兩種家兔急性腎功能不全模型學生自主造模成功率比較

田 瑋， 龔延萍， 馬尚寅

(1. 內蒙古醫科大學 基礎醫學院, 內蒙古 呼和浩特 010110;2. 內蒙古自治區人民醫院, 內蒙古 呼和浩特 010017)

兩種家兔急性腎功能不全模型學生自主造模成功率比較

田 瑋1， 龔延萍1， 馬尚寅2

(1. 內蒙古醫科大學 基礎醫學院, 內蒙古 呼和浩特 010110;2. 內蒙古自治區人民醫院, 內蒙古 呼和浩特 010017)

目的：比較學生應用HgCl2中毒和缺血再灌注兩種方法復制家兔急性腎功能不全模型的成功率，以探索適合學生實驗的，綠色、安全、快速、有效的急性腎功能不全動物模型的建立方法。方法：40組學生隨機分為HgCl2中毒造模組和缺血再灌注造模組，分別采用實驗24 h前肌注1%的HgCl2溶液2 mL/kg和實驗時切除右腎并夾閉左腎動脈45 min后再灌注15 min的方法建立家兔急性腎功能不全模型，依據實驗動物的血尿素氮和血肌酐兩項指標，評價學生使用兩種建模方式的成功率。結果：學生復制缺血再灌注腎功能不全模型成功率高于HgCl2中毒性模型(P<0.05)。結論：缺血再灌注家兔急性腎功能不全模型建立方法安全無毒，無“三廢”排放，可在有限的教學實驗時間內完成，且操作難度適宜、便于實驗前后對照、造模效果良好，可以用于機能學實驗等醫學生教學實驗。

急性腎功能不全； 動物模型； 家兔； 造模成功率

隨著環保意識的增強,以及國家對高校實驗室三廢排放監督管理的加強,如何解決實驗室三廢排放問題是當前環保、綠色實驗的重點。在醫學教育中,將生理學、病理生理學、藥理學等實驗教學內容優化組合形成的機能實驗學[1]有效地改善了分學科、分學期獨立授課方式導致的實驗課內容重復,實驗動物、藥物試劑和學時浪費以及儀器設備的重復購置等問題[2],為減少三廢排放做出了積極的貢獻。

當前在不少醫學院校的教學實驗中,仍采用經典的HgCl2中毒性腎功能不全動物模型的建立方式。HgCl2中毒性模型作為腎衰教學實驗中經典模型,具有創傷小、病變穩定、病變特征明顯等特點,但是此種模型建立方式存在著“三廢”排放問題，以及造模時間長、學生造模成功率低、存在動物浪費、不便于自身對照等諸多弊端。實驗室“三廢”的治理首先要從源頭上抓起,應首先從實驗內容上進行優化,以便減少廢棄物和動物浪費的產生[3]。急性腎功能不全的另外一種造模方法,即缺血再灌注模型,有建模時無需借助藥品、造模速度快(實驗課當場即可完成造模)等優勢,避免了HgCl2中毒模型的不足。但據文獻報道，缺血再灌注模型需以外科手術方法造模,受動物的耐受性及學生的手術操作熟練程度和水平的影響較大,病理改變也有局限性[4]。本研究目的在于對醫學生腎衰教學實驗中學生自主建立缺血再灌注急性腎功能不全模型的可行性、穩定性進行評價,探索適合學生實驗的,安全、快速、有效的急性腎功能不全動物模型的建立方法。

1 研究內容和對象

1.1 研究目標

通過肌肉注射HgCl2和腎臟缺血再灌注兩種不同的方法復制家兔急性腎功能不全模型,以比較學生使用上述兩種方法建模的成功率；評價缺血再灌注方法復制家兔急性腎功能不全模型的教學實用性、實驗效果及穩定性等。

1.2 研究對象

臨床醫學專業本科5個班級學生,每班分8組共計40組。為避免班級因素對實驗結果造成干擾,按班級分區,將各班學生按1∶1隨機分配至HgCl2中毒造模組和缺血再灌注造模組。

2 實驗材料與方法

2.1 實驗對象及材料

實驗對象：健康家兔40只,體重2～3 kg,雌雄不限。隨機分為HgCl2中毒造模組和缺血再灌注造模組,每組20只。

材料：20%氨基甲酸乙酯溶液、1%HgCl2溶液、0.9%生理鹽水、血尿素氮檢測用各試劑(二乙酰一肟法)、肌酐測定試劑盒(苦味酸法)等。

2.2 急性腎功能不全造模方法

HgCl2中毒造模組：實驗前24 h臀部肌肉注射1%的HgCl2溶液2 mL/kg。

缺血再灌注造模組：實驗前24 h臀部肌肉注射0.9%生理鹽水2 mL/kg；實驗當天,頸總動脈取血后,進行如下腹部手術:

(1) 自胸骨劍突向下沿腹白線做正中7～10 cm縱切口[5],鈍性分離肌肉,將腹腔內容物推向左側,在右側后腹壁找到右腎及右腎蒂等組織,結扎并剪斷右腎蒂,摘除右腎[6](因為右側腎蒂短,腎動脈不易分離,且摘除后左側腎能夠完全代償,不會影響實驗結果[7])；再將腹腔內容物翻向右側,在左側后腹壁找到左腎及左腎蒂,分離左腎動脈約1 cm。

(2) 阻斷血流:用動脈夾阻斷左腎血液供應。夾閉左側腎動脈前,應先將左腎動脈夾閉數秒鐘后恢復血供,反復數次,使其缺血預適應,避免急性缺血損傷難以恢復[8-9]。

(3) 恢復血流:阻斷血流45 min[4]后,松開左腎的動脈夾,恢復腎血流[10],此時腎臟顏色由蒼白逐漸轉紅,表明再灌注成功,觀察無出血后關閉腹腔。

2.3 實驗方法

(1) 麻醉:耳緣靜脈注射20%的氨基甲酸乙酯[11]5 mL/kg進行麻醉,麻醉后仰臥位固定。

(2) 手術:頸部正中縱形切口,分離一側頸總動脈。

(3) 取樣:頸總動脈取血,分別做血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、血肌酐(creatinine, Cre)測定。

(4) 缺血再灌注造模組依前述方法中“實驗當天”步驟進行造模。

(5) 缺血再灌注造模組再取樣:再灌注15 min后,頸總動脈取血再次做BUN、Cre測定。

(6) 處死尸檢:處死取出腎臟,觀察腎臟外觀(體積、顏色、包膜緊張度等)及縱切面形態學(皮髓質分界、色澤等)改變。

2.4 造模成功判定標準

以缺血再灌注造模組缺血造模前采樣結果為基準,劃定BUN、Cre正常值范圍,兩種方法建模的實驗動物BUN、Cre兩項指標均超出正常值范圍則判定為造模成功,否則判定為造模失敗。

2.5 統計學方法

數據以平均數±標準差表示,采用SPSS Statistics 20軟件進行統計學分析,對結果比較采用t檢驗,P<0.05為差異有統計學意義。

3 結果

結果如表1所示。由于表1中最小數為1,故使用Fisher精確檢驗,得P=0,說明學生復制缺血再灌注腎功能不全模型成功率高于HgCl2中毒性腎功能不全模型(P<0.05)。

表1 缺血再灌注造模組與HgCl2中毒造模組成功率比較

4 討論

學生教學實驗中經典的HgCl2中毒性腎功能不全動物模型的建立方式存在著諸多弊端，現階段亟待改進學生教學實驗中腎功能不全動物模型的建立方式,找到適合學生實驗的,綠色、安全、快速、有效的方法。

缺血再灌注家兔急性腎功能不全模型建立采用切除右腎并夾閉左腎動脈的方法,通過夾閉腎動脈阻斷腎組織血流,使腎微循環發生嚴重障礙,從而造成腎實質細胞缺血缺氧、ATP生成減少、濾過膜損傷及腎小球壞死,最終引起腎臟排泄功能的衰竭。由于學生在機能學科各實驗中手術技能訓練較多,因此切除右腎并夾閉左腎動脈的操作難度尚屬適宜,且判斷操作成功與否也較肌肉注射更為容易,故缺血再灌注性急性腎功能不全模型的造模成功率相對更高。此方法無需借助藥品,既避免了使用劇毒化學藥品HgCl2的中毒動物處理及環境污染問題,又規避了毒麻藥品管理風險。另外,缺血再灌注復制過程可在有限的教學實驗時間內完成,較HgCl2中毒等造模方法周期明顯縮短,就教學實驗而言,在一次實驗中完成從正常生理到疾病發生、發展、轉歸過程的觀察,優化了實驗流程并使實驗過程節奏性更強；且可設立自身對照,進行實驗前后相關指標的比較,結果較空白對照效果更穩定、更具說服力；同時由學生自主完成實驗模型建立過程,可進一步加深印象,提高教學效果。

綜上所述,缺血再灌注家兔急性腎功能不全模型建立方法安全無毒,可在有限的教學實驗時間內完成,且操作難度適宜，便于實驗前后對照，造模效果良好,無“三廢”排放和動物浪費,與HgCl2中毒模型相比,更適宜于對模型特異性要求不高的機能學實驗等醫學教學實驗。

References)

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Comparison of success rate made by students’ two kinds of acute renal insufficiency models in rabbits independently

Tian Wei1, Gong Yanping1, Ma Shangyin2

(1. Basic Medical College, Inner Mongolia Medical University, Huhhot 010110, China;2. Inner Mongolia People’s Hospital, Huhhot 010017, China)

Objective To compare the successful rate of two methods of acute renal insufficiency in rabbits by students, so as to explore which method will appropriate student's experiments.Methods Forty groups of students were randomly assigned to two groups to establish model of rabbits with acute renal insufficiency using methods of HgCl2poisoning and ischemia-reperfusion,according to the blood urea nitrogen and serum creatinine to evaluate the success rate of students using two modeling methods. Results The successful rate of students coped the of ischemia reperfusion renal insufficiency model was higher than that of HgCl2toxic model (P<0.05). Conclusion Ischemia reperfusion injury model of acute renal insufficiency method is safe, non-toxic, no discharge of the three wastes, which can be completed within a limited time teaching experiment, and the operational difficulty is appropriate, the operation is easy around the experimental control, and the experiment works well. It can be used for other medical functional scientific teaching experiments.

acute renal insufficiency; animal model; rabbit; molding success rate

10.16791/j.cnki.sjg.2017.01.015

2016-07-11 修改日期：2016-08-29

內蒙古醫科大學實驗室開放基金指南型項目基金(kfsyszn201416)

田瑋(1982—)，女，內蒙古呼和浩特，醫學碩士，實驗師，研究方向為機能實驗學教學與教育管理

E-mail：tianweidsa@qq.com

馬尚寅(1986—)，男，內蒙古呼和浩特，管理學學士，系統分析師，研究方向為管理技術與數據挖掘.

E-mail：dexter.s@qq.com

G642.423；Q95-336

B

1002-4956(2017)1-0059-03