建立一種家兔心肌梗死模型的新方法

戴淑芳，龍曉鳳，紀麗麗，田 輝，宮德正，徐 靜，孫藝平

(1.大連醫科大學 機能室，遼寧 大連 116044 ；2.大連大學 附屬中山醫院 ICU，遼寧 大連116001；3.大連市中心醫院 急診科，遼寧 大連116033；4.大連開發區醫院 ICU，遼寧 大連116600)

心血管疾病是當今發達國家發病和死亡最主要的原因之一。在美國，每年所有的死亡中約40%死于心血管疾病[1]，由冠狀動脈疾病引起的心肌缺血則是常見而嚴重的心血管疾病之一。近年來，研究人員在開展心肌梗死動物模型的制作中，選用的動物大多是大白鼠和狗，采用的方式多為電凝[2]和冷凍[3]，與人類心肌梗死還是有較大的差別[4]，而采用結扎左冠狀動脈前降支(LAD)所致家兔心肌梗死與臨床上單支冠脈阻塞形成的心肌梗死相似[5]。但目前文獻所報道的家兔心肌梗死模型制作大多是經左側胸骨旁切斷肋骨進胸的方法，操作難度大，損傷程度高，成功率較低。本研究采用微創的方法制作家兔心肌梗死模型,并對其進行觀察，旨在為研究心肌梗死疾病的發病機制和治療方法等提供實驗平臺。

1 材料和方法

1.1 實驗動物與分組

新西蘭大白兔30只，由大連醫科大學動物實驗中心提供, 合格證號：SCXK(遼)2008-0002,雌雄不拘, 體重2.0～2.5 kg, 隨機分為實驗組(24只)和對照組(8只)。

1.2 主要儀器與試劑

BL-420E生物機能實驗系統(成都泰盟科技有限公司)，DW-2000型動物人工呼吸機(上海嘉鵬科技有限公司)，M 型超聲儀(深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司)，3%戊巴比妥鈉，青霉素鈉及手術相關器械等。

1.3 模型制作方法

用3%戊巴比妥鈉(30 mg/kg)經耳緣靜脈緩慢注射麻醉，將家兔仰臥固定于手術臺，連接BL-420E生物機能實驗系統，記錄家兔標準肢體Ⅱ導聯心電圖。之后于頸部中央及左前胸去毛，碘伏消毒，氣管插管，連接呼吸機(DW-2000型動物人工呼吸機)，呼吸頻率42次/min,呼吸容量控制在30～40 mL之間。在家兔左側3～4肋骨間沿著肋骨的走向依次切開皮膚(約3 cm)、皮下組織、鈍性分離肋間肌進胸，不要切斷肋骨。3～4肋骨間左右兩側各穿一根縫合線，向兩側輕拉，暴露心臟，可見心大靜脈(圖1)，左冠狀動脈前降支即走行于心大靜脈深部，小心剪開心包，以心大靜脈為標志，用自制的套環將心臟托起，在中上1/3處以5/0號無菌縫合線結扎LAD，厚度不超過3 mm。可見心率減慢，心電圖Ⅱ導聯ST段弓背上抬(>0.2 mV)，心尖部的顏色變為暗紫色，提示結扎成功，逐層關胸。待家兔恢復自主呼吸后，拔出氣管插管。術后肌肉注射青霉素鈉80萬U/d，連續 3 d，防止感染。對照組除不結扎LAD外，其余操作均同實驗組。術后2周取實驗組和對照組家兔，麻醉處死，心臟大體觀察。

圖1 缺血模型制作Fig 1 Making ischemia model

2 結 果

2.1 實驗家兔成活率

除麻醉意外死亡，實驗組(24只)在圍手術期(24 h內)死亡1只，對照組8只全部成活；實驗組2周內死于慢性心衰2只，心臟大體觀察，梗死灶主要在左室前側壁及心尖部，且均為透壁性壞死。死亡率為12.5%，成活率為87.5%。

2.2 心電圖檢查

術中實驗組家兔在結扎1～20 min 后出現不同程度的心電圖肢體導聯ST 段弓背向上抬高，心電圖R波降低，心率減慢；對照組心電圖無明顯改變(圖2)。

圖2 家兔Ⅱ導聯心電圖Fig 2 Ⅱlead ECG of New Zealand rabbita.正常心電圖; b.結扎LAD后 10 min; c.結扎LAD后 20 min

a. normal ECG; b. ECG of 10 minutes after ligation LAD; c. ECG of 20 minutes after ligation LAD

2.3 形態學觀察及心動超聲檢查結果

術后2周心臟標本肉眼可見缺血心臟較正常心臟體積增大，缺血心肌萎縮變薄，室壁塌陷，顏色明顯較周圍正常心肌組織淺(圖3)。M 型超聲顯示：結扎前降支前實驗組和對照組左室前壁局部心肌動度及增厚率均正常(圖4)，結扎前降支后實驗組室壁運動心肌收縮期向心運動幅度及增厚率較結扎前均明顯減低(圖5)。

圖3 家兔梗死心臟Fig 3 Infarction heart of rabbit

圖4 結扎前降支前正常室壁運動Fig 4 Normal wall motion before LAD ligation

圖5 結扎前降支2周后室壁運動明顯減弱 Fig 5 The wall motion weaken after ligation LAD in two weeks

3 討 論

目前，制作心肌梗死動物模型主要用于心肌缺血后的病理生理變化及新的治療方法的實驗研究[6]。多種動物可用于模型制作，如小鼠、大鼠、豚鼠、兔、豬、犬、羊等。本研究選用體質量2 kg左右家兔的原因是：體積適中、價格相對便宜且兔的心臟解剖結構、側支循環以及冠脈的走行更接近于人類[7]。兔心由于其組織結構的特異性，發生嚴重心律失常和急性心衰的可能性極小[8]。

動物麻醉后的蘇醒時間對心肌梗死模型的成功率影響較大，因此動物麻醉時必須準確掌控麻醉的深度[6]。本研究組在初期的實驗中選用25%氨基甲酸乙酯4 mL/kg，蘇醒慢，麻醉較深且使用劑量較難掌握。隨后換用3%戊巴比妥鈉30 mg/kg經耳緣靜脈緩慢注射麻醉，此法效果較好，術后家兔較易恢復自主呼吸且穩定。3%戊巴比妥鈉麻醉時間較短，一般在1 h 左右，因此要求手術時間較短，手術操作熟練。所以作者認為，麻醉方法的選擇最好是與手術方式及操作熟練程度相近。

本模型制作中最關鍵的是開胸暴露心臟及左冠狀動脈前降支的定位及結扎[6]。2008年，蔣清安等[9]報道了家兔心肌梗死模型的制備是采用傳統的剪斷肋骨的方法。這種操作手術創傷大，常常損傷肋間動脈致胸腔積血，不利于術后恢復。本研究在家兔左側3～4肋骨間沿著肋骨的走向切開皮膚約3 cm，采用鈍性分離肋間肌暴露心臟,該方法切口優點是：開口小，開胸所用時間短,出血少,暴露心臟后，就能看到心大靜脈，以其為標志，用無創縫合針結扎左冠狀動脈前降支；不剪斷肋骨，以避免剪斷肋骨后殘端損傷肺，保持了家兔胸部正常的解剖結構，不影響呼吸功能，有利于家兔的長期存活。技術熟練，結扎時把握好進針的深度，確保一次成功，是術后存活的關鍵因素。閉合胸腔前最后一針先穿針打虛結，通過此間隙插入連接硅膠管的注射器抽出胸腔內氣體及少量血液,恢復胸腔負壓后關胸。呼吸支持上,家兔接動物呼吸機時潮氣量應以胸廓擴張良好為標準,停呼吸機時先嘗試減小潮氣量,觀察家兔呼吸平穩再逐漸脫離呼吸機，將氣管內的分泌物吸凈后拔除氣管插管。

術中嚴格控制家兔體溫和術后精心護理也是提高存活率的另一重要因素[8]。由于在麻醉期間動物的體溫調節功能受到限制，出現體溫下降，應給麻醉動物采取保溫措施。在制作模型時應嚴格控制室溫，家兔手術臺應選用木質的，用耳鼻喉燈照射，以維持家兔的體溫恒定。

家兔抗感染能力較差，預防感染是降低家兔死亡率的重要因素，注射慶大霉素8萬U/d不如青霉素效果好[10]。而且，術前所用手術器械均要用75%乙醇浸泡消毒，手術范圍亦要充分消毒，切口盡量小，術后肌注青霉索80萬U/d以控制和減少肺部及傷口感染。

由于本手術方法不切斷胸骨和肋骨，家兔創傷小，術后恢復較快，飼養比較容易，成功率高。而傳統心肌梗死模型制作方法，其圍手術期死亡率相當高，尤其是小動物可高達35%～ 50%[9-11]，動物生存率僅為46%左右。故本研究的優點在于開胸所用時間短,出血少, 暴露心臟后，就能看到心大靜脈，造模成功率高、圍手術期死亡率低，手術操作簡單。因此，本研究在已往心肌梗死動物模型的基礎上加以改進，采用微創的方法建立了比較穩定的家兔心肌梗死模型,創傷輕，成功率高，結果可靠。為今后心肌梗死治療的相關研究打下了基礎。

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