同種異體犬單肺移植的實驗研究

1、同種異體犬單肺移植的實驗研究 摘要 目的 通過進行同種異體犬單肺移植并觀察移植肺功能及血流動力學情況，掌握供肺的切取、灌注、保存、修剪，及供肺植入受體的手術技巧，為進行人單肺移植打下基礎。方法 對7對體重匹配的雜種犬進行單肺移植，每次手術監(jiān)測并比較移植肺功能及血流動力學情況。結果 供肺的切取、灌注、保存及修剪均順利；供體肺左房、肺動脈、支氣管吻合順利，效果良好；術后移植肺功能良好，血流動力學穩(wěn)定。結論 掌握了犬單肺移植的全過程，對供肺切取、灌注、保存、修剪及移植肺植入的方法有新的體會，為人體單肺移植打下了良好的基礎。 關鍵詞 犬，同種；肺移植；移植 Experimental study on

2、allograft canine single lung transplantation Abstract Objective To master the way of resection，perfusion，preservation，repair，and implantation skills of donor lungs through an experimental research on canines lung donor and collection of lung function and hemodynamic data，which will lay the basis for

3、 the further study on human lung transplantation.Methods Single lung transplantation was performed in 7 weightmatched pairs of dogs，and lung function and hemodynamic data was collected and analyzed.Results Resection，perfusion，preservation，repair，and implantation of donor lungs was mastered successfu

4、lly.After implantation，recipients hemodynamics was stable，and lung function was found to be excellent.Conclusion The skills of single lung transplantation on canines have been mastered successfully.Further experience of resection，perfusion，Preservation，repair，and implantation of donor lungs have bee

5、n acquired.It will help prepare for the human lung transplantation. Key words canine，homologous；lung transplantation;transplantation 肺移植是治療肺實質及肺血管性終末期肺疾病的唯一有效方法。為了在臨床成功開展肺移植手術，我們于2005年6月成功進行同種異體犬單肺移植7次，現(xiàn)將有關供肺的切取、灌注、保存、修剪及供肺植入受體手術操作的經驗及體會報告如下。 1 材料與方法 1.1 實驗動物 體重匹配的雜種犬14只，雄性6只，雌性8只，體重12.513 kg，購于哈爾濱醫(yī)

6、科大學動物實驗中心。隨機分為供體和受體兩組。 1.2 供肺切取及保存 鹽酸氯胺酮(10 mg/kg)和硫酸阿托品(0.01 mg/kg)肌肉注射作為麻醉誘導。靜脈給予戊硫代巴比妥鈉(2.5 mg/kg)和維庫溴銨(0.1 mg/kg)后進行氣管插管。供體呼吸機通氣，潮氣量20 ml/kg，給予5 cm H2O的PEEP，呼吸頻率15次/min，吸入0.5%氟烷和氧氣的混合物維持麻醉。供體犬取平臥位，碘伏消毒3遍。經胸前“U”型切口，逐層切開皮膚、皮下組織及肌層，取前胸壁“U”字形皮膚切口，切斷右側肋軟骨，翹起胸骨右緣后再切斷左側肋軟骨，游離胸骨下端并將胸骨向頭側上翻，在胸骨角處折斷?？v行剪開心

7、包牽向兩側。經周圍靜脈注射肝素3 mg/kg，上腔靜脈、下腔靜脈及橫竇分別套帶；切下右肺組織1塊留作病理檢查；距肺動脈起始部遠端約11.5 cm縫荷包線，用尖刀切開肺動脈約2 mm切口，將內徑2 mm沖灌洗插管插入肺動脈內，荷包線打結固定；分別結扎上腔靜脈及下腔靜脈，阻斷橫竇，切開左心耳，經肺總動脈灌注管向肺動脈主干內快速推注前列腺素E1(20 g/kg)，以4 6 Euro-Collins液灌注入肺動脈內行雙肺灌注，加入肝素1 mg/kg，灌注60 ml/kg，壓力控制在34 kPa以下，胸腔內加入4 6 鹽水。肺表面迅速由粉紅色變至粉白色直至灰白色，此期間呼吸機持續(xù)支持呼吸。灌注完畢后，分

8、別切斷上腔靜脈、下腔靜脈，于頭臂動脈起始部近心端剪斷升主動脈，在其深處解剖出氣管，麻醉師大約用壓力1.52.0 kPa、體積分數(shù)0.50的氧氣膨肺，使肺充滿含高氧濃度的氣體后，雙重鉗夾并切斷氣管，盡可能保留較長的氣管，沿氣管后壁鈍性分離即可將心肺整塊組織連同食管外膜取出，以2/3膨脹狀態(tài)下將整塊心肺組織置入4 EC液中保存。 1.3 供肺修整 于受體肺切除基本完成時，將供肺從無菌塑料袋內取出，置入盛有4 的冷鹽水盆內，盆底墊以大紗布墊防止滑動或摩擦損傷。仔細解剖，切除同時被保存的左肺繼續(xù)保存另做研究；沿房室溝切除心臟，修剪左房，僅留約1 cm的左房袖；肺動脈圓錐處縫標記線，保留全長左肺動脈；距

9、隆突兩個氣管環(huán)處切斷左主支氣管。用冷濕紗布包裹供肺，放入冷鹽水盆內，移送手術臺上，吻合前取肺組織標本留作電鏡檢查。在吻合過程中始終以0 4 的生理鹽水紗布包裹供肺，保持低溫，直至手術完成。肺灌注及保存液均使用改良EC液，由我院中心實驗室自配。 1.4 受體手術 受體犬氣管插管、麻醉。受體犬麻醉后用針型電極插入四肢皮下，安放好各種監(jiān)測儀監(jiān)測心電圖(ECG)、心率(HR)、呼吸、體溫，預置Swan-Ganz管、股動脈插管、中心靜脈插管監(jiān)測心臟血流動力學、動脈血氧飽和度及血氣分析。取右側臥位，備皮、消毒，在左第4肋間腋下切口進胸。受體犬開胸后，在雙肺機械通氣、潮氣量20 ml/kg、給予5 cm H

10、2O的PEEP、吸入氧分數(shù)1.0、呼吸次數(shù)15次/min的情況下，臨時阻斷對側肺動脈30 min后，記錄平均主動脈壓、平均肺動脈壓和平均中心靜脈壓，測心輸出量和動脈血氣分析，測肺通氣阻力(LR)=平均氣道壓力/潮氣量，并進行自體左肺含水量測定:取肺組織樣本先稱濕重，在80 烤箱內烘烤72 h后再稱干重，計算肺含水量=(1-干重/濕重)100%。然后常規(guī)行左肺切除術，但要保留與左房相連左肺靜脈各支、較長的左肺總動脈及左總支氣管，與供肺做吻合。結扎肺動脈第1支，并在其遠端切斷肺動脈；距左主支氣管開口近端2個軟骨環(huán)處切斷左主支氣管，多留膜樣部，使成馬蹄袖狀，以免回縮影響吻合。移走左肺，手術野徹底止血

11、。 肝素(1 mg/kg)注入受體犬的左心耳后，將表面覆蓋冰屑的供肺放入胸腔。供體肺左房袖、左肺總動脈及左總支氣管分別與受體肺的左房袖、左肺總動脈及左總支氣管做依次吻合，用3-0或4-0的Prolene線連續(xù)縫合左房袖、左肺總動脈及左總支氣管的膜部，間斷套入縫合總支氣管的軟骨部，將供體右總支氣管套入受體右總支氣管內。在靜脈吻合口打結之前，開放肺動脈，自靜脈吻合口排氣。依氣管、左心房、肺動脈順序去夾鉗，移植肺色澤即可由白漸變?yōu)榉奂t色，隨呼吸其頻率而呼吸。檢查移植肺血管充盈飽滿、吻合口無漏血、氣管不漏氣，左下胸腔放置引流管一根即可關胸?？p合過程中于左胸內放入4 6 鹽水保護供肺。 1.5 肺功能評

12、估 移植后，受體置于仰臥位，潮氣量20 ml/kg，雙肺機械通氣。給予5 cm H2O的PEEP。吸入氧分數(shù)1.0，呼吸次數(shù)15次/min。靜脈給予戊硫代巴比妥維持麻醉。經第5肋間右側小切口結扎右肺動脈使所有心輸出量都灌入移植肺。結扎右肺動脈后觀察受體犬3 h。持續(xù)記錄平均主動脈壓、平均肺動脈壓、平均中心靜脈壓和肺阻力。在結扎右肺動脈后30，60，120和180 min分別測心輸出量和動脈血氣分析，3 h結束時獲取移植肺進行肺含水量測定，并留取標本做病理學檢查。采用均數(shù)標準差（s）記錄數(shù)據(jù)。 1.6 統(tǒng)計學方法 結果用平均數(shù)標準差（s）表示，所得數(shù)據(jù)經SPSS統(tǒng)計軟件對組間樣本進行t檢驗比較分

13、析，P0.05，認為差異有顯著性。 2 結果 全組無手術死亡。7次供肺采取手術時間3040 min，平均（350.42）min；冷缺血時間2060 min，平均（440.25）min；肺動脈灌注時間630 min，平均（190.71）min。供肺均順利獲得，于4 EC液中修剪后順利植入受體犬。供體肺植入的受體手術順利，吻合后肺動靜脈充盈良好，無狹窄，肺組織由白色恢復淡紅色。支氣管吻合后皆無漏氣，肺膨脹佳。一般吻合時間肺動脈812 min，左房袖或肺靜脈1318 min，左總支氣管1520 min。單肺移植后均能耐受肺動脈阻斷后術側肺功能測試，血流動力學穩(wěn)定。術后動脈血氣分析資料及呼吸參數(shù)的各時

14、間組間及各時間組與術側自體肺切除前組間對照差異無顯著性（見表1），提示移植肺功能良好。表1 移植后左肺動脈結扎時受體肺和心臟功能評估 （略）注：PaO2血氧分壓；PaCO2二氧化碳分壓；AoP主動脈壓；PAP肺動脈壓；CVP中心靜脈壓；CO心輸出量；LR肺阻力 3 討論 通過本實驗掌握了同種異體犬單肺移植供肺切取、修剪、保存以及移植肺植入的全過程，既溫習了過去文獻所報道的經驗，又對手術的整個過程有了一個新的認識和體會，為進一步做人體肺移植打下了良好的基礎。移植肺手術前后的肺功能評價顯示移植后肺功能良好，從而證實手術方法步驟切實可行。現(xiàn)將認識和體會討論如下。 3.1 供體肺切取及修剪 在犬的供肺

15、采取過程中發(fā)現(xiàn)，犬的胸腔與人類的有所不同，其前后徑較長、空間較小，術者僅能一只手進入胸腔，操作相對困難。本組全部采用U字型切口切斷雙側肋軟骨及翻開胸骨的手術路徑，操作簡單，顯露良好，無需特殊器械，安全迅速可靠，未出現(xiàn)損傷胸廓內動脈出血現(xiàn)象。在切取整塊心肺時，應力爭避免損傷食管，以防止受體植入肺手術后產生胸腔內感染。 供肺修剪時，應注意犬肺葉與人類不同，左右均有三葉，故修剪供肺時一定要鑒別清楚，并注意犬可能存在的動脈導管未閉。沿房室溝切除心室再行左房修剪的方法既保證了直視下修剪的方便，又留有足夠的左心房組織做成“左房袖”，使左心房吻合時更為方便1。雖然該修剪方法是保持供肺質量的一種好方法，但筆者

16、認為這樣卻浪費了一個心臟的供體，隨著我國移植技術的不斷發(fā)展及法律的不斷健全，我們應當研究并實踐一個供體同時為兩個患者分別行心臟及肺移植，并且應當從動物實驗中首先熟練使用更好的左房修剪方法。 3.2 供肺保護 采用肺動脈縫荷包線，用尖刀切開肺動脈約2 mm切口，然后將特制內徑較粗灌注管直接插入肺動脈內、荷包線打結固定的方法，確保快速的灌注速度，使肺組織迅速變白，灌注效果明顯改善。灌注前結扎上下腔靜脈，可阻止較高溫度的體靜脈血流入胸腔，從左心耳流回的冷灌注液使肺組織及整個胸腔較快降溫。以上方法保證使肺熱缺血時間幾乎為零。剪開心包牽向兩側后經周圍靜脈注射肝素3 mg/kg抗凝，肺動脈在灌注EC溶液前

17、注入前列腺素，EC溶液中亦加入肝素1 mg/kg，這些皆有利于在肝素化及肺血管擴張狀態(tài)下灌注肺動脈，使肺組織完全被EC液洗凈而無血液成分殘留。 采用這種低溫肺動脈沖灌洗加表面降溫的肺保存技術取得了滿意的效果，在冷缺血情況下移植后供肺仍有較好的換氣功能。但在灌注中應注意:(1)仔細控制灌注速度和灌注壓力，避免可能導致的肺動脈內皮細胞的損傷。(2)肺動脈灌注管縫荷包線打結固定要可靠，避免可能發(fā)生灌注管脫落。(3)灌注過程中停止手術操作，控制肺組織不要過度膨脹。注意雙側肺要均勻灌注，避免一側肺灌注延遲或壓力不均勻，導致熱缺血時間延長。(4)插灌注管過程中注意勿損傷肺動脈，注意留有主肺動脈干的阻斷位置。 3.3 供肺植入 采用與經典的吻合順序（左心房-肺動脈-支氣管2）不同的（支氣管-肺動脈-左心房）吻合順序，先吻合的支氣管確能起到固定作用，其他吻合對位也更準確更方便。為避免術后心房吻合口狹窄，應在上、下肺靜脈根部之間切開受體心房以形成較大的心房袖。支氣管吻合方法采用套入法吻合。在切取供肺及切除受體病肺時，應盡可能保留支氣管周圍組織以保證其血供。適當修剪肺動脈吻合