硬膜外填充制備急性腦死亡模型的初步研究

董彥軍　鄭先杰　張國瑜　廖秋明　楊忠信　孫明飛　安小康　潘麗紅　張雙林

·臨床研究·

硬膜外填充制備急性腦死亡模型的初步研究

董彥軍1鄭先杰1張國瑜1廖秋明2楊忠信1孫明飛1安小康1潘麗紅1張雙林1

目的 應用硬膜外骨蠟填充，制造顱內占位，建立急性腦死亡模型。方法 瑞典家豬30頭隨機分為腦死亡組（B組）和對照組（A組）。B組行開顱術，顱內放置40 m l骨蠟建立腦死亡模型，維持24 h；A僅行開顱；檢測兩組生命體征變化。結果 腦死亡組15頭全部成功建立模型。B組心率（heart rate，HR）、平均動脈壓（mean aortic pressure，MAP），頸動脈血流量（carotid arotic flow，CAF）、血氧飽和度（arterial oxygen saturation，SaO2）均呈特征性改變，有統計學差異。A組HR、MAP、CAF無明顯變化。結論 成功建立一個急性豬腦死亡模型，腦死亡后生命體征呈特征性改變。

腦死亡模型；病理生理；豬

肺移植是迄今為止治療各種終末期肺病的唯一有效手段。隨著時代的發展，肺移植術相關技術不斷進步[1］。肺移植供體的短缺成為制約肺移植術發展的瓶頸。如何最大可能保護、利用、優化腦死亡供體肺，成為可能解決該問題的一個出口[2］。國際標準化的器官來源是腦死亡器官捐獻。我們圍繞肺移植進行了一些基礎研究[3］。本研究利用硬膜外填充制作顱內占位，以期獲得一個急性腦死亡模型用于肺臟移植供體的研究。

1　材料與方法

1.1實驗動物及分組

選取體質量約50 kg（48～52 kg）健康瑞典家豬30頭。隨機分為腦死亡組（B組）和對照組（A組），各15頭。動物由瑞典隆德大學醫院胸心外科試驗中心提供。本研究得到瑞典隆德大學動物實驗倫理委員會批準。

1.2動物模型制備

氯胺酮（30 mg/kg）、賽拉嗪（4 mg/kg）肌注麻醉誘導。氣管切開插管，連接呼吸機，使用容量控制通氣模式，7.5 L/min、20 breaths/min、PEEP=5 cm H2O、FiO2=0.25。左側頸內動靜脈插管，監測胸主動脈壓（AP）和中心靜脈壓（CVP）。游離右側頸動脈，將超聲血流探頭放在頸動脈周圍測量CAF。氯胺酮5.3 mg/（kg·h）、泮庫溴銨0.2 mg/（kg·h）靜脈泵入全身麻醉[3］。在Pratschke等[4］進行改良建立豬腦死亡模型。腦死亡組（B組）：在豬顱頂部正中切開，暴露顱骨，使用骨鉆正中線鉆孔開顱，確保硬腦膜完整性，局部游離顱骨與硬腦膜間隙，于硬腦膜外腔迅速置入40 m l骨蠟同時封閉顱骨鉆孔。對照組（A組）僅進行同B組準備手術后行開顱，維持麻醉24 h，不建立腦死亡模型。試驗期間給予0.9%NaCl注射液100 m l/h，低分子右旋糖苷注射液20 m l/h，保持出入水量平衡。等待腦死亡成功后，根據尿量補充液體，保持出入水量平衡。

1.3豬腦死亡模型判斷標準

根據國際現行標準和國內最新腦死亡標準[5］，制定如下標準：（1）昏迷；（2）瞳孔對光反射消失，角膜反射消失；（3）自主呼吸停止，血氧飽和度和血氧分壓靠呼吸機維持（自主呼吸誘發試驗證實無自主呼吸）；（4）腦電圖呈電靜息；（5）經顱多普勒超聲無腦血流灌注現象；（6）阿托品實驗陰性。

1.4測定指標

試驗前、腦死亡即刻、術后1、6、12、24 h監測HR、AP、CVP、CAF、心電圖、尿量。

1.5統計學方法

2　結果

2.1兩組存活率比較

B組15頭全部成功建立模型，無死亡；A組無死亡。

2.2兩組HR變化

B組心率在腦死亡模型建立后迅速增加達到峰值，逐漸下降；A組實驗過程中心率平穩，無明顯變化，如表1。

表1　腦死亡后不同時間點HR變化（±s，n=15，次/分）

表1　腦死亡后不同時間點HR變化（±s，n=15，次/分）

注：BD：腦死亡；與A組比較，*P＜0.05

組別　加壓前　峰值血壓　BD 0 h　BD 1 h　BD 6 h　BD 12 h　BD 24 h A　95.21±5.84　94.36±6.08　97.36±4.13　95.45±5.45　95.77±5.56　93.76±4.45　94.43±3.76 B　98.23±6.72　263.93±8.09*　157.56±5.66*　152±6.46*　132±7.25*　125±3.65*　124±5.35*

2.3兩組MAP變化

B組平均動脈壓在腦死亡模型建立后迅速增高達到峰值，隨后下降，1 h后已經降至基礎水平以下；A組實驗過程中血壓平穩，無明顯變化，如表2。

表2　腦死亡后不同時間點MAP變化（±s，n=15，mm Hg）

表2　腦死亡后不同時間點MAP變化（±s，n=15，mm Hg）

注：與A組比較，*P＜0.05

組別　加壓前　峰值血壓　BD 0 h　BD 1 h　BD 6 h　BD 12 h　BD 24 h A　106.33±6.84　104.36±3.72　107.36±4.84　105.45±6.52　102.77±7.42　101.76±4.73　105.43±3.28 B　106.57±6.72　233.93±28.09*　97.56±7.85*　82±6.25*　80.54±6.35*　79.43±4.35*　77.63±4.34*

2.4兩組CAF變化

B組CAF在腦死亡模型血壓峰值迅速增高，進而下降，腦死亡成功后1 h后，頸動脈血流消失；A組實驗過程中CAF保持平穩，無明顯變化，如表3。

表3　腦死亡后不同時間點CAF變化（±s，n=15，L/min）

表3　腦死亡后不同時間點CAF變化（±s，n=15，L/min）

注：與A組比較，*P＜0.05

組別　加壓前　峰值血壓時刻　BD 0 h　BD 1 h　BD 6 h　BD 12 h　BD 24 h A　2.1±0.14　2.05±0.12　2.15±0.32　2.2±0.26　1.99±0.53　1.96.56±0.71　1.93±0.48 B　2.15±0.22　3.43±0.59*　0.56±0.25*　0.13±0.04*　0*　0*　0*

3　討論

在1963年Hardy進行了首例肺臟移植術。目前肺移植已經成為治療終末期肺病的唯一有效手段[5-6］，隨著時代發展，肺移植術也得到了突破性的進展。肺移植供體的短缺已經成為制約肺移植術發展的瓶頸[6］。國際通行的標準化的器官來源是腦死亡器官捐獻[5］。研究者建立了許多腦死亡模型應用于移植供體的研究。本研究在Pratschke模型基礎上加以改進，使骨蠟迅速進入硬膜外腔，產生顯著占位效應顱內壓快速增高，進而引發一系列的腦功能損害，最終腦死亡發生[7］。研究發現，急性腦死亡建立后，血流動力學發生了劇烈改變。心率、血壓急劇升高而后下降，頸動脈血流量在此刻亦達到峰值，后迅速下降，腦死亡模型建成1 h后，幾無有效顱內血流量。24 h后，心率仍維持于高于基礎水平狀態，而血壓低于于基礎水平狀態，均歸結于腦死亡后Cushing反應有關。該動物模型制作簡單、重復性好，過程符合生理，模型穩定、安全、實用。

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[2]Thorsten wittwer，U lrich F.W. Franke，Antonia Fehrenbach，et al. Innovative pulmonary preservation of non-heart-beating donor grafts in experimental lung transplantation[J］. Eur J Cardiothorac Surg，2004，26（1）：144-150.

[3]張雙林，趙松，徐敬，等. 人工低溫對豬肺血管阻力的影響[J］.中華實驗外科雜志，2013，28（8）：1256-1257.

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[5]衛生部腦死亡判定標準起草小組. 腦死亡判定標準（成人）（修訂稿）[J］. 中國腦血管病雜志，2009，6（4）：220-224.

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A New K ind of Brain Death M odel of Pig for Lung Transplantation

DONG Yanjun1ZHENG Xianjie1ZHANG Guoyu1LIAO Qiuming2YANG Zhongxin1SUN Mingfei1AN Xiaokang1PAN Lihong1ZHANG Shuanglin11 Department of Cardiovascular Thoracic Surgery， The First Affliated Hospital of He'nan University， Kaifeng He'nan 475001， China， 2 Department of Cardiovascular Surgery， Lund University Hospital， Lund Sk?ne l?n， Swden

Ob jective Buliding an acute brain death model by put bone wax into skull， measuring and analyise the chang of hemodynamics. Methods Thirty pigs were divided into two groups random ly: brain death model group （group B）， control group （group A）， for group B: dig a hole on pigs skull and put bone wax into the extradural space， for group A: digging a hole on pigs skull. Values of HR， SaO2， CVP， CAF would be recorded. Results All animals in group B showed a similar pattern in blood pressure registration during the induction of brain death. At the end of the induction，the registration showed a sharp peak. After the peak in MAP had occurred，a decline in heart rate to its basal level. The heart rate and MAP are stable. The CAF of group B showed a sharp peak as MAP. A fter a period of one hour ，CAF can not be observed. The CAF of group A is stable. Conclusion Acute brain death model is successful induced.

Brain death model， Pathophysiology， Pig

R 651.11

A

1674-9308（2016）25-0072-02

10.3969/j.issn.1674-9308.2016.25.043

1 河南大學第一附屬醫院胸心血管外科，河南 開封475001；2 瑞典lund大學醫院胸心外科，斯科納 隆德

張雙林，E-mail：kfzhangshuanglin@126.com