《1 前言》

1 前言

宫内节育器（IUD）是我国育龄妇女使用最多的 长效避孕节育方法，占采用女性避孕节育措施的 49 %～51 %[1～5] 。IUD 有效地预防了意外妊娠，在 今后的十多年中仍将是已婚育龄妇女选用的主要 避孕方法。21世纪，随着人们生活水平的提高，医 学模式的转变，避孕节育方法知情选择的推进，育 龄妇女对避孕节育技术的可靠性、安全性、简便性 提出新的要求。因此，开发和利用生物相容性更好 的新材料，或改进完善 IUD 构型的设计，根据力学 原理和针对现有宫内节育器容易脱落、导致不规则 出血等问题，研制效率高、脱落率低、副反应少、构 型合理、性能优良、材料安全、放取方便的新型 IUD十分重要，也为人口数量控制在 15 亿以内提供 有效科技保障。

为提高 IUD 的避孕效果，降低其副反应，笔者 等从2008年开始进行新型镍钛记忆合金硅橡胶立 式网状宫内节育器（new three-dimensional and reticular intrauterine device，NTDR-IUD）研制及实验研 究[2～6] ，在形状和材料上进行改进，改变目前应用较 多的含铜（平面二维结构）IUD 为立体三维结构 IUD，使IUD在子宫内的相对空间加大，减轻IUD的 重量，减小对子宫的局部压迫，并且不使用对人体 有一定毒性作用的金属铜。本文通过对成年雌性 新西兰大白兔放置NTDR-IUD，观察子宫的电生理 改变及不同形状、大小IUD的避孕效果。

《2 材料和方法》

2 材料和方法

《2.1 动物NTDR-IUD制备》

2.1 动物NTDR-IUD制备

研制出实验动物用 NTDR-IUD 及放置器为三 维立体螺旋状结构，其支架为镍钛合金丝，镍钛合 金丝外面包绕一层硅橡胶（涂膜），有弹性，丝的横 截面直径为0.1～0.5 mm，长度为2.0～3.5 cm，支架 直径为0.3～0.5 cm。镍钛记忆合金在25 ℃以下缩 形为直线状，在体温36～37 ℃恢复其结构。硅橡胶 涂膜防止镍钛合金丝与组织粘连。设计研制了 NTDR-IUD放置器，可以将NTDR-IUD顺利推入子 宫腔内（见图 1）。NTDR-IUD 的支架为镍钛合金 丝，在其外面包绕一层硅橡胶（涂膜），增加弹性，丝 的横截面直径为0.1～0.5 mm。根据测定兔子宫大 小，制备3种型号的IUD，分别为：a.长，标准NTDRIUD，兔子宫长度 2/3；b.中，<2/3 兔子宫长度 而1/2兔子宫长度；c.短，<兔子宫长度1/2(见图1)。

《图1》

图1 动物实验用NTDR-IUD及其放置器

Fig. 1 NTDR-IUD and its placer for animal

注：（a）为动物实验用 NTDR-IUD，立体螺旋状，长、中、短三 组；（b）上方为放置器的内芯推杆，下方为NTDR-IUD及输送器套 管；（c）为一套装好的NTDR-IUD及放置器

《2.2 新西兰大白兔实验分组》

2.2 新西兰大白兔实验分组

雌性新西兰大白兔（山东省实验动物中心提 供，鲁动消检字[2010]X0016-1号），购入后适应环境 1周，随机分为4组(每组10只)，即放置NTDR-IUD 长、中、短和空白对照组（不放置 NTDR-IUD，只切开腹部）。

2.2.1 放置NTDR-IUD手术方法

剪除下腹部兔毛，碘伏消毒，4 %戊巴比妥钠腹 腔注射麻醉。实验组下腹部正中切口，暴露子宫 后，在子宫近宫颈0.5 cm处作一纵向0.5 cm切口，将 NTDR-IUD放入特制放置器顶端，顺序推出内部针 芯、外部套管，使NTDR-IUD留在兔子宫内（对侧子 宫也按此进行放置 NTDR-IUD）；假手术对照组插 入放置器后不放置 NTDR- IUD，其他与实验组相 同；非手术对照组不进行手术处理。

2.2.2 子宫肌电测定方法

用1.5 氯醛糖(50 mg/kg)和25 乌拉坦(420 mg/kg) 混合液腹腔麻醉动物后，于耻骨联合上方腹壁作一 宽 2.5 cm 的横向切口，找到子宫后，于其左侧中段 浆膜下放置一对针式银铂合金电极，电极间距约为 0.8～1.0 cm，记录子宫平滑肌肌电活动，参考电极 置于切口皮下。肌电信号输入肌电与诱发电位仪 （NTS-2000，北京伟力新世纪科技发展有限公司）， 再由多道生理实验记录系统观察和分析放置 NTDR-IUD 及未放置 NTDR-IUD 组子宫肌电活动 爆发波(快波)和慢波的幅度及频率。子宫肌电记录 采用多道生理实验记录系统，走纸速度 100 ms (1∶4)，增益10 000，滤波1 kHz，时间常数0.01 s。

《2.3 术后观察及实验》

2.3 术后观察及实验

术后半个月开始雌兔与雄兔合笼（按雌兔∶雄 兔=1∶1 的比例），观察其避孕效果（观察分为术后 1～3个月）。

《3 结果》

3 结果

《3.1 NTDR-IUD对兔子宫肌电活动的作用》

3.1 NTDR-IUD对兔子宫肌电活动的作用

放置 NTDR-IUD 后，慢波频率加快，平均振幅 增大，单波最大振幅增大，频率加快；短、中及 长 NTDR-IUD 使兔子宫肌电爆发波的持续时间逐 渐延长，最大振幅增大(见图2)。图2a为未放置NTDR-IUD组子宫肌电图；图2b为放置短NTDR-IUD 组子宫肌电图；图2c为放置中等长度NTDR-IUD组 子宫肌电图；图2d为放置长NTDR-IUD组子宫肌电 图。正常未放置 IUD 兔子宫平滑肌峰电活动平均 电位幅度和平均峰面积及持续时间长达100 s以上 的平均放电群个数分别为(81.2±10.7) μV 和(33.4± 8.7) mV2 ∙ ms/s 和（2.3±1.2）个；放置了短、中及长 NTDR- IUD 组 分 别 为 (120.2±13.6) μV 和 (83.5± 10.8) mV2 ∙ms/s 和（8.3±1.8）个、(165.9±14.7) μV 和(113.7±12.1) mV2 ∙ ms/s 和（12.6±2.3）个及(213.7± 16.2) μV和(181.4±11.8) mV2 ∙ms/s和（16.3±3.1）个，比对照组均明显增加，且随着IUD长度的增加，活动幅度 和峰面积及放电群个数也增加（P<0.05～0.01）。

《图2》

图2 子宫平滑肌电活动变化

Fig. 2 Changes in the electrical activity of electromyography (EMG) of rabbit uterus

《3.2 放置NTDR-IUD后实验组妊娠情况》

3.2 放置NTDR-IUD后实验组妊娠情况

10只正常对照组合笼1月后均妊娠，短NTDRIUD组有5只在未被IUD占据的部位发现兔胎，中 NTDR-IUD 组有 2 只发现兔胎，长 NTDR-IUD 组未发现兔胎（见图3）。妊娠只数（避孕效果）长NTDRIUD 组 与 对照组比较 ，差异有统计学意义 （t=27.726，P=0.000）；短 NTDR-IUD 组与对照组及长 NTDR- IUD 组比较 ，均有统计学意义 （t=8.630 ，P=0.033），中等长度NTDR-IUD组与对 照组比较，均有统计学意义（P＞0.05）。

《图3》

图3 放置长NTDR-IUD兔子宫未见怀孕， 放置短及中等长度NTDR-IUD兔子宫怀孕

Fig. 3 No pregnancy in uterine with the long NTDR-IUD，and pregnancy in uterine with the short or medium length NTDR-IUD

《4 讨论》

4 讨论

从理论上讲，控制子宫平滑肌的神经支配复 杂，反射性交感神经活动受抑制和副交感神经活动 亢进，可造成电、机械分离，这种现象也会导致子宫 容受性变化，进而影响精子、卵子以及胚胎的运动， 受精卵的着床。但长期以来，在实践中忽视了电生 理的重要作用。20 世纪初，Veit 用 Einthoven 氏电流计首次从体表记录了人的妊娠子宫的电活动。 1950 年，Steer等[7] 将这一信号定义为体表子宫电信 号（EHG）。直至 1993 年，Dominique 等[8] 总结认为 EHG 信号能够反映肌肉纤维兴奋的原始过程，提供 有关子宫肌肉活动的辅助信息，是妊娠和分娩监护 的有效手段。从此，研究人员转入了对体表子宫肌 电信号的应用研究，从不同的角度尝试将其应用于 临床，提出了早产检测、宫缩次数检测等多种设 想。然而，对EHG 信号的研究还主要集中在实验研 究、定性研究阶段，研究目的在很大程度上是验证 体表子宫电信号是否是子宫收缩的真实反映[9，10] 。 有报道发现，国内外学者利用子宫肌电测定研究多 种动物的子宫肌电的变化，观察药物和针灸的影 响，但未见与IUD避孕机理相关的研究[11，12] 。

子宫受孕关键在于具备着床能力的胚胎和接 受能力的子宫内膜同步，而子宫内膜容受性就成了 研究的焦点。子宫内膜容受性具有严格的时空特 异性，其机制目前尚未明了。形态学主要表现为胞 饮突的出现，其形成需要诸多分子的参与调节，包 括卵巢甾体激素、细胞因子、粘附分子、免疫分子、 骨桥蛋白、脂类及其他生化分子等。笔者等在国家 “十一五”科技攻关、多项山东省科技重大专项和自 然科学基金等项目的研究中发现，人体的子宫形态 和宫腔立体结构不同导致子宫的内环境个体差异 较大，这种差异影响到IUD的避孕效果和相关副反 应。但围绕子宫宫腔的立体结构和避孕的关系未 见有系统研究。笔者等设计的NTDR-IUD（一种立 体式网状宫内节育器，2010年9月1日授权，发明专 利号：ZL200910015905.5；工字型立式宫内节育器，国 家发明专利号：ZL200910305638.5），会最大限度地干 扰子宫内环境，改变其容受性，进而干扰着床、影响 受精卵的发育、改变宫腔内环境，并产生宫腔内膜 活性反应的毒害胚胎作用，同时具有在宫腔内位置 相对稳定，最大限度地作用在宫底这一受精卵易着 床部位。本文利用电生理技术发现放置 IUD 后的 实验动物子宫肌电有特殊变化，会出现特征性的 “IUD”峰，去除IUD后“IUD”峰消失，推测IUD通过 干扰子宫肌电可能也是其避孕机理之一。

本文发现 IUD 不同长度对其在家兔子宫中的 肌电变化和避孕作用也不同。小于子宫1/2尺寸的 IUD有50 %的家兔怀孕，与对照组比较有统计学意 义，肌电变化也小，说明这种 IUD 也有一定的避孕 作用，随着 IUD 长度的增加避孕作用也增加，占据子宫全部位置的IUD可以达到100 %的避孕效果， 而子宫肌电改变也最大。这种情况与人类使用IUD 是一致的，当使用IUD避孕的妇女发生节育器位置 下移（移位）时，就可能出现带器妊娠。因此，IUD的 形状与其避孕作用及使用具有较大关系。