改良套管法大鼠心肺聯合移植模型的建立

張新 高穎欣 羅鴻 張偉華

·實驗研究·

改良套管法大鼠心肺聯合移植模型的建立

張新 高穎欣 羅鴻 張偉華

目的探討非體外循環下建立操作簡單、穩定的心肺聯合移植動物模型的方法。方法套管法大鼠左肺移植動物模型基礎上，結合左肺及心臟整體移植理論，建立改良套管法大鼠心肺聯合移植動物模型。結果正式試驗中20只大鼠建立模型，供心通血復跳18只，復跳率90%；術后3 d 內移植心臟搏動無力3只，15例手術成功者存活均超過7 d；第7 d開胸見肺膨脹良好，無明顯肺水腫，受體右側肺門阻斷前后測動脈血氣進行比較，PO2和PCO2均無顯著差異(P>0.05)。結論改良套管法心肺聯合移植動物模型避免了體外循環，移植后左肺及全心作功，操作簡便，儀器設備要求簡單，費用較低，效果較好，可推廣應用。

改良套管法；大鼠；心肺移植；模型

目前有多種大鼠心肺聯合移植模型應用于基礎研究，鄭州大學第一附屬醫院心外科在套管法大鼠左肺移植動物模型[1]基礎上，結合左肺及心臟整體移植理論[2]，建立套管法大鼠心肺聯合移植動物模型，術式相對簡單，對重要臟器影響較小，受體器官缺血再灌注損傷小，便于術后觀察，具有簡便、實用的優點。

1 資料與方法

1.1實驗動物 清潔級純種Wister成年大鼠(鄭州大學實驗動物中心提供)40只，雌雄不拘，供體體質量150～200 g，受體體質量200～250 g。術前12h禁食，可飲水。

1.2套管及支氣管支架管 自制套管及支架管，套管體長1.2 mm，尾長1.0 mm，肺動脈套管內徑1.1 mm，肺靜脈套管內徑1.8 mm，套管體表面血管鉗壓痕以便結扎固定，體尾端刻成鋸齒狀以防血管翻轉后滑脫。套管時將血管自套管體尾端向頭端穿出，血管向尾端翻轉，部分血管掛于套管體鋸齒防止滑脫，5-0絲線固定，完成供體血管準備。支氣管末端采用內支架管處理，內支架管長3 mm，內徑2 mm，兩端修剪成銳角以便插管，管壁血管鉗壓痕以便結扎固定。將內支架管插入供肺支氣管末端約1.5 mm，5-0絲線結扎固定，完成供肺支氣管制備。管套入上腔靜脈及主動脈，支架管插入左肺支氣管備用。

1.2實驗操作

1.2.1供體手術 大鼠腹腔注射阿托品0.25 mg，4%水合氯醛腹腔注射麻醉，頸部氣管切開插管，接DH-150小動物呼吸機(浙江大學儀器廠)，呼吸頻率100次/分，潮氣量3 ml, 吸呼比1:2。肝素1000U/kg下腔靜脈注射，剪開胸壁暴露心肺組織，鹽水冰泥覆蓋心肺降溫，后腔靜脈低壓灌注4℃改良Euro-Collins液(另加肝素3U/ml)約10 ml，結扎右肺門，橫斷后腔靜脈和腹主動脈放血，經胸部后腔靜脈4℃STThomas液灌注心肺至引流灌注液清亮，心肺組織顏色蒼白，結扎并剪斷下腔靜脈，分離結扎后腔靜脈、左右前腔靜脈并于遠心端切斷，分離主動脈并于主動脈弓遠端離斷，切除右肺，完整取出心臟及左肺，置4℃改良Euro-Collins液中修剪。于無名動脈處切斷升主動脈，4℃肝素生理鹽水沖洗管腔，冰鹽水紗布包裹帶肺葉供心。

1.2.2受體手術 經口氣管插管，麻醉方法及呼吸機參數設置同供體手術。大鼠右側臥位，經左側第四肋間切口入胸，7-0絲線牽拉顯露術野。離斷左下肺韌帶，鉗夾左肺移至胸外并固定以顯露肺門，解剖游離肺門，微血管夾分別鉗夾左肺動、靜脈并于遠端剪斷，將供體上腔靜脈插入受體左肺動脈，供體主動脈插入左肺靜脈，5-0絲線結扎固定。順序開放左肺靜、動脈，微血管夾鉗受體支氣管并于遠端剪斷，移除受體肺，將供體心肺納入胸腔放至原位，將供肺支氣管內支架管插入受體支氣管殘端，5-0絲線結扎固定。開放通氣，供肺逐漸膨脹，顏色由暗紅轉為粉紅，部分肺不張者可加大潮氣量。供心纖顫一般于血管開放肺充血1 min內復跳，觀察 5 min正常后，調整移植心、肺位置以防血管扭曲，灑入少量青霉素預防感染。吻合成功標準：①三個吻合口無漏血、漏氣；②肺動、靜脈充盈；③移植肺呈粉紅色，均勻一致，彈性良好；移植心臟紅色，波動有力。置胸腔引流管后關胸，受體清醒后拔除引流管，漸停呼吸機。呼吸平穩、頻率>100次/min時拔除氣管插管。術畢經尾靜脈或頸部靜脈分支注入10%葡萄糖溶液或平衡液2 ml，防止失血性休克發生，置23℃恒溫箱保暖。手術平均耗時75 min。

1.2.3術后處理 術后供血復跳的大鼠20～30 min內清醒。每天早晚視、觸診各1次，移植心臟搏動有力、規整，心率140～160次/min，搏動>3 d者視為手術成功，3 d 內移植心臟搏動無力或明顯增大者視為失敗。

2 結果

正式試驗中20只大鼠建立模型，供心通血復跳18只，復跳率90%；術后3 d 內移植心臟搏動無力或明顯增大者3只，成功率75%，15例手術成功者存活均超過7 d，第7 d開胸見肺膨脹良好，無明顯肺水腫，阻斷右側肺門前后PO2和PCO2比較無顯著差異(P>0.05)。表1

表1 術后7 d右肺門阻斷前后血氣分析比較

3 結論

心肺聯合移植為臨床治療終末期心肺疾患最有效手段，復雜的心肺移植動物模型及不理想的器官保護方法嚴重制約臨床研究的進展，動物模型多采用體外循環下原位移植，動物多為豬、狗等大動物[3]，動物遺傳背景復雜，手術操作復雜，成功率低，實驗費用高，難以大規模采用，且多數采用肺移植和心臟移植研究心肺聯合移植，對心肺保存及排異反應研究不夠理想。常見大鼠心臟移植模型多為異位，移植后左心曠置失功，實際測定的只有右心，對心臟移植研究幫助不足。

心肺聯合移植實驗中大鼠麻醉后直接經口氣管插管可以減少呼吸道損傷[4]，提高術后生存時問。在供體制備及受體手術過程中注重低溫保護，減少熱缺血時間，可延長術后存活時間；25u/ml肝素稀釋液排除血管內氣體可避免氣栓形成，開放血流前溫生理鹽水棉片覆蓋供體移植物有利于快速復搏；動物選擇受體體質量大于供體50 g者為宜，便于供、受體血管套接。術畢即對大鼠加溫保暖，每日經尾靜脈補充常溫平衡液及能量，適當鎮痛及抗生素預防感染，能一定程度延長生存時間，改善移植心肺功能。解剖大鼠發現供肺肺水腫明顯減輕。本研究中手術成功15例，成功率75%，存活均超過7 d，第7 d開胸見肺膨脹良好，無明顯肺水腫，阻斷右側肺門前后PO2和PCO2比較無顯著差異(P>0.05)。

本動物模型采用非體外循環下套管法左肺及心臟聯合移植，移植后左肺及全心作功，操作簡便，儀器設備要求簡單，費用較低，效果較好，可大范圍推廣應用，以利推動心肺聯合移植的基礎研究。

[1] 張新，陳如坤，高穎欣，等.一種新的大鼠肺移植模型.中華器官移植雜志,2005,26:178-179.

[2] Perrot M, Keshavjee S, Tabata T, et al. A simplified model for en bloc double lung xenotransplantation from hamster to rat.J Heart Lung Transplant,2002,21:286-289.

[3] Karimi A, Cobb JA, Staples ED，et al. Technical pearls for swine lung transplantation. J Surg Res, 2011,171(1):e107-111.

[4] 蔣雷,周逸鷗,張峭,等.大鼠同種異體左肺移植模型建立的實驗研究.中華外科雜志,2008,46(20):2.

450052 鄭州大學第一附屬醫院心外科(張新 羅鴻 張偉華);河南電力醫院內四科(高穎欣)