CH-VAD左心輔助裝置動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

張 冬 楊伯清 陳海波 王紅月 袁衛(wèi)民 楊建中賈六軍 羅富良 楊 朋 唐 躍*

1(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，國(guó)家心血管病中心，阜外醫(yī)院，心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，心血管植入材料臨床前評(píng)價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，北京 100037)2(蘇州同心醫(yī)療器械有限公司，江蘇 蘇州 215125)

CH-VAD左心輔助裝置動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

張 冬1?楊伯清1?陳海波1王紅月1袁衛(wèi)民1楊建中1賈六軍1羅富良1楊 朋2唐 躍1*

1(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，國(guó)家心血管病中心，阜外醫(yī)院，心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，心血管植入材料臨床前評(píng)價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，北京 100037)2(蘇州同心醫(yī)療器械有限公司，江蘇 蘇州 215125)

驗(yàn)證磁懸浮左心輔助裝置(CH-VAD)動(dòng)物體內(nèi)植入后的安全性及可靠性。選擇健康雄性綿羊6只，經(jīng)麻醉誘導(dǎo)、呼吸插管后開(kāi)胸，在心臟不停跳的情況下開(kāi)通由左心尖到輔助裝置，再到降主動(dòng)脈的輔助循環(huán)通路。術(shù)后常規(guī)予以密切監(jiān)護(hù)及抗凝治療，持續(xù)監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行狀況，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在術(shù)前及術(shù)后分別進(jìn)行細(xì)胞學(xué)及血液生化指標(biāo)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)束后，動(dòng)物予以安樂(lè)死，進(jìn)行尸檢及組織病理檢查。6例實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中：2例因室顫或窒息死亡，1例因肺部感染于20 d終止觀察，2例觀察至實(shí)驗(yàn)結(jié)束(60 d)后取材進(jìn)行病理檢查，1例60 d后繼續(xù)觀察并因肺部感染于135 d終止實(shí)驗(yàn)。對(duì)成功植入的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行有效觀察，裝置懸浮狀態(tài)良好，運(yùn)轉(zhuǎn)正常；CH-VAD植入后，細(xì)胞學(xué)及血液生化檢查均在正常范圍內(nèi)。尸解及組織病理檢查發(fā)現(xiàn)：2例存活 20和135 d的動(dòng)物，出現(xiàn)肺炎和腎臟多發(fā)性梗死；2例存活 60 d的動(dòng)物，出現(xiàn)腎臟單發(fā)小梗死，其余臟器未見(jiàn)明顯異常。該實(shí)驗(yàn)為CH-VAD臨床前評(píng)價(jià)及臨床操作提供理論及技術(shù)支持，并證明其具有相對(duì)穩(wěn)定的工作性能；提出建立左心輔助裝置臨床前評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的思路和想法，為后期裝置的植入及臨床操作提供研究的方向。

左心輔助裝置；磁懸??；CH-VAD；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

引言

左心輔助裝置(left ventricular assist device, LVAD)在20世紀(jì)80年代就已被臨床普遍接受作為治療終末期心力衰竭患者的重要手段和方法，各種不同類(lèi)型的LVAD已相繼問(wèn)世并進(jìn)入臨床試驗(yàn)[1]。

根據(jù)LVAD的發(fā)展歷程，可將LVAD分為3代[2]。第1代LVAD主要指搏動(dòng)泵，成功應(yīng)用于臨床移植過(guò)渡[3-5]。第2代VAD是軸流滾動(dòng)泵，包括HeartMate II VAD、Micromed Debakey VAD等，與第1代相比，體積小，耐久性好，患者生活質(zhì)量明顯提高。但是，軸流泵抗凝要求較嚴(yán)格，可引起較嚴(yán)重的并發(fā)癥，如動(dòng)靜脈瘺導(dǎo)致胃腸道或腦出血、獲得性血管性血友病(acquired von Willebrand disease，AvWD)、進(jìn)行性主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全等[6-8]。第3代指離心泵，采用磁懸浮技術(shù)，理論上無(wú)摩擦、產(chǎn)熱少、損耗小、耐久性高，主要包括HeartWare HVAD、Duraheart和Levacor等[9-11]。現(xiàn)階段的LVAD已發(fā)展為經(jīng)皮電磁感應(yīng)傳導(dǎo)能源的恒流泵，實(shí)現(xiàn)了LVAD的內(nèi)置化，同時(shí)高能電池微型化改善了能源的便攜性，減少了感染的發(fā)生，改善了患者的生活質(zhì)量[12]。

近年來(lái)，美國(guó)心臟學(xué)會(huì) (AHA) 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：心衰正成為歐美國(guó)家住院率、死亡率持續(xù)升高的主要原因之一。在中國(guó)，目前心衰患者超過(guò)800萬(wàn)人，隨著中國(guó)社會(huì)老齡化趨勢(shì)加快，老年人合并心衰的終末期病例將持續(xù)增加。隨著左心輔助裝置及技術(shù)的不斷發(fā)展，其對(duì)終末期心衰的支持治療取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步，目前已經(jīng)成為主要治療方式之一。國(guó)外 LVAD 研究起步較早，發(fā)展較迅速，許多公司一直致力于完善并改進(jìn)新一代心室輔助裝置，以便于更好地應(yīng)用于臨床治療。國(guó)內(nèi)左心輔助裝置的研究大多處于臨床前評(píng)價(jià)階段，蘇州同心醫(yī)療器械有限公司研制開(kāi)發(fā)的 CH-VAD 為磁懸浮技術(shù)的第3代 LVAD[13-14]，是新型國(guó)產(chǎn)左心輔助裝置之一。

筆者通過(guò)將CH-VAD植入綿羊體內(nèi)，進(jìn)而有效地收集與分析數(shù)據(jù)，評(píng)估其血液相容性、植入可靠性及對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物各臟器的影響。本實(shí)驗(yàn)為國(guó)產(chǎn)左心輔助裝置CH-VAD的臨床前試驗(yàn)，在植入前評(píng)價(jià)、植入操作及植入后護(hù)理各方面完全符合臨床操作規(guī)范，能夠客觀有效地評(píng)價(jià)其裝置在動(dòng)物體內(nèi)的性能，且能夠有效地反應(yīng)其存在的問(wèn)題，進(jìn)而為CH-VAD的臨床應(yīng)用提供了理論及技術(shù)支持。另外，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)旨在初步探討左心輔助裝置臨床前評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)及左心輔助裝置植入操作技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為后期裝置的植入及臨床操作提供參考和借鑒。

1 材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

選擇健康雄性綿羊6只，體重為(60±10) kg, 本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過(guò)阜外醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利與倫理委員會(huì)審查，倫理批號(hào)為2014-3-10-HX。

1. 2 左心輔助裝置

左心輔助裝置CH-VAD 為磁懸浮離心式血泵，其體積約為48 mL，重約186 g。體外動(dòng)力學(xué)輸出實(shí)驗(yàn)證實(shí)，其轉(zhuǎn)速為3 300 r/m時(shí)(壓力差為100 mmHg)可提供5 L/min的血流輔助支持，最高其轉(zhuǎn)速為4 500 r/m時(shí)(壓力差為100 mmHg) 可提供11 L/min的血流輔助支持。

1. 3 主要儀器設(shè)備

麻醉機(jī)(ACM619，北京航天長(zhǎng)峰股份有限公司醫(yī)療器械分公司)，心電監(jiān)護(hù)儀(MP50，PHILIPS，荷蘭)，ACT測(cè)量?jī)x及耗材(ACTⅡ，HEMOCHRON，美國(guó))，全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀(光電工業(yè)株式會(huì)社，MEK-7222K，日本)，全自動(dòng)生化儀(奧林巴斯株式會(huì)社，AU480，日本)，全自動(dòng)血凝儀(STAGO，法國(guó))。

1.4 實(shí)驗(yàn)試劑

咪達(dá)唑侖注射液(江蘇恩華藥業(yè)股份有限公司，中國(guó))，枸櫞酸芬太尼注射液(宜昌人福藥業(yè)有限責(zé)任公司，中國(guó))，異氟烷(山東科源制藥有限公司，中國(guó))，丙泊酚中/長(zhǎng)鏈脂肪注射液(北京賈森尤斯卡比醫(yī)藥有限公司，中國(guó))，鹽酸利多卡因注射液(中國(guó)大冢制藥有限公司，中國(guó))，注射用苯磺順阿曲庫(kù)胺(江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司，中國(guó))，肝素(常州千紅生化制藥股份有眼公司，中國(guó))，注射用青霉素納(華北制藥股份有限公司，中國(guó))，華法林(Orion，芬蘭)，戊巴比妥鈉(上海艾研生物科技有限公司，中國(guó))，氯化鉀注射液(中國(guó)大冢制藥有限公司，中國(guó))等。

1.5 植入過(guò)程

實(shí)驗(yàn)羊術(shù)前禁食24 h。術(shù)前肌注咪達(dá)唑侖，經(jīng)頸靜脈建立靜脈通路，靜脈注射丙泊酚以誘導(dǎo)麻醉。麻醉誘導(dǎo)后，羊右側(cè)臥位，氣管插管后接呼吸機(jī)輔助呼吸，用氧合(100 %)異氟烷(3 %)和持續(xù)靜滴丙泊酚(6～8 mg·kg-1·h-1) 維持麻醉。靜脈滴注利多卡因(2 mg/min) 防止心律失常，靜脈注射苯磺順阿曲庫(kù)胺(5 mg) 維持肌肉松弛。經(jīng)左側(cè)胸部切口，鉗開(kāi)左側(cè)第五肋骨，進(jìn)入胸腔，切開(kāi)心包，顯露心臟。游離降主動(dòng)脈。靜脈給予肝素全身肝素化使ACT超過(guò)400 s。應(yīng)用側(cè)壁鉗部分阻閉降主動(dòng)脈，端側(cè)吻合人工血管(CH-VAD流出道)；心尖部用4～6針帶墊片的Prolene線縫合血泵連接器，在心尖用打孔器打孔后植入CH-VAD流入道，排氣后啟動(dòng)CH-VAD，在心尖部固定CH-VAD流入道。驅(qū)動(dòng)線及流量探頭線引出體外，安裝胸腔引流管，逐層關(guān)胸。

1.6 術(shù)后護(hù)理

麻醉蘇醒后的羊被移入特制監(jiān)護(hù)籠內(nèi)，留置手術(shù)室觀察24 h。肝素持續(xù)靜脈注射。待胸腔引流量少于50 mL/8 h后，去掉引流管。喂食蛋白質(zhì)及礦物質(zhì)含量較高的食物，如干牧草、膨化飼料，自由飲水。200 U/mL的肝素持續(xù)靜脈注射，調(diào)整劑量保持ACT在150 s到180 s之間。術(shù)后第3 d開(kāi)始轉(zhuǎn)為飼喂華法林(3 mg/d)和阿司匹林(100 mg/d)抗凝，保持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)在2.0～3.0之間。

1.7 數(shù)據(jù)采集與分析

通過(guò)人工和計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控程序兩種方法做術(shù)后數(shù)據(jù)采集。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)后1周內(nèi)進(jìn)行24 h監(jiān)護(hù)并記錄數(shù)據(jù)，1周后每天每4 h在試驗(yàn)日志上記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括泵轉(zhuǎn)速、泵流量及平均動(dòng)脈壓等；同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件控制系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控程序每小時(shí)自動(dòng)采集并記錄數(shù)據(jù)，包括泵轉(zhuǎn)速、泵流量及電機(jī)功率等。

術(shù)前、術(shù)中與術(shù)后1周內(nèi)，每天對(duì)實(shí)驗(yàn)羊進(jìn)行一次血常規(guī)、生化和血凝檢查； 術(shù)后每10 d進(jìn)行一次采血、化驗(yàn)?；?yàn)內(nèi)容包括血常規(guī)、血漿游離血紅蛋白、血凝、生化，檢測(cè)指標(biāo)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

1. 8 尸解和病理分析

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行安樂(lè)死前，靜脈注射肝素(3 mg/kg) 防止動(dòng)物死后血泵內(nèi)血栓形成。參照美國(guó)獸醫(yī)學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物安樂(lè)死處死標(biāo)準(zhǔn)[15]，靜脈注射戊巴比妥鈉(50 mg/kg) 和10 %氯化鉀注射液(10 mL)處死動(dòng)物。取出血泵后，檢查血泵泵體內(nèi)、入口和出口流道內(nèi)有無(wú)血栓形成。肉眼觀察心臟、肺、肝、腎、脾等終末主要臟器有無(wú)梗死灶和發(fā)生病變，并對(duì)其做常規(guī)組織學(xué)病理切片檢查。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 動(dòng)物存活時(shí)間

6只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中，有3只動(dòng)物存活到實(shí)驗(yàn)終止，具體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)存活時(shí)間見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在體存活狀況

1號(hào)因術(shù)中及術(shù)后反復(fù)室顫發(fā)作，雖多次除顫予以恢復(fù)，但血壓持續(xù)下降，心功能較差，無(wú)法完成有效觀察，予以安樂(lè)死；2號(hào)術(shù)后氣管插管被其咬斷，搶救無(wú)效窒息死亡。1號(hào)與2號(hào)動(dòng)物存活因時(shí)間較短，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不進(jìn)入統(tǒng)計(jì)分析。

3號(hào)術(shù)后發(fā)生肺部感染，于術(shù)后20 d終止觀察。其余實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均在術(shù)后3 h內(nèi)蘇醒，并拔掉氣管插管，隨后不久便可以自主飲水、飲食，均沒(méi)有發(fā)生感染和神經(jīng)系統(tǒng)疾病，通過(guò)動(dòng)物存活期間所監(jiān)測(cè)的心率、呼吸頻率、體溫、進(jìn)食及排便等情況判斷其均處于健康狀態(tài)。

2.2 左心輔助裝置(CH-VAD)運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)使用的CH-VAD均運(yùn)行狀態(tài)良好，能正常啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)及停止。CH-VAD轉(zhuǎn)速一般維持在2 500～3 000 r/min之間，流量一般維持在2.5～3.5 L/min之間，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物平均動(dòng)脈壓力均在70～80 mmHg之間。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存活期間，所有CH-VAD運(yùn)行較穩(wěn)定，所觀測(cè)的數(shù)據(jù)基值和變化范圍與CH-VAD研發(fā)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)基本一致。

具體存活實(shí)驗(yàn)CH-VAD所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)(CH-VAD通過(guò)傳感器與其外部監(jiān)測(cè)記錄儀器相連，可以持續(xù)檢測(cè)裝置運(yùn)行時(shí)間、轉(zhuǎn)速、流量及壓力情況，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析)，見(jiàn)表2。

表2 CH-VAD運(yùn)行參數(shù)(平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差)

2.3 血液檢測(cè)結(jié)果

動(dòng)物血液檢測(cè)結(jié)果顯示：排除手術(shù)操作影響，CH-VAD植入后，游離血紅蛋白、血小板、凝血功能及肝腎功能均維持在正常范圍內(nèi)；肌酸激酶同工酶、乳酸脫氫酶在植入后維持在較穩(wěn)定水平；凝血檢查顯示，其凝血指標(biāo)均達(dá)到建模抗凝要求。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血液檢查選取術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后第1、10、20、40、60 d化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。分析表明，白細(xì)胞總數(shù)術(shù)后升高，經(jīng)抗炎治療后，于手術(shù)20 d后逐漸恢復(fù)到正常水平； 紅細(xì)胞總數(shù)、血紅蛋白水平、血小板總數(shù)術(shù)后輕度降低，于手術(shù)10 d后逐漸恢復(fù)到正常水平；游離血紅蛋白術(shù)后輕度升高，手術(shù)10 d后基本恢復(fù)到正常水平，圍術(shù)期內(nèi)其檢測(cè)數(shù)值均小于 7.10 mg/dL；凝血檢查(凝血酶原時(shí)間、凝血酶原活動(dòng)度、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值)結(jié)果顯示：術(shù)后抗凝維持在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)在2.0～3.0之間，達(dá)到了模型構(gòu)建抗凝要求；生化檢測(cè)顯示：肌酸激酶同工酶、乳酸脫氫酶于術(shù)中、術(shù)后出現(xiàn)顯著上升，手術(shù)后10 d出現(xiàn)顯著下降，于術(shù)后20 d降至正常水平；肝腎功能檢測(cè)均在正常范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

具體血液檢測(cè)結(jié)果，見(jiàn)表3。

表3 血液檢測(cè)數(shù)據(jù)(平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差，術(shù)后≤20 d，n=4；術(shù)后>20 d，n=3)

2.4 尸檢和病理分析

2.4.1 CH-VAD泵檢測(cè)分析

所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的CH-VAD泵內(nèi)均未見(jiàn)血栓；3號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血泵流入管口及流出管近端感染性血栓形成,管腔閉塞；6號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸解發(fā)現(xiàn),感染性血栓堵塞血泵流入管口，流出管全段腔面膜狀血栓形成，纖維囊包裹血泵本體，囊壁局部骨化。其余實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸檢顯示,泵內(nèi)、流入管、流出管及降主動(dòng)脈吻合口通暢，未見(jiàn)血栓。

圖1 尸解后終末器官。(a)6號(hào)流入管管口；(b)4號(hào)流入管管口；(c) 4號(hào)左腎小灶梗死(箭頭所指)Fig. 1 Autopsy of #6 and #4 animals.(a)The inflow cannula of case #6;(b)The inflow cannula of case #4; (c) Case #4 for little infarction of left kidney (Indicated by the arrows)

2.4.2 尸解后終末器官肉眼所見(jiàn)

3號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物左肺上葉血腫，右上肺部分實(shí)變，支氣管腔少量膿液流出，雙腎出現(xiàn)梗死伴充血及出血，肝、脾、腦表面及剖面未見(jiàn)異常；6號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物僅見(jiàn)左肺上葉小片出血，其余各實(shí)驗(yàn)動(dòng)物僅見(jiàn)腎臟散在小梗死灶，肝、脾、腦表面及剖面未見(jiàn)異常。

2.4.3 組織切片病理檢查結(jié)果

3號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物右肺上葉大葉性肺炎，左肺上葉血腫，左室后壁心肌急性缺血性壞死，心內(nèi)膜側(cè)血栓形成，雙腎多發(fā)感染性血栓栓塞，較大片腎梗死；6號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物輕度肺間質(zhì)炎和肝間質(zhì)炎，雙腎多發(fā)性梗死，腦、脾、胃腸未見(jiàn)栓塞等改變；其余各實(shí)驗(yàn)動(dòng)物僅顯示腎臟單發(fā)小梗死，余臟器未見(jiàn)異常。

圖2 病理組織學(xué)檢查。(a)6號(hào)纖維囊壁骨化；(b)6號(hào)感染性血栓；(c)4號(hào)腎臟梗死灶Fig. 2 Histopathologic examinations.(a)Case #6 for ossification of fibrous capsule;(b)Case #6 for infective thrombus;(c)Case #4 for infarction of kidney

3 討論

本研究旨在評(píng)估磁懸浮左心輔助裝置(CH-VAD)的有效性及可靠性。通過(guò)對(duì)CH-VAD的檢測(cè)與評(píng)估，探索左心輔助裝置臨床前評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)及左心輔助裝置植入操作技術(shù)規(guī)范。現(xiàn)已達(dá)到預(yù)期效果：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物半數(shù)達(dá)到觀察時(shí)間，獲得了可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和手術(shù)操作經(jīng)驗(yàn)，從而能夠有效地指導(dǎo)后續(xù)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。在既往研究中，國(guó)內(nèi)LVAD在體實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存活時(shí)間最長(zhǎng)為38 d[16]。本次實(shí)驗(yàn)中，6號(hào)實(shí)驗(yàn)羊存活135 d，成為國(guó)內(nèi)LVAD在體實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存活時(shí)間最長(zhǎng)的個(gè)例報(bào)道，為L(zhǎng)VAD植入后的長(zhǎng)期評(píng)價(jià)提供了理論及技術(shù)支持。

3.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存活135 d個(gè)例探討

實(shí)驗(yàn)中6號(hào)實(shí)驗(yàn)羊存活135 d，實(shí)驗(yàn)期間裝置運(yùn)行穩(wěn)定，術(shù)后60 d內(nèi)游離血紅蛋白、細(xì)胞學(xué)及血液生化檢測(cè)均在正常范圍內(nèi)。尸檢發(fā)現(xiàn)：胸壁手術(shù)切口愈合良好，感染性血栓堵塞血泵流入管口，流出管全段腔面膜狀血栓形成；纖維囊包裹血泵本體，囊壁局部骨化，血泵葉輪及渦蓋內(nèi)表面光滑，未見(jiàn)血栓及其他組織沉積物。 在此例動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，術(shù)前評(píng)估，術(shù)中操作，裝置植入的同軸性及術(shù)后前期的抗感染等方面均完成較好。實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在圍手術(shù)期內(nèi)進(jìn)行合理有效的護(hù)理及治療，其一般狀態(tài)良好，可以長(zhǎng)期存活。但在實(shí)驗(yàn)后期出現(xiàn)肺部感染，最終于術(shù)后第135 d死亡。由此可見(jiàn)，感染為裝置植入后期較嚴(yán)重的并發(fā)癥。通過(guò)尸檢及病理檢測(cè)結(jié)果推測(cè)原因?yàn)椋貉b置植入后對(duì)肺部形成壓迫并與周?chē)M織粘連，極易引起肺不張和肺炎，所以術(shù)后需密切監(jiān)護(hù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物情況，積極控制感染發(fā)生率；實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體差異較大，在手術(shù)過(guò)程中需密切注意心臟結(jié)構(gòu)，慎重選擇裝置植入位置，保障良好的同軸性，這是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期存活的必要條件；裝置植入60 d內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)均在正常范圍，泵葉輪及渦蓋內(nèi)未發(fā)現(xiàn)血栓組織，證明CH-VAD左心輔助裝置血液相容性良好，能夠提供長(zhǎng)期相對(duì)有效的循環(huán)支持幫助。

3.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇對(duì)實(shí)驗(yàn)研究至關(guān)重要，選擇合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是建模成功的基礎(chǔ)。首先，在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，建模之前需對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的心臟狀況予以評(píng)估，心功能、心臟大小、心率及心律變化均需綜合考慮分析，必要時(shí)術(shù)前行心臟彩超檢查；其次，在CH-VAD植入操作時(shí)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)羊的心臟易受到激惹，進(jìn)而引發(fā)室顫，且室顫后較難以糾正，故在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中需密切配合、謹(jǐn)慎操作，減少心臟不必要的損傷，避免室顫的發(fā)生；最后，需設(shè)計(jì)、購(gòu)買(mǎi)與動(dòng)物相匹配的實(shí)驗(yàn)設(shè)施及器材，后續(xù)實(shí)驗(yàn)需購(gòu)買(mǎi)安裝合適的呼吸機(jī)及麻醉機(jī)管道設(shè)備及耗材，以有效地防止術(shù)后意外的發(fā)生。

3.3 CH-VAD植入手術(shù)操作經(jīng)驗(yàn)

首先，CH-VAD植入操作要求術(shù)者、麻醉和監(jiān)護(hù)統(tǒng)籌協(xié)作、密切配合，每個(gè)環(huán)節(jié)均直接影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的預(yù)后，直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。手術(shù)過(guò)程中需密切關(guān)注其呼吸、血壓及心率的變化，進(jìn)行必要的干預(yù)及治療[17-19]；其次，CH-VAD植入過(guò)程中，心尖打孔器的操作及心尖打孔位置的選擇至關(guān)重要。通過(guò)多例實(shí)驗(yàn)操作發(fā)現(xiàn)，CH-VAD植入位置將直接影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，而且實(shí)驗(yàn)動(dòng)物因其坐臥的特殊性，體位變化也是影響裝置轉(zhuǎn)速及流量非常重要的因素，需在植入前予以綜合考慮；另外，裝置植入時(shí)心尖部吻合需嚴(yán)密，避免縫線撕裂或脫落，縫合過(guò)程中需關(guān)注流量變化情況，及時(shí)調(diào)整輔助裝置位置，避免裝置貼附于心室壁，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；最后，歐洲多中心臨床試驗(yàn)研究顯示，LVAD植入后主要并發(fā)癥為出血和感染[20-22]。本次實(shí)驗(yàn)中，3號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物因感染而停止觀察，6號(hào)動(dòng)物尸檢檢出感染性血栓，故實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需密切關(guān)注抗感染治療，術(shù)中及術(shù)后嚴(yán)格執(zhí)行無(wú)菌操作，降低感染率，減少并發(fā)癥的發(fā)生。

3.4 CH-VAD的可靠性及安全性評(píng)價(jià)

CH-VAD是國(guó)內(nèi)研制開(kāi)發(fā)的采用磁懸浮驅(qū)動(dòng)的第3代無(wú)軸承左心室輔助裝置。其葉輪無(wú)軸承，采用磁懸浮驅(qū)動(dòng)，避免了葉輪和軸承間的摩擦生熱，無(wú)流動(dòng)死區(qū)，減少了血栓和溶血事件的發(fā)生。本次實(shí)驗(yàn)3只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分別成功植入至觀察結(jié)束，3號(hào)實(shí)驗(yàn)羊輔助存活20 d，其中1例輔助135 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在建模要求的抗凝條件下，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的CH-VAD泵內(nèi)未見(jiàn)血栓；植入期間血常規(guī)、生化和血凝檢查結(jié)果也均在正常范圍內(nèi)。其表明，CH-VAD 具有相對(duì)穩(wěn)定的工作性能，成功植入后可以提供相對(duì)有效的循環(huán)支持幫助，且未發(fā)現(xiàn)其血液破壞作用。

本實(shí)驗(yàn)也存在一些問(wèn)題。6號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸檢后發(fā)現(xiàn)：血泵的重量可能影響其流入管道管口的位置或朝向。實(shí)驗(yàn)羊因體位不同可能造成流入管管口上翹而壓向左室后壁，造成管口血流不暢和血栓形成，血泵流入管口堵塞后，流出管的血流量減少，造成膜狀血栓的形成和腎臟多發(fā)小梗死；4、5號(hào)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸檢發(fā)現(xiàn)血泵流入管同軸性欠佳，腎臟出現(xiàn)單發(fā)小梗死。但是，隨著此次預(yù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，手術(shù)技術(shù)操作與CH-VAD的改善與進(jìn)步，相信這一問(wèn)題在后期實(shí)驗(yàn)中將會(huì)被解決。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)為CH-VAD臨床前評(píng)價(jià)以及臨床操作提供了理論及技術(shù)支持，并證明其具有相對(duì)穩(wěn)定的工作性能；提出了建立左心輔助裝置臨床前評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的思路和想法，為后期裝置的植入及臨床操作提供了研究的方向。

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Research of the CH-VAD Left Ventricular Assist Deviceinvivo

Zhang Dong1?Yang Baiqing1?Chen Haibo1Wang Hongyue1Yuan Weimin1Yang Jianzhong1Jia Liujun1Luo Fuliang1Yang Peng2Tang Yue1*

1(ChineseAcademyofMedicalSciences,PekingUnionMedicalCollege,NationalCenterforCardiovascularDisease,FuwaiHospital,StateKeyLaboratoryofCardiovascularDisease,BeijingKeyLaboratoryofPre-ClinicalResearchandEvaluationforCardiovascularImplantMaterials,AnimalExperimentalCenter,Beijing100037,China)2(CH-VADBiomedicalInc,Suzhou215125,Jiangsu,China)

To evaluate the security and reliability of a magnetic left ventricular assist device(CH-VAD)，aninvivoexperimental investigation was performed in the ovine model. A total of six healthy male sheep were involved in the experiment. Under anesthesia via lateral thoracotomy and ventilator assisted breathing, each of the 6 healthy male sheep was performed the CH-VAD implantation between the left ventricular apex and descending aorta under beating-heart condition. Postoperative nursing and anticoagulating therapy were completed routinely, and the operating parameters of CH-VAD were recorded continuously. The hematologic and biochemical tests were performed preoperatively and postoperatively to evaluate primary organ functions. Operating parameters of CH-VAD were recorded continuously until termination of the experiment．At the end of the experimental period, the sheep was humanely killed，and the end-organs were examined macroscopically and histopathologically．Two of the 6 animals died of ventricular fibrillation or asphyxia. One animal died at the 20th day because of respiratory failure, and 2 sheep survived to the end of the experiment (60 days). The other one animal died at the 135th day because of respiratory failure. For the surviving animals, hematological and biochemical data showed no evidence of organ dysfunctions during the experimental period, and the CH-VADs were in a good condition. At autopsy，histopathologic examination revealed that two sheep surviving for 20 and 135 days showed lobular pneumonia and multiple infarction of kidney, and another two sheep survivingfor 60 days showed local infarction of kidney. However the other end-organs did not have obvious pathological changes．Our study provided a theoretical and technical support for the preclinical evaluation and clinical operation of CH-VAD, and proved that CH-VAD had a relatively stable performance; proposed the thought and idea for building the standard of preclinical evaluation of left ventricular assist device, and provided the research direction on the subsequent implantation and clinical operation.

left ventricular assist device(LVAD)；magnetic levitation；CH-VAD；animal experiment

10.3969/j.issn.0258-8021. 2016. 06.010

2016-05-10， 錄用日期:2016-09-30

北京市科技計(jì)劃(Z101107052210004)

R318

A

0258-8021(2016) 06-0705-07

?共同第一作者(Co-first author)

*通信作者(Corresponding author)， E-mail: tangyue@fuwaihospital.org