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【摘要】 目的 为了研究铜离子作用机制和验证其效果。 方法 选用健康种白家兔和小白鼠进行实验，分6组动物实验，每组又分实验组和对照组。 结果 经过6组实验证实铜离子在治疗内痔的过程中，是通过在痔核血管内形成血栓及引起痔核内局部无菌性炎症而起作用。血栓是以红细胞和纤维素为主，血栓只发生在痔核的局部，不影响全身。炎症是以浆细胞浸润为主的局部反应，不会引起化脓性感染。 结论 铜针、铂针和钢针3种针在同样的条件下进行操作，结果并不完全相同，组织反应有明显的差异。铜针处理后痔组织不发生化脓性感染，黏膜糜烂也很少出现，更不会造成局部坏死，表明铜离子对正常组织无不良反应。
关键词 铜离子 内痔 机制
Reaserch on the mechanism of using copper ion to treat internal hemorrhoid
Chang Baozhi，Huang Tingting，Na Jia，et al.
The First Hospital of Peking University，Beijing100034.
【Abstract】 Objective To study the mechanism and the effect of copper ion in treating internal hemorrhoid.Methods Healthy home-breed rabbits and mice were divided into6groups，each including a experimental and a control（对照）sub-groups.Results The experiment in the6groups of animals showed that in the process of treat-ment，copper ion took effect by causing the formation of thrombi and local non-bacterial inflammation in the hemor-rhoids.The thrombi were mainly made up of red blood cells and fibrin，they only formed in the local hemorrhoid area and would not affect other parts of the body.The appearance of inflammation was local infiltration of the plasmacyte，pyogenic infection was not likely to happen.Conclusion Copper needle，platinum needle and steel needle are tested under the same conditions，and the outcomes are not exactly the same，the major difference is different tissue responce.Hemorrhoids treated with copper needle do not develop pyogenic infection or local necrosis and mucus erosion are rarely seen.The experiment shows that no harmful effect is found in normal tissue treated with copper ion.
Key words copper ion internal hemorrhoid mechanism
人体是由各种化学元素所组成的，元素也是构成人类生存环境的基本物质，各种元素和生命及健康有着不可分割的联系 ［1］ 。铜离子是其中一种重要元素，经过多年的研究证实它不但是生命活动不可缺少的元素，并对治疗血管性疾病也起到良好的效果。铜针表面带有正电荷，血管内血液中的血小板、白细胞、红细胞等表面均带有负电荷，铜离子的化学性质是极不稳定的，它可以改变血管内的负电位。铜离子与血液中的有效成分发生电化学反应，使病变部位产生电解质的改变及酸化，红细胞、纤维素粘于管壁释放出导致血液凝固的各种凝血因子，血流变慢并逐渐凝固导致血栓形成，诱发血管内膜炎而起到治疗作用 ［2］ 。铜离子电化学肛肠治疗仪自用于临床以来，对治疗内痔和混合痔有其特殊的功效。通过铜针把铜离子输入到痔核内导致局部组织和血管发生变化，形成痔核内毛细血管血栓，使血管逐渐闭塞，干扰痔核内微循环，而达到止血和痔核萎缩的目的。由于不造成创面或微创，从而免除了患者恐惧手术的心理压力，在无痛苦的感觉中完成了治疗。适应证主要是以出血和脱出为主要症状的内痔和混合痔。为了研究铜离子作用机制和验证其治疗效果，选用健康白家兔和健康SD雄性大鼠作为实验动物（由北京大学医学部动物室提供）做如下实验。
1 实验内容
1.1 铜离子对白兔直肠末端黏膜下组织反应 选用健康白家兔70只，体重3～4kg，均为雄性。随机分为7个组，包括铜针实验5个组、铂针组、钢针组，每组各10只。
1.2 铜离子对白兔耳缘静脉内局部血栓形成情况 选用健康白家兔30只，雌雄不限，体重为2.5～3kg，随机分为3组。包括铜针实验组、铂针组及钢针组，每组各10只。
1.3 铜离子对兔耳缘静脉周围组织的病理变化 选用健康白家兔30只，体重为2.5～3kg，雌雄不限，随机分为3组，即铜针实验组、铂针组和钢针组，每组各10只。
1.4 铜离子对兔腹壁血管及周围组织的接触性反应 选用36只健康白家兔，雌雄不限，体重在3～4kg左右，随机分为3组，即铜针实验组、铂针组和钢针组，每组各12只。
1.5 白兔循环血液凝血指标和血铜的测定 选用健康白家兔30只，体重为2.5～3kg，随机分为3组，即铜针实验组、铂针组和对照组，每组各10只。
1.6 铜离子对大鼠足关节反应的实验 选用健康雄性SD大鼠40只，体重为（250±20）g，随机分为铜针实验组和铂针组，每组各20只。每组又分为强刺激组和弱刺激组，每组各10只，共4个组。（强、弱刺激标准为厂家设置好的治疗值）。
2 仪器设备
用含铜量99.9%的纯铜制成直径0.7mm的针型电极（简称铜针），分正负极，在治疗过程中正负极自动互换，作用范围是以刺入部位为中心周围10～15mm 3 ，铜针两极间距一般为7～10mm。使用CHAT-5302/MP铜离子电化学治疗仪（简称治疗仪）。选择治疗仪设定好的治疗值（9V/90″、11.5V/60″、-11.5V/70″、6V/30″、-6V/30″）进行治疗。
3 实验方法
3.1 白兔直肠末端黏膜下的组织反应 兔取仰卧位，四肢固定，在兔耳缘的静脉内用戊巴比妥钠按公斤体重进行麻醉。然后，在肛门内滴入少许石蜡油，用特制兔用肛门镜扩开肛门，辨认齿状线，观察直肠末端黏膜的颜色和光泽、有无糜烂、结节及肿物，无异常者始被入选，在齿状线上0.3～1cm部位，将特制铜针呈45°角刺入兔的左侧直肠末端黏膜组织内，止于黏膜下，不得进入平滑肌内。黏膜层及黏膜下层在进针时感觉阻力较小，接近平滑肌时阻力增大。选择45°角的目的是进针容易、作用组织的面积较大、铜离子扩散面较广。证实针头未刺入平滑肌层以后，用临床铜离子治疗仪操作，功率与用于临床治疗的条件完全相同。电压6～9～11.5V，电流2～8～13mA。观察各治疗段的变化。实验过程中肉眼可见进针处直肠黏膜组织逐渐发白，无出血及坏死现象。处理后局部不放置任何药物及止血剂，不限制排便，定期观察局部组织的变化。与铜针做对照，用铂针和钢针分2组进行与实验组完全相同的实验。铂针组和钢针组各10只。对照组处理方法，观察进食及排便情况。
3.2 兔耳缘静脉内局部血栓形成情况 选用健康种白家兔30只，体重为2.5～3kg，随机分为铜针实验组、铂针及钢针2个对照组，共3个组，以同样方法进行处理，3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，兔耳剃毛后常规消毒。处理之前，对正常兔耳缘静脉部位进行病理取样，以10%福尔马林进行固定。使用铜离子电化学肛肠治疗仪（简称治疗仪）进行相应处理，一只针置留于兔耳缘静脉内，另一只针置留在血管周围组织内。观察静脉血栓形成情况，并分别于实验结束后的12h和24h，在实验的局部组织内取样做病理，以10%福尔马林固定，进行HE、PATH染色，光镜观察处理部位的组织变化，12h和24h时的血管形态变化及血栓形成情况，与实验前进行对照，观察近期血管反应。
3.3 兔耳缘静脉周围组织的病理变化观察 选用健康种白家兔30只，体重为2.5～3kg，随机分为铜针实验组、铂针和钢针2个对照组，共3个组，以同样方法进行实验，3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，兔耳剃毛后常规消毒，实验前在正常兔耳缘静脉周围组织相当于正负极之间的部位取样。以10%福尔马林进行固定，使用治疗仪进行相应操作，一只针置留于兔耳缘静脉内，另一只针置留在周围组织内，同时观察血管周围组织的变化，并分别于实验结束后的12h和24h进行局部取样，以10%福尔马林固定，进行HE、PATH染色，光镜观察处理部位血管外的周围组织变化和炎症形成情况。观察近期组织反应。
3.4 铜离子对兔腹壁血管及周围组织的接触性反应 选 用36只健康种白家兔，雌雄不限，随机分为铜针实验组、铂针和钢针2个对照组，共3个组，每组12只。体重在3～4kg左右，观察时间为1周、2周、3周、4周。每周观察3只，共观察12只。实验时每组1只在皮肤外，2只切开皮肤，暴露腹壁静脉。分别将铜针、铂针和钢针骑跨在静脉两侧，不刺入组织内，实验过程中观察腹壁静脉及静脉周围组织的变化，从外观和组织学方面进行不同时期的组织反应。
3.5 循环血液凝血指标和血铜的测定 选用健康种白家兔30只，雌雄不限，体重为2.5～3kg，随机分为铜针实验组、铂针组和对照组，实验用同样方式处理。3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，兔耳剃毛后常规消毒。使用治疗仪进行相应操作，一只针置留于兔耳缘静脉内，另一只针置留在周围组织内，实验结束后，兔耳动脉采血，与3.2%的枸橼酸钠按1∶9的比例充分混匀，进行血浆凝血酶原时间（PT），活化部分凝血活酶时间（APTT），纤维蛋白原含量（Fib），血小板黏附率（PADT），血小板含量（PLT），铜离子含量（Cu）等指标的检测。
3.6 大鼠足关节肿胀实验 选用健康SD雄性大鼠40只，体重为（250±20）g，随机分为铜针实验组和铂针组，使用相同的方式进行实验，实验又分强和弱刺激进行处理。3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，利用鼠足容积测定器对大鼠足容积进行测定。根据实验分组，使用治疗仪对各组大鼠进行相应的操作，在实验结束后2h、4h、1天和2天时分别测定大鼠足容积，最后根据以下公式求出其肿胀率:肿胀率E（%）=（V t -V n ）/V n ×100%。
4 实验结果
4.1 兔直肠末段黏膜下的组织反应
4.1.1 实验组 用治疗仪同样方法进行实验，实验后分1、3、4、6、8周共5个组进行观察。观察期间各组兔进食及排便均正常，大便无血迹，无变形。实验部位观察无糜烂无坏死等现象。（1）肉眼所见:第一组:（1周）直肠黏膜进针处颜色正常，进针部位清晰可见，水肿明显。第二组:（3周）直肠黏膜进针处颜色正常，进针部位不明显，水肿减轻。第三组:（4周）直肠黏膜进针处颜色正常，进针部位水肿明显减轻。第四组:（6周）直肠黏膜进针处颜色正常，进针部位水肿基本消失。第五组:（8周）直肠黏膜进针处颜色正常，进针部位水肿完全消失。（2）组织学检查:经腹会阴切除直肠末端和肛门。纵行切开标本，找到进针部位，做好标记，福尔马林固定。实验中笔者发现黏膜下有浆细胞浸润，浆细胞能产生称为抗体的保护性免疫球蛋白，根据病理学常规表示方法，用“+”代表浸润的程度，（+）代表浆细胞浸润黏膜表面，（++）代表浆细胞浸润到黏膜中层，（+++）代表浆细胞浸润黏膜全层并有淋巴细胞等免疫细胞成分。根据此标准，笔者进行了各组分析:第一组:（1周）黏膜表面基本正常，黏膜下有炎细胞浸润，主要是浆细胞和淋巴细胞，2只（++），8只（+++）。组织疏松水肿。第二组:（3周）黏膜表面基本正常，黏膜轻度水肿及炎症，黏膜下浆细胞浸润，8只（++），2只（+++）。黏膜下灶状小血管及淋巴管增生。第三组:（4周）黏膜轻度水肿和慢性炎症，黏膜下仍有部分淋巴细胞及多核巨噬细胞浸润。第四组:（6周）黏膜轻度水肿和慢性炎症。第五组:（8周）炎症消失，组织学表现正常。4.1.2 对照组 观察1周，进食及排便基本正常，个别大便有血迹，无变形。多只治疗部位有糜烂及坏死现象。（1）肉眼所见:①铂针组:（1周）直肠黏膜进针部位清晰可见，水肿非常明显，并且面积较大。其中1只有小脓肿形成，3只有黏膜轻度糜烂，2只为中度糜烂，2只小溃疡形成。②钢针组:（1周）直肠进针部位的黏膜有程度不同的糜烂，面积大约0.3～0.5cm左右，深达黏膜下。5只有小脓肿形成，5只有较大溃疡形成及坏死。（2）组织学检查:经腹会阴切除直肠末端和肛门。纵行切开标本，找到进针部位，做好标记，福尔马林固定。①铂针组:5只有浆细胞浸润，3只（+），2只（++）。灶状纤维母细胞增大，少量及中量中性粒细胞浸润。其中1只有脓肿形成，5只有黏膜糜烂，2只有溃疡形成。②钢针组:仅有2只有少量的浆细胞浸润，2只（+）。10只有中量及大量中性粒细胞浸润，其中5只有小脓肿形成，5只有较大溃疡形成及坏死。
4.2 兔耳缘静脉内局部血栓形成的情况 通电处理时可观察到，铜针的正极有红细胞凝集，并逐渐增多，血栓呈条状增长，向前延伸，负极均有气泡产生。铜针处理结束后，形成以红细胞和纤维素为主要成分的血栓。在随后的12h内血栓呈逐步缓慢的增加，24h后不再形成血栓，局部血管完全闭塞。组织学检查静脉内血栓形成，静脉壁细胞水肿。铂针组和钢针组通电后正极红细胞凝集现象不明显，血栓形成不明显，静脉壁细胞水肿不明显。
4.3 兔耳缘静脉周围组织的病理变化 通电处理时可观察到，铜针的正极有红细胞凝集，并逐渐增多，血栓呈条状增长，向前逐渐延伸。静脉回流受阻，周围组织发生水肿，并逐渐加重，肉眼观察局部组织逐渐发白，面积约大于正负极的直径。铜针处理结束后的12h局部组织水肿呈缓慢性加重，24h基本停止，水肿面积不再增大。组织学检查显示中度至重度的浆细胞浸润性炎症。铂针组和钢针组通电后正极红细胞凝集、血栓形成和血管周围组织水肿均不明显。组织学检查是以中性粒细胞浸润为主的炎症，随着时间的延长而加重。
4.4 铜离子对兔腹壁血管及周围组织的接触性反应
4.4.1 肉眼观察 （1）铜离子实验组:①皮外组:铜针接触处皮肤可见铜脱落的痕迹，铜针周围较小面积组织发白，约0.2cm 2 。②皮内组:处理过程中见皮下组织逐渐发白，静脉血流逐渐变慢，并逐渐出现淤血现象，直至青紫，发生血栓。静脉周围组织逐渐水肿。（2）铂针组:①皮外组:处理过程中皮肤有轻微的烧伤痕迹，约0.1cm 2 。②皮内组:处理过程中未见皮下组织发白，静脉未出现淤血状态及发生血栓等现象。可见静脉周围组织逐渐水肿。（3）钢针组:①皮外组:处理过程中皮肤有较重的烧伤痕迹，约0.2cm 2 左右。②皮内组:处理过程中未见皮下组织发白，静脉未出现淤血状态及发生血栓等现象。可见静脉周围组织逐渐水肿。4.4.2 组织学观察 （1）铜针组:①皮外组:各组兔皮肤真皮浅层有散在淋巴细胞、浆细胞浸润（+），小血管内淤血，并可见少量中性粒细胞。第1周明显，逐渐减轻，2周后有血管扩张。②皮内组:各组皮下组织均见淋巴细胞及浆细胞浸润（+）～（++），3只腹肌间有散在淋巴细胞、浆细胞浸润（+）。静脉及小血管淤血，2周后有血管扩张。（2）铂针组:①皮外组:皮肤真皮浅层及皮下组织有散在中性粒细胞浸润，间质疏松水肿。②皮内组:皮下组织有散在中性粒细胞浸润，间质疏松水肿，3只小溃疡形成。（3）钢针组:①皮外组:皮肤真皮浅层及皮下组织有散在中性粒细胞浸润，间质疏松水肿，2只小脓肿形成。②皮内组:皮下组织有散在中性粒细胞浸润，间质疏松水肿，4只有小脓肿形成。
4.5 循环血液凝血指标和血铜的测定 见表1。
表1 循环血液凝血指标和血铜测定的结果 （略）注: * P<0.05， ** P<0.01
结果显示铜、铂针处理后，与对照组相比，循环血液中的凝血相关指标及血液中铜含量均无明显改变。
4.6 大鼠足关节肿胀实验 铜针和铂针处理后4h所致的关节肿胀率见表2。
表2 铜针和铂针处理后4h所致的关节肿胀率 （略） 处理方式 E（%）
5 讨论
经过几组动物实验表明:（1）铜离子在治疗内痔的过程中，是通过在痔核血管内形成血栓及引起痔核局部炎症而起作用。血栓是以红细胞和纤维素为主，只发生在痔核的局部，不影响全身。炎症是以浆细胞浸润为主的局部反应，不会引起直肠部位化脓性感染，对直肠部位的正常组织不会起破坏作用。（2）治疗时无论铜针刺入血管内或是血管外，效果差异无显著性，同样在血管内形成血栓，铜离子输入到痔核内，在痔血管内形成铜络合物，络合物沉淀粘附在血管壁上，引起局部组织和血管发生变化，并干扰痔核内的血液流动，形成痔核内毛细血管血栓，使血管逐渐闭塞，从而达到止血和痔核萎缩的目的。（3）治疗后不会引起循环血液的凝血参数及血液中铜含量的改变，不会引起体循环中凝血机制的变化，所以不会诱发心脑血管的血栓形成，也不会造成心脑部位的血管栓塞等并发症。（4）铜离子对兔直肠末端平滑肌组织无明显影响，不会造成正常平滑肌组织的损伤，更不会引起坏死，故在临床治疗时如将铜针刺入平滑肌内，不会给患者造成不良后果。这可以说明铜离子在治疗内痔后，对人体不会造成任何不良影响，对人体是安全的。铜针、铂针和钢针3种针在同样的条件下进行操作，结果并不完全相同。铜针处理后，肉眼观察直肠黏膜只是出现轻度水肿，并且很快消失。而铂针和钢针处理后，肉眼观察黏膜水肿非常明显，并有小脓肿、糜烂和溃疡形成，严重者有坏死。组织学检查铜针处理后，炎细胞是以浆细胞和淋巴细胞为主，只有极少量的中性粒细胞。而铂针和钢针处理后，则主要是中量和大量的中性粒细胞浸润，只有少量的浆细胞浸润。钢针组10只兔中2只有浆细胞浸润，铂针组虽然5只兔中出现浆细胞，但量极少。说明铜针和铂针及钢针的组织反应有明显的不同，铜针处理后痔组织不发生化脓性感染，黏膜糜烂也很少出现，没有造成局部坏死等现象，表明铜离子对直肠部位的正常组织无不良作用。在正常情况下，铜离子作为一种微量金属元素由消化道进入体内，经肠道吸收，分布到肠道黏膜细胞内，细胞内有2种结合铜的蛋白，一种类似超氧化物歧化酶，另一种为含硫基的蛋白质，类似金属硫蛋白（MT）。铜离子可诱导肠壁组织合成MT，MT与铜离子结合形成Cu-MT而存储于肠黏膜细胞内，阻止铜离子向血液内转运 ［1］ ，这表明铜离子对肠黏膜细胞有亲合力，它主要存储于肠黏膜细胞内，在其它组织细胞内的含量较低，尤其在肌肉组织内更低，所以铜离子在生理功能上对平滑肌细胞没有亲和力，不致造成任何影响。根据组织学检查的结果，铜离子处理后黏膜下出现的炎细胞是以浆细胞和淋巴细胞为主，极少有中性粒细胞出现。这种现象的出现或者可以表明，铜离子具有局部抗感染的作用。浆细胞是经抗原刺激而致活的B细胞，B细胞系分化最终的效应细胞 ［3］ ，在一般急性炎症反应中并不出现，只是在慢性炎性病灶中和单核/巨噬细胞、成纤维细胞和淋巴细胞同时作为炎性细胞而存在，是一种自体免疫反应 ［4］ 。在炎症早期即出现浆细胞可能和铜离子作为一种特殊的抗原，激活局部组织的B细胞有关。铜离子具有局部抗感染的作用，可能与浆细胞产生的免疫球蛋白IgA有关。IgA分血清型和分泌型。血清型主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。分泌型是由呼吸 道、胃肠道、泌尿生殖道等处黏膜固有层的浆细胞产生 ［1］ 。铜针处理后局部组织可能产生大量的分泌型的IgA，使局部组织产生较强的抵抗力，对抗细菌的感染。铜还可以引起体液性、细胞性及非特异性免疫功能增强，提高T细胞的杀伤力。Flynu指出，缺铜时不能产生T细胞置换因子（T-cell replacing factor，TRF），使T细胞不能发挥杀伤作用，实验证明培养液中加入TRF则恢复杀伤能力。人群和动物群中许多疾病现象也反映铜与免疫有关。体弱多病的儿童使用除铜以外的全营养液可导致铜缺乏和免疫失调，容易引起呼吸道感染，而补铜后明显减少虚弱儿童呼吸道感染机会 ［1］ 。治疗仪在处理痔出血的过程中通过引发局部无菌性炎症和水肿而起作用，并导致局部血管组织细胞变性及引起局部血管栓塞达到治疗目的。局部炎症方面，从大鼠足关节肿胀实验方面观察到，使用强、弱刺激均可引起大鼠足部较明显的肿胀，肿胀程度随处理方式的强度增加而加重，并且在4h后肿胀率达到高峰 ［5］ ，此后逐渐消退。此反应与临床观察基本吻合，患者治疗后在3～4h内胀感明显，以后逐渐减轻。使用强刺激处理后，兔耳缘静脉内明显形成以红细胞和纤维素为主的血栓，而循环血液的凝血相关参数及血液中铜含量并没有改变，说明铜离子对体循环是没有影响的，对体循环中的血铜含量也没有影响。以上实验结果可以证明，铜离子对内痔有明显的治疗效果，它通过致炎和血栓形成而发挥作用。它首先引起血管及周围组织出现以浆细胞为主和极少量中性粒细胞浸润的急性炎症，随着炎症的逐渐加重，最终引起局部血管组织变性。此外，在不影响循环血液成分的前提下，可以引起局部血管内血栓形成和血管栓塞，致使痔组织逐渐萎缩。通过以上两种途径，治疗内痔出血和导致痔萎缩。
参考文献
1 颜世铭.实用元素医学.郑州:河南医科大学出版社，1999，139-214，39-40.
2 王大玫，李建宁.铜针留置术治疗海绵状血管瘤.中华烧伤杂志，1993，5:321-324.
3 Lin KI，Tunyaplin C，Calame K.Transcriptional regulator Notohara cas-cades controlling B cell differentiation.Immunol Rev，2003，194:19- 28.
4 Notohara K，Burgard LJ，Yadav D，et al.Idiopathic chronic pancreatitis weith periductal Lymphoplasmacytic infiltration:clinicopathologic fea-turew of35cases.Am J Surg Pathol，2003，27:1119-1127.
5 常宝志，黄庭，那加.铜离子治疗内痔出血的实验研究.中华实用医药杂志，2004，4（15）:1379-1380.
（编辑文 静）
作者单位:100034北京大学第一医院
北京大学基础医学院
北京计然电子科技有限公司