开胸结扎法建立急性心肌梗死小型实验猪模型方法探讨

马宁帅，蒲华，李素平

(1.川北医学院附属医院超声诊断科，四川 南充；2.南部县人民医院超声诊断科，四川 南充；3.川北医学院附属医院核医学科，四川 南充)

0 引言

心肌梗死是冠心病患者最常见的死亡病因之一。如何准确评估心肌梗死的损伤范围以及评价不同治疗手段的效果是临床诊治中的重要问题。动物模型广泛应用于心血管医学领域，猪的生理条件和人接近[1]，有利于对所研究的疾病进行观察分析，心脏大小、结构和冠状动脉分布和人相似，是进行心肌梗死理想的模型。采用开胸式结扎法建立心肌梗死的猪模型，有利于建立符合人的心脏形态结构及血流动力学的心肌梗死模型，并且能够通过开胸的方式获取冠脉的发育分布等信息，排除冠脉发育异常造成的实验结果偏差。

1 资料与方法

1.1 实验动物

同龄小型实验猪8 只，体重30～40kg。

1.2 仪器与器材

动物手术器械包，ager Fabius plus 麻醉机，WelchAllyn 242 监护仪，SPECT/CT 仪(GE 公司)。

1.3 心肌梗死模型建立方法

1.3.1 实验动物的麻醉

诱导麻醉:禁食12h，禁水4 小时，咪唑安定每千克体重0.5mg 颈背部肌肉注射，氯胺酮每千克体重8mg 颈背部肌肉注射。建立耳缘静脉通道，静脉注射丙泊酚每千克体重2mg。气管插管，注意牵拉舌位于口腔一侧或口腔外。

维持麻醉:氯胺酮每千克体重0.1mg/·min、枸橼酸芬太尼注射液每千克体重3ug/kg、维库溴胺每千克体重0.15mg、利多卡因每千克体重1～2mg 通过耳静脉维持，利多卡因可以预防心律失常作用。可在建立模型的手术前维持吸入七氟烷，七氟烷吸入浓度需要根据手术过程进行调整。麻醉机:潮气量12mL/kg，每分钟12 次；氧饱和度维持在96%以上，给氧浓度60%。

1.3.2 实验动物心梗模型的建立

麻醉成功后，取仰卧位，前胸部备皮；开放耳缘静脉通道。开胸：取左胸前外侧切口，打开胸腔，取心包纵形切口，固定心包。术中以左心耳为标识，使用血管钳或者无齿镊提起左心耳，暴露出冠状动脉左前降支，分离冠状静脉。用3-0 无创伤丝线穿过冠状动脉前降支第一对角支，在距左主干1.0cm 处结扎(结扎不可太紧)。术中发生心律失常，利多卡因每千克体重1～2mg 静脉推注。如发生室颤发生，即刻行直流电复律，必要时进行肾上腺素、碳酸氢钠注射。观察实验动物心律满意，无活动出血，缝合心包及肌肉皮肤层。

术后观察猪的自主呼吸、咽反射恢复良好，吸痰后拔除气管导管。术前青霉素80 万单位预防性静脉输入，术后每天80 万单位青霉素肌肉注射，维持3 天。

术前及术后6h 分别取耳缘静脉血送检心肌损伤因子及心肌酶谱。

1.4 统计分析

血液学检测结果以均数±标准差表示，应用t 检验进行均数间的比较，P＜0.05，认为有统计学意义。

2 结果

2.1 心梗模型成功建立的判定

本实验共用小型实验猪8 头，其中2 头因麻醉意外死亡。余6 头成功建立心肌梗死模型，完成了冠状动脉前降支第一对角支的结扎，术后恢复良好，未出现术后死亡及严重感染情况；建立模型成功率为75%。

6 只实验猪经过结扎冠状动脉前降支第一对角支后6h 心肌损伤因子及心肌酶谱改变(hsTnI、MYO、LDH、CK、CK-MB水平明显升高)、心电图改变(ST 段弓背样抬高)、SPECT 心肌灌注出血稀疏缺损区、超声斑点追踪应变值降低，提示6 只实验猪心梗模型成功建立。

2.2 心肌损伤因子及心肌酶谱

冠脉结扎术前及术后6h 心肌损伤因子及心肌酶谱结果见表1，冠脉结扎术后6h，建立模型前后实验猪静脉血中肌红蛋白(MYO)、超敏心肌肌钙蛋白-I、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、肌酸激酶-MB 活性(CK-MB)的值发生了显著性差异(P＜0.05，表1)，心梗模型血清中超敏心肌肌钙蛋白-I、肌红蛋白、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、肌酸激酶-MB 水平明显高于模型制备前的健康体，提示在制备模型过程中心肌损伤的发生。

2.3 心电图

急性心肌梗死模型建立成功的6 只实验猪出现ST 段持续性弓背样抬高，见图1。

表1 心肌梗死模型建立之前心肌损伤因子及心肌酶谱的变化

图1 左图为冠状动脉结扎后心电图表现(ST 段弓背向上抬高)，右图为SPECT 心肌灌注图(左心室前壁、前侧壁稀疏缺损区)

图2 超声斑点追踪示左心室心肌前间隔心尖段、前壁心尖段、侧壁心尖段SC 值降低(SC：圆周应变)

2.4 SPECT 心肌灌注显像

SPECT 心肌灌注显像显示左心室心肌前间隔心尖段、前壁心尖段、侧壁心尖段呈灌注稀疏缺损区。结果见图2。

2.5 超声斑点追踪显示左心室心肌节段性运动异常

超声斑点追踪显示左心室心肌前间隔心尖段、前壁心尖段、侧壁心尖段呈应变值降低。结果见图2。

3 讨论

急性心肌梗死是冠状动脉急性、持续性缺血缺氧所引起的心肌坏死，是威胁人类健康的重大疾病之一，如何准确及时地评估急性心肌梗死后心脏的功能，并且准确判断心肌损伤的程度和范围，对于治疗方案的选择和患者的预后都有重要的指导意义。

动物实验被用于心肌梗死后心肌损伤及心功能等相关研究，以探索更加合理的诊治方案。1986 年Weaver[1]用血管铸型技术对猪心脏的冠状动脉和人类进行了对比研究，发现猪的冠状动脉分布和人类有非常相似的解剖构成。其他学者的研究也证实，猪心脏的血流动力学也与人相似，适宜于进行心肌梗死的研究[2,3]。

田毅、魏红星团队[4]通过自制球囊结合明胶海绵制成的栓子，可以有效阻断冠状动脉血流，获得较为满意的小型实验猪心肌梗死模型。急性心肌梗死患者在行经皮冠状动脉介入术后虽然能尽快恢复血流，同时也对冠脉造成明显的外源性打击，即存在心功能不全、心律失常等心肌缺血再灌注损伤，加重出现的风险[5]。本研究采用开胸式结扎冠状动脉的方法，成功建立了对左冠状动脉前降支第一对角支近端进行结扎制备心肌梗死模型。该制备方法手术路径简单，可操作性强，制备成功率高。本实验的难点在于动物的麻醉不易掌握。在该实验中，有2 只猪死于麻醉意外，分别为肌松药的用量和气管插管的操作不当导致的死亡。通过本实验，我们成功建立了以氯胺酮为主要用药的麻醉方法，顺利完成了6 只心肌梗死的小型实验猪模型。氯胺酮等麻醉药品联合使用的麻醉方法对并发症少、制备成功率高，术后苏醒时间短、恢复快，是开胸结扎法制备猪的心肌梗死模型的有效方法。本实验在结扎冠状动脉的同时，对冠状静脉进行了分离保护，术后动物恢复良好，模型制备成功的实验猪未发生建模后心脏意外死亡，未出现其他明显并发症。

在本研究对实验猪进行SPECT、超声等大型影像学检查认为，实验猪心脏不仅在冠状动脉解剖及心脏特殊区域的血供分布与人类心脏非常相似，且体积比较大，适宜于后期门控心肌灌注显像和超声等大型影像学检查仪器进行研究心梗模型的特征和心功能参数，可以获得良好的影像图像，利于对心肌梗死等心脏疾患的研究。

本研究通过开胸式建立心肌梗死模型，术后应用青霉素预防感染。何贵新团队[6]研究认为，芪参益气滴丸可以改善心肌缺血小型实验猪心功能、减轻缺血再灌注对心肌的损伤，为本研究的进一步完善提供了新的方法。

4 小结

采用开胸结扎左冠状动脉前降支第一对角支制备急性心肌梗死的实验猪模型，是一种有效心肌梗死模型制备方法，该方法简单、可操作性强，但是实验麻醉需要谨慎操作。以胺碘酮为主的联合麻醉，是一种可操作的有效方法。