建立可调控撕裂长度的Stanford A型主动脉夹层家猪模型

张丹，王宝珠，孟凡华，汪浩，孙惠萍，马翔

(1.新疆医科大学第一附属医院 a.冠心病二科;b.心脏中心重症监护室，新疆 乌鲁木齐 830054；2新疆医科大学第二附属医院 心血管内科，新疆 乌鲁木齐 830054)

主动脉夹层(aortic dissection，AD)是一种发病突然、病情进展迅速的疾病，严重危及生命[1-2]。急性AD在发病1周内病死率达50%以上[3]。其中，Stanford A型AD占AD全部类型的62%～67%[4-5]。Stanford A型AD发病非常凶险，病情进展迅速，住院病死率高达30%～50%[6]。近年来，有研究成功构建了Stanford B型AD动物模型[7-8]，而成功构建Stanford A型AD动物模型的报道较少。构建AD模型操作复杂，耗费时间长，且所构建的动物模型中存在AD假腔较小及复制率较低等问题。本研究通过手术破坏主动脉中膜结构造成假腔以及联合肾上腺素诱发波动高血压，建立Stanford A型AD动物模型，旨在为进一步研究治疗AD的方式提供材料来源。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1实验材料 氯胺酮(上海中西药业股份有限公司，规格为2 mL∶150 mg)，阿托品(江苏涟水制药有限公司，规格为2 mL∶1 mg)，青霉素(华北制药股份有限公司，每支80万单位)，甲硝唑(广州百特侨光医疗用品有限公司，规格为100 mL∶500 mg)，肾上腺素(上海禾丰制药有限公司，规格为1 mL∶1 mg)，戊巴比妥钠(上海化学试剂公司，每瓶25 g)，手术器械(上海手术器械厂)，无损伤侧壁钳(上海金钟手术器械，M70050)，电动呼吸器(上海医疗仪器制造四厂，SC-3)，7.5号气管插管(美国强生公司)，5-0 Prolene缝线(美国强生公司)。

1.1.2实验动物 成年健康家猪12只，雌雄不限，平均体质量(50.25±6.09)kg。实验前至少在新疆医科大学第一附属医院实验动物研究科学部饲养1周，适应环境，注射疫苗。标准家猪饲料喂养，自由摄食、进水，12 h光照、12 h黑暗，控制室温为23～25 ℃。家猪及标准饲料均由新疆医科大学第一附属医院实验动物研究科学部(AAALAC International认证)提供。本研究已通过新疆医科大学第一附属医院伦理委员会的审批。

1.2 实验方法

1.2.1术前准备 家猪禁食12 h，禁饮4 h。于家猪耳后肌内注射盐酸氯胺酮10～14 mg·kg-1(根据体质量给药)、阿托品25 μg·kg-1(根据体质量给药)，3～5 min后家猪站立不稳而卧倒。待家猪处于相对平静后，将家猪仰卧固定于操作台，迅速用套管针在猪耳静脉建立静脉通道，静脉注射戊巴比妥钠 30 mg·kg-1(根据体质量给药)。麻醉后将320万单位青霉素溶于100 mL生理盐水中静脉滴注，静脉滴注甲硝唑(10 g·L-1)100 mL。术中根据动物情况可重复静脉注射戊巴比妥钠2～5 mg·kg-1(根据体质量给药)维持麻醉状态，持续心电监护和血氧分压监测。在麻醉状态下气管插管，成功后连接呼吸机，潮气量为10～12 mL·kg-1。然后胸腹部及四肢备皮。

1.2.2手术方法 常规消毒，铺巾。于胸部正中做切口，逐层进胸，打开胸腔。进入胸腔后用胸腔牵开器暴露手术视野，观察双肺膨胀及心率情况，悬吊心包，暴露升主动脉[9]。用血管剪剥离主动脉包膜，在距离升主动脉根部远心端约1 cm处，使用主动脉侧壁钳纵行钳夹主动脉侧壁约1/2周径。沿升主动脉长轴使用尖刀片纵行切开升主动脉外膜及中膜外1/2，切口长1～2 cm。松开侧壁钳，找到升主动脉中膜间隙，用自制血管壁分离器(见图1)向四周钝性分离2～3 cm，使切口处升主动脉中层分离范围达升主动脉周径的1/2～2/3，造成假腔。再次钳夹侧壁钳，切开升主动脉中膜内1/2及内膜，使主动脉管腔与外界相通，切口两侧扇形剪除中膜内1/2及内膜0.5～1.0 cm2。使用5-0 Prolene无创血管缝线连续褥式缝合被切开的外膜及中膜外1/2。松开侧壁钳，再次加强缝合切口，彻底止血。静脉推注1～2 mg肾上腺素，3～5 min后再次静脉注入肾上腺素，反复6～8次。制作家猪Stanford A型AD模型后，观察吻合管壁有无渗血并在肺膨胀期关闭胸腔。

1为连接段，长25 cm；2为第一分离段，长3 cm；3为第二分离段，长2 cm； 4为弧形面;α为第一夹角，角度为90°～135°；β为第二夹角，角度为90°～135°。

1.3 家猪Stanford A型AD模型于实验结束后，立即大剂量静脉注射氯化钾处死所有家猪。切除全部主动脉，解剖升主动脉，并测量AD近端瘤体直径、瘤体直径(即最大瘤体直径)及夹层撕裂长度。同时从夹层区、非夹层区切取标本，用甲醛固定，制备4 μm厚石蜡切片，分别进行苏木精-伊红染色，以观察AD形成后胶原纤维断裂等情况。家猪Stanford A型AD模型成功建立标准：(1)通过肉眼观察，松开升主动脉侧壁钳后，直视下即可看到夹层立即向远端撕裂，管壁膨大，压力增加；(2)组织病理可见主动脉的内膜层与外膜层分离，AD撕裂于主动脉中层间隙，主动脉中层弹力纤维断裂，显微镜下可见AD撕裂于主动脉中层间隙，主动脉中层弹力纤维断裂。

2 结果

2.1 AD形成情况本实验使用成年健康家猪12只，其中1只死于麻醉过程中，其余11只家猪成功建立Stanford A型AD模型，技术成功率为91.67%(11/12)。2只家猪在静脉推注肾上腺素造成波动高血压的过程中发生AD破裂，进而出现失血性休克，最终死亡。11只家猪手术过程顺利。待松开升主动脉侧壁钳后，直视下即可看到夹层立即向远端撕裂，管壁膨大，压力增加(见图2)。

箭头处显示升主动脉管壁膨大，压力增加。

2.2 AD形成相关参数实验中建立的AD均起自升主动脉根部远心端约1 cm处，最远处撕裂于髂动脉分叉处。构建家猪Stanford A型AD模型的平均手术时间为(62.91±8.70)min、平均AD制作时间为(44.73±4.65)min。该模型平均近端瘤体直径为(13.45±1.63)mm，平均瘤体直径为(21.91±2.47)mm，平均夹层撕裂长度为(142.27±14.44)mm。具体数据见表1。

2.3 家猪主动脉病理观察解剖家猪AD模型后可见主动脉中层分离，假腔形成(见图3)。非夹层区主动脉的三层是完整的。夹层区主动脉的内膜层与外膜层分离，AD撕裂于主动脉中层间隙，主动脉中层弹力纤维断裂。显微镜下可见AD撕裂于主动脉中层间隙，主动脉中层弹力纤维断裂(见图4)。上述内容均证实已成功构建家猪Stanford A型AD模型。

表1 家猪Stanford A型AD模型一般情况

左侧为正常升主动脉；右侧为AD，AD假腔(上方箭头处)明显，真腔(下方箭头处)被假腔压缩。

A为正常家猪升主动脉(苏木精-伊红染色，放大25倍)；B为升AD形成(苏木精-伊红染色，放大25倍)，显微镜下观察可见AD撕裂于主动脉壁中层间隙，中层弹力纤维断裂。

3 讨论

研究者建立AD动物模型时在很长一段时间内参考了Blanton等[9]手术过程。但是这种手术操作复杂，手术成功率较低。到本世纪初，通过改进建模方法成功构建了一大批AD实验动物模型，但是这些动物模型仍存在夹层撕裂长度有限、容易发生AD破裂等缺点。本研究通过改进以下几个方面成功建立了理想的Stanford A型AD家猪模型。(1)充分暴露手术切口，切开升主动脉外膜及中膜的位置需要靠近升主动脉根部远心端1 cm。此处动脉管径较宽，中膜分层明显，易于找到中膜间隙，同时在此处做切口因心脏搏动可避免损伤主动脉瓣膜。(2)与横行切开升主动脉外膜及中膜外1/2相比，沿升主动脉长轴纵行切开升主动脉外膜及中膜外1/2更易于分离升主动脉中膜间隙，并且分离长度及范围较广。在吻合切口时，沿升主动脉长轴纵行切开较横行切开易于操作，还可以避免吻合夹层破口。(3)注意控制静脉推注肾上腺素用量，注射量过大容易造成AD假腔撕裂面过广，导致主动脉破裂。少量多次注射肾上腺素，在注射过程中密切观察AD形成情况。(4)在一定范围内，通过增加外膜切口长度、中膜分离范围、破口大小及肾上腺素用量可调控AD撕裂长度。本方法容易被复制，所构建的模型有真假腔、主动脉壁破口，可调控夹层撕裂长度。本研究所建立的家猪Stanford A型AD模型具备与人体Stanford A型AD相似的病理生理过程，主动脉的内膜层与外膜层分离，AD撕裂于主动脉中层间隙，中层弹力纤维断裂。

本研究结果显示，在一定范围内，AD原发破口越大，进入AD假腔内的血流越多，AD真假腔交界处张力增加，交界边缘承受的拉伸力也越大，AD剥离越快。Cui等[10]将切口远端的主动脉内膜于双角处折叠，这不仅增加了AD内膜破口的面积，而且使AD内膜片相对固定，在血流的冲击下保持一定的张力，AD假腔不会被真腔压迫而闭合，同时也避免了在吻合主动脉壁切口时闭合AD假腔。在进行预实验时，我们曾尝试采用内膜双角缝合的方法折叠内膜，但是主动脉管腔内张力过高造成5-0 Prolene线切割内膜，在血流的冲击下内膜片重新贴附于主动脉壁，假腔闭合，导致难以向远端剥离AD。本研究采用手术破坏主动脉中膜结构造成假腔，以及联合肾上腺素诱发波动高血压的方法，成功建立了可调控撕裂长度的Stanford A型AD家猪模型。但本研究存在一定不足，如未对成功建立的家猪模型行血管内超声、主动脉CTA等影像学评估。

总之，本实验成功构建了与人体Stanford A型AD形成时病理生理过程相似的家猪Stanford A型AD模型。该Stanford A型AD模型具有操作简单、高复制率、可调控夹层撕裂长度等优点，可被应用于Stanford A型AD发病机制和新的治疗方案的研究中。