大鼠耳科常规手术径路.docx

大鼠耳科常规手术径路李鹏1,2 丁大连1,2,3 高可雷2,3 Richard Salvi 2,31中山大学附属第三医院耳鼻咽喉-头颈外科2 Center for Hearing and Deafness, University at Buffalo3中南大学湘雅医院耳鼻咽喉头颈外科第一作者：李鹏通讯作者：丁大连E-mail: 课题资助：1、National Institute for Occupational Safety and Health： R01 OH010235, 2、广东省科技计划项目：2011B031800359 3、国家外国专家局审批类项目：CG2013440003摘要目的: 介绍几种在大鼠耳科实验研究中常用的手术方法。方法: 将大鼠麻醉后，根据不同的实验需求，分别演示经耳后切口的后鼓室径路、经耳上切口的上鼓室径路、经颈部腹侧切口的下鼓室径路、经颈部背侧切口的枕后径路等手术方法。结果：通过不同的手术径路可从不同的角度暴露大鼠的中耳和内耳，为引导耳蜗生物电反应的各种耳蜗电极置放、经圆窗膜转染或置药、药物经耳蜗外淋巴腔灌流、耳蜗内淋巴腔灌注、听骨链中断、以及内淋巴囊手术破坏等各种不同实验目的提供最佳手术方案。结论：根据大鼠颞骨解剖特点，选择不同的中耳内耳手术径路，可以为实现不同的实验目的服务，对实验成功提供技术保障。关键词: 大鼠, 中耳, 内耳, 手术径路Standard surgical approaches of the ear surgery in ratsPeng Li1,2 Dalian Ding1,2,3 Kelei Gao2,3 Richard Salvi 2,31 The Third Affiliated Hospital of Sun Yat-Sen University2 Center for Hearing and Deafness, University at Buffalo3Xiangya Hospital, Central South UniversitAbstractObject：To introduce several otologic surgical approaches for specific experimental studies in rats. Methods: Based on the specific goals of the experiment, anesthetized rats were prepared for the ear surgery using different surgical approaches aimed at optimizing the experimental outcome. These surgical approaches included: posterior tympanum, superior tympanum, inferior tympanum, and occipital surgeries. Result: The middle ear cavity and the inner ear can be exposed from different angles by using different surgical approaches. For example, electrode placement for recording of cochlear bioelectric responses can be achieved using approaches through the posterior tympanum or inferior tympanum. Alternatively, drug delivery or gene transfection via round window membrane can be most easily accomplished using a surgical approach from the posterior tympanum. Cochlear perfusion of protective or ototoxic drug can be best performed using the inferior tympanum approach. Ossicular chain interruption to induce a prolonged conductive hearing loss can be readily achieved using a superior tympanum approach. Lastly, surgical destruction of endolymphatic sac to induce experimental endolymphatic hydrops can be readily performed from an occipital surgical approach. Conclusion: These standard surgeries can be applied for scientific studies of the ear with different purposes such as electrophysiology, conductive hearing loss, intracochlear drug perfusion and experimental studies relevant to Menieres disease. Keywords: rat, middle ear, inner ear, surgical approach 随着人们对大鼠听觉系统的深入了解和对其基因组序列的开发，大鼠在中耳和内耳实验研究领域的应用逐渐增多1-11。这些应用大鼠开展的耳科实验包括为了测试耳蜗各种听觉生物电反应经下鼓室或后鼓室径路的电极置放、为了对内耳施行基因转染或局部用药经耳蜗或经前庭半规管的局部药物灌注、为了模拟听骨链中断症状经上鼓室径路的听骨链中断手术、为了模拟阻塞性膜迷路积水经枕后径路的内淋巴囊破坏手术，等等。这些特殊的实验需求往往需要实验者根据大鼠颞骨及其周围组织解剖学特征对动物施行必要的中耳手术或内耳手术。本文在描述大鼠颞骨及其周围组织解剖结构的基础上，根据不同的特殊实验需求详细介绍了一整套大鼠中耳和内耳的常规手术方法，以期促进耳科动物实验学术交流，为同道提供某些有益的参考经验。 1受试动物和麻醉及术前准备选择体重在250g左右的健康SD大鼠作为受试对象。腹腔注射氯胺酮（100mg/Kg）和氯丙嗪 (5mg/Kg) 麻醉动物。根据不同手术径路的需求剪去耳周或颈部或枕部毛发并用碘酒和酒精消毒皮肤。将麻醉动物置放在手术台的保温垫上，根据手术需要用大鼠头部固定架固定并调整大鼠头部位置，使之适合于手术体位。2. 经耳后切口的大鼠后鼓室手术径路 （1）目的和用途：经大鼠耳后切口的后鼓室手术径路，沿途可以依次暴露大鼠的外耳道后壁、颞骨外段面神经孔及颞骨外段的面神经主干，打开骨性外耳道后方的听泡骨壁之后即可暴露听泡和后鼓室的内侧壁和圆窗龛以及突出到中耳腔内的耳蜗底回等重要解剖结构（图1）。因此，经此手术径路可以完成多种特殊的实验需求，例如，将记录耳蜗生物电的银丝电极经面神经外口逆行插入到面神经管内的面神经膝状神经节，无需打开中耳腔即可引导耳蜗听神经动作电位、耳蜗微音器电位以及总和电位5, 10-19；打开大鼠骨性外耳道后方骨壁，暴露圆窗后也可经圆窗龛植入电极引导耳蜗听觉诱发电位，并为圆窗龛内置放药物提供了理想的术野暴露角度，经此路径还可直接在耳蜗底回的前庭阶和鼓阶骨壁上钻孔并施行耳蜗外淋巴腔灌流实验。由于此径路解剖层次简单，经此径路逆行插入到面神经管内的电极安放无需开放中耳腔，即使因向园窗龛内植入电极或置放药物而需要打开后鼓室，也可以利用厚实的颞肌遮盖封闭鼓室腔。因此后鼓室径路因其手术简单和损伤范围小以及暴露角度佳，因此耳后切口和后鼓室径路在动物实验中得到了较多应用。（2）手术步骤：麻醉大鼠侧卧于手术台的保温垫上。沿耳后沟做一个长约2 cm的皮肤切口，用撑开器撑开皮肤切口以暴露皮下组织，然后逐层分离筋膜并暴露耳后皮下诸肌。将耳廓向前上方提拉可在术野中心看到一个三角形凹陷区，该区域就是在胸乳突肌、颞肌、耳道后壁三者之间形成的凹陷（图1A）。沿此区向深部分离，在颞肌与胸乳突肌交界处可见面神经颞骨外段。由于胸乳突肌乳突端肌腱前缘紧邻面神经颞骨外段的起始端，面神经从颞骨外段面神经孔穿出后紧贴骨性外耳道后壁向外延伸，然后呈放射状向前下方面部发出多个分支以接受面部的感觉和支配面部的肌肉运动，因此胸乳突肌乳突端的白色肌腱可做为一个寻找面神经的解剖标志（图1B）。沿着面神经分离周围的肌肉组织以暴露胸乳突肌乳突端前缘与听泡后下部骨壁及外耳道骨部后壁，从而使隐藏在胸乳突肌乳突端肌腱后方深部的面神经口显露。利用面神经管这条天然通道，抽出面神经后把银丝电极沿着面神经管插入到仅与耳蜗以菲薄骨壁相隔的面神经水平段可以引导出高信噪比的声刺激诱发的各种耳蜗生物电信号（图1C）5, 12-19。沿着听泡后下部骨壁继续向下、向后及向上分离附着在骨壁上的肌肉或肌腱组织，即可暴露大鼠听泡外侧的整个下部和后部及后上部，同时也完全暴露外耳道骨部和软骨部的后壁和下壁及上壁。用手钻或电钻在听泡后部即面神经孔下方约2mm处钻孔，然后经此开孔处观察鼓室内部结构，即可看见镫骨动脉自前上方向后下方贴附鼓室内壁的走行，并在中鼓室内壁后部靠近镫骨动脉的后上方看见一个椭圆形的阴影区，该处即为圆窗。此处既是引导耳蜗生物电信号的圆窗龛电极的置放部位，也是经圆窗膜向内耳渗透药物的理想术区（图1D）20-28。3. 经耳上切口的大鼠上鼓室手术径路 （1）目的和用途：大鼠的上鼓室空间比较狭小,其内主要容纳着锤骨头和锤砧关节及砧骨，但看不到外半规管凸和上半规管凸等其它骨性解剖标志，这一解剖特点显然不同于人类和南美栗鼠及豚鼠的中耳腔结构24, 26-29。因此经大鼠上鼓室手术径路的主要实验目是用于听骨链中断手术，经此手术径路可以确保鼓膜完整和内耳无损而仅仅造成听骨链中断（图2）。（2）手术步骤：麻醉大鼠侧卧于手术台的保温垫上。自耳后沟向上延伸做长约1.5 cm的弧形皮肤切口或者仅在耳廓上方做一个平行切口，之后用撑开器撑开皮肤切口，逐层分离筋膜以暴露覆盖在上鼓室外侧壁的颞肌（图2A），分开颞肌后即可暴露上鼓室外侧壁。以骨性外耳道上壁上方的听泡骨壁与鳞部交界处作为打开上鼓室的定位标志，用电钻在听泡骨壁与颞骨鱗部交界处钻一个直径约为2mm的小孔，经此小孔即可暴露锤骨头和锤砧关节及砧骨体（图2B）。4. 经颈部腹侧切口的大鼠下鼓室手术径路（1）目的和用途：由于大鼠的中耳腔气化后向前向下明显膨出，因此经颈部腹侧正中切口的下鼓室手术径路，可以去除较大面积的下鼓室骨壁，自下鼓室向上鼓室方向观察时可以充分暴露中耳腔内诸多结构,如：鼓膜、鼓环、锤骨柄、鼓膜张肌肌腱、大部分骨性耳蜗外侧壁、砧骨长脚、砧镫关节、镫骨上结构、镫骨动脉及圆窗龛边缘，等。此外，下鼓室较大的空间也有利于手术操作。因此，经此手术径路可以为多种特殊实验需求提供理想的手术条件（图3）。例如，经此手术径路可完成耳蜗内淋巴电位的引导、耳蜗外淋巴灌流实验、耳蜗内淋巴灌注实验等，同样也可以实现圆窗龛银丝电极的置放以引导声刺激诱发的各种耳蜗生物电活动以及听骨链中断实验30-35。与后鼓室径路相比，此径路途径的解剖层次相对比较复杂，手术操作时不仅需要保持动物头部后仰的体位而且需要注意避开颈部血管，因此经颈部正中切口的下鼓室手术径路大都仅适用于急性实验。（2）手术步骤：麻醉大鼠仰卧于手术台的保温垫上，头部后仰。沿颈部正中切开皮肤，分离皮下组织暴露颈前诸肌（图3A），显露一侧胸骨舌骨肌和胸乳突肌后，钝性断离实验侧的二腹肌后腹，用撑开器撑开颈部肌肉暴露整个听泡的腹侧（图3B）。剥离听泡表面的骨膜后在听泡上钻孔，打开听泡即可暴露听泡内侧鼓岬表面的骨性耳蜗及其外侧面的鼓膜，同时也可看到鼓环、锤骨柄、砧骨长脚、砧镫关节、镫骨上结构、鼓膜张肌肌腱、镫骨动脉及圆窗龛的边缘（图3C）。在骨性耳蜗的中阶外侧壁钻孔，即可通过插入并穿透螺旋韧带和血管纹的玻璃微电极引导耳蜗内淋巴电位，同时也可向蜗管内灌注人工内淋巴液模拟内淋巴分泌旺盛或向蜗管内注入药物或其它标记转染物质；在骨性耳蜗的鼓阶和前庭阶表面各钻一个小孔，即可施行耳蜗外淋巴灌流（图3D）；或者直接向圆窗龛内注入转染试剂；或者将银丝电极置放到圆窗龛内以引导声刺激引起的耳蜗听觉诱发电位，等等。经颈部正中切口的下鼓室手术径路除了可达到上述实验要求之外，还可完成颈静脉药物注射、颈动脉插管抽取动脉血测试血氧分压和二氧化碳分压、气管切开后应用呼吸机控制呼吸条件或者吸入低氧气体模拟缺氧性听觉障碍，以及化学感受器取材等特殊实验需求（图4）13, 14, 30-32。5经枕后切口的大鼠内淋巴囊手术径路 （1）目的和用途：经枕后切口的手术径路可实现从正对内淋巴囊的开口处暴露位于硬脑膜外的内淋巴囊，由于乙状窦紧邻内淋巴囊，并在其膝部位置恰好遮盖内淋巴囊颅内面的骨缝开口，因此只有经枕后手术径路才有可能从硬脑膜外乙状窦间隙到达内淋巴囊，该术式可用于内淋巴囊电位的测定和建立内淋巴囊破坏的阻塞性膜迷路积水实验模型（图5）36-40。 （2）手术步骤：麻醉大鼠俯卧于手术台的保温垫上，头位向前，颈部下方垫枕使其头位低垂。在大鼠项部背侧切开皮肤，置撑开器暴露颈侧背部肌肉，于顶骨与枕骨交界处切开夹肌，并沿枕骨骨面自前向后剥离骨膜至枕骨大孔上缘，然后沿枕骨大孔侧缘向一侧继续分离夹肌至枕髁和髁旁突以暴露枕髁和髁旁突上方的枕骨表面骨质，沿着枕髁上缘平面和枕髁最外侧缘顶点的上缘作一假想十字线，在两条假想线的交点的外上方就是打开枕骨的开窗点（图5A）。用电钻磨除此处的枕骨骨质至菲薄，即可透过菲薄的枕骨内侧壁看见呈暗红色的乙状窦膝部，用游丝镊将覆盖在乙状窦表面的枕骨骨壁轻轻掀开，即可暴露乙状窦（图5B）。用浸透生理盐水的棉片轻轻推挤乙状窦膝部，即可暴露被其覆盖的内淋巴囊后侧骨缝（图5C）。为了引导内淋巴囊电位，可以用微电极操纵器驱动玻璃微电极直接刺入内淋巴囊即可。为了破坏内淋巴囊以造成阻塞性耳蜗和球囊膜迷路积水，可以用尖针直接刺入内淋巴囊骨缝并略作旋转即可造成内淋巴囊及其周围骨壁的破坏（图5D），从而使该骨缝因骨质增生而封闭内淋巴囊骨缝，使纵向流动内淋巴循环的末端被彻底阻断36, 38-40。6. 总结 本文介绍的大鼠中耳内耳常规手术径路来源于作者多年在动物听觉实验中积累的经验和体会。这些中耳和内耳手术径路，可以分别为施行耳蜗局部药物灌注或内耳转染、引导耳蜗生物电反应安放电极、模拟传导性聋动物模型截断听骨链、建立阻塞性膜迷路积水破坏内淋巴囊等不同的实验目的服务。结合本刊收录的大鼠颞骨解剖，我们期望这两篇文章的综合内容能为耳科实验工作者提高耳科动物实验手术技能提供有益的参考经验。参考文献1. 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