大鼠無血預(yù)充體外循環(huán)伴心臟停跳模型的建立

1、大鼠無血預(yù)充體外循環(huán)伴心臟停跳模型的建立         10-04-29 13:26:00     編輯：studa20          作者：宋丹丹，高光潔，孫瑩杰，張鐵錚，周錦，張瑜，姚婧【摘要】  目的 摸索建立大鼠無血預(yù)充體外循環(huán)伴心臟停跳模型的實驗方法。 方法 以雄性SD大鼠為實驗動物，經(jīng)右頸靜脈引流、右股動脈灌注建立體外循環(huán)模型。采用6%羥乙基淀粉進行無血預(yù)充，

2、經(jīng)右頸動脈穿刺置入冷灌管至主動脈根部，正中劈胸骨，阻斷主動脈，灌注心臟停搏液使心臟停跳，15 min后開放主動脈，心臟自主復(fù)跳，體外循環(huán)1 h后停轉(zhuǎn)流。停轉(zhuǎn)流2 h后大鼠血壓心率穩(wěn)定視為模型成功。結(jié)果 模型死亡率5%(2/40只)。心臟自主復(fù)跳成功率為94.7%(36/38只)。34只順利停轉(zhuǎn)流，模型成功率85%。結(jié)論 本實驗建立的無血預(yù)充大鼠體外循環(huán)伴心臟停跳模型，操作簡單，費用低廉，成功率較高，是研究體外循環(huán)期間全身炎癥反應(yīng)、臟器保護機制及評估相關(guān)保護措施的良好實驗工具。 【關(guān)鍵詞】  大鼠;體外循環(huán);心臟停跳;無血預(yù)充;動物模型Establishment of a Rat Mo

3、del of Cardiopulmonary Bypass withCardioplegic Arrest Primed without BloodAbstract: OBJECTIVE To establish a rat model of the cardiopulmonary bypass (CPB) with cardioplegic arrest primed without blood. METHODS Adult male Sprague-Dawley rats (400500g, n = 40) were used for all experiments. Blood was

4、drained from the right atrium via jugular vein catheter into the CPB circuit and return to the right femoral artery. The miniature cardiopulmonary bypass was primed with 6% hetastarch without blood. A catheter through the right carotid artery was inserted into the aortic root for administration of c

5、ardioplegic solution. After median sternotomy aortic arch was clamped. Cardioplegic arrest was accomplished by a cardioplegic solution. After 15 min of cardioplegia, the aortic cross-clamping was released. CPB was weaned after 1 hr. It is a validation criteria of the animal model that the arterial b

6、lood pressure and heart rate of rats were stable at 2 hrs post CPB. RESULTS Mortality rate was 5 percent. The rate of heart spontaneous re-beating was 94.7 percent. Blood pressure and heart rate were stable in 34 of 40 rats at 2 hrs post CPB. Success rate of model was 85 percent. CONCLUSION The rat

7、model of CPB with cardioplegic arrest primed without blood is easy to be performed with low cost and higher success rate. This model is suitable for the investigation of the pathophysiological changes concerning CPB-related multiple organ dysfunction and possible protective interventions.Key words：

8、Rat; Cardiopulmonary Bypass; Cardioplegic arrest; Primed without Blood; Animal Models體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)可引起全身性炎癥反應(yīng)、心肺缺血再灌注損傷，嚴(yán)重影響心血管手術(shù)成功及預(yù)后，一直是心臟外科關(guān)注的熱點。以往研究多應(yīng)用并行循環(huán)建立大鼠CPB模型1-3，CPB期間心臟無停跳復(fù)跳過程，與臨床實際有很大差距。本實驗旨在建立一種簡單實用、價格便宜的大鼠CPB伴心臟停跳模型，為研究CPB期間臟器損傷、全身炎癥反應(yīng)機制及評估相關(guān)保護措施提供實驗工具。1 材料與方法1.1 實驗材料

9、 健康成年雄性清潔級SD大鼠40只，體重400500 g，由沈陽軍區(qū)總醫(yī)院動物實驗科提供。小動物呼吸機(江西省特力麻醉呼吸設(shè)備公司，TKR-200C型)，恒流蠕動泵(保定蘭格恒流泵有限公司，BT00-300M型)，大鼠專用膜式氧合器(表面積0.05 m2，預(yù)充液3 ml，廣東科威醫(yī)療器械有限公司)，配套硅膠泵管(內(nèi)徑4 mm)及管道，多功能監(jiān)測儀(日本光電公司)，全自動溫血儀(美國BIGGER公司)，心臟停搏液(冷灌液)：HTK溶液(商品名：康斯特HTK溶液， 德國克勒化學(xué)制藥)，一次性靜脈套管針(美國BD公司)。1.2 麻醉方法 10%水合氯醛300 mg/kg、阿托品30g/ kg腹腔內(nèi)注

10、射，透光法氣管插管(16G套管針)接小動物呼吸機行機械通氣(FiO2=1.0)，潮氣量3 ml/100g，頻率60次/min，吸呼比11.5，氣道峰壓9.0 cmH2O。麻醉維持采用間斷腹腔注射水合氯醛，靜脈注射哌庫溴銨0.1 mg/kg。1.3 CPB方法 CPB建立：經(jīng)右頸靜脈腔房引流，右股動脈灌注方法建立大鼠CPB模型。 CPB各部分：主要由靜脈引流管、貯血器、恒流蠕動泵、膜式氧合器(膜肺)、動脈輸注管、溫血儀及濾器組成。貯血器由10 ml注射器制成，安裝于蠕動泵前，低于大鼠心臟水平約40 cm，由內(nèi)徑4 mm的硅膠管道與靜脈引流管連接，有助于血液重力引流。膜肺安裝于泵后，通過管道經(jīng)過溫

11、血儀與右股動脈灌注端連接，貯血器與膜肺之間有管道連接，有助于CPB開始前排出氣泡。 預(yù)充液：采用無血預(yù)充15 ml，由6%羥乙基淀粉12 ml、5%碳酸氫鈉2 ml、20%甘露醇1 ml及肝素鈉150 IU/kg組成。 心臟停搏液(冷灌液)：4 HTK溶液。1.4 手術(shù)方法 左股靜脈穿刺(22G套管針)建立靜脈通路，通過微量輸液泵輸注6羥乙基淀粉0.5 ml/h;經(jīng)尾動脈穿刺(24G套管針)通過壓力傳感器連接于監(jiān)測儀，實時監(jiān)測動脈壓;右股動脈穿刺(22G套管針)，CPB灌注備用;右頸動脈穿刺置管(20G套管針)至主動脈內(nèi)，冷灌備用;右頸動脈穿刺成功后經(jīng)靜脈給予肝素鈉300 IU/;右頸靜脈穿刺

12、置入腔房引流管(18G套管針，頭端多孔)，測ACT 400500 s，建立CPB。正中劈開胸骨，切除胸腺，主動脈根部套帶(7號絲線，升主動脈阻斷備用)，同時直腸溫降至34 ，用動脈夾阻斷主動脈，4 HTK溶液0.5 ml，1015 s內(nèi)注入主動脈根部。心電圖示電活動時追加，灌注量為首次劑量的1/2。開放前5 min應(yīng)用溫血儀及加熱燈進行復(fù)溫，復(fù)溫至36 時開放主動脈，自主復(fù)跳，逐層關(guān)胸。復(fù)溫至37 ，CPB輔助維持1h后停轉(zhuǎn)流。CPB示意圖見圖1。圖1 大鼠CPB示意圖1.5 術(shù)中管理 CPB開始時流量35 ml/(kg·min)，逐漸增加至100120 ml/(kg·mi

13、n);維持貯血器中血液量12 ml。CPB開始后停用呼吸機，氧合器供氧(FiO2=1.0)。穩(wěn)態(tài)血氣管理，根據(jù)血氣分析調(diào)整用藥，維持MAP>60 mmHg(1mmHg=0.133 kPa)，pH值7.357.45，PaCO2 3545 mmHg，堿剩余(BE)：-33 mmol/L。CPB 1 h后，恢復(fù)機械通氣。紅細(xì)胞比容(Hct)達0.25以上，逐步減流量并停機。依次拔除心臟內(nèi)各管道，持續(xù)機械通氣，維持直腸溫36.5 37.5 之間。緩慢輸注貯血器中的余血，根據(jù)情況給予適量多巴胺或補血補液，維持循環(huán)穩(wěn)定。根據(jù)足底反射實驗監(jiān)測麻醉深度，必要時腹腔注射10%水合氯醛150 mg/kg。1

14、.6 監(jiān)測指標(biāo) 大鼠四肢連接心電圖導(dǎo)聯(lián)，接多功能監(jiān)測儀行心電監(jiān)測，直腸溫探頭插入肛門2 cm行直腸體溫(RT)監(jiān)測。尾動脈置24G套管針，通過壓力傳感器連接于監(jiān)測儀，實時監(jiān)測動脈壓。術(shù)中各時點采動脈血0.1 ml行血氣分析：CPB開始前(T0)、阻斷主動脈(T1)、開放主動脈(T2)、停CPB后(T3)及停CPB后2 h(T4)。血氣分析造成的失血量由相當(dāng)體積的6羥乙基淀粉補充。1.7統(tǒng)計學(xué)處理 所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差( ±s)表示。采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件行統(tǒng)計學(xué)處理，各時間點與基礎(chǔ)值T0之間采用獨立樣本t 檢驗進行比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。2 結(jié) 果大鼠CPB停止后血壓、心率穩(wěn)定2 h視為存活表1 大鼠各時點MAP、HR、直腸溫及血氣分析注：與T0比較*P<0.05模型成功。本研究40只大鼠，均順利建立CPB，2只因開胸后出血導(dǎo)致死亡。其余38只大鼠中有36只自動復(fù)跳，成功率為94.7%。2只未能自動復(fù)跳，給予少量腎上腺素，直視下心臟按摩后均