建立可調控撕裂長度的Stanford A型主動脈夾層家豬模型

張丹，王寶珠，孟凡華，汪浩，孫惠萍，馬翔

(1.新疆醫科大學第一附屬醫院 a.冠心病二科;b.心臟中心重癥監護室，新疆 烏魯木齊 830054；2新疆醫科大學第二附屬醫院 心血管內科，新疆 烏魯木齊 830054)

主動脈夾層(aortic dissection，AD)是一種發病突然、病情進展迅速的疾病，嚴重危及生命[1-2]。急性AD在發病1周內病死率達50%以上[3]。其中，Stanford A型AD占AD全部類型的62%～67%[4-5]。Stanford A型AD發病非常兇險，病情進展迅速，住院病死率高達30%～50%[6]。近年來，有研究成功構建了Stanford B型AD動物模型[7-8]，而成功構建Stanford A型AD動物模型的報道較少。構建AD模型操作復雜，耗費時間長，且所構建的動物模型中存在AD假腔較小及復制率較低等問題。本研究通過手術破壞主動脈中膜結構造成假腔以及聯合腎上腺素誘發波動高血壓，建立Stanford A型AD動物模型，旨在為進一步研究治療AD的方式提供材料來源。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1實驗材料 氯胺酮(上海中西藥業股份有限公司，規格為2 mL∶150 mg)，阿托品(江蘇漣水制藥有限公司，規格為2 mL∶1 mg)，青霉素(華北制藥股份有限公司，每支80萬單位)，甲硝唑(廣州百特僑光醫療用品有限公司，規格為100 mL∶500 mg)，腎上腺素(上海禾豐制藥有限公司，規格為1 mL∶1 mg)，戊巴比妥鈉(上海化學試劑公司，每瓶25 g)，手術器械(上海手術器械廠)，無損傷側壁鉗(上海金鐘手術器械，M70050)，電動呼吸器(上海醫療儀器制造四廠，SC-3)，7.5號氣管插管(美國強生公司)，5-0 Prolene縫線(美國強生公司)。

1.1.2實驗動物 成年健康家豬12只，雌雄不限，平均體質量(50.25±6.09)kg。實驗前至少在新疆醫科大學第一附屬醫院實驗動物研究科學部飼養1周，適應環境，注射疫苗。標準家豬飼料喂養，自由攝食、進水，12 h光照、12 h黑暗，控制室溫為23～25 ℃。家豬及標準飼料均由新疆醫科大學第一附屬醫院實驗動物研究科學部(AAALAC International認證)提供。本研究已通過新疆醫科大學第一附屬醫院倫理委員會的審批。

1.2 實驗方法

1.2.1術前準備 家豬禁食12 h，禁飲4 h。于家豬耳后肌內注射鹽酸氯胺酮10～14 mg·kg-1(根據體質量給藥)、阿托品25 μg·kg-1(根據體質量給藥)，3～5 min后家豬站立不穩而臥倒。待家豬處于相對平靜后，將家豬仰臥固定于操作臺，迅速用套管針在豬耳靜脈建立靜脈通道，靜脈注射戊巴比妥鈉 30 mg·kg-1(根據體質量給藥)。麻醉后將320萬單位青霉素溶于100 mL生理鹽水中靜脈滴注，靜脈滴注甲硝唑(10 g·L-1)100 mL。術中根據動物情況可重復靜脈注射戊巴比妥鈉2～5 mg·kg-1(根據體質量給藥)維持麻醉狀態，持續心電監護和血氧分壓監測。在麻醉狀態下氣管插管，成功后連接呼吸機，潮氣量為10～12 mL·kg-1。然后胸腹部及四肢備皮。

1.2.2手術方法 常規消毒，鋪巾。于胸部正中做切口，逐層進胸，打開胸腔。進入胸腔后用胸腔牽開器暴露手術視野，觀察雙肺膨脹及心率情況，懸吊心包，暴露升主動脈[9]。用血管剪剝離主動脈包膜，在距離升主動脈根部遠心端約1 cm處，使用主動脈側壁鉗縱行鉗夾主動脈側壁約1/2周徑。沿升主動脈長軸使用尖刀片縱行切開升主動脈外膜及中膜外1/2，切口長1～2 cm。松開側壁鉗，找到升主動脈中膜間隙，用自制血管壁分離器(見圖1)向四周鈍性分離2～3 cm，使切口處升主動脈中層分離范圍達升主動脈周徑的1/2～2/3，造成假腔。再次鉗夾側壁鉗，切開升主動脈中膜內1/2及內膜，使主動脈管腔與外界相通，切口兩側扇形剪除中膜內1/2及內膜0.5～1.0 cm2。使用5-0 Prolene無創血管縫線連續褥式縫合被切開的外膜及中膜外1/2。松開側壁鉗，再次加強縫合切口，徹底止血。靜脈推注1～2 mg腎上腺素，3～5 min后再次靜脈注入腎上腺素，反復6～8次。制作家豬Stanford A型AD模型后，觀察吻合管壁有無滲血并在肺膨脹期關閉胸腔。

1為連接段，長25 cm；2為第一分離段，長3 cm；3為第二分離段，長2 cm； 4為弧形面;α為第一夾角，角度為90°～135°；β為第二夾角，角度為90°～135°。

1.3 家豬Stanford A型AD模型于實驗結束后，立即大劑量靜脈注射氯化鉀處死所有家豬。切除全部主動脈，解剖升主動脈，并測量AD近端瘤體直徑、瘤體直徑(即最大瘤體直徑)及夾層撕裂長度。同時從夾層區、非夾層區切取標本，用甲醛固定，制備4 μm厚石蠟切片，分別進行蘇木精-伊紅染色，以觀察AD形成后膠原纖維斷裂等情況。家豬Stanford A型AD模型成功建立標準：(1)通過肉眼觀察，松開升主動脈側壁鉗后，直視下即可看到夾層立即向遠端撕裂，管壁膨大，壓力增加；(2)組織病理可見主動脈的內膜層與外膜層分離，AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂，顯微鏡下可見AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂。

2 結果

2.1 AD形成情況本實驗使用成年健康家豬12只，其中1只死于麻醉過程中，其余11只家豬成功建立Stanford A型AD模型，技術成功率為91.67%(11/12)。2只家豬在靜脈推注腎上腺素造成波動高血壓的過程中發生AD破裂，進而出現失血性休克，最終死亡。11只家豬手術過程順利。待松開升主動脈側壁鉗后，直視下即可看到夾層立即向遠端撕裂，管壁膨大，壓力增加(見圖2)。

箭頭處顯示升主動脈管壁膨大，壓力增加。

2.2 AD形成相關參數實驗中建立的AD均起自升主動脈根部遠心端約1 cm處，最遠處撕裂于髂動脈分叉處。構建家豬Stanford A型AD模型的平均手術時間為(62.91±8.70)min、平均AD制作時間為(44.73±4.65)min。該模型平均近端瘤體直徑為(13.45±1.63)mm，平均瘤體直徑為(21.91±2.47)mm，平均夾層撕裂長度為(142.27±14.44)mm。具體數據見表1。

2.3 家豬主動脈病理觀察解剖家豬AD模型后可見主動脈中層分離，假腔形成(見圖3)。非夾層區主動脈的三層是完整的。夾層區主動脈的內膜層與外膜層分離，AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂。顯微鏡下可見AD撕裂于主動脈中層間隙，主動脈中層彈力纖維斷裂(見圖4)。上述內容均證實已成功構建家豬Stanford A型AD模型。

表1 家豬Stanford A型AD模型一般情況

左側為正常升主動脈；右側為AD，AD假腔(上方箭頭處)明顯，真腔(下方箭頭處)被假腔壓縮。

A為正常家豬升主動脈(蘇木精-伊紅染色，放大25倍)；B為升AD形成(蘇木精-伊紅染色，放大25倍)，顯微鏡下觀察可見AD撕裂于主動脈壁中層間隙，中層彈力纖維斷裂。

3 討論

研究者建立AD動物模型時在很長一段時間內參考了Blanton等[9]手術過程。但是這種手術操作復雜，手術成功率較低。到本世紀初，通過改進建模方法成功構建了一大批AD實驗動物模型，但是這些動物模型仍存在夾層撕裂長度有限、容易發生AD破裂等缺點。本研究通過改進以下幾個方面成功建立了理想的Stanford A型AD家豬模型。(1)充分暴露手術切口，切開升主動脈外膜及中膜的位置需要靠近升主動脈根部遠心端1 cm。此處動脈管徑較寬，中膜分層明顯，易于找到中膜間隙，同時在此處做切口因心臟搏動可避免損傷主動脈瓣膜。(2)與橫行切開升主動脈外膜及中膜外1/2相比，沿升主動脈長軸縱行切開升主動脈外膜及中膜外1/2更易于分離升主動脈中膜間隙，并且分離長度及范圍較廣。在吻合切口時，沿升主動脈長軸縱行切開較橫行切開易于操作，還可以避免吻合夾層破口。(3)注意控制靜脈推注腎上腺素用量，注射量過大容易造成AD假腔撕裂面過廣，導致主動脈破裂。少量多次注射腎上腺素，在注射過程中密切觀察AD形成情況。(4)在一定范圍內，通過增加外膜切口長度、中膜分離范圍、破口大小及腎上腺素用量可調控AD撕裂長度。本方法容易被復制，所構建的模型有真假腔、主動脈壁破口，可調控夾層撕裂長度。本研究所建立的家豬Stanford A型AD模型具備與人體Stanford A型AD相似的病理生理過程，主動脈的內膜層與外膜層分離，AD撕裂于主動脈中層間隙，中層彈力纖維斷裂。

本研究結果顯示，在一定范圍內，AD原發破口越大，進入AD假腔內的血流越多，AD真假腔交界處張力增加，交界邊緣承受的拉伸力也越大，AD剝離越快。Cui等[10]將切口遠端的主動脈內膜于雙角處折疊，這不僅增加了AD內膜破口的面積，而且使AD內膜片相對固定，在血流的沖擊下保持一定的張力，AD假腔不會被真腔壓迫而閉合，同時也避免了在吻合主動脈壁切口時閉合AD假腔。在進行預實驗時，我們曾嘗試采用內膜雙角縫合的方法折疊內膜，但是主動脈管腔內張力過高造成5-0 Prolene線切割內膜，在血流的沖擊下內膜片重新貼附于主動脈壁，假腔閉合，導致難以向遠端剝離AD。本研究采用手術破壞主動脈中膜結構造成假腔，以及聯合腎上腺素誘發波動高血壓的方法，成功建立了可調控撕裂長度的Stanford A型AD家豬模型。但本研究存在一定不足，如未對成功建立的家豬模型行血管內超聲、主動脈CTA等影像學評估。

總之，本實驗成功構建了與人體Stanford A型AD形成時病理生理過程相似的家豬Stanford A型AD模型。該Stanford A型AD模型具有操作簡單、高復制率、可調控夾層撕裂長度等優點，可被應用于Stanford A型AD發病機制和新的治療方案的研究中。