围术期处理提高冠脉结扎致心梗后心衰大鼠模型存活率的探索*

周 政， 陈梓欣， 陈 洁, 申啸笑,唐雅琴,冼绍祥 △

(1.广州中医药大学，广州 510405;2.广州中医药大学第一附属医院，广州 510405)

围术期处理提高冠脉结扎致心梗后心衰大鼠模型存活率的探索*

周 政1， 陈梓欣1， 陈 洁2, 申啸笑2,唐雅琴1,冼绍祥2 △

(1.广州中医药大学，广州 510405;2.广州中医药大学第一附属医院，广州 510405)

目的：通过改善围术期系列处理，提高冠状动脉前降支(LAD)结扎致心梗后心衰大鼠模型存活率。方法：在多次造模中不断摸索，通过筛选动物、调整呼吸管理、冠脉结扎手术及围术期护理等提高模型存活率，同时通过调整结扎位点控制致心衰的程度。结果：通过调整，心梗后心衰大鼠模型的存活率逐渐提高，心功能下降明显。结论：通过改善系列围术期处理，可以较好地提高心梗致心衰大鼠模型的存活率，为进一步实验提供稳定可行的心衰大鼠模型。

心梗致心衰;大鼠;冠脉结扎;存活率

心梗致心衰模型是目前心衰模型的主要方式，而冠脉结扎法为心梗致心衰造模的重要方法。冠脉结扎法所致心梗模型模拟了临床冠心病致心衰，其病理生理演变过程与充血性心衰更为接近，相同时间下，其心衰程度较其他方法更为严重[1]。但冠脉结扎法建立心梗致心衰模型容易受气管插管及呼吸道的护理、呼吸机的选择及设置、开胸体位及方式、冠脉结扎位置影响，导致造模成功率低、动物存活率低，这极大地限制了科研人员开展有关心梗后心衰模型的研究。因此，课题组经过5批共236只SD大鼠行冠状动脉前降支(LAD)结扎法建立心梗致心衰模型研究，通过改善围术期处理，探讨改善心梗致心衰大鼠模型大鼠存活率的对策。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 动物与分组 SD雄性大鼠，体质量300～350 g，广州中医药大学实验动物中心提供。共采用5批大鼠，数量分别为25、35、41、45、80只，前4批采用5只大鼠作假手术对照组，第5批采用10只大鼠作假手术对照组，其余大鼠均纳入模型组进行心梗后心衰术造模。

1.1.2 试剂与仪器 水合氯醛(美国sigma公司)、6-0不可吸收缝合线(法国Peters surgical)、小型动物呼吸机(美国HARWARD)、彩色多普勒诊断仪(Philips IE33)、心电图机(日本光电工业株式会社ECG-9130P)、石蜡切片机(德国Leica公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 麻醉与备皮 术前大鼠需进行禁食8～12 h。大鼠称重后，5%水合氯醛(0.6 ml/100 g)腹腔注射，注射前回抽以防注射到血管或膀胱里影响麻醉效果。待大鼠麻醉后固定四肢和头部，剃掉颈部、胸部鼠毛，安尔碘消毒。

1.2.2 呼吸管理 气管插管:大鼠在鼠板固定下取仰卧位，纵向切开颈前皮肤3～4 cm，钝性分离颈前肌肉并暴露气管。将鼠舌向后牵拉，快速将带针导管沿大鼠舌头滑至舌根部，密切观察暴露气管的动态，采用柔力将带针导管稍向后上送入插进气道，判断插管成功后把导管针抽出并缝合创面；呼吸机辅助呼吸：课题组采用小动物呼吸机，输入动物体质量可自动换算出对应的呼吸频率及潮气量。250～350 g大鼠的呼吸频率范围为68～78次，潮气量范围为1.92～2.36cc。

1.2.3 冠状动脉前降支结扎 对假手术组大鼠行开胸、穿线但不结扎血管，对模型组大鼠行冠状动脉前降支结扎术。大鼠取仰卧位, 常规备皮消毒后，沿左锁骨中线在皮肤上做4～5 cm的竖行切口, 逐层钝性分离肌肉直至见到肋骨。从第3～4肋间钝性破开胸膜，开胸后立刻接上呼吸机、撑开肋骨，暴露左心耳与肺动脉圆锥交界，使用6-0手术缝线连同小部分心肌于左心耳下1～2 mm处结扎LAD。观察结扎部位下的心肌是否变白，检查心脏无渗血渗液、无心律失常后关胸，逐层关闭肌肉、缝皮。术后每只大鼠肌内注射青霉素20万U防止感染，连续肌注3 d。

1.3 观察指标

1.3.1 结扎术前后心电图变化 在大鼠四肢插入针电极，电极位置参照人体相应部位， 描记Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVL、aVF、aVR导联。术后5～10 min行心电图检查，发现2个或2个以上导联ST段明显抬高即可判断为心肌梗死。

1.3.2 各批次存活率比较 记录各组大鼠术后当天、术后7 d、术后4周的存活率并定量分析。

1.3.3 组织学鉴定 术后4周对心脏用多聚甲醛固定24 h后进行石蜡包埋，恒冷切片机连续横切片制成6 μm厚的切片。对石蜡切片行HE染色后在光学显微镜下观察。

2 结果

2.1 术后心电图表现

图1显示，大鼠行LAD高位结扎术5～10 min后行心电图检查，可观察到2个或2个以上导联ST段明显抬高，心率380～500次/min，偶有大鼠发生心律失常如室颤、室速等。

图1 LAD结扎术后心电图表现

2.2 各批次存活率比较

表1显示，在改进呼吸管理、手术方式与手术时间、围术期护理后，大鼠的存活率均有稳定提升。

表1 各批次大鼠造模数量及存活情况[例(%)]

2.3 石蜡切片HE染色结果

图2显示，假手术组的切片经HE染色后，镜下可见心肌纤维排列整齐，呈圆柱形有分支，细胞核位于细胞中央。模型组切片镜下可见，肌纤维排列紊乱，肌丝断裂，心肌细胞核溶解，间质结构破坏，纤维组织增生，存活的心肌组织被分隔成岛状且散在分布，炎细胞浸润明显。

图2 石蜡切片HE染色结果(×200)

3 提高造模存活率的关键问题

对236例大鼠的造模经验进行总结，得出要提高造模存活率，关键在以下几点。

3.1 实验动物选择

纳入实验的大鼠体质量应适中，体质量过轻大鼠营养不良，对缺氧比较敏感容易在插管或术中死亡；体质量过重，因大鼠较为肥胖，术中气管分泌物较多，容易出现堵塞气管导致窒息而死亡。实验发现300～350 g大鼠对实验耐受较好。

3.2 气管插管经验

该实验需要运用呼吸机提供呼吸支持，而快速有效的气管插管技术是应用辅助通气技术的前提。很多学者对气管插管有不同的方法，包括气管切开插管、完全无创插管等，气管切开插管[2-3]操作时更为直观，但术后容易出血和分泌物过多，从而堵塞气管导致动物窒息。完全无创插管[4-5]多采用直视经口插管，避免切开气管带来的损伤，但是该插管法操作要求技巧性比较高, 多次插管失败可造成喉头黏膜水肿导致窒息。本课题组在实验过程中摸索出的可视下气管插管法，可在最大限度降低气管损伤前提下保证插管成功率。首先，插管方式采用暴露气管经口插管。一方面避免切开气管对大鼠造成的伤害，另一方面可通过暴露的气管把握插管的方位及力度要求，提高了可操作性。第二，插管的选择。选用一次性静脉留置针管作为气管插管，一方面管质比较柔软，适当涂抹润滑剂，能减少插管过程中对气管黏膜的损伤。另一方面，静脉留置针管一端与小动物呼吸机匹配，方便呼吸支持。图3显示，第三，插管导管针的选择。采用回形针作为导管针，插入导管里配套，导管针根据气管位于前方，故一般要有一定弧度，末端呈弯钩状方便拔出；第四，插管。鼠舌向后牵拉，快速将带针导管沿着大鼠舌头滑至舌根部，此时会遇到阻力，容易滑入食道。诀窍是密切观察暴露的气管动态，采用柔力将带针导管稍向后送入插进气道，判断插管成功后把导管针(回形针)抽出，固定导管。第五，插管成功的判断。一是肉眼观察白色环形软骨的气管内有物体移动；二是操作者操作时可感觉到有节段感；三是助手在操作时观察气管的变化；四是用血管钳快速夹住气管，若成功可有硬感；五是拔出导管针后，透明导管内有呼吸所致蒸气贴壁；六是拔出导管针后将一纤毛放置在导管口处, 可见纤毛随呼吸摆动。通过多种方式的改进，本课题建立气道成功率达到100%。

图3 自制带针导管

3.3 冠脉结扎手术的要点

正确的手术方式是决定大鼠造模成功及存活的关键，本研究主要通过两个方式改进结扎手术。

第一，在手术方法上采用钝性方法暴露术野。与直接切开法[6]不同，本课题组对动物肌肉分离采用钝性逐层分离法，此法既能快速分离肌肉，又能减少出血与感染的机会。不断肋骨，不挤压心脏，以止血钳撑开暴露胸腔，同时以手调整大鼠位置，通过适当撕开心包使心尖上翘，心肺得到较好分离，既能更好地观察血管，也利于术后缝合及避免肺损伤。同时利用止血钳撑开，有较好的调整空间，便于调整下针部位及深浅。此方法的优点是避免直接切开，后者容易引起大量出血和增加术后感染风险；避免直接剪断肋骨，后者会增加胸廓缝合难度及感染风险，易损伤大鼠肺部，降低肺功能，增加大鼠死亡率；避免挤压心脏过程中造成肺损伤致大鼠死亡。

第二，结扎位点的选择。通过5批大鼠的摸索，发现结扎位点低于心耳下4 mm或结扎到血管分支处时，心电图测量发现不能造成明显的ST段抬高，术后4周行心脏彩超检查也发现心功能未见明显降低，考虑为梗死程度不足所致。通过实验摸索出致心衰的结扎位点需在左心耳下1～2 mm处，且结扎速度要快，尽量缩短开胸时间，手术时间越短，大鼠术后自主呼吸恢复情况越良好。

3.4 围术期护理的经验

3.4.1 术前禁食 麻醉前大鼠需要禁食，一般禁食时间为8～12 h[7]。若不禁食，一方面因体质量增加需加大麻醉剂量，麻醉不良事件产生的风险学相应上升；另一方面麻醉前大鼠饮食，食物可能返流阻塞气管，从而引起呼吸困难甚至窒息。

3.4.2 注意保温 手术期间，麻醉与术中出血均可引起大鼠体温下降。麻醉会引起大鼠体温调节中枢抑制而使体温下降，术中大量出血易致血容量较少，组织灌注不足，组织缺血缺氧时也会出现体温下降，因此需要采用适当的保温措施。本课题组采用电灯照射和电热毯进行保温，简单有效，能促进大鼠呼吸循环的恢复。

3.4.3 密切观察，及时施救 术后密切观察大鼠呼吸情况、体温、皮肤黏膜颜色。一旦出现呼吸变慢而无规则或体温降低，皮肤色泽便暗，马上进行抢救。根据大鼠情况采用不同抢救办法，出现呼吸异常时立刻行心肺复苏术；伴有心率变慢者，注射0.1%肾上腺素1 ml,必要时直接做心内注射；若发现快速型心律失常，可注射利多卡因0.5～1 ml复律。

3.4.4 术后抗感染 术后每只大鼠肌内注射青霉素20万U防止感染，连续肌注3 d。

4 总结

通过选择合适的动物，改善呼吸管理、冠脉结扎手术及围手术期护理,可以较好地提高心梗致心衰大鼠模型的存活率，为进一步实验提供稳定可行的心衰大鼠模型。

[1] 周岩,孙兰军,徐强. 慢性心力衰竭大鼠模型研究进展[J].辽宁中医杂志,2014,41(8):1782-1784.

[2] 王勇,高大中,殷跃辉，等. 大鼠心肌梗死模型建立方法选择及心电图表现[J]. 中国实验动物学报,2011,19(6):525-529. [3] 李金轶,钟国强,韦卓,等. 大鼠心肌梗死模型的建立及梗死后心电生理和左室功能的变化[J]. 中国实验动物学报,2009,17(6):419-423.

[4] 王响英,吴淑燕,李苏安,等. 大鼠直视气管插管方法[J]. 上海实验动物科学,2004,24(2):107-108.

[5] 王学文,徐善慧,张宁坤，等. 改良冠脉结扎法提高大鼠心梗模型存活率方法探讨[J]. 山西医科大学学报,2011,42(11):931-934.

[6] 刘开宇,田海,孙露,等. 标准化大鼠心肌梗死模型的制作[J]. 哈尔滨医科大学学报,2007,41(6):531-534.

[7] 秦川.实验动物学[M].2版.北京：人民卫生出版社,2010:268.

Perioperative Treatment to Improve the Survival Rate of Rat Model of Heart Failure after Infarction Induced by Coronary Artery Ligation

ZHOU Zheng1, CHEN Zv-xin1, CHEN Jie2, SHEN Xiao-xiao2, TANG Ya-qin1, XIAN Shao-xiang2△

(1.Guangzhou University of Chinese Medrcine, Guangzhou 510405, China; 2.Guangzhou University of Chinese Medrcine, No1 Affiliated Hospital, Guangzhou 510405, China)

Objective: To improve the survival of the left anterior descending coronary artery ligation induced post-myocardial infarction heart failure rat models by optimizing preoperative management. Methods: During repeatedly modeling process, we tried to promote the models survival with appropriate animals screening, breathing management regulation, surgical operation improvement and preoperative nursing. Meanwhile we attempted to control the level of heart failure through regulating the ligation site. Results: Gradually improvement of models survival and distinct weakening of heart function were expressed by various regulations. Conclusions: Preoperative management optimization can significantly improve the survival of post-myocardial infarction heart failure rat models, thereby suggesting a more stable heart failure model-making protocol for further experiments.

Post-myocardial infarction heart failure; Rat; Coronary artery ligation; Survival

国家自然科学基金面上项目(81173438)

周 政(1991-)，男，广东茂名人，在读博士，从事中医药防治心血管疾病的临床与研究。

△通讯作者：冼绍祥,Tel:020-36591692，E-mail: zhongyfy@126.com。

R541.4

B

1006-3250(2017)03-0335-03

2016-08-23