摘要!通过4例胸骨正中手术通路和8例左胸侧壁手术通路,连接心电极导线至犬右心室,并与起搏器连接,维持高频率起搏3周,构建实验性心衰模型,观察两种开胸术的切口愈合情况、以及起搏前后 临床表现。结果表明,通过开胸术给犬安装、连接快频率右心室起搏器,成功构建犬右心室心衰病理模型。左胸侧壁手术通路比胸骨正中手术通路更适合。
1 前言
心力衰竭在临床上的发病率及病死率非常高,是一种严重威胁人类健康的疾病。慢性心力衰竭是各种心血管疾病的终末阶段,其发病率及病 死率均高,年病死率为5%〜10%[1]。为了深入研究 此病,需建立实验动物病例模型。犬常被用来制作成心衰动物模型,进行相关实验研究。可应用外科 手术或内科药物致心衰等方法。为建立犬右心衰 病理模型。本文对12例犬作胸正中手术通路和胸侧壁手术通路开胸术探讨,概述如下。
2材料与方法
2.1 实验动物
健康杂交犬12只(11只雄性,1只雌性),体重15〜20 kg,年龄1〜2岁。正常免疫。实验前喂 养1周。实验随机分配4只犬施行胸骨正中手术 通路,8只犬施行左胸侧壁手术通路,进行犬右心 衰模型建立。
2.2 仪器设备
美国Medtronic公司心电极导线CAPSURE EPI,广州市无线电工程院设计的额定电压3V起 搏器;医用气管插管,成都泰盟科技有限公司; HX-300S动物呼吸机,木村医科器械株式会社 Cardell 9405监护仪;常用手术器械和开胸术骨科器械;美国强生公司的Ethicon Prolene 5-0, 可吸收缝合线3-0,编织丝线;药品包括头孢拉定、肾上腺素、尼可刹米、利多卡因、阿托品、速眠新II、地塞米松、生理盐水等。
2.3麻醉
实验犬术前禁食12h。术前皮下注射阿托品 0.05 mg/kg,肌肉注射速眠新II 0.2 mL/kg。建立 静脉通道,滴注头孢拉定20 mg/kg预防感染。进 入麻醉状态,待肌松完全后,采用直径为9 mm的气管插管,确定插入无误后连接呼吸机。呼吸频率 为15次/min,潮气量15 mL/kg。连接监护仪监测 血氧浓度。实验过程中,根据血氧浓度调整呼吸机 参数。动物取仰卧位或右侧卧位,固定四肢,连接心电图监护。
3右心衰模型建立
3.1胸骨正中手术通路
动物取仰卧位保定,沿胸骨正中切开皮肤, 分离肌肉,使用电动振荡锯锯开胸骨。由于振荡锯工作时产生极大热量,灼伤胸骨,宜在锯片上 滴灌生理盐水降温,同时注意胸骨碎末不被生理 盐水冲入胸腔。在胸骨断层涂抹止血蜡,避免断 层面的出血影响术野,并使用肋骨开胸器充分暴露胸腔。注意胸腔负压消失后,动物的呼吸状态, 保证血氧浓度高于85%。血氧浓度稳定后,固定心 基部,剪开右心室外的心包膜。心电极导线接头与左冠状动脉的左前降支远端约1/3的右心室 肌紧密接触,使用5-0 Prolene线缝合固定心电 极导线。
3.2左胸侧壁手术通路
动物取右侧卧位保定,行左胸侧壁第5肋间 切开皮肤。逐层分离肋间外肌、肋间内肌,打开胸 膜,进入胸腔。使用肋骨开胸器,牵开肋间暴露术 野。观察逐渐塌陷的左肺,同时保持正压通气,保证右肺正常通气,监测血氧浓度。用湿润的纱布把 左肺叶推向一侧,暴露心脏,轻度扭转心脏暴露右 心室。剪开右心室外的心包膜1〜2 cm,制作心包 吊篮,固定心包牵引线。心电极导线接头与左冠状 动脉的左前降支远端约1/3的右心室肌紧密接 触,使用5-0 Prolene线缝合固定心电极导线。见图1、图2。
3.3 闭合手术通路
3.3.1心包膜闭合缝合固定心电极导线完毕, 连接起搏器与电极导线,观察能否以设置频率进行起搏跳动。成功跳动后暂时断开起搏器与导线的联接进行闭合手术。使用3-0可吸收缝合线连 续缝合心包膜。在最后一针结束前,把10 cm导线 放置入心包膜,避免心脏长期跳动致使导线接头 撕拉和移位。在心电极导线固定缝合部位滴灌 0.5 mL地塞米松,避免形成炎性纤维组织使接 头无法与心肌紧密接触。心包膜闭合后,清理胸腔 血块,取出纱布块后,准备胸腔闭合。
3.3.2胸骨正中手术通路的胸腔闭合对合胸 骨,在第2、第5和第8对胸骨用钢丝以十字环绕胸骨。闭合胸腔栓紧最后一环钢丝前,延长人工 正压通气时间,以确保左肺充分充气并尽可能排 出胸腔内的空气,恢复左肺的呼吸功能。心电极 导线末端经胸骨断层间隙置于胸腔外。结节缝合肌肉。
3.3.3左胸侧壁手术通路的胸腔闭合把导线末 端置于胸腔外,解除半圆叶片肋骨开胸器。由于没有破坏肋骨完整性,只需采用3个钢丝环对两肋骨进行环行固定。钢丝固定时钢丝穿过第4肋间后肌 和第"肋间前肌。钢丝固定能使被扩张的两肋骨更 好恢复原状。闭合胸腔栓紧最后一环钢丝前,延长人工正压通气时间,确保左肺充分充气并尽可能排 除胸腔内的空气,使胸腔形成负压而恢复左肺的呼 吸功能。然后逐层肌肉进行结节缝合。
3.4安装起搏器
胸腔关闭后,选取犬颈背部皮下作为起搏器 安装部位,切开皮肤5〜6 cm,钝性分离皮下组织 形成一空腔,大小约为起搏器体积。心电极导线通过皮下隧道与起搏器接头连接并固定,再次确 定起搏器正常工作。在闭合囊袋前用抗生素溶液 冲洗。然后结节缝合皮下组织,使起搏器被包裹 起来形成囊袋。完毕,进行囊袋切口的皮下缝合,以及囊袋和开胸切口的皮肤结节缝合。术后持续 正压通气,直至动物苏醒恢复自主呼吸再拔除气 管插管。
3.5术后护理
术后每日监测实验犬心率,连续7 d滴注20 mg/kg头孢拉定抗生素溶液。观察实验犬的开胸 切口和囊袋切口是否干燥,有否出现红肿热痛和感染等情况。注意其精神状态和饮食,四肢末梢是 否出现水肿等症状。愈合良好者可在8〜10 d拆 线;发生感染后尽快做细菌分离培养和药敏测试,尽早选择敏感抗生素进行抗菌治疗。
4结果
12只犬中有4例进行胸骨正中手术通路,8 例进行左胸侧壁手术通路。前者切口长约15〜 20 cm,均伴发感染,属于二期愈合;囊袋均在3 d 内发生感染,起搏不足7 d,心装症状不明显。后 者切口长约10 cm,7例切口愈合良好,干燥、无感染或少量感染但很快得到控制;尽管囊袋感染存 在但发生时间比前者发生时间迟,起搏时间均在 10 d以上,最长为21 d。8例左胸侧壁手术通路 中,6例起搏持续超过2周。2周后逐渐出现心衰 症状,如饮食欠佳、活动量明显减少、呼吸急促,且 出现四肢末梢水肿。实验犬心脏解剖明显比正常心脏增大肥厚。
5讨论
5.1胸骨正中手术通路和左胸侧壁手术通路的对比
开胸术连接起搏器制作心衰模型,常使用胸骨正中手术通路和左胸侧壁手术通路两种。胸骨正中手术通路能清楚暴露前降支,方便电极导线 的缝制固定,但手术创伤大,破坏胸骨。有报道指 胸骨是制造红血球不可缺少的一部分[2:。胸骨的破坏必然影响血液学方面。在研究心力衰竭方面 无法说明血液学上的变化是由于心衰引起或是胸 骨破坏导致。另外,正常犬呈犬坐姿势,胸骨承受 压力比较大,术后胸腔渗出液长时间浸润切口也使其难以愈合。
左胸侧壁手术通路手术创伤小,不破坏骨的 正常结构,愈合较快。术后的胸腔渗出液不会长期湿润切口,而会慢慢被机体吸收。但术中心脏左冠 状动脉的左前降支暴露差,特别是要暴露右心室 部位必须轻度扭转心脏并进行心包吊篮,长时间 使心脏处于紧张状态甚至翻转等操作。有研究指出,心脏的反复翻转和拨动大大增加了室颤乃至 死亡的发生率,但术中心脏表面浸润利多卡因及 术中补充钾、镁制剂,可明显减少恶性心律失常特 别是室颤的发生[3:。8例左胸侧壁手术通路中,对 3例起搏时间不足3周且体况适合者施行二次开 胸术。其中1例发生室颤抢救无效;1例室颤使用 利多卡因抢救成功;1例二次开胸由于胸腔粘黏 严重,分离过程中致使大出血而死亡。随后实验均准备利多卡因作为治疗室颤的急救药。
通过12例开胸法连接起搏器,快速持续起搏心脏,制作犬右心衰病理模型是可行的。左胸侧壁 手术通路比胸骨正中手术通路更适合。
5.2犬右心衰模型建立方法
本实验通过开胸术连接心电极导线至心外膜, 以200次/min的频率刺激心脏,持续3周以上,造成血流动力学严重紊乱,建立特征为心排血量下 降、外周阻力升高、心房室增大的心力衰竭模型。此 法多适用于大体动物,如犬、猪[4:。此法能产生类似人类的收缩和舒张功能障碍,但在停止起搏1〜2 周后血流动力学、心功能和神经内分泌逐渐恢复到 正常水平,这种心力衰竭造模稳定性差[5:。本实验 把时间设置在3周,以200次/min的频率持续刺 激实验犬的心脏21 d,使其形成心衰模型。
此外,还可以把心电极导线连接在心内膜,连 接起搏器,以额定频率刺激心脏。常规做法是分离并切开右侧颈外静脉,在X线引导下将心内膜起搏电极插至右心室心尖处M。但此法制作过程要 求有X线透射,跟踪电极导线接头的走向。对于初次操作者容易把导线送进奇静脉而非右心室,或 者多次插入右心室使心内膜受损。
5.3左胸侧壁手术部位的选择
暴露不同病灶选择的肋间切口不同。通常第 2、3肋间用于纵隔前部手术,第4、5肋间用于心 脏以及肺门的手术。第8肋间用于食道末、横隔的 手术。本实验行第5肋间切开,但由于个体差异, 心脏的位置不尽是相同。每次实验前宜听诊确定 心尖部位,再定位所需切开的肋间。
(致谢:本实验得到中山大学孙逸仙纪念医院 心内科博士生麦憬霆帮助,在此表示谢意!)
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