改良冠狀動脈介入技術建立豬冠狀動脈微栓塞動物模型*

馬國添 曾志羽 吳 海△ 羅晨源 林士云

改良冠狀動脈介入技術建立豬冠狀動脈微栓塞動物模型*

馬國添1曾志羽1吳 海1△羅晨源2林士云1

目的 探討建立簡便又經濟的小型豬冠狀動脈微栓塞（CME）模型的技術。方法將11只小型豬隨機分為對照組5只和CME組6只。采用21號橈動脈穿刺針穿刺股動脈，5 F造影管及1.8 F微導管往CME組左前降支注入栓塞微球。檢測栓塞前及栓塞6 h后血清腦利鈉肽（BNP）及心肌肌鈣蛋白I(cTnI)水平。栓塞6 h后取心尖部心肌光鏡下觀察。結果對照組5只全部存活，CME組1只死亡。5 F造影管及1.8 F微導管可順利到位。微栓塞前CME組與對照組血清BNP（ng/L：143.00±13.51 vs 134.00±15.57）及cTnI水平（μg/L：0.39±0.09 vs 0.38±0.10）差異無統計學意義（t分別為0.976、0.294，均P＞0.05）。微栓塞后CME組血清BNP（561.00±80.65）及cTnI水平（2.75±0.58）均高于對照組（BNP、cTnI分別為139.00±13.87、0.54±0.14），差異有統計學意義（t分別為11.530、8.337，均P＜0.001）。光鏡下CME組心肌可見栓塞微球、微梗死、炎癥細胞浸潤。結論利用新的手術耗材可以成功建立小型豬CME模型，該技術簡便、經濟、實用，值得推廣。

冠狀動脈微栓塞；血管內操作；動物模型；小型豬

冠狀動脈微栓塞（coronary microembolization, CME）是指由于血小板聚集，動脈粥樣硬化碎片和血管收縮物質引起破裂斑塊遠端微血管閉塞。Otto等[1]報道冠心病合并糖尿病患者行經皮冠狀動脈介入治療，如果發生CME，除了觀察到術后24 h心肌肌鈣蛋白I（cTnI）達到峰值，術后2年的主要心臟不良事件也明顯增加。因此，利用某些動物模型開展CME的基礎研究很有必要。此前，Ma等[2]已成功建立小型豬的CME模型，隨著介入治療耗材的革新，筆者對造模方法進行改良，以實現簡便、經濟、有效地建立CME模型。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 廣西巴馬小型豬11只（許可證號：SCXK桂2007-0003），雌雄不拘，體質量25～30 kg，45～55周齡，由廣西大學動物科學技術學院提供。采用隨機數表法將將11只小型豬分為對照組5只和CME組6只。

1.2 主要試劑 栓塞劑：Embosphere三丙烯栓塞微球(規格40～120 μm，美國Biosphere Medical公司生產)。豬腦利鈉肽（BNP）-26 RIA Kit為瑞士Bachem公司產品。豬cTnI酶聯免疫吸附檢測（ELISA）Kit為美國Innovative Research公司產品。

1.3 建立CME動物模型 小型豬肌內注射氯胺酮和阿托品誘導麻醉后，穿刺耳大靜脈給予戊巴比妥鈉靜脈滴注維持麻醉，偶有躁動不安時靜脈注射地西泮。腹股溝皮皺下方1 cm，縫匠肌與股薄肌之間陷窩局部浸潤麻醉，切開皮膚，皮下組織，在兩塊肌肉之間鈍性分離，暴露股神經、股靜脈，在搏動最明顯處用21號Cordis橈動脈穿刺針穿刺，成功后置入6 F橈動脈鞘。給予肝素200 U/kg以達到肝素化，此后每延長1 h靜脈注射肝素100 U/kg維持肝素化。然后用移動式C形臂X射線機（HMC-36型）行冠脈造影。用5 F Radial TIG造影管或者5 F JR4.0造影管進入冠狀動脈左主干開口，隨之送入Finecross微導管（1.8 F，Terumo公司）至冠狀動脈左前降支（LAD）分出第一對角支的遠端；必要時先送入Runrough NS導絲(Terumo公司）至LAD，再送入微導管。微導管到位后，將造影管退出左主干開口。Embosphere栓塞微球10萬個，混懸于20 mL生理鹽水，通過微導管注入CME組小型豬LAD，20 min注射完畢，對照組注入等量生理鹽水。術中心電監護及聽診，及時處理室速、室顫及急性左心衰。因手術時間40～60 min，故無需呼吸機支持。

1.4 血清BNP及cTnI檢測 造模前及造模后6 h，均采取動脈血10 mL，全血靜置30 min后，1 800 r/min離心15 min，分離血清置-80℃冰箱保存。放射免疫分析方法檢測豬血清BNP水平；ELISA法檢測豬血清cTnI水平。

1.5 光鏡下心肌組織病理改變 造模后6 h，取被處死小型豬左心室心尖部心肌，4%多聚甲醛固定24 h，HE染色后光鏡下觀察。

1.6 統計學方法 采用SPSS 13.0統計軟件，符合正態分布的計量資料以±s表示，2組間比較用獨立樣本t檢驗，組內前后比較用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CME模型建立情況 對照組5只全部存活，CME組1只在造模過程中因為造影管嵌頓在右冠狀動脈導致猝死。用5 F Radial TIG造影管或者5 F JR4.0造影管結合1.8 F Finecross微導管，可以順利到位，見圖1、2。

Figure 1 Coronary angiography of left coronary artery by 5 F Radial TIG catheter.圖1 5 F Radial TIG造影管左冠脈造影

Figure 2 Coronary angiography of the mid to distal part of LAD by 1.8 F Finecross microcatheter.圖2 1.8 F微導管左前降支中遠段造影

2.2 微栓塞前、后血清BNP及cTnI的變化 微栓塞前2組血清BNP及cTnI水平差異無統計學意義（P＞0.05）。微栓塞6 h后CME組血清BNP及cTnI水平均高于對照組（均P＜0.001）。對照組微栓塞前、后血清BNP及cTnI水平差異無統計學意義（P＞0.05），CME組微栓塞后血清BNP及cTnI水平均高于微栓塞前（均P＜0.001）。見表1。

Table 1 Changes of serum BNP and cTnI levels between pre-microembolization procedure and postmicroembolization procedure表1 微栓塞前、后血清BNP及cTnI的變化（n=5,±s）

Table 1 Changes of serum BNP and cTnI levels between pre-microembolization procedure and postmicroembolization procedure表1 微栓塞前、后血清BNP及cTnI的變化（n=5,±s）

＊P＜0.001

組別對照組CME組t BNP(ng/L)術前134.00±15.57 143.00±13.51 0.976術后139.00±13.87 561.00±80.65 11.530＊t 0.953 10.286＊組別對照組CME組t cTnI(μg/L)術前0.38±0.10 0.39±0.09 0.294術后0.54±0.14 2.75±0.58 8.337＊t 2.508 10.247＊

2.3 光鏡下心肌組織病理改變 微栓塞6 h后，CME組心肌組織光鏡下可見血管內栓塞微球，周圍炎癥細胞浸潤，并可見心肌微梗死。見圖3。

Figure 3 Pathological changes of cardiac muscle tissues 6 hours after microembolization procedure(HE×100)圖3 微栓塞6 h后心肌組織病理改變（HE,×100）

3 討論

現多以豬、羊、牛等大型動物建立CME的動物模型，利用經皮冠狀動脈介入技術為主流。利用經皮冠狀動脈介入技術，避免了開胸所導致的全身反應和內環境的改變。Ma等[2]已建立小型豬的CME模型，因為涉及使用血管內超聲導管、多普勒導絲、壓力導絲，故當時使用6 F XB 3.5指引導管。但是，如果只是為了在小型豬的LAD中遠段注入栓塞微球，是否利用5 F造影管就可以完成此操作；而且，結合小型豬血管細小的特點，多采用管徑小的耗材，如Cordis橈動脈穿刺針、1.8 F Finecross微導管是否更便于操作值得探討。

本研究結果表明，Cordis橈動脈穿刺針可以順利地穿刺小型豬股動脈。而盡管是小型豬股動脈，其實與人的橈動脈類似，很容易痙攣，初學者一定要注意動作輕柔，很多經驗與筆者穿刺人橈動脈是一樣的。造影管到達左主干開口后，通常可以直接送入1.8 F Finecross微導管至LAD，個別需要借助Runrough NS導絲才能送入微導管。向LAD注入栓塞微球時，速度要慢，否則會引起心動過速、甚至急性左心衰。CME的典型后果是心肌微梗死、炎癥反應、收縮功能障礙和冠脈儲備下降[3]。本研究中模型心肌HE染色可以觀察到栓塞微球、心肌微梗死、炎癥反應；血清BNP、cTnI水平較對照組增高，均證實所構建模型是成功的。采用橈動脈穿刺針、5 F造影管、1.8 F微導管較之前用股動脈穿刺針、6 F指引導管相比較，更適合小型豬股動脈、升主動脈、左主干內徑特點，血管損傷減少，操作更簡便，手術時間短，無需呼吸機支持；且費用更低廉，有明顯優勢。

利用上述的技術，少許變通尚可以建立其他疾病的模型,具有很好的實用性。如少量多次向LAD注入栓塞微球建立慢性缺血性心力衰竭模型[4-5]，而用球囊阻斷LAD血流90 min可以建立大面積心肌梗死模型[6]，短時間往LAD注入大量的栓塞微球建立可以建立心源性休克模型[7]。因此，利用橈動脈穿刺套裝，5 F的造影管，1.8 F微導管可以順利建立小型豬CME動物模型，簡便、經濟、實用，值得推廣。

[1]Otto S,Seeber M,Fujita B,et al.Microembolization and myonecrosis during elective percutaneous coronary interventions in diabetic patients:an intracoronary Doppler ultrasound study with 2-year clinical follow-up[J].Basic Res Cardiol,2012,107(5):289.doi: 10.1007/s00395-012-0289-x.

[2]Ma J,Qian J,Ge J,et al.Changes in left ventricular ejection fraction and coronary flow reserve after coronary microembolization[J]. Arch Med Sci,2012,8(1):63-69.doi:10.5114/aoms.2012.27283.

[3]Heusch G,Kleinbongard P,B?se D,et al.Coronary microembolization:from bedside to bench and back to bedside[J].Circulation,2009,120(18):1822-1836.doi:10.1161/CIRCULATIONAHA. 109.888784.

[4]Schmitto JD,Coskun KO,Coskun ST,et al.Hemodynamic changes in a model of chronic heart failure induced by multiple sequential coronarymicroembolization in sheep[J].Artif Organs,2009,33 (11):947-952.doi:10.1111/j.1525-1594.2009.00921.x.

[5]Sherwood LC,Sobieski MA,Koenig SC,et al.Benefits of aggressive medicalmanagementin a bovine modelofchronic ischemic heart failure[J].ASAIO J,2013,59(3):221-229.doi:10.1097/ MAT.0b013e3182894e66.

[6]Saeed M,Hetts SW,Do L,et al.MRI quantification of left ventricular function in microinfarct versus large infarct in swine model[J]. Int J Cardiovasc Imaging,2013,29(1):159-168.doi:10.1007/ s10554-012-0076-7.

[7]How OJ,R?sner A,Kildal AB,et al.Dobutamine-norepinephrine, but not vasopressin,restores the ventriculoarterial matching in experimental cardiogenic shock[J].Transl Res,2010,156(5):273-281.doi:10.1016/j.trsl.2010.07.011.

（2013-10-15收稿 2014-02-11修回）

（本文編輯 陳麗潔）

Improving Technique of Coronary Intervention to Build Pig Model of Coronary Microembolization

MA Guotian1,ZENG Zhiyu1,WU Hai1,LUO Chenyuan2,LIN Shiyun1
1 Department of Geriatric Cardiology,the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,China; 2 Department of Pathophysiology of Guangxi Medical University

ObjectiveTo develop miniature pig model of coronary microembolization(CME)by easy and cost-efficient technique.MethodsA total of 11 miniature pigs were divided into control group(n=5)and CME group(n=6).Femoral artery was punctured using 21 gauge needle that is normally used for transradial procedures.Microspheres were injected into the left anterior descending artery of the CME group by 5 F coronary radiography catheter and 1.8 F coronary microguide catheter.Serum concentrations of brain natriuretic peptide(BNP)and cardiac troponin I(cTnI)were evaluated just before CME and 6 hours after CME.Apical myocardial pathological lesions were evaluated by optical microscope 6 hours after CME.ResultsAll miniature pigs in control group survived,but one died in the CME group.5 F coronary radiography catheter and 1.8 F coronary micro-guide catheter reached designated location successfully.Before CME,serum BNP(ng/L：143.00±13.51 vs 134.00±15.57)and cTnI(μg/L：0.39±0.09 vs 0.38±0.10)showed no significant differences between these two groups(t values are 0.976 and 0.294 respectively，both P＞0.05).By contrast,serum BNP(561.00±80.65)and cTnI (2.75±0.58)were much higher in CME group than those(BNP 139.00±13.87;cTnI 0.54±0.14)in control group after CME(t values are 11.530 and 8.337 respectively，both P＜0.001).In CME group,microspheres,micro-infarction and inflammatory cell infiltration were seen under an optical microscope which are absent in control group.ConclusionUsing new surgical consumables can successfully develop miniature pig model with CME.And the technique is simple,cost-efficient,practical so it is worth promoting.

coronary microembolization;endovascular procedures;animal model;swine,miniature

R543.3

A

10.3969/j.issn.0253-9896.2014.06.011

*廣西醫療衛生適宜技術研究與開發課題（項目編號：S201303-01）；廣西醫科大學青年科學基金（項目編號：GXMUYSF201213）

1廣西醫科大學第一附屬醫院老年心內科(郵編530021)；2廣西醫科大學病理生理學教研室

△通訊作者 E-mail:280515487@qq.com