兔改良心肌缺血模型的建立

李卓，谷天祥，張玉海

（中國醫(yī)科大學 附屬第一醫(yī)院心臟外科，沈陽 110001）

冠心病是人類研究的重大課題，因此心肌梗死的動物模型便成為重要的研究手段之一［1］。近年來，結扎兔的左冠狀動脈或其分支制作心肌梗死模型的報道非常多，但傳統(tǒng)的制作方法繁瑣且對動物損傷較大，致使模型的遠期存活率低、穩(wěn)定性差。本研究應用簡單、有效的方法制作家兔急性心肌梗死模型，并與傳統(tǒng)方法制作的模型進行心功能和遠期存活率的比較。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物及分組：健康成年兔30只，雌雄不拘，兔齡5個月左右，體質量2.0~2.5 kg，由中國醫(yī)科大學動物實驗中心提供，動物合格證號為SCXK（遼）2003-0009。實驗過程中對動物的處置符合中華人民共和國科學技術部2006年頒布的《關于善待實驗動物的指導性意見》標準。30只兔隨機分為傳統(tǒng)模型組和改良模型組，每組15只。另取15只兔不手術作為正常對照組。

1.1.2 主要儀器：超凈工作臺，上海醫(yī)療設備公司產(chǎn)品；IE33型超聲儀，PHILIP公司產(chǎn)品；TKR-200C型動物呼吸機，北京醫(yī)療設備公司產(chǎn)品；3.0型號氣管插管。

1.2 方法

1.2.1 心肌梗死模型制備：30 g/L戊巴比妥鈉（30 mg/kg）經(jīng)耳緣靜脈麻醉后，心電圖導聯(lián)線與兔四肢相連接入八道生理記錄儀的心電圖放大器（AC2601G），記錄標準Ⅱ導聯(lián)心電圖。傳統(tǒng)模型組：兔麻醉后迅速垂直插入氣管插管，距門齒12 cm左右，接呼吸機，呼吸頻率30次/min，吸呼比1∶1.5，潮氣量20 ml左右，可根據(jù)肺膨脹大小調(diào)整；在胸骨左緣胸肋關節(jié)處剪斷Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ肋骨開胸，剪開心包膜，用小拉鉤將心包膜固定于胸壁，充分暴露心臟；用眼科小圓針（5-0線）在冠狀動脈左室支主干第1、2對角支之間結扎，心電圖Ⅱ導聯(lián)上出現(xiàn)S-T段弓背樣抬高為結扎成功。改良模型組：兔麻醉后于胸骨左緣Ⅲ、Ⅳ肋間開胸，逐層分離后，小擴張器牽開肋骨顯露足夠空間，剪開心包膜，用小拉鉤將心包膜固定于胸壁，充分暴露心臟；用眼科小圓針（5-0線）在冠狀動脈左室支主干第1、2對角支之間連同靜脈輸液針細管共同結扎；逐層關胸，留置靜脈輸液針細管，20 ml注射器抽凈胸腔內(nèi)殘留氣體，保證術后肺通氣功能；閉塞血管1 h后抽出輸液針細管完成再灌注；心電圖Ⅱ導聯(lián)上出現(xiàn)S-T段弓背樣抬高標志建立缺血再灌注心肌梗死模型成功。造模后兩組均連續(xù)3 d腹腔注射青霉素80萬U抗感染。

1.2.2 心功能測定：將動物四肢固定，取仰臥位在非麻醉狀態(tài)下進行。采用IE33型超聲儀，獲取左室舒張末期容積和左室收縮末期容積，測算射血分數(shù)，所有測量值取3次測量的平均值。

1.3 統(tǒng)計學分析

采用SPSS14.0軟件完成統(tǒng)計處理，數(shù)據(jù)以x±s表示，組間比較采用方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 造模成功的動物數(shù)量

所有模型均制作成功，30只兔全部納入結果分析。

2.2 造模后3周各組動物心功能變化

與對照組相比，改良模型組和傳統(tǒng)模型組造模后3周時左室收縮和舒張末期容積均明顯增大（P均<0.05），說明兩個模型組均能有效達到心肌梗死、心功能不全。改良模型組與傳統(tǒng)模型組相比，射血分數(shù)值無統(tǒng)計學差異（P=0.47），提示改良方法制作的心肌梗死模型與傳統(tǒng)方法效果相同。

表1 心肌梗死3周后各組心功能變化（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周后傳統(tǒng)模型組開始出現(xiàn)死亡例數(shù)。到6周時，傳統(tǒng)模型組死亡7只，尸檢除左室前側壁梗死外還可見心包積血、氣胸及不同程度肺損傷，包括肺不張和肺感染，其中4只出現(xiàn)明顯胸肋關節(jié)處感染，感染率57.1%（4/7）；其余8只存活至6周，存活率53.3%（8/15），但活動量及進食量明顯低于改良模型組。而改良模型組中6周時僅出現(xiàn)1只死亡，其余14只每日正常進食，活動良好，存活率93.3%（14/15）。改良模型組動物存活率明顯高于傳統(tǒng)模型組（P＜0.05）。

3 討論

傳統(tǒng)心肌梗死動物模型制作需氣管插管和呼吸機輔助呼吸，操作復雜、儀器繁瑣。造模時破壞胸膜腔，人為造成氣胸，致縱隔擺動，影響呼吸及血流動力學。為顯露要縫扎的左室支，傳統(tǒng)方法需將心尖抬起或將心臟牽出胸腔外，嚴重擾亂血流動力學穩(wěn)定。因此，圍術期死亡率相當高，在小型動物甚至高達50%［2］。要取得較好的長期存活率，心肌梗死模型的制作應注意以下細節(jié)：（1）合理選擇開胸位置，注意肺保護，防止肺損傷［3］；（2）選擇合適的結扎部位，結扎位置過高易導致室顫，而結扎位置過低則不易形成確切心梗；（3）胸腔排氣，可以有效避免術后呼吸困難，提高成活率［4］。

基于以上幾點，我們對傳統(tǒng)方法進行改良：（1）依據(jù)兔胸膜腔解剖結構，經(jīng)胸骨左緣Ⅲ、Ⅳ肋間開胸，不斷肋骨而以小擴張器牽開肋骨顯露足夠空間，保持胸膜腔完整，對呼吸和血流動力學影響小，肺不張、肺部感染的幾率少；（2）心臟于原位，在冠狀動脈左室支主干第1、2對角支之間結扎，且采用缺血再灌注模式，既不易導致室顫又可確切形成心梗；（3）不用氣管插管，保持兔自然呼吸，避免了氣管插管時對呼吸道的損傷和呼吸機應用的相關性肺損傷，關胸后使用術中留置的靜脈輸液針細管，抽凈胸腔內(nèi)殘留氣體，保證術后肺通氣功能［5］。本研究還發(fā)現(xiàn)，術后保溫和適當吸氧利于動物模型的長期存活，術后積極抗炎可以避免動物死于急性期，保持呼吸道通暢以降低動物死亡率［6］。

本研究中，兩個模型組中收縮舒張期左室容積成倍增加，射血分數(shù)明顯減少，提示心功能明顯降低，證實改良方法可以成功建立兔心肌梗死模型，通過存活率分析發(fā)現(xiàn)改良方法建立的兔心肌梗死模型的遠期存活率明顯高于傳統(tǒng)造模方式。本研究通過改良方法建立了兔心肌缺血再灌注模型，使其局部炎性反應以及左心室重塑狀態(tài)模仿冠心病后心肌梗死的病患，更接近于臨床，意義更大。且造模方法簡便、易行，不需人工呼吸避免二次開胸，手術時間短，并發(fā)癥少，整體上提高了成活率。這種造模方法為心肌梗死的相關研究提供了基礎平臺。

［1］陳婷婷，李力兵，王剛，等.不同呼吸管理模式下大鼠急性心梗模型遠期存活率的比較及影響因素分析［J］.中國體外循環(huán)雜志，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，F(xiàn)eye 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，F(xiàn)uchs 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.