開胸結扎法建立急性心肌梗死小型實驗豬模型方法探討

馬寧帥，蒲華，李素平

(1.川北醫學院附屬醫院超聲診斷科，四川 南充；2.南部縣人民醫院超聲診斷科，四川 南充；3.川北醫學院附屬醫院核醫學科，四川 南充)

0 引言

心肌梗死是冠心病患者最常見的死亡病因之一。如何準確評估心肌梗死的損傷范圍以及評價不同治療手段的效果是臨床診治中的重要問題。動物模型廣泛應用于心血管醫學領域，豬的生理條件和人接近[1]，有利于對所研究的疾病進行觀察分析，心臟大小、結構和冠狀動脈分布和人相似，是進行心肌梗死理想的模型。采用開胸式結扎法建立心肌梗死的豬模型，有利于建立符合人的心臟形態結構及血流動力學的心肌梗死模型，并且能夠通過開胸的方式獲取冠脈的發育分布等信息，排除冠脈發育異常造成的實驗結果偏差。

1 資料與方法

1.1 實驗動物

同齡小型實驗豬8 只，體重30～40kg。

1.2 儀器與器材

動物手術器械包，ager Fabius plus 麻醉機，WelchAllyn 242 監護儀，SPECT/CT 儀(GE 公司)。

1.3 心肌梗死模型建立方法

1.3.1 實驗動物的麻醉

誘導麻醉:禁食12h，禁水4 小時，咪唑安定每千克體重0.5mg 頸背部肌肉注射，氯胺酮每千克體重8mg 頸背部肌肉注射。建立耳緣靜脈通道，靜脈注射丙泊酚每千克體重2mg。氣管插管，注意牽拉舌位于口腔一側或口腔外。

維持麻醉:氯胺酮每千克體重0.1mg/·min、枸櫞酸芬太尼注射液每千克體重3ug/kg、維庫溴胺每千克體重0.15mg、利多卡因每千克體重1～2mg 通過耳靜脈維持，利多卡因可以預防心律失常作用。可在建立模型的手術前維持吸入七氟烷，七氟烷吸入濃度需要根據手術過程進行調整。麻醉機:潮氣量12mL/kg，每分鐘12 次；氧飽和度維持在96%以上，給氧濃度60%。

1.3.2 實驗動物心梗模型的建立

麻醉成功后，取仰臥位，前胸部備皮；開放耳緣靜脈通道。開胸：取左胸前外側切口，打開胸腔，取心包縱形切口，固定心包。術中以左心耳為標識，使用血管鉗或者無齒鑷提起左心耳，暴露出冠狀動脈左前降支，分離冠狀靜脈。用3-0 無創傷絲線穿過冠狀動脈前降支第一對角支，在距左主干1.0cm 處結扎(結扎不可太緊)。術中發生心律失常，利多卡因每千克體重1～2mg 靜脈推注。如發生室顫發生，即刻行直流電復律，必要時進行腎上腺素、碳酸氫鈉注射。觀察實驗動物心律滿意，無活動出血，縫合心包及肌肉皮膚層。

術后觀察豬的自主呼吸、咽反射恢復良好，吸痰后拔除氣管導管。術前青霉素80 萬單位預防性靜脈輸入，術后每天80 萬單位青霉素肌肉注射，維持3 天。

術前及術后6h 分別取耳緣靜脈血送檢心肌損傷因子及心肌酶譜。

1.4 統計分析

血液學檢測結果以均數±標準差表示，應用t 檢驗進行均數間的比較，P＜0.05，認為有統計學意義。

2 結果

2.1 心梗模型成功建立的判定

本實驗共用小型實驗豬8 頭，其中2 頭因麻醉意外死亡。余6 頭成功建立心肌梗死模型，完成了冠狀動脈前降支第一對角支的結扎，術后恢復良好，未出現術后死亡及嚴重感染情況；建立模型成功率為75%。

6 只實驗豬經過結扎冠狀動脈前降支第一對角支后6h 心肌損傷因子及心肌酶譜改變(hsTnI、MYO、LDH、CK、CK-MB水平明顯升高)、心電圖改變(ST 段弓背樣抬高)、SPECT 心肌灌注出血稀疏缺損區、超聲斑點追蹤應變值降低，提示6 只實驗豬心梗模型成功建立。

2.2 心肌損傷因子及心肌酶譜

冠脈結扎術前及術后6h 心肌損傷因子及心肌酶譜結果見表1，冠脈結扎術后6h，建立模型前后實驗豬靜脈血中肌紅蛋白(MYO)、超敏心肌肌鈣蛋白-I、乳酸脫氫酶、肌酸激酶、肌酸激酶-MB 活性(CK-MB)的值發生了顯著性差異(P＜0.05，表1)，心梗模型血清中超敏心肌肌鈣蛋白-I、肌紅蛋白、乳酸脫氫酶、肌酸激酶、肌酸激酶-MB 水平明顯高于模型制備前的健康體，提示在制備模型過程中心肌損傷的發生。

2.3 心電圖

急性心肌梗死模型建立成功的6 只實驗豬出現ST 段持續性弓背樣抬高，見圖1。

表1 心肌梗死模型建立之前心肌損傷因子及心肌酶譜的變化

圖1 左圖為冠狀動脈結扎后心電圖表現(ST 段弓背向上抬高)，右圖為SPECT 心肌灌注圖(左心室前壁、前側壁稀疏缺損區)

圖2 超聲斑點追蹤示左心室心肌前間隔心尖段、前壁心尖段、側壁心尖段SC 值降低(SC：圓周應變)

2.4 SPECT 心肌灌注顯像

SPECT 心肌灌注顯像顯示左心室心肌前間隔心尖段、前壁心尖段、側壁心尖段呈灌注稀疏缺損區。結果見圖2。

2.5 超聲斑點追蹤顯示左心室心肌節段性運動異常

超聲斑點追蹤顯示左心室心肌前間隔心尖段、前壁心尖段、側壁心尖段呈應變值降低。結果見圖2。

3 討論

急性心肌梗死是冠狀動脈急性、持續性缺血缺氧所引起的心肌壞死，是威脅人類健康的重大疾病之一，如何準確及時地評估急性心肌梗死后心臟的功能，并且準確判斷心肌損傷的程度和范圍，對于治療方案的選擇和患者的預后都有重要的指導意義。

動物實驗被用于心肌梗死后心肌損傷及心功能等相關研究，以探索更加合理的診治方案。1986 年Weaver[1]用血管鑄型技術對豬心臟的冠狀動脈和人類進行了對比研究，發現豬的冠狀動脈分布和人類有非常相似的解剖構成。其他學者的研究也證實，豬心臟的血流動力學也與人相似，適宜于進行心肌梗死的研究[2,3]。

田毅、魏紅星團隊[4]通過自制球囊結合明膠海綿制成的栓子，可以有效阻斷冠狀動脈血流，獲得較為滿意的小型實驗豬心肌梗死模型。急性心肌梗死患者在行經皮冠狀動脈介入術后雖然能盡快恢復血流，同時也對冠脈造成明顯的外源性打擊，即存在心功能不全、心律失常等心肌缺血再灌注損傷，加重出現的風險[5]。本研究采用開胸式結扎冠狀動脈的方法，成功建立了對左冠狀動脈前降支第一對角支近端進行結扎制備心肌梗死模型。該制備方法手術路徑簡單，可操作性強，制備成功率高。本實驗的難點在于動物的麻醉不易掌握。在該實驗中，有2 只豬死于麻醉意外，分別為肌松藥的用量和氣管插管的操作不當導致的死亡。通過本實驗，我們成功建立了以氯胺酮為主要用藥的麻醉方法，順利完成了6 只心肌梗死的小型實驗豬模型。氯胺酮等麻醉藥品聯合使用的麻醉方法對并發癥少、制備成功率高，術后蘇醒時間短、恢復快，是開胸結扎法制備豬的心肌梗死模型的有效方法。本實驗在結扎冠狀動脈的同時，對冠狀靜脈進行了分離保護，術后動物恢復良好，模型制備成功的實驗豬未發生建模后心臟意外死亡，未出現其他明顯并發癥。

在本研究對實驗豬進行SPECT、超聲等大型影像學檢查認為，實驗豬心臟不僅在冠狀動脈解剖及心臟特殊區域的血供分布與人類心臟非常相似，且體積比較大，適宜于后期門控心肌灌注顯像和超聲等大型影像學檢查儀器進行研究心梗模型的特征和心功能參數，可以獲得良好的影像圖像，利于對心肌梗死等心臟疾患的研究。

本研究通過開胸式建立心肌梗死模型，術后應用青霉素預防感染。何貴新團隊[6]研究認為，芪參益氣滴丸可以改善心肌缺血小型實驗豬心功能、減輕缺血再灌注對心肌的損傷，為本研究的進一步完善提供了新的方法。

4 小結

采用開胸結扎左冠狀動脈前降支第一對角支制備急性心肌梗死的實驗豬模型，是一種有效心肌梗死模型制備方法，該方法簡單、可操作性強，但是實驗麻醉需要謹慎操作。以胺碘酮為主的聯合麻醉，是一種可操作的有效方法。