改良套管法大鼠心肺联合移植模型的建立

张新 高颖欣 罗鸿 张伟华

·实验研究·

改良套管法大鼠心肺联合移植模型的建立

张新 高颖欣 罗鸿 张伟华

目的探讨非体外循环下建立操作简单、稳定的心肺联合移植动物模型的方法。方法套管法大鼠左肺移植动物模型基础上，结合左肺及心脏整体移植理论，建立改良套管法大鼠心肺联合移植动物模型。结果正式试验中20只大鼠建立模型，供心通血复跳18只，复跳率90%；术后3 d 内移植心脏搏动无力3只，15例手术成功者存活均超过7 d；第7 d开胸见肺膨胀良好，无明显肺水肿，受体右侧肺门阻断前后测动脉血气进行比较，PO2和PCO2均无显著差异(P>0.05)。结论改良套管法心肺联合移植动物模型避免了体外循环，移植后左肺及全心作功，操作简便，仪器设备要求简单，费用较低，效果较好，可推广应用。

改良套管法；大鼠；心肺移植；模型

目前有多种大鼠心肺联合移植模型应用于基础研究，郑州大学第一附属医院心外科在套管法大鼠左肺移植动物模型[1]基础上，结合左肺及心脏整体移植理论[2]，建立套管法大鼠心肺联合移植动物模型，术式相对简单，对重要脏器影响较小，受体器官缺血再灌注损伤小，便于术后观察，具有简便、实用的优点。

1 资料与方法

1.1实验动物 清洁级纯种Wister成年大鼠(郑州大学实验动物中心提供)40只，雌雄不拘，供体体质量150～200 g，受体体质量200～250 g。术前12h禁食，可饮水。

1.2套管及支气管支架管 自制套管及支架管，套管体长1.2 mm，尾长1.0 mm，肺动脉套管内径1.1 mm，肺静脉套管内径1.8 mm，套管体表面血管钳压痕以便结扎固定，体尾端刻成锯齿状以防血管翻转后滑脱。套管时将血管自套管体尾端向头端穿出，血管向尾端翻转，部分血管挂于套管体锯齿防止滑脱，5-0丝线固定，完成供体血管准备。支气管末端采用内支架管处理，内支架管长3 mm，内径2 mm，两端修剪成锐角以便插管，管壁血管钳压痕以便结扎固定。将内支架管插入供肺支气管末端约1.5 mm，5-0丝线结扎固定，完成供肺支气管制备。管套入上腔静脉及主动脉，支架管插入左肺支气管备用。

1.2实验操作

1.2.1供体手术 大鼠腹腔注射阿托品0.25 mg，4%水合氯醛腹腔注射麻醉，颈部气管切开插管，接DH-150小动物呼吸机(浙江大学仪器厂)，呼吸频率100次/分，潮气量3 ml, 吸呼比1:2。肝素1000U/kg下腔静脉注射，剪开胸壁暴露心肺组织，盐水冰泥覆盖心肺降温，后腔静脉低压灌注4℃改良Euro-Collins液(另加肝素3U/ml)约10 ml，结扎右肺门，横断后腔静脉和腹主动脉放血，经胸部后腔静脉4℃STThomas液灌注心肺至引流灌注液清亮，心肺组织颜色苍白，结扎并剪断下腔静脉，分离结扎后腔静脉、左右前腔静脉并于远心端切断，分离主动脉并于主动脉弓远端离断，切除右肺，完整取出心脏及左肺，置4℃改良Euro-Collins液中修剪。于无名动脉处切断升主动脉，4℃肝素生理盐水冲洗管腔，冰盐水纱布包裹带肺叶供心。

1.2.2受体手术 经口气管插管，麻醉方法及呼吸机参数设置同供体手术。大鼠右侧卧位，经左侧第四肋间切口入胸，7-0丝线牵拉显露术野。离断左下肺韧带，钳夹左肺移至胸外并固定以显露肺门，解剖游离肺门，微血管夹分别钳夹左肺动、静脉并于远端剪断，将供体上腔静脉插入受体左肺动脉，供体主动脉插入左肺静脉，5-0丝线结扎固定。顺序开放左肺静、动脉，微血管夹钳受体支气管并于远端剪断，移除受体肺，将供体心肺纳入胸腔放至原位，将供肺支气管内支架管插入受体支气管残端，5-0丝线结扎固定。开放通气，供肺逐渐膨胀，颜色由暗红转为粉红，部分肺不张者可加大潮气量。供心纤颤一般于血管开放肺充血1 min内复跳，观察 5 min正常后，调整移植心、肺位置以防血管扭曲，洒入少量青霉素预防感染。吻合成功标准：①三个吻合口无漏血、漏气；②肺动、静脉充盈；③移植肺呈粉红色，均匀一致，弹性良好；移植心脏红色，波动有力。置胸腔引流管后关胸，受体清醒后拔除引流管，渐停呼吸机。呼吸平稳、频率>100次/min时拔除气管插管。术毕经尾静脉或颈部静脉分支注入10%葡萄糖溶液或平衡液2 ml，防止失血性休克发生，置23℃恒温箱保暖。手术平均耗时75 min。

1.2.3术后处理 术后供血复跳的大鼠20～30 min内清醒。每天早晚视、触诊各1次，移植心脏搏动有力、规整，心率140～160次/min，搏动>3 d者视为手术成功，3 d 内移植心脏搏动无力或明显增大者视为失败。

2 结果

正式试验中20只大鼠建立模型，供心通血复跳18只，复跳率90%；术后3 d 内移植心脏搏动无力或明显增大者3只，成功率75%，15例手术成功者存活均超过7 d，第7 d开胸见肺膨胀良好，无明显肺水肿，阻断右侧肺门前后PO2和PCO2比较无显著差异(P>0.05)。表1

表1 术后7 d右肺门阻断前后血气分析比较

3 结论

心肺联合移植为临床治疗终末期心肺疾患最有效手段，复杂的心肺移植动物模型及不理想的器官保护方法严重制约临床研究的进展，动物模型多采用体外循环下原位移植，动物多为猪、狗等大动物[3]，动物遗传背景复杂，手术操作复杂，成功率低，实验费用高，难以大规模采用，且多数采用肺移植和心脏移植研究心肺联合移植，对心肺保存及排异反应研究不够理想。常见大鼠心脏移植模型多为异位，移植后左心旷置失功，实际测定的只有右心，对心脏移植研究帮助不足。

心肺联合移植实验中大鼠麻醉后直接经口气管插管可以减少呼吸道损伤[4]，提高术后生存时问。在供体制备及受体手术过程中注重低温保护，减少热缺血时间，可延长术后存活时间；25u/ml肝素稀释液排除血管内气体可避免气栓形成，开放血流前温生理盐水棉片覆盖供体移植物有利于快速复搏；动物选择受体体质量大于供体50 g者为宜，便于供、受体血管套接。术毕即对大鼠加温保暖，每日经尾静脉补充常温平衡液及能量，适当镇痛及抗生素预防感染，能一定程度延长生存时间，改善移植心肺功能。解剖大鼠发现供肺肺水肿明显减轻。本研究中手术成功15例，成功率75%，存活均超过7 d，第7 d开胸见肺膨胀良好，无明显肺水肿，阻断右侧肺门前后PO2和PCO2比较无显著差异(P>0.05)。

本动物模型采用非体外循环下套管法左肺及心脏联合移植，移植后左肺及全心作功，操作简便，仪器设备要求简单，费用较低，效果较好，可大范围推广应用，以利推动心肺联合移植的基础研究。

[1] 张新，陈如坤，高颖欣，等.一种新的大鼠肺移植模型.中华器官移植杂志,2005,26:178-179.

[2] Perrot M, Keshavjee S, Tabata T, et al. A simplified model for en bloc double lung xenotransplantation from hamster to rat.J Heart Lung Transplant,2002,21:286-289.

[3] Karimi A, Cobb JA, Staples ED，et al. Technical pearls for swine lung transplantation. J Surg Res, 2011,171(1):e107-111.

[4] 蒋雷,周逸鸥,张峭,等.大鼠同种异体左肺移植模型建立的实验研究.中华外科杂志,2008,46(20):2.

450052 郑州大学第一附属医院心外科(张新 罗鸿 张伟华);河南电力医院内四科(高颖欣)