未成熟心肌体外循环动物模型的建立

熊荣生，刘邕波，邓 盛，杨 娜，陈华夏 (南溪山医院心胸外科，广西桂林 541002)

随着心脏外科的发展，儿童心外科手术日趋低龄、复杂、危重，由于婴幼儿的心肌发育还不成熟，研究如何保护未成熟心肌就显得日益重要，而这些研究需要模型动物。因此，建立相应的动物模型至关重要，我们对幼犬体外循环实验模型的建立进行了相应研究，共同行参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物与设备

选用体质量为2.8～4.2 kg、犬龄小于8周的同种健康幼犬20只，随机分为浅低温体外循环不停跳组(实验组)及冷晶体液间断灌注心脏停跳组(对照组)，每组10只。体外循环采用Sarns7400人工心肺机，Baxter和希健膜肺，Sarns变温水箱。心脏停搏液为改良St.Thomas液。

1.2 动物模型的建立

1.2.1 术前准备 采用苯巴比妥钠30 mg/kg腹腔注射麻醉成功后，犬取仰卧位固定，常规备皮、消毒。穿刺股静脉建立液体通道，并给予芬太尼5μg/kg，维库溴铵4 mg。行气管插管后接呼吸机进行机械通气，机械通气的参数为FiO2100%、潮气量18 mL/kg、频率每分钟10～20次，并根据PaCO2调整呼吸频率。下肢静脉持续点滴芬太尼、利多卡因和间断给予γ-羟丁酸钠维持麻醉效果。用针式电极监测心电图。穿刺股动脉进行动脉压力监测和血标本采集。右颈外静脉穿刺置入5号深静脉导管进行液体补充和血流动力学的检测。

1.2.2 手术方法 两组动物均采用胸骨正中切口，直接剪开胸骨，切开心包，暴露心脏，静脉给予肝素4 mg/kg，分别在主动脉根部、右心房、左心耳作荷包缝合后行主动脉插管、上下腔静脉插管、左心引流管，建立体外循环。对照组阻断主动脉、上、下腔静脉，切开右心房，从主动脉根部灌注4℃心脏停跳液，首次剂量为15 mL/kg，在30 min、60 min各灌注一次，剂量为首次剂量的1/3，使心脏处于停跳状态。主动脉阻断120 min后，进行全身复温至34℃左右，心脏内排气，开放主动脉，并进行心肺复苏，恢复机械通气，于血流动力学稳定后停止体外循环。实验组使体温降到32～34℃，阻断上、下腔静脉，不阻断主动脉，不灌注心脏停跳液，保持心脏处于空跳状态，维持机械通气。转流120 min后停止体外循环，静脉注入1.5∶1的鱼精蛋白肝素溶液，拔除主动脉插管，彻底止血后关胸。

1.2.3 体外循环控制 低温维持在28～30℃，常温在36～38℃。中度血液稀释，预充液为40 mL/kg左右。低温时灌注流量为50～80 mL·min-1·kg-1，复温后逐渐增加至 80～100 mL·min-1·kg-1，常温时则维持在 100 mL·min-1·kg-1左右。灌注压维持在50～80 mmHg。术中如果有效循环血量不足，可适当补充晶体或胶体液。术中膜肺的气血流量之比在0.5∶1～0.7∶1。

1.2.4 检测指标 监测心率，有创动脉压，动脉血气分析，血球压积，转流时间。

1.3 统计学处理

数据采用均数±标准差(±s)表示，使用SPSS 11.0软件进行分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

两组实验动物体外循环时间都能达到120 min左右，术中监测心率，有创动脉压正常，PO2监测结果见表1，PCO2监测结果见表2，红细胞压积见表3。经t检验，在转机前、体外循环期间、停体外循环后这三个时间点，PO2、PCO2、HCT组间的比较结果P＞0.05，无统计学差异。

表1 术中PO2监测对比(mmHg)

3 讨论

未成熟心肌在细胞结构、生理功能、能量代谢及缺血缺氧耐受方面与成熟心肌存在明显的差异［1］。对于婴幼儿心脏手术，目前最常采用的是阻断升主动脉、在低温下使心脏迅速停跳，并用冷停跳液间断灌注心肌的保护方法［2］，此方法能为术者提供安静清晰的术野，但存在心肌缺血缺氧性损害和心肌再灌注损伤，这是导致术后并发症和死亡的主要原因。因此，有必要寻求更好的未成熟心肌保护方法。

未成熟心肌的发育成熟是一个循序渐进过程。动物种类不同，生长环境不同，其心肌细胞发育成熟的时限并不一致，一般把未成熟哺乳动物(如小于8 W的幼犬等动物)、新生儿、婴幼儿的心肌称为未成熟心肌［3］。8周以内的幼犬一般有3～4 kg，接近婴幼儿的体重，且耐受性好，比较适合于心脏外科方面的研究。

浅低温不停跳心脏手术，既能充分发挥体外循环的功能，又能使冠状动脉得以持续的氧合血灌注，维持心脏的血循环，减轻缺血再灌注对心肌的损伤［4］。浅低温还避免了传统低温停跳手术所带来的高钾、低温、缺氧、除颤以及心肌缺血缺氧性损伤。但此技术主要应用于成熟心肌的保护，对未成熟心肌保护的基础研究尚不多［5-6］。本研究建立了浅低温体外循环不停跳的未成熟心肌保护的模型，为心脏不停跳下未成熟心肌保护的基础研究提供参考。由于幼犬心脏较小，血压较高，血管壁薄，极易出血，因此在进行荷包缝合及主动脉、右心房、左心耳插管操作时，务必轻柔，否则易引起大出血，导致模型建立失败。由于幼犬体重较轻，有效循环血量较少，所以在转机前，我们采用林格氏液和代血浆预充。预充量不宜过多，并且肝素化前止血一定要彻底，尽量减少术中失血，否则血液稀释过多，不能保证足够的氧供，也影响抽血检查结果的准确。在CPB中，不仅要维持左右心的转流平衡，而且要维持合适的灌注流量，以保证满意的灌注压，维持重要脏器的生理功能。转流过程中维持适当、稳定的体温也是实验成功的一个重要因素。开始体外循环后，体温应维持在33.0～35.5℃较为合适，既能维持较长的转流时间，又不影响电生理实验结果。本模型动物术中生命体征平稳，血气分析等检测指标均达到实验要求，证明幼犬体外循环动物模型的建立能满足对未成熟心肌的研究要求。

［1］ Hammom JW Jr.Myocardial Protection in the immature heart［J］.Ann Thorac Surg，1995，60(3):839 －842.

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［3］ Jonas RA.Myocardial Protection for neonates and infants［J］.Thorac Cardiovasc Surg，1998，46(Suppl 2):288 －291.

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［5］ 张镜芳，庄 建，岑坚正，等.应用体外循环主动脉不阻断法施行小儿法乐氏三联症矫治术［J］.中华小儿外科杂志，1995，16(6):341－342.

［6］ 林 辉，何 巍，彭青云，等.心脏不停跳心内直视手术的临床研究(附1106 例报告)［J］.中华胸心血管外科杂志，2001，17(3):129 －131.