兔改良心肌缺血模型的建立

李卓，谷天祥，张玉海

（中国医科大学 附属第一医院心脏外科，沈阳 110001）

冠心病是人类研究的重大课题，因此心肌梗死的动物模型便成为重要的研究手段之一［1］。近年来，结扎兔的左冠状动脉或其分支制作心肌梗死模型的报道非常多，但传统的制作方法繁琐且对动物损伤较大，致使模型的远期存活率低、稳定性差。本研究应用简单、有效的方法制作家兔急性心肌梗死模型，并与传统方法制作的模型进行心功能和远期存活率的比较。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物及分组：健康成年兔30只，雌雄不拘，兔龄5个月左右，体质量2.0~2.5 kg，由中国医科大学动物实验中心提供，动物合格证号为SCXK（辽）2003-0009。实验过程中对动物的处置符合中华人民共和国科学技术部2006年颁布的《关于善待实验动物的指导性意见》标准。30只兔随机分为传统模型组和改良模型组，每组15只。另取15只兔不手术作为正常对照组。

1.1.2 主要仪器：超净工作台，上海医疗设备公司产品；IE33型超声仪，PHILIP公司产品；TKR-200C型动物呼吸机，北京医疗设备公司产品；3.0型号气管插管。

1.2 方法

1.2.1 心肌梗死模型制备：30 g/L戊巴比妥钠（30 mg/kg）经耳缘静脉麻醉后，心电图导联线与兔四肢相连接入八道生理记录仪的心电图放大器（AC2601G），记录标准Ⅱ导联心电图。传统模型组：兔麻醉后迅速垂直插入气管插管，距门齿12 cm左右，接呼吸机，呼吸频率30次/min，吸呼比1∶1.5，潮气量20 ml左右，可根据肺膨胀大小调整；在胸骨左缘胸肋关节处剪断Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ肋骨开胸，剪开心包膜，用小拉钩将心包膜固定于胸壁，充分暴露心脏；用眼科小圆针（5-0线）在冠状动脉左室支主干第1、2对角支之间结扎，心电图Ⅱ导联上出现S-T段弓背样抬高为结扎成功。改良模型组：兔麻醉后于胸骨左缘Ⅲ、Ⅳ肋间开胸，逐层分离后，小扩张器牵开肋骨显露足够空间，剪开心包膜，用小拉钩将心包膜固定于胸壁，充分暴露心脏；用眼科小圆针（5-0线）在冠状动脉左室支主干第1、2对角支之间连同静脉输液针细管共同结扎；逐层关胸，留置静脉输液针细管，20 ml注射器抽净胸腔内残留气体，保证术后肺通气功能；闭塞血管1 h后抽出输液针细管完成再灌注；心电图Ⅱ导联上出现S-T段弓背样抬高标志建立缺血再灌注心肌梗死模型成功。造模后两组均连续3 d腹腔注射青霉素80万U抗感染。

1.2.2 心功能测定：将动物四肢固定，取仰卧位在非麻醉状态下进行。采用IE33型超声仪，获取左室舒张末期容积和左室收缩末期容积，测算射血分数，所有测量值取3次测量的平均值。

1.3 统计学分析

采用SPSS14.0软件完成统计处理，数据以x±s表示，组间比较采用方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 造模成功的动物数量

所有模型均制作成功，30只兔全部纳入结果分析。

2.2 造模后3周各组动物心功能变化

与对照组相比，改良模型组和传统模型组造模后3周时左室收缩和舒张末期容积均明显增大（P均<0.05），说明两个模型组均能有效达到心肌梗死、心功能不全。改良模型组与传统模型组相比，射血分数值无统计学差异（P=0.47），提示改良方法制作的心肌梗死模型与传统方法效果相同。

表1 心肌梗死3周后各组心功能变化（x±s，n=15）Tab.1 Cardiac function 3 weeks after model establishment（x ±s，n=15）

2.3 存活率分析

3周后传统模型组开始出现死亡例数。到6周时，传统模型组死亡7只，尸检除左室前侧壁梗死外还可见心包积血、气胸及不同程度肺损伤，包括肺不张和肺感染，其中4只出现明显胸肋关节处感染，感染率57.1%（4/7）；其余8只存活至6周，存活率53.3%（8/15），但活动量及进食量明显低于改良模型组。而改良模型组中6周时仅出现1只死亡，其余14只每日正常进食，活动良好，存活率93.3%（14/15）。改良模型组动物存活率明显高于传统模型组（P＜0.05）。

3 讨论

传统心肌梗死动物模型制作需气管插管和呼吸机辅助呼吸，操作复杂、仪器繁琐。造模时破坏胸膜腔，人为造成气胸，致纵隔摆动，影响呼吸及血流动力学。为显露要缝扎的左室支，传统方法需将心尖抬起或将心脏牵出胸腔外，严重扰乱血流动力学稳定。因此，围术期死亡率相当高，在小型动物甚至高达50%［2］。要取得较好的长期存活率，心肌梗死模型的制作应注意以下细节：（1）合理选择开胸位置，注意肺保护，防止肺损伤［3］；（2）选择合适的结扎部位，结扎位置过高易导致室颤，而结扎位置过低则不易形成确切心梗；（3）胸腔排气，可以有效避免术后呼吸困难，提高成活率［4］。

基于以上几点，我们对传统方法进行改良：（1）依据兔胸膜腔解剖结构，经胸骨左缘Ⅲ、Ⅳ肋间开胸，不断肋骨而以小扩张器牵开肋骨显露足够空间，保持胸膜腔完整，对呼吸和血流动力学影响小，肺不张、肺部感染的几率少；（2）心脏于原位，在冠状动脉左室支主干第1、2对角支之间结扎，且采用缺血再灌注模式，既不易导致室颤又可确切形成心梗；（3）不用气管插管，保持兔自然呼吸，避免了气管插管时对呼吸道的损伤和呼吸机应用的相关性肺损伤，关胸后使用术中留置的静脉输液针细管，抽净胸腔内残留气体，保证术后肺通气功能［5］。本研究还发现，术后保温和适当吸氧利于动物模型的长期存活，术后积极抗炎可以避免动物死于急性期，保持呼吸道通畅以降低动物死亡率［6］。

本研究中，两个模型组中收缩舒张期左室容积成倍增加，射血分数明显减少，提示心功能明显降低，证实改良方法可以成功建立兔心肌梗死模型，通过存活率分析发现改良方法建立的兔心肌梗死模型的远期存活率明显高于传统造模方式。本研究通过改良方法建立了兔心肌缺血再灌注模型，使其局部炎性反应以及左心室重塑状态模仿冠心病后心肌梗死的病患，更接近于临床，意义更大。且造模方法简便、易行，不需人工呼吸避免二次开胸，手术时间短，并发症少，整体上提高了成活率。这种造模方法为心肌梗死的相关研究提供了基础平台。

［1］陈婷婷，李力兵，王刚，等.不同呼吸管理模式下大鼠急性心梗模型远期存活率的比较及影响因素分析［J］.中国体外循环杂志，2008，6（1）：43-46.

［2］Suzuki Y，Oyane A，Ikeno F，et al.Development of animal model for calcifiedchronictotalocclusion［J］.Catheter Cardiovasc Interv，2009，74（3）：468-475.

［3］Noort WA，Feye D，Van Den Akker F，et al.Mesenchymal stromal cells to treat cardiovascular disease：strategies to improve survival and therapeutic results［J］.Panminerva Med，2010，52（1）：27-40.

［4］Kawada T，Akiyama T，Shimizu S，etal.Detectionof endogenousacetylcholine release during brief ischemia in the rabbit ventricle：a possibletriggerforischemicpreconditioning［J］.LifeSci，2009，85（15-16）：597-601.

［5］Ben-Dor I，Hardy B，Fuchs S，et al.Repeated low-dose of erythropoietin isassociated with improved left ventricular function in rat acute myocardialinfarctionmodel［J］.Cardiovasc DrugsTher，2007，21（5）：339-346.

［6］Spinale FG，Coker ML，Bond BR，et al.Myocardial matrix degradation and metalloproteinase activation in the failing heart：a potential therapeutic target［J］.Cardiovasc Res，2000，46（2）：225-238.