冠狀動脈成形術兩種豬急性心肌梗死模型的比較

冠狀動脈成形術兩種豬急性心肌梗死模型的比較

0溶栓治療方法心血管疾病是嚴重危害人類健康的心血管疾病之一，也是死亡的主要因素之一。在心血管疾病研究中,動物模型被廣泛用于發(fā)病機制藥物治療研究。心肌梗死動物模型的有效建立是完成相關實驗的前提。小型豬的循環(huán)與人類似,阻斷冠狀動脈分支后形成的心肌梗死模型與人心肌梗死病變有很大相似性,對臨床研究心肌梗死的病理生理、治療方法有重要意義。隨著介入技術的普及開展,運用冠狀動脈栓塞法和球囊堵閉法制備小型豬急性心肌梗死模型成為最常用的兩種方法。栓塞法是將異物植入冠狀動脈,造成局部血栓形成,阻斷血流引起心肌梗死;而堵閉法是通過打開的球囊直接阻斷冠狀血流,持續(xù)一段時間后,造成堵閉血管遠端供血區(qū)的心肌壞死。兩種方法各有特點。本實驗通過對比研究,探討栓塞法和球囊堵閉法建立小型豬急性心肌梗死模型的差異,為建立標準化心肌梗死動物模型提供參考。1材料和方法儀器左心肌梗死造影栓塞法建立豬心肌梗死模型:豬取仰臥位,右側腹股溝部、前胸部及四肢備皮,常規(guī)消毒后鋪巾,動脈穿刺后經(jīng)導絲送入6F動脈鞘管,肝素1000U/kg,隔1h靜脈注射肝素1000U。采用左前斜位45°,將右冠脈指引導管插入至主動脈升段,通過泛影葡胺造影定位使導管開口與冠狀動脈開口同軸,注射歐乃派克行左冠狀動脈造影(見圖1),明確分析冠狀動脈分布,選擇左前降支遠端為堵塞目標血管,將球囊放置到位,造影確認后用壓力泵以202.65kPa擴張球囊,阻斷前向血流1,2,5min,每次間隔60s,然后將球囊撤出,將以往手術中用過并消毒的球囊(1.5cm)完整剪下,兩端磨光滑,由球囊桿沿導絲推送至堵塞處,將球囊永久植入冠狀動脈前降支遠端。再次冠脈造影(見圖2),見阻塞遠端血流TIMI1~2級拔出導絲及導管結束手術。堵閉法建立豬心肌梗死模型:造影方法同上,球囊到達冠狀動脈前降支遠端后,同樣給予球囊擴張壓力202.65kPa阻斷前向血流1,2,5min,每次間隔60s,然后持續(xù)阻斷前向血流60min。造影證實血流阻塞,60min后將球囊撤出。術前、術中及術后即刻及術后4周行心電圖觀察急性梗死的動態(tài)演變及部位。病理學檢查:術后4周,處死實驗動物,取出心臟以生理鹽水沖洗。分別從正常心肌、梗死心肌及兩者結合部取材,作石蠟包埋切片,行蘇木精-伊紅染色,顯微鏡下觀察。2結果2.1動物模型的制備和解剖栓塞組9只動物完成模型制備,成功率90%(9/10)。1只動物死于冠狀動脈破裂,解剖見冠狀動脈遠端球囊放置處血管壁穿透,局部有血栓形成,有心包積液,見圖3。堵閉組5只動物完成模型制備,成功率50%(5/10)。4只動物死于球囊封堵時出現(xiàn)室顫,1只動物死于術后1d,解剖未見心臟器質性損傷,死因考慮為泵衰竭。2.2模型制備耗時及造影用對比劑劑量栓塞組手術共耗時11h,平均每只動物模型耗時1.1h;平均每只動物模型使用對比劑80mL。堵閉組手術共耗時24h,平均每頭動物模型耗時2.4h;平均每只動物模型使用對比劑140mL。2.3術后1d相關導聯(lián)st段抬高栓塞組術畢即見相關導聯(lián)T波深倒,未見明顯ST段抬高,見圖4,術后1d相關導聯(lián)ST段抬高0.1~0.2mV。堵閉組術畢即見相關導聯(lián)ST段明顯抬高0.2~0.3mV,見圖5。2.4豬左室室壁瘤的形成栓塞組術畢即刻即在梗死部見局部運動異常,見圖6,術后4周有3只豬左室室壁瘤形成。堵閉組術畢即刻即在梗死部位見局部運動異常,術后4周有1只豬左室室壁瘤形成。2.5各組心肌損傷的標記兩組肌酸激酶同功酶及血漿肌鈣蛋白均明顯升高并呈動態(tài)演變。兩組比較無明顯差異。2.6支心肌梗死組織病理學觀察心肌梗死后4周,取動物心臟作整體觀察。發(fā)現(xiàn)梗死部位變硬、顏色變白,左前降支冠狀動脈一般為1支血管。取材作蘇木精-伊紅染色,光鏡下觀察到梗死區(qū)心肌壞死明顯,心肌細胞腫脹,肌漿呈顆粒狀凝聚而分布不均勻,見中性粒細胞在心肌組織中浸潤,橫紋模糊不清或消失。細胞內(nèi)結構溶解消失。兩組比較無明顯差異。3實驗動物的確定本實驗采用的實驗動物是西雙版納小耳豬,屬于小型豬的范疇。小型豬的心臟除靈長類以外與人最為接近,其冠狀動脈系統(tǒng)的解剖生理特點與人相似,優(yōu)于犬及其他動物,其模型更符合臨床特點,是目前應用最多的實驗動物之一。運用介入法將廢棄的導管、導絲和球囊等用于動物實驗能有效地降低實驗成本,制作的模型穩(wěn)定可靠,可重復性強是一種比較理想的方法。目前經(jīng)皮冠狀動脈栓塞法和堵閉法成為兩種常用的介入制作豬心肌梗死模型的方法。既往報道多采用冠狀動脈堵閉法制作豬心肌梗死模型,本文通過比較栓塞法和堵閉法,探討兩種方法的差異。栓塞法術后即刻行心電圖檢查見相關導聯(lián)T波倒置,無ST段抬高,1d后心電圖檢查見相關導聯(lián)ST段抬高。而堵閉法術后即刻心電圖即出現(xiàn)相關導聯(lián)ST段抬高。考慮與進行心電圖檢查的時間有關。栓塞法是異物植入即刻結束手術行心電圖檢查,此時栓塞的異物僅造成局部心肌組織的缺血性改變,冠脈造影顯示梗死遠端TIMI血流1或2級,心電圖表現(xiàn)為相關導聯(lián)T波倒置。當異物在血管局部激發(fā)血栓形成造成管壁完全堵塞后,才能出現(xiàn)損傷性ST段抬高的透壁性心肌梗死的心電圖改變。而堵閉法由于球囊堵閉血管時間長,所以手術后即刻即可見到ST段抬高的表現(xiàn)。但兩者心肌酶譜均升高,變化無明顯差異,說明兩種方法均造成了心肌壞死。術后4周,處死實驗動物,比較心肌梗死面積并進行病理切片檢查。見不管選擇哪種方法,只要在目標區(qū)域阻斷冠脈血流,形成梗死面積大小并沒有差異,梗死區(qū)的病理改變也相同,心臟超聲檢查結果亦無明顯差異。雖然兩種方法使動物梗死面積無顯著差異,但堵閉組動物死亡率顯著高于栓塞組。本實驗冠狀動脈栓塞組共有9只動物完成模型制備,成功率90%(9/10)。有1只動物死于冠狀動脈破裂,平均每頭動物模型耗時1.1h,使用對比劑80mL/只,術中無室顫發(fā)生。冠狀動脈堵閉組共有5只動物完成模型制備,成功率50%(5/10)。其中,4只動物死于球囊封堵時出現(xiàn)室顫,1只動物死于術后1d,解剖未見心臟器質性損傷,死因考慮為泵衰竭。平均每頭動物模型耗時2.4h,使用對比劑140mL/只。兩組相比,栓塞組的室顫發(fā)生率明顯低于堵閉組。考慮與栓塞組手術時間短、對比劑用量相對較少有關。此外,雖然兩組實驗動物在完全阻塞冠狀動脈前都進行過缺血預適應,但是栓塞法主要是通過植入異物造成血管局部血栓形成,而堵閉法是球囊長時間停留在冠狀動脈堵閉血流形成血栓。兩者相比,栓塞法更符合心肌梗死的病理生理過程,使得室顫發(fā)生率相對更低。小型豬冠脈缺乏側支循環(huán)對各種刺激均較敏感,任何細微刺激如穿刺時失血、缺氧、麻醉過深、反復插入導管及導絲等均易使其發(fā)生室顫而死亡。以往報道心肌梗死后24h內(nèi),原發(fā)性心室顫動是導致死亡的—個重要因素,其發(fā)生與泵衰竭無關,搶救成功率低,盡管作了大量臨床觀察,仍未建立起一種可靠的預防和預測方法。故縮短手術時間減少對比劑的用量減少操作步驟可有效減少室顫的發(fā)生。本實驗表明,運用栓塞法和堵閉法均能成功建立小型豬急性心肌梗死動物模型。栓塞法較堵閉法更簡易,造成的損傷較小,豬術后恢復較快,死亡率小。缺點是不能進行缺血再灌注研究。堵閉法耗時長、死亡率相對較高,模型可進行缺血再灌注研究。兩種方法可根據(jù)實驗目的不同隨機選擇。于2009-05-08/08-03在昆明醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院心臟介入室完成。時間和地點隨機分組,對比觀察動物實驗。設計動物飼養(yǎng)法西雙版納小耳豬20頭,體質量20~30kg,雌雄不限,購自昆明醫(yī)學院動物科。隨機抽簽法分成栓塞組(n=10)和堵閉組(n=10),動物飼養(yǎng)在昆明醫(yī)學院動物科。實驗過程中對動物處置符合動物倫理學標準。豬不穩(wěn)而臥倒小型豬術前禁食8h后,先應用30g/L戊巴比妥在豬耳緣靜脈推注3~5mL使豬鎮(zhèn)靜,3~5min后豬站立不穩(wěn)而臥倒。然后迅速用套管針在豬耳緣靜脈建立靜脈通路,并緩慢推注30g/L戊巴比妥(1mL/kg)麻醉后,將豬取仰臥位置于介入室手術臺,靜脈滴注利多卡因50mg/(kg·h)維持麻醉,防止室顫,注意其生命體征情況。動物麻醉術后預防感染術前無特殊處理。術中連續(xù)心電監(jiān)護以及動脈內(nèi)壓力監(jiān)測。術后行十二導聯(lián)心電圖、心臟彩超及冠脈造影檢查,并給予青霉素16