犬不停跳冠狀動脈搭橋模型的構建

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(1.解放軍白求恩國際和平醫(yī)院胸心外科，河北 石家莊 050200；2.第三軍醫(yī)大學衛(wèi)勤訓練基地醫(yī)學綜合教研室，重慶 40038；3.第三軍醫(yī)大學基礎部人體解剖學教研室，重慶 40038)

不停跳冠狀動脈搭橋手術具有創(chuàng)傷小、全身炎癥反應輕、患者術后恢復快等優(yōu)點[1]，但手術技術難度大、風險高。心外科醫(yī)生多采用離體心臟進行臨床前培訓，然而，離體心臟尚不能模擬出在心臟跳動下進行血管吻合的真實狀況。與此同時，有望替代自身血管橋的小口徑異種血管，能否作為冠狀動脈搭橋的橋血管也需明確。因此，探討構建不停跳冠狀動脈搭橋動物模型的可行性方法成為心外科醫(yī)生和基礎研究人員共同關注的問題。犬作為實驗動物，其心臟四腔和冠狀動脈結構與人相似，可被用作構建急性心肌梗死模型[2-3]。在此基礎上，本實驗以小口徑異種血管為橋血管，采用兩種不同方法構建犬不停跳冠狀動脈搭橋模型，探討模型構建的可行性方法。

1 材料與方法

1.1 材料

健康成年家犬20只(第三軍醫(yī)大學實驗動物中心提供)，體質量18～20 kg，隨機分為頭臂干組和降主動脈組，各10只。按實驗動物使用的“3R”原則給予人道的關懷。小口徑異種血管(第三軍醫(yī)大學人體解剖學教研室提供)，直徑3～5 mm，長12～17 cm。戊巴比妥鈉注射液(北京化學試劑公司)，利多卡因注射液(華北制藥集團制劑有限公司)，心臟固定器(北京米道斯公司)，動物呼吸機(上海醫(yī)用電子儀器廠)，電生理記錄儀(美國BIOPAC公司)。

1.2 方法

1.2.1 麻醉與術前準備 術前12 h禁食，4 h禁飲。靜脈注射3%戊巴比妥鈉注射液(30 mg/kg)，全身麻醉滿意后，左側胸部袪毛、氣管插管。心電監(jiān)護，右側股動脈置管監(jiān)測血壓，留置靜脈留置針，舌尖置脈搏氧探頭。靜滴青霉素鈉320萬單位預防感染。取右側臥位。皮膚消毒、鋪單。接麻醉呼吸機，檢測呼氣末二氧化碳，調整呼吸參數(shù)。

1.2.2 手術方法 頭臂干組：沿左側第4肋間切開皮膚、皮下及肌層，置開胸器。靜脈注射肝素1 mg/kg行肝素化。修剪小口徑異種血管兩端成45°角。分離、暴露頭臂干動脈，遠、近端無損傷血管鉗阻斷。根據(jù)橋血管口徑，尖刀刺破血管壁全層，取長約3～5 mm的縱行切口。用6-0無損傷縫線，將橋血管與頭臂干行端側連續(xù)吻合。橋血管側的針距和邊距各為1.0～1.5 mm，頭臂干側的邊距為2.0～2.5 mm，呈放射狀。縫合完畢，放開頭臂干動脈阻斷鉗，“哈巴狗”夾閉異種血管，檢查吻合口的漏血情況。而后，在膈神經(jīng)前約1 cm處縱行剪開心包，鈍性推離壁層胸膜，懸吊心包于胸壁切口。暴露左冠狀動脈前降支及其分支，在第1分支起點以遠，根據(jù)冠狀動脈直徑、肌橋位置和冠狀動脈分支的分布情況，確定吻合口的位置。置心臟固定器。剪開左冠狀動脈前降支的壁層心包膜，長約3 cm。游離冠狀動脈吻合口的遠、近端及分支動脈，套4號絲線，兩圈，硬質海綿墊置于線圈內。靜注利多卡因(1 mg/kg)后，行缺血預處理[4]，以減少室性心律失常的發(fā)生，增加心肌缺血的耐受性。收緊套線，阻斷左前降支及其分支，冠狀動脈刀刺破冠狀動脈，經(jīng)破口縱行剪開冠狀動脈。冠狀動脈的剪開長度與異種橋血管口徑相匹配。采用7-0無損傷縫線行端側連續(xù)吻合，冠狀動脈邊距0.5～1.0 mm，針距0.5～1.0 mm。打結前松開排氣。冠狀動脈阻斷開放前靜推利多卡因(1 mg/kg)。檢查吻合口有無漏血。結扎冠狀動脈近冠狀動脈開口端阻斷線，阻斷自體冠狀動脈血流灌注。去除冠狀動脈側支阻斷線。逐層縫合胸壁肌層、皮下和皮膚。經(jīng)第5肋間置入胸腔閉式引流管(輸液管)，接引流瓶。降主動脈組：“U”形血管側壁鉗鉗夾降主動脈，尖刀刺破血管壁全層，采用直徑5 mm的打孔器打孔。連續(xù)縫合橋血管和主動脈。主動脈側的縫針邊距為2～3 mm，針矩2～3 mm。其余步驟同頭臂干組。術后心電、血壓監(jiān)測、呼吸機輔助呼吸6 h，待自主呼吸恢復后去除呼吸機，順次拔除氣管插管。胸腔內無氣體溢出后拔除胸腔引流管。生命體征穩(wěn)定后，送回飼養(yǎng)室觀察。術后3 d每日肌注青霉素鈉160萬單位預防感染。

1.3 觀察指標

犬的存活情況，冠狀動脈搭橋術后精神、飲食恢復情況，以及行為是否改變。術中平均股動脈壓變化；心率、ST段及心律變化。血管吻合時間；手術失血量。

1.4 統(tǒng)計分析

2 結果

2.1 一般情況

2組術中探查冠狀動脈，6只犬伴有肌橋，5只犬左前降支均分為兩大分支。2組犬無術中死亡，術后3 d正常飲食，未見認知、行動障礙。降主動脈組2只犬分別于術后當日及次日出現(xiàn)黑便，口服洛賽克膠囊、云南白藥后大便恢復正常。

2.2 手術前后血流動力學變化和心律失常

股動脈血壓監(jiān)測結果：2組犬術前以及術后6 h股動脈血壓無顯著差異。術中降主動脈組在側壁鉗鉗夾降主動脈后，其股動脈壓降低顯著(表1)。心電監(jiān)護示2組犬在結扎左冠狀動脈前降支后，均出現(xiàn)ST段抬高，呈急性缺血表現(xiàn)；搭橋完畢后ST段抬高程度減低，伴有室性早搏，靜推利多卡因后早搏可明顯減少或消失。

2.3 血管吻合時間、阻斷時間和術中失血量

主動脈端的血管吻合用時：頭臂干組(33.9±4.8) min，長于降主動脈組(29.6±3.5) min，P<0.05。冠狀動脈端血管吻合時間無顯著差異。頭臂干組的失血量(77.5±16.2) mL，多于降主動脈組(66.5±12.3) mL，但無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，見表1。

表1 頭臂干組和降主動脈組的結果比較

3 討論

構建不停跳冠狀動脈搭橋犬模型有助于臨床心外科醫(yī)生掌握冠狀動脈搭橋手術的相關技術，如判斷冠狀動脈的走行、分支及靜脈的伴行情況[5]；在心臟跳動下分離、阻斷冠狀動脈；選擇吻合部位，體會處理冠狀動脈肌橋[6]，匹配靶血管的口徑與橋血管的切口長度。另外，有助于掌握顯微血管縫合的關鍵技術，如掌握合適的針距、邊距和縫合線路，利于體會橋血管與冠狀動脈成不同角度的吻合方法。相對于離體豬心臟搭橋模型[7]，不停跳冠狀動脈搭橋犬模型具有更逼真的手術場景模擬效果。此外，小口徑異種血管作為冠狀動脈橋血管具有臨床應用前景，目前仍處于研發(fā)階段。雖有報道將小口徑異種血管移植到頸動脈進行活體觀察[8]，然而，橋血管吻合的部位不同，血流狀態(tài)不同，血管應力反應和生物學反應亦不相同。本文認為采用不停跳冠狀動脈搭橋模型研發(fā)小口徑異種血管可為臨床應用提供更具說服力的基礎研究數(shù)據(jù)資料。

本實驗采用側開胸的微創(chuàng)切口，主動脈端的吻合口分別縫合在頭臂干和降主動脈起始部。兩種方法均可以成功構建不停跳冠狀動脈搭橋模型。結果顯示頭臂干組血管位置深，血管吻合操作難度稍大，血管吻合用時較長。術中雖僅有一側腦血管供血，但術后觀察未見認知和行為異常。然而，降主動脈組側壁鉗夾閉主動脈后，股動脈壓明顯下降，提示存在較嚴重的腹腔臟器缺血再灌注損傷。該組術后2只犬因胃腸道缺血再灌注損傷導致便血。因此，本文推薦采用頭臂干組的模型構建方法。

以往在構建犬不停跳冠狀動脈搭橋動物模型時采用了與人冠狀動脈搭橋相同的手術程序。犬的冠狀動脈靶血管為正常血管，為避免血流競爭需結扎冠狀動脈近端[9]。因此，本實驗采用了與人的冠狀動脈搭橋不同的手術程序，即先行頭臂干或降主動脈端的血管吻合，而后行冠狀動脈端吻合。采用這樣的血管吻合順序主要基于以下幾方面考慮：首先，簡化了操作步驟，避免了反復套線、阻斷和開放冠狀動脈。其次，先行主動脈端吻合，如吻合口漏血，可通過注水實驗明確后修補。還減少了因修補主動脈端吻合口、阻斷橋血管血流造成心肌缺血時間延長，減輕了心肌缺血損傷。此外，頭臂干或降主動脈重新開放后易造成血流動力學紊亂，先行主動脈端血管吻合，心臟更易承受血流動力學變化。

構建不停跳冠狀動脈搭橋模型時，本實驗根據(jù)建模成本和冠狀動脈特點選擇實驗動物。兔的實驗成本低，但是心臟太小，與人的心臟血管相差太遠，不宜行冠狀動脈搭橋。豬的心臟與人的最為相近，然而冠狀動脈分支少、術中死亡率高，需在心臟不停跳下進行搭橋手術，實驗成本高。本實驗所用犬為其他實驗結束擬行安樂死的實驗犬，符合“3R”原則，且使動物得到了充分利用，進一步降低了實驗成本。犬心臟有與人相似的冠狀動脈分支、直徑和肌橋分布。此外，犬也有獨特的冠狀動脈特點：犬冠狀動脈側支粗大，左、右冠狀動脈交通支較多，一根冠狀動脈伴行兩根靜脈。在模型構建過程中，心肌缺血再灌注損傷的心電變化常表現(xiàn)為室性心律失常，靜推利多卡因是行之有效的抗心律失常措施。

實驗不足之處：相對于自體血管，小口徑異種橋血管質地稍硬，與真實的血管縫合手感稍有差距，縫合的難度大，導致血管吻合用時較長。此外，從未進行過顯微血管外科縫合訓練的初學者，構建該模型前，建議首先進行3周、每天8 h靜態(tài)下的血管顯微吻合。否則，構建此模型可能會非常困難。

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