建立可調(diào)控撕裂長度的Stanford A型主動脈夾層家豬模型

張丹，王寶珠，孟凡華，汪浩，孫惠萍，馬翔

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 a.冠心病二科;b.心臟中心重癥監(jiān)護(hù)室，新疆 烏魯木齊 830054；2新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 心血管內(nèi)科，新疆 烏魯木齊 830054)

主動脈夾層(aortic dissection，AD)是一種發(fā)病突然、病情進(jìn)展迅速的疾病，嚴(yán)重危及生命[1-2]。急性AD在發(fā)病1周內(nèi)病死率達(dá)50%以上[3]。其中，Stanford A型AD占AD全部類型的62%～67%[4-5]。Stanford A型AD發(fā)病非常兇險(xiǎn)，病情進(jìn)展迅速，住院病死率高達(dá)30%～50%[6]。近年來，有研究成功構(gòu)建了Stanford B型AD動物模型[7-8]，而成功構(gòu)建Stanford A型AD動物模型的報(bào)道較少。構(gòu)建AD模型操作復(fù)雜，耗費(fèi)時間長，且所構(gòu)建的動物模型中存在AD假腔較小及復(fù)制率較低等問題。本研究通過手術(shù)破壞主動脈中膜結(jié)構(gòu)造成假腔以及聯(lián)合腎上腺素誘發(fā)波動高血壓，建立Stanford A型AD動物模型，旨在為進(jìn)一步研究治療AD的方式提供材料來源。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1實(shí)驗(yàn)材料 氯胺酮(上海中西藥業(yè)股份有限公司，規(guī)格為2 mL∶150 mg)，阿托品(江蘇漣水制藥有限公司，規(guī)格為2 mL∶1 mg)，青霉素(華北制藥股份有限公司，每支80萬單位)，甲硝唑(廣州百特僑光醫(yī)療用品有限公司，規(guī)格為100 mL∶500 mg)，腎上腺素(上海禾豐制藥有限公司，規(guī)格為1 mL∶1 mg)，戊巴比妥鈉(上海化學(xué)試劑公司，每瓶25 g)，手術(shù)器械(上海手術(shù)器械廠)，無損傷側(cè)壁鉗(上海金鐘手術(shù)器械，M70050)，電動呼吸器(上海醫(yī)療儀器制造四廠，SC-3)，7.5號氣管插管(美國強(qiáng)生公司)，5-0 Prolene縫線(美國強(qiáng)生公司)。

1.1.2實(shí)驗(yàn)動物 成年健康家豬12只，雌雄不限，平均體質(zhì)量(50.25±6.09)kg。實(shí)驗(yàn)前至少在新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物研究科學(xué)部飼養(yǎng)1周，適應(yīng)環(huán)境，注射疫苗。標(biāo)準(zhǔn)家豬飼料喂養(yǎng)，自由攝食、進(jìn)水，12 h光照、12 h黑暗，控制室溫為23～25 ℃。家豬及標(biāo)準(zhǔn)飼料均由新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物研究科學(xué)部(AAALAC International認(rèn)證)提供。本研究已通過新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會的審批。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1術(shù)前準(zhǔn)備 家豬禁食12 h，禁飲4 h。于家豬耳后肌內(nèi)注射鹽酸氯胺酮10～14 mg·kg-1(根據(jù)體質(zhì)量給藥)、阿托品25 μg·kg-1(根據(jù)體質(zhì)量給藥)，3～5 min后家豬站立不穩(wěn)而臥倒。待家豬處于相對平靜后，將家豬仰臥固定于操作臺，迅速用套管針在豬耳靜脈建立靜脈通道，靜脈注射戊巴比妥鈉 30 mg·kg-1(根據(jù)體質(zhì)量給藥)。麻醉后將320萬單位青霉素溶于100 mL生理鹽水中靜脈滴注，靜脈滴注甲硝唑(10 g·L-1)100 mL。術(shù)中根據(jù)動物情況可重復(fù)靜脈注射戊巴比妥鈉2～5 mg·kg-1(根據(jù)體質(zhì)量給藥)維持麻醉狀態(tài)，持續(xù)心電監(jiān)護(hù)和血氧分壓監(jiān)測。在麻醉狀態(tài)下氣管插管，成功后連接呼吸機(jī)，潮氣量為10～12 mL·kg-1。然后胸腹部及四肢備皮。

1.2.2手術(shù)方法 常規(guī)消毒，鋪巾。于胸部正中做切口，逐層進(jìn)胸，打開胸腔。進(jìn)入胸腔后用胸腔牽開器暴露手術(shù)視野，觀察雙肺膨脹及心率情況，懸吊心包，暴露升主動脈[9]。用血管剪剝離主動脈包膜，在距離升主動脈根部遠(yuǎn)心端約1 cm處，使用主動脈側(cè)壁鉗縱行鉗夾主動脈側(cè)壁約1/2周徑。沿升主動脈長軸使用尖刀片縱行切開升主動脈外膜及中膜外1/2，切口長1～2 cm。松開側(cè)壁鉗，找到升主動脈中膜間隙，用自制血管壁分離器(見圖1)向四周鈍性分離2～3 cm，使切口處升主動脈中層分離范圍達(dá)升主動脈周徑的1/2～2/3，造成假腔。再次鉗夾側(cè)壁鉗，切開升主動脈中膜內(nèi)1/2及內(nèi)膜，使主動脈管腔與外界相通，切口兩側(cè)扇形剪除中膜內(nèi)1/2及內(nèi)膜0.5～1.0 cm2。使用5-0 Prolene無創(chuàng)血管縫線連續(xù)褥式縫合被切開的外膜及中膜外1/2。松開側(cè)壁鉗，再次加強(qiáng)縫合切口，徹底止血。靜脈推注1～2 mg腎上腺素，3～5 min后再次靜脈注入腎上腺素，反復(fù)6～8次。制作家豬Stanford A型AD模型后，觀察吻合管壁有無滲血并在肺膨脹期關(guān)閉胸腔。

1為連接段，長25 cm；2為第一分離段，長3 cm；3為第二分離段，長2 cm； 4為弧形面;α為第一夾角，角度為90°～135°；β為第二夾角，角度為90°～135°。

1.3 家豬Stanford A型AD模型于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，立即大劑量靜脈注射氯化鉀處死所有家豬。切除全部主動脈，解剖升主動脈，并測量AD近端瘤體直徑、瘤體直徑(即最大瘤體直徑)及夾層撕裂長度。同時從夾層區(qū)、非夾層區(qū)切取標(biāo)本，用甲醛固定，制備4 μm厚石蠟切片，分別進(jìn)行蘇木精-伊紅染色，以觀察AD形成后膠原纖維斷裂等情況。家豬Stanford A型AD模型成功建立標(biāo)準(zhǔn)：(1)通過肉眼觀察，松開升主動脈側(cè)壁鉗后，直視下即可看到夾層立即向遠(yuǎn)端撕裂，管壁膨大，壓力增加；(2)組織病理可見主動脈的內(nèi)膜層與外膜層分離，AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂，顯微鏡下可見AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂。

2 結(jié)果

2.1 AD形成情況本實(shí)驗(yàn)使用成年健康家豬12只，其中1只死于麻醉過程中，其余11只家豬成功建立Stanford A型AD模型，技術(shù)成功率為91.67%(11/12)。2只家豬在靜脈推注腎上腺素造成波動高血壓的過程中發(fā)生AD破裂，進(jìn)而出現(xiàn)失血性休克，最終死亡。11只家豬手術(shù)過程順利。待松開升主動脈側(cè)壁鉗后，直視下即可看到夾層立即向遠(yuǎn)端撕裂，管壁膨大，壓力增加(見圖2)。

箭頭處顯示升主動脈管壁膨大，壓力增加。

2.2 AD形成相關(guān)參數(shù)實(shí)驗(yàn)中建立的AD均起自升主動脈根部遠(yuǎn)心端約1 cm處，最遠(yuǎn)處撕裂于髂動脈分叉處。構(gòu)建家豬Stanford A型AD模型的平均手術(shù)時間為(62.91±8.70)min、平均AD制作時間為(44.73±4.65)min。該模型平均近端瘤體直徑為(13.45±1.63)mm，平均瘤體直徑為(21.91±2.47)mm，平均夾層撕裂長度為(142.27±14.44)mm。具體數(shù)據(jù)見表1。

2.3 家豬主動脈病理觀察解剖家豬AD模型后可見主動脈中層分離，假腔形成(見圖3)。非夾層區(qū)主動脈的三層是完整的。夾層區(qū)主動脈的內(nèi)膜層與外膜層分離，AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂。顯微鏡下可見AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂(見圖4)。上述內(nèi)容均證實(shí)已成功構(gòu)建家豬Stanford A型AD模型。

表1 家豬Stanford A型AD模型一般情況

左側(cè)為正常升主動脈；右側(cè)為AD，AD假腔(上方箭頭處)明顯，真腔(下方箭頭處)被假腔壓縮。

A為正常家豬升主動脈(蘇木精-伊紅染色，放大25倍)；B為升AD形成(蘇木精-伊紅染色，放大25倍)，顯微鏡下觀察可見AD撕裂于主動脈壁中層間隙，中層彈力纖維斷裂。

3 討論

研究者建立AD動物模型時在很長一段時間內(nèi)參考了Blanton等[9]手術(shù)過程。但是這種手術(shù)操作復(fù)雜，手術(shù)成功率較低。到本世紀(jì)初，通過改進(jìn)建模方法成功構(gòu)建了一大批AD實(shí)驗(yàn)動物模型，但是這些動物模型仍存在夾層撕裂長度有限、容易發(fā)生AD破裂等缺點(diǎn)。本研究通過改進(jìn)以下幾個方面成功建立了理想的Stanford A型AD家豬模型。(1)充分暴露手術(shù)切口，切開升主動脈外膜及中膜的位置需要靠近升主動脈根部遠(yuǎn)心端1 cm。此處動脈管徑較寬，中膜分層明顯，易于找到中膜間隙，同時在此處做切口因心臟搏動可避免損傷主動脈瓣膜。(2)與橫行切開升主動脈外膜及中膜外1/2相比，沿升主動脈長軸縱行切開升主動脈外膜及中膜外1/2更易于分離升主動脈中膜間隙，并且分離長度及范圍較廣。在吻合切口時，沿升主動脈長軸縱行切開較橫行切開易于操作，還可以避免吻合夾層破口。(3)注意控制靜脈推注腎上腺素用量，注射量過大容易造成AD假腔撕裂面過廣，導(dǎo)致主動脈破裂。少量多次注射腎上腺素，在注射過程中密切觀察AD形成情況。(4)在一定范圍內(nèi)，通過增加外膜切口長度、中膜分離范圍、破口大小及腎上腺素用量可調(diào)控AD撕裂長度。本方法容易被復(fù)制，所構(gòu)建的模型有真假腔、主動脈壁破口，可調(diào)控夾層撕裂長度。本研究所建立的家豬Stanford A型AD模型具備與人體Stanford A型AD相似的病理生理過程，主動脈的內(nèi)膜層與外膜層分離，AD撕裂于主動脈中層間隙，中層彈力纖維斷裂。

本研究結(jié)果顯示，在一定范圍內(nèi)，AD原發(fā)破口越大，進(jìn)入AD假腔內(nèi)的血流越多，AD真假腔交界處張力增加，交界邊緣承受的拉伸力也越大，AD剝離越快。Cui等[10]將切口遠(yuǎn)端的主動脈內(nèi)膜于雙角處折疊，這不僅增加了AD內(nèi)膜破口的面積，而且使AD內(nèi)膜片相對固定，在血流的沖擊下保持一定的張力，AD假腔不會被真腔壓迫而閉合，同時也避免了在吻合主動脈壁切口時閉合AD假腔。在進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)時，我們曾嘗試采用內(nèi)膜雙角縫合的方法折疊內(nèi)膜，但是主動脈管腔內(nèi)張力過高造成5-0 Prolene線切割內(nèi)膜，在血流的沖擊下內(nèi)膜片重新貼附于主動脈壁，假腔閉合，導(dǎo)致難以向遠(yuǎn)端剝離AD。本研究采用手術(shù)破壞主動脈中膜結(jié)構(gòu)造成假腔，以及聯(lián)合腎上腺素誘發(fā)波動高血壓的方法，成功建立了可調(diào)控撕裂長度的Stanford A型AD家豬模型。但本研究存在一定不足，如未對成功建立的家豬模型行血管內(nèi)超聲、主動脈CTA等影像學(xué)評估。

總之，本實(shí)驗(yàn)成功構(gòu)建了與人體Stanford A型AD形成時病理生理過程相似的家豬Stanford A型AD模型。該Stanford A型AD模型具有操作簡單、高復(fù)制率、可調(diào)控夾層撕裂長度等優(yōu)點(diǎn)，可被應(yīng)用于Stanford A型AD發(fā)病機(jī)制和新的治療方案的研究中。