β、γ三对多肽链组成的三 联球形蛋白质。纤维蛋白原在凝血酶、纤维蛋白稳定因子和Ca2+等凝血 因子的作用下形成纤维蛋白单体，并相互共价结合形成纤维蛋白多聚 体，其α链交错重叠共价交联形成稳定的纤维蛋白网，形成凝胶状，在 其他组分浓度确定的情形下，凝胶的韧性和可塑性取决于纤维蛋白原的 浓度。
凝胶若柔软度低、可塑性差，难以变形，无法采用负压吸引出来； 而韧度低，则容易在被负压吸引过程破裂，不能有效“包裹和抓取结石 碎块”。
A组分(主体胶)中所包含的纤维蛋白稳定因子：纤维蛋白稳定因 子又称为凝血因子ⅩⅢ(FⅩⅢ)，是一种在人和动物的骨髓和肝脏中合 成的糖蛋白。纤维蛋白稳定因子分子量约为340kDa，是由2条催化A亚 单位(FⅩⅢ-A)和2条载体B亚单位(FⅩⅢB)组成的四聚体糖蛋白。 纤维蛋白稳定因子参与凝血酶形成，且可使纤维蛋白的α链与γ链发生 交联，有助于纤维蛋白网的快速形成(产生凝胶)和对纤溶作用的抵抗， 获得较强的凝胶韧度。
亚甲蓝：亚甲蓝是一种芳香杂环化合物，化学名称为3,7-双(二甲氨 基)吩噻嗪-5-翁氯化物，化学式为C16H18N3ClS，CAS登录号为61-73-4， 在水中易溶。亚甲蓝作为化学指示剂、染料、生物染色剂和临床药物被 广泛使用，在临床上还被试用于治疗尿路结石、闭塞性脉管炎和神经性 皮炎等。亚甲蓝的水溶液在生理盐水中呈蓝色，遇氨水等还原剂可被还原成无色状态。
B组分(催化剂)中的凝血酶：凝血酶凝血酶原(凝血因子II)激活 后形成的蛋白水解酶，分子量约37kDa，由分子量分别为31kDa和6kDa 的两条肽链通过二硫键组成。凝血酶催化纤维蛋白原形成纤维蛋白单 体，还可激活纤维蛋白稳定因子(ⅩⅢ)变为ⅩⅢa，使纤维蛋白单体相 互连接形成不溶于水的纤维蛋白多聚体，并彼此交织成网，得到具有一 定柔韧度和可塑性的凝胶。此外，凝血酶还具有激活血纤维蛋白溶酶原 的作用。
B组分(催化剂)中钙离子(Ca2+)：Ca2+是体内多种凝血途径中不 可缺少的阳离子。在内源性凝血途径中，Ca2+可协助激活XI因子，和Ⅷ 因子、活化的Ⅸ因子一起激活Ⅹ因子；在外源性凝血途径中，Ca2+和Ⅲ 因子、Ⅶ因子一起激活Ⅹ因子；在共同途径中，Ca2+可以和Ⅴ因子、活 化的Ⅹ因子一起，将纤维蛋白原转变为纤维蛋白单体。另外，Ca2+还可 以协助激活纤维蛋白稳定因子，并且继续协助纤维蛋白稳定因子将可溶 性纤维蛋白单体转变为稳定的纤维蛋白多聚体，因而Ca2+主要用于促进 凝胶的快速形成。
B组分(催化剂)中血纤维蛋白溶酶原：血纤维蛋白溶酶原/纤溶酶 原(plasminogen，或profibrinolysin)，亦称为血浆胰蛋白酶原 (plasmatrypsinogen)，是血纤维蛋白溶酶的无活性前体。血纤维蛋白溶 酶原通过组织的激活剂、尿激活剂(尿激酶)等的激活作用，直接成为 血纤维蛋白溶酶。血纤维蛋白溶酶是一种能够溶解纤维蛋白凝块(胶) 的蛋白水解酶。加入血纤维蛋白溶酶原，有助于取结石碎块后残留的凝 胶遇到尿液后自然溶解，降低或消除泌尿系统梗阻的风险。
为了进一步验证本发明的技术效果，以下结合实施例说明。
实施例1
如图1A-B所示：在西林瓶中装入生理盐水和一定量自然风干、研 磨的人结石标本。然后，将一定量的A组分(纤维蛋白原、纤维蛋白稳定 因子)和一定量的B组分(含凝血酶、Ca2+和血纤维蛋白溶酶原)混匀， 并经专用注胶管向西林瓶的生理盐水环境中，可在数秒内形成质地较为 坚韧的、乳白色的纤维蛋白凝胶(图1A、B)。
在该西林瓶中，纤维蛋白原(2.2mg/ml)、纤维蛋白稳定因子 (1.6mg/ml)、凝血酶(20IU/ml)、Ca2+(5mM)、血纤维蛋白溶酶原 (1mg/ml)。
实施例2
本实施例主要研究稀释倍数对凝胶可塑性和韧性的影响。实验过程 如下：
(1)配制A组分(主体胶)和B组分(催化剂)未稀释的原液。
A组分：纤维蛋白原的浓度为2.2mg/ml；纤维蛋白稳定因子的浓度 为1.6mg/ml。B组分：凝血酶浓度为20IU/ml，Ca2+浓度为5mM，血纤维 蛋白溶酶原浓度为1mg/ml。
A组分中纤维蛋白原+纤维蛋白稳定因子的总浓度为1.8-3.8mg/ml， B组分中凝血酶浓度为15.0-21.7IU/ml。
(2)用生理盐水、采用大范围的等比稀释方式对A组分和B组分进 行稀释。稀释倍数为：1.414、2、2.828、4、5.656、8、11.312、16、 22.624、32、45.248、64、90.496、128、181.047和256。
(3)在30ml的西林瓶中注入10mL生理盐水和一定量的自然风干、 研磨的人结石标本。
(4)将稀释后的A组分和B组分同时注入到西林瓶中以形成凝胶， 并采用内径12Fr的输尿管导引鞘对凝胶进行负压吸附实验。
实验结果显示：未稀释的AB双组分形成的纤维蛋白凝胶质地较为 坚韧，可粘附、包裹结石，但难以经内径12Fr的输尿管导引鞘取出体 外。而稀释32倍时形成的纤维蛋白凝胶兼顾良好的韧性和可塑性，可粘 附、包裹结石，并可经内径12Fr的输尿管导引鞘取出体外。稀释64倍或 更高倍数时形成的纤维蛋白凝胶无法有效的粘附和包裹结石。
(5)采用小范围等差稀释的方式，将A组分和B组分用生理盐水分 别稀释20、25、30、35、40、45倍，将稀释后的A组分和B组分同时注 入到西林瓶中以形成凝胶，并采用内径12Fr的输尿管导引鞘(ureter access sheath,UAS)对凝胶进行负压吸附实验。
实验结果如图1C-E所示：稀释25-35倍时，可在3-5s内形成半透明 凝胶(C)；形成的凝胶能够粘附包裹结石碎块，并同时具有理想的可塑 性和韧性，可经12Fr的输尿管导引鞘(导引鞘头端无需接触结石，距离 沉积在瓶底的结石约0.5cm)负压容易地吸出到体外(D)，也可以采用 取石网篮抓取到体外。结石与凝胶取尽后，仍可见厚约0.5cm的生理盐 水残留于瓶底(E)。
实施例3
本实施例主要研究注入方式对凝胶取石性能的影响。注入方式如 下：
方式一：使用的AB双组分为实施例2中稀释32倍的双组分，以先 后顺序注入的方式注入指定液态环境中。
方式二：使用的AB双组分为实施例2中稀释32倍的双组分，混匀 后在3s内注入指定液态环境中。
方式三：用3个输液三通，经软镜工作通道同时向指定区域注入实 施例2中稀释32倍的AB双组分(此时B组分添加了亚甲蓝)，随后追 加少量生理盐水。
实验结果表明：
若采用先后注入的方式注入液态环境中，则可能导致先注射的组分 在液态环境中被快速稀释，而无法形成具备预期物理性质的凝胶。
虽然A、B组分混匀后需3-5秒左右才能形成凝胶。但是若在A、B 组分混匀后3s内注入到指定区域，在实际应用中容易出现堵塞注射管腔 的问题。成人输尿管全长约25-35cm，男性尿道长约20-22cm，女性尿道 长约4-6cm。RIRS手术通畅需将UAS从尿道外口放至肾盂输尿管连接 处，以便对肾内的结石进行相对安全的碎石取石操作；由于男女解剖差 异和男性尿道外口至尿道内口距离的可变性，所使用的UAS长度一般为 46cm(男)和36cm(女)，内径一般为12Fr(直径约3.82mm)，因此 UAS管腔内的容积大约为5.27ml(男)和4.12ml(女)。输尿管软镜需 经UAS探入肾内，目前所使用的输尿管软镜长度一般为60cm，其外直径一般约为8-9Fr(直径约2.55-2.87mm)，工作通道的内径一般为3.5-4Fr (直径约1.11-1.27mm)，因此软镜工作通道的容积大约是0.58-0.76ml。 正常成人肾盂的容积约为3-10ml(平均7.5ml)，肾盏的容积更小。若将 AB组分混匀后经UAS管腔注入到肾盂内，则将有相对较多的凝胶残留 在管腔内(男：5.27ml，女：4.12ml)，需补充注射更多的生理盐水以将 残留凝胶冲出管腔内来避免堵管，而UAS管腔过大，也存在生理盐水无 法充分冲出的可能。因此，经UAS管腔注入凝胶的方法并不可取。若在 软镜工作通道中置入一根内径2Fr、外径3Fr的微导管来实现凝胶双组分 的肾内注射，虽然避免了凝胶堵塞软镜工作通道的可能，但增加了手术 成本，也因需反复进出导管而增加了手术时间。
如图2所示，使用3个输液三通，一对一连接一个注射器(最外端 的注射器装生理盐水、中间注射器装A组分、下方注射器装蓝色的B组 分)，输液三通串接起来，末端连接到软镜工作通道。借此，直接经软 镜工作通道同时注入纤维蛋白凝胶的A、B组分，随后追加少量生理盐 水(超过软镜工作通道的容积：0.58-0.76ml)，即可将纤维蛋白凝胶的 AB双组分注入指定区域，并在生理盐水的液态环境中形成凝胶，同时 并不会堵塞软镜工作通道；即便不追加生理盐水冲管，也可很方便的使 用导丝或取石网篮疏通。
其中，图2的(A)图为输尿管软镜及管道连接示意图。(B)图为 将A组分和B组分(蓝色)同时经软镜通道，对准结石所在肾盏快速注 入，随后注入1ml生理盐水，等待3-5s，观察凝胶包裹结石的情况(C)。
实施例4
本实施例主要研究本发明的凝胶组合物配合12Fr的UAS能够取出的 结石碎块的大小范围。实验方法如下：
(1)将本单位收集的临床收集的泌尿系结石标本(一水草酸钙和二 水草酸钙为主要成分)进行研磨和自然风干处理，随后采用孔径分别为 1mm、2mm和3mm的金属网筛，分别筛选出≤1mm、≤2mm和≤3mm 的结石组分(图3)。
(2)使用实施例2中稀释32倍的凝胶双组分进行取石试验。
结果显示，被稀释的纤维蛋白凝胶所包裹的≤1mm和≤2mm的结石 组分均可经12Fr的UAS负压吸出或网篮取出；≤3mm的结石组分虽可 经网篮取出，但在负压吸出时常发生堵管(表1)。
表1.纤维蛋白凝胶取石(12Fr输尿管导引鞘)
Figure BDA0003074011720000131
实施例5
本实施例主要研究本发明的凝胶组合物形成的纤维蛋白凝胶可在尿 液和生理盐水环境中自然溶解的特性。方法如下：将实施例2中未稀释 的AB双组分(此时B组分添加亚甲蓝)所形成的质地坚韧的高密度纤 维蛋白凝胶，和32倍稀释的AB双组分(此时B组分添加亚甲蓝)所形 成的纤维蛋白凝胶分别浸泡在正常人尿液(37℃)中。
结果如图4所示，图4(A)为稀释32倍形成的纤维蛋白凝胶，图4 (B)为未稀释形成的纤维蛋白凝胶，放入生理盐水(最左)和5份正常 人尿液中(右)置于37℃水浴箱中静置24小时后，所有纤维蛋白凝胶均 溶解(C、D)。由此说明，纤维蛋白凝胶均可尿液中自然溶解。
实施例6
本实施例是将本发明的凝胶组合物应用到离体猪肾中，用于取出预 先植入的人结石，并计算结石清除率。实验方法如下：
(1)准备两种不同大小的结石碎块(≤1mm和≤2mm)构建离体猪 肾人结石模型。
在实际碎石手术过程中主要产生的结石碎片通常包含一定大小范围 的结石碎片及粉尘，因此构建离体猪肾人结石模型时使用两种不同规格 的结石碎块。
离体猪肾人结石模型的构建方法为：
取新鲜家猪猪肾，在肾盂作一长1cm切口，经切口放入筛好的结石 碎块及粉末(图5A)，2-0丝线连续锁边缝合关闭肾盂切口(图5B)。 将肾脏及肾盂用2-0丝线间断缝合固定于10mm厚硅胶软垫(图5C)。 将准备好的固定于硅胶垫的猪肾置于装有37℃生理盐水的塑料箱中，塑 料箱由两个高度可调的升降台支撑，使肾脏、肾盂及输尿管符合正常生 理解剖位置，塑料箱的侧面密封固定UAS(图5D)。
(2)设置实验组和对照组的取石模式
实验组的取石模式：采用实施例2中32倍稀释的AB双组分(此时 B组分添加亚甲蓝)，使用实施例3中图2所示的注射方法(使用3个输 液三通，经软镜工作通道同时注入纤维蛋白凝胶的A、B组分，随后追 加少量生理盐水)注入到离体猪肾中，并联合使用负压吸引和取石网篮 (如图6所示)。
对照组的取石模式：采用传统的负压吸引和取石网篮。
为了避免技术差异对实验结果的影响，输尿管软镜操作由具有丰富 输尿管软镜操作经验的单一术者实施(>1000例RIRS手术经验)。单个 肾脏手术操作时间上限设定为30分钟。
对照组和实验组中每次结石的植入量是固定的。手术结束后，剖开 收集系统、收集残留结石，对结石清除率进行间接计算：
结石清除率＝(1-残留结石质量/植入结石质量)*100％。
实验结果如表2所示：
①、对于≤1mm结石者，对照组与实验组的操作时间分别为30:00 (分，秒)、30:00、28:40和18:35、13:20、10:15，结石清除率分别为： 对照组：34.2％、45.6％、65.3％；实验组：89.2％、91.3％、92.1％。由 此可见，实验组结石清除率显著高于对照组，p＝0.0096。
②，对于≤2mm结石者，对照组与实验组的操作时间分别为30:00、 30:00、30:00和13:42、16:23、8:28，结石清除率分别为：对照组： 15.2％、29.6％、16.3％；实验组：92.9％、85.4％、95.0％。由此可见， 实验组结石清除率显著高于对照组，p＝0.0002。
表2：离体猪肾纤维蛋白凝胶取石
Figure BDA0003074011720000151
注：
a：单个肾脏植入风干结石的总质量均为100mg；
b：结石清除率的计算公式为：结石清除率＝(1-残留结石质量/植入结石质量)*100％
实施例7
本实施例是将与本发明的凝胶组合物成分原理一致、已广泛应用于 外科创面止血的纤维蛋白胶：猪源纤维蛋白粘合剂(Porcine fibrin sealant，Bioseal Biotech，Guangzhou，China)，通过生理盐水稀释、添 加亚甲蓝(亚甲蓝注射液，111598，10mg/ml，Jumpcan，Jiangsu， China)后，应用于肾输尿管结石患者实施输尿管软镜碎石取石术。
患者一般资料：女，53岁，住院号D01280643，因右肾积水于 2021-03-08入南昌大学第一附属医院泌尿外科，腹部平片 (DX202103081630)示：右侧输尿管结石，大小约0.8*1.8cm(图7a)， 患者于2021-03-09行经尿道输尿管软镜输尿管结石碎石术(右)。
手术材料：猪源纤维蛋白粘合剂(Porcine fibrin sealant，Bioseal Biotech，Guangzhou，China)、亚甲蓝(111598，10mg/ml，Jumpcan， Jiangsu，China)、导丝(HWS-035150，
Figure BDA0003074011720000161
MEDICAL LLC， Indiana，USA)、12/14Fr输尿管导引鞘(女：FUS-120035，
Figure BDA0003074011720000162
MEDICAL LLC，Indiana，USA)、输尿管软镜(USCOPE，PUSEN Medical，Guangdong，China)、取石网篮(NTSE-022115-UDH，
Figure BDA0003074011720000163
MEDICAL LLC，Indiana，USA)、输尿管支架管(
Figure BDA0003074011720000164
Firm，UFI-626-R，
Figure BDA0003074011720000165
MEDICAL LLC，Indiana，USA)、输液三通 (BDConnecta，394605，BD Medical，Helsingborg，Sweden)、钬激光 光纤(SlimLine SIS 200Laser Fiber，Lumenis，)、钬激光主机(versapulse powersuite 100W Holmium LaserSystem，Lumenis，Yokneam，Israel)， 高压水泵(医用加压器RXJ-I，Tonglu Rex MedicalInstrument Co.,Ltd.， Hang Zhou，China)。
手术方法：常规手法留置12/14Fr输尿管导引鞘，输尿管软镜探查 肾内情况、定位结石，行激光结石爆米花粉末化(图8a)，粉末化完毕 后确认已将结石粉末化至小于2mm碎块(图8b)。制胶:5ml猪源纤维 蛋白粘合剂组分A加入45ml生理盐水；5ml猪源纤维蛋白粘合剂组分B 和0.4ml亚甲蓝加入45ml生理盐水。准备注胶系统：3个三通管的侧方 入水口连接3个20ml注射器，从远端到近端分别装有生理盐水、稀释而 蓝染的组分B和稀释的组分A。撤去普通进水通道，连接注胶系统。将 稀释的组分A和稀释的组分B同时快速注入指定区域(图8c)，完毕后5秒内注入5ml生理盐水冲洗工作通道。撤去注胶系统，连接普通进水 管。观察凝胶位置(图8d)，用
Figure BDA0003074011720000171
或
Figure BDA0003074011720000172
取石网篮取出胶体 (图8e)。检查肾盂和各肾盏，取尽凝胶。
手术效果：术中取出粘附大量结石碎块的凝胶组合物(图8f)，而 这些结石碎块在未使用该凝胶组合物的情况下，无法在术中取出体外， 需患者术后自行排出。术后1日复查中下腹CT，未见明显结石残留(图 7b-d)。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而 非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领 域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术 方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这 些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。

Claims (8)

1.一种用于提高泌尿系统结石碎石取石手术效率、协助清除肾脏收集系统内结石碎块的凝胶组合物，其特征在于，包括A组分和B组分；
A组分包含：纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子；
B组分包含：凝血酶；
其中，A组分和/或B组分中添加有Ca2+。
2.根据权利要求1所述的凝胶组合物，其特征在于，A组分和/或B组分中添加有血纤维蛋白溶酶原。
3.根据权利要求1所述的凝胶组合物，其特征在于，在A组分和/或B组分中添加有无细胞毒性的染色剂。
4.根据权利要求3所述的凝胶组合物，其特征在于，所述染色剂为亚甲蓝、叶绿素、吲哚青绿等。
5.根据权利要求1所述的凝胶组合物，其特征在于，所述纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子来源于人或动物血液或血液制品。
6.根据权利要求1所述的凝胶组合物，其特征在于，A组分中，还包含生理盐水；纤维蛋白原和纤维蛋白稳定因子被稀释在生理盐水中。
7.根据权利要求1所述的凝胶组合物，其特征在于，所述凝血酶和血纤维蛋白溶酶原来源于人或动物血液或血液制品。
8.根据权利要求1所述的凝胶组合物，其特征在于，B组分中，还包含生理盐水；凝血酶被稀释在生理盐水中。
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