心肌梗死(myocardial infarction)是冠状动脉闭塞,血流中断,使部分心肌因严重的持久性缺血而发生局部坏死。临床表现呈突发性,剧烈而持久的胸骨后疼痛,特征性心电图动态衍变及血清酶的增高,可发生心律失常、心力衰竭、休克等合并症,常可危及生命。本病在欧美最常见,在美国每年约有150万人发生心肌梗死。中国在世界上属低发区,但近年来也有上升趋势。因此,对于缺血性心肌梗死的研究再国内日益受到重视。
研究心肌梗死的重要方法是建立动物心肌缺血及心肌梗死模型。急性心肌梗死动物模型研究经历了漫长的探索过程。从1943年成功建立了急性心肌梗死动物模型之后,国内外相继有大量开胸结扎冠脉法复制心肌梗死动物模型成功的报道,应用的动物包括小鼠、大鼠、家兔、犬、猪、猴和羊等。由于成本和容易获得,早期很多心肌梗死实验应用小鼠和大鼠来完成,如今研究日渐深入,越来越多实验开始使用更加接近人类真实体型和解剖结构的实验动物来进一步研究心肌梗死。
小型猪冠脉结扎法
1.手术方式
小型猪经一夜空腹后,全身麻醉,右侧卧位固定于手术台上,气管插管后机械通气。常规消毒铺巾,手术从胸壁左侧第四肋间切口(指腹触及心脏搏动最强处)进胸,逐层打开皮肤、皮下组织和肌层。胸廓撑开器撑开胸腔,暴露心包,从左心耳部打开心包腔约5cm,暴露心脏。用5%利多卡因喷洒在心脏表面以降低心脏对手术操作刺激的反应。向上翻起左心耳,沿左心耳根部顺LAD走行方向找到LAD第二对角支起始部,剪开心外膜小心游离LAD血管约1.5~2.0cm,以两根丝线牵引血管,提起后迅速使用冠脉阻断带,用力夹闭阻断带,待心脏左心室前壁逐渐变为暗红色、运动幅度降低后,结扎LAD,心电图出现ST段呈弓背向上型抬高以确定心肌梗死(myocardial infarction, MI)模型成功。仔细检查心包腔,确定无活动出血后,冲洗心包腔,间断缝合心包,逐层关闭缝合胸壁,排气关胸。待动物清醒后肌注哌ti啶0.5ml、安定1ml止痛。继续观察3小时,动物能站立后送回饲养笼。术后1天拔除引流条,术后3天内每天肌注青霉素钠160万U预防感染。
2.模型特点
(1)模型制作由于开胸手术而破坏左侧胸膜腔,虽然术中有呼吸机辅助呼吸,但术后动物的肺功能仍不可避免的受到影响,此外,开胸手术造成肋骨移位,也会影响胸腔呼吸运动。因此,如果需要进行呼吸功能相关的研究,不宜选用该模型。
(2)由于开胸手术给动物带来较大的创伤,涉及炎症反应、细胞因子和心肌酶学等相关指标的研究将受到干扰。
(3)结扎冠脉制作的心肌梗死模型模拟了急性心肌梗死过程,适于研究急性心梗后的病理反应过程、药效和抢救措施等,不适于心肌梗死发病机制、预防措施等研究。
(4)由于小型猪心脏冠状动脉侧支循环少,突然的冠脉阻断易于诱发心室纤颤,成为造模失败的主要因素,此外,也有呼吸道阻塞、麻醉意外、造影术造成动物死亡的报道。
实验犬
1.手术方式
犬的手术造模方式与小型猪相似。将犬固定于手术台,右侧卧位,气管插管,连接呼吸麻醉机,左侧胸前4-5肋间区域备皮消毒,沿肋间隙做切口,逐层切开分离皮肤及筋膜肌肉,打开胸腔,暴露心脏,在预缺血区域前的冠脉上结扎,一般多为前降支分支。心电图出现ST段呈弓背向上型抬高以确定心肌梗死(myocardial infarction, MI)模型成功。关闭胸腔,逐层缝合,引流管排气。待犬只正常苏醒后送回护理区。术后正常饲养,给予手术后三天常规抗生素及镇痛药。
2.模型特点
(1)与小型猪不同,实验犬侧支循环比较丰富,诱发心室纤颤几率较之更小,所以相对更安全。
(2)不同犬种之间,侧支循环差异较大,容易造成成模差异性较大,尽量选择单一品种犬只。
新西兰兔
1.手术方式
兔子称重后肌内注射速眠新0.1ml/kg,待麻醉深度后将兔子仰位固定在手术台上。对新西兰兔进行有创或者无创气管插管,连接呼吸机,用异氟烷进行维持麻醉,手术中机械通气辅助呼吸。胸部剃毛,常规消毒后铺无菌洞巾。沿胸骨正中线切开皮肤、肌肉,小拉钩轻轻撑开胸腔,用小弯钳轻提并小心剪开心包,悬吊心包在皮下充分暴露心脏。用无齿镊轻轻提起左心耳,沿左心耳向左找到左冠状动脉起始部,于左冠状动脉前降支距主动脉根部冠状动脉开口3mm处结扎冠状动脉,肉眼观察结扎后冠状动脉供血区域颜色变暗,搏动减弱,如无此改变则再次结扎血管,以确保足够数量的心肌发生坏死,然后接心电图,出现ST段呈弓背向上型抬高以确定心肌梗死(myocardial infarction, MI)模型成功。关胸前心包腔留置14号头皮针导管接10ml注射器,关胸后抽出心包腔内残留气体并拔除。肌内注射哌拉西林1g预防伤口感染。手术后将兔子侧卧保暖,等待麻醉苏醒后放回兔笼。
2.模型特点
(1)正中开胸操作简单,手术视野清晰,心脏暴露充分,但缺点很明显,创口过大,术后不好恢复,也可以选择侧切,同小型猪,比格犬;
(2)结扎后应做心电图,出现sT段呈弓背向上型抬高才能确定急性心肌梗死(MI)模型制备成功,如不出现可继续第2次再结扎,但一般不超过3次,以免对心肌组织损伤过大;
(3)结扎时要注意冠状动脉前降支的变异,以免漏扎导致模型不成功