大鼠无血预充体外循环伴心脏停跳模型的建立

1、大鼠无血预充体外循环伴心脏停跳模型的建立         10-04-29 13:26:00     编辑：studa20          作者：宋丹丹，高光洁，孙莹杰，张铁铮，周锦，张瑜，姚婧【摘要】  目的 摸索建立大鼠无血预充体外循环伴心脏停跳模型的实验方法。 方法 以雄性SD大鼠为实验动物，经右颈静脉引流、右股动脉灌注建立体外循环模型。采用6%羟乙基淀粉进行无血预充，

2、经右颈动脉穿刺置入冷灌管至主动脉根部，正中劈胸骨，阻断主动脉，灌注心脏停搏液使心脏停跳，15 min后开放主动脉，心脏自主复跳，体外循环1 h后停转流。停转流2 h后大鼠血压心率稳定视为模型成功。结果 模型死亡率5%(2/40只)。心脏自主复跳成功率为94.7%(36/38只)。34只顺利停转流，模型成功率85%。结论 本实验建立的无血预充大鼠体外循环伴心脏停跳模型，操作简单，费用低廉，成功率较高，是研究体外循环期间全身炎症反应、脏器保护机制及评估相关保护措施的良好实验工具。 【关键词】  大鼠;体外循环;心脏停跳;无血预充;动物模型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体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)可引起全身性炎症反应、心肺缺血再灌注损伤，严重影响心血管手术成功及预后，一直是心脏外科关注的热点。以往研究多应用并行循环建立大鼠CPB模型1-3，CPB期间心脏无停跳复跳过程，与临床实际有很大差距。本实验旨在建立一种简单实用、价格便宜的大鼠CPB伴心脏停跳模型，为研究CPB期间脏器损伤、全身炎症反应机制及评估相关保护措施提供实验工具。1 材料与方法1.1 实验材料

9、 健康成年雄性清洁级SD大鼠40只，体重400500 g，由沈阳军区总医院动物实验科提供。小动物呼吸机(江西省特力麻醉呼吸设备公司，TKR-200C型)，恒流蠕动泵(保定兰格恒流泵有限公司，BT00-300M型)，大鼠专用膜式氧合器(表面积0.05 m2，预充液3 ml，广东科威医疗器械有限公司)，配套硅胶泵管(内径4 mm)及管道，多功能监测仪(日本光电公司)，全自动温血仪(美国BIGGER公司)，心脏停搏液(冷灌液)：HTK溶液(商品名：康斯特HTK溶液， 德国克勒化学制药)，一次性静脉套管针(美国BD公司)。1.2 麻醉方法 10%水合氯醛300 mg/kg、阿托品30g/ kg腹腔内注

10、射，透光法气管插管(16G套管针)接小动物呼吸机行机械通气(FiO2=1.0)，潮气量3 ml/100g，频率60次/min，吸呼比11.5，气道峰压9.0 cmH2O。麻醉维持采用间断腹腔注射水合氯醛，静脉注射哌库溴铵0.1 mg/kg。1.3 CPB方法 CPB建立：经右颈静脉腔房引流，右股动脉灌注方法建立大鼠CPB模型。 CPB各部分：主要由静脉引流管、贮血器、恒流蠕动泵、膜式氧合器(膜肺)、动脉输注管、温血仪及滤器组成。贮血器由10 ml注射器制成，安装于蠕动泵前，低于大鼠心脏水平约40 cm，由内径4 mm的硅胶管道与静脉引流管连接，有助于血液重力引流。膜肺安装于泵后，通过管道经过温

11、血仪与右股动脉灌注端连接，贮血器与膜肺之间有管道连接，有助于CPB开始前排出气泡。 预充液：采用无血预充15 ml，由6%羟乙基淀粉12 ml、5%碳酸氢钠2 ml、20%甘露醇1 ml及肝素钠150 IU/kg组成。 心脏停搏液(冷灌液)：4 HTK溶液。1.4 手术方法 左股静脉穿刺(22G套管针)建立静脉通路，通过微量输液泵输注6羟乙基淀粉0.5 ml/h;经尾动脉穿刺(24G套管针)通过压力传感器连接于监测仪，实时监测动脉压;右股动脉穿刺(22G套管针)，CPB灌注备用;右颈动脉穿刺置管(20G套管针)至主动脉内，冷灌备用;右颈动脉穿刺成功后经静脉给予肝素钠300 IU/;右颈静脉穿刺

12、置入腔房引流管(18G套管针，头端多孔)，测ACT 400500 s，建立CPB。正中劈开胸骨，切除胸腺，主动脉根部套带(7号丝线，升主动脉阻断备用)，同时直肠温降至34 ，用动脉夹阻断主动脉，4 HTK溶液0.5 ml，1015 s内注入主动脉根部。心电图示电活动时追加，灌注量为首次剂量的1/2。开放前5 min应用温血仪及加热灯进行复温，复温至36 时开放主动脉，自主复跳，逐层关胸。复温至37 ，CPB辅助维持1h后停转流。CPB示意图见图1。图1 大鼠CPB示意图1.5 术中管理 CPB开始时流量35 ml/(kg·min)，逐渐增加至100120 ml/(kg·mi

13、n);维持贮血器中血液量12 ml。CPB开始后停用呼吸机，氧合器供氧(FiO2=1.0)。稳态血气管理，根据血气分析调整用药，维持MAP>60 mmHg(1mmHg=0.133 kPa)，pH值7.357.45，PaCO2 3545 mmHg，碱剩余(BE)：-33 mmol/L。CPB 1 h后，恢复机械通气。红细胞比容(Hct)达0.25以上，逐步减流量并停机。依次拔除心脏内各管道，持续机械通气，维持直肠温36.5 37.5 之间。缓慢输注贮血器中的余血，根据情况给予适量多巴胺或补血补液，维持循环稳定。根据足底反射实验监测麻醉深度，必要时腹腔注射10%水合氯醛150 mg/kg。1

14、.6 监测指标 大鼠四肢连接心电图导联，接多功能监测仪行心电监测，直肠温探头插入肛门2 cm行直肠体温(RT)监测。尾动脉置24G套管针，通过压力传感器连接于监测仪，实时监测动脉压。术中各时点采动脉血0.1 ml行血气分析：CPB开始前(T0)、阻断主动脉(T1)、开放主动脉(T2)、停CPB后(T3)及停CPB后2 h(T4)。血气分析造成的失血量由相当体积的6羟乙基淀粉补充。1.7统计学处理 所有数据以均数±标准差( ±s)表示。采用SPSS 13.0统计软件行统计学处理，各时间点与基础值T0之间采用独立样本t 检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。2 结 果大鼠CPB停止后血压、心率稳定2 h视为存活表1 大鼠各时点MAP、HR、直肠温及血气分析注：与T0比较*P<0.05模型成功。本研究40只大鼠，均顺利建立CPB，2只因开胸后出血导致死亡。其余38只大鼠中有36只自动复跳，成功率为94.7%。2只未能自动复跳，给予少量肾上腺素，直视下心脏按摩后均