Radnoti 离体工作心脏灌流系统 (Working Heart System)
可进行工作心脏实验， LANGENDORFF 恒 压，恒流，循环或非循环实验。实验可以是 起博或自发心跳状态。
灌流液从左心耳流入左心室，左心室收缩克服 主动脉阻力将心室内液体射入模拟主动脉管道， 使心脏在生理状态下进行灌流实验。在此装置 中，左心室充盈压（前负荷）及主动脉柱压 （后负荷）可以保持恒定，心率亦可通过电起 搏装置加以控制。因此，可以根据需要将三者 同时进行控制，观察药物对心肌收缩性能的影 响，或控制其中两项，观察心肌收缩性与另一 项的关系。此外通过测定冠脉流出液中某些物 质，可以了解药物或其它因素对心脏生化方面 的影响。
缺点和局限性
失去了机体完整统一的内环境和神经体液 调控作用，失去了体内各种组织、细胞之间
的相互关系，不能完全反映心脏在整体情况
下的活动规律与正常整体情况。
离体心脏灌流方法
两栖类动物： 蟾蜍、青蛙等 Straub法、八木法
哺乳类动物：大鼠、家兔、猫等
Langendroff 法
经典的离体蛙心灌流——Straub法
心室腔直接记录和测定左心室内压力变化，如左心室 收缩压（LVSP）、左心室舒张末期压（LVEDP）和左 心室压力变化速率（LV dP/dP）等； 利用放入肺动脉内的导管连接到PMH 73酸碱／血气检
测仪上的电极测定冠状静脉的 Po2, 并可结合灌流液的
Po2和冠状动脉流量计算心肌耗氧量； 经过两根固定在心脏表面的电极可记录心外膜心电图； 心脏内埋藏电极记录希氏束电图等。
• 配合不同的测量装置可测量： 左室压（LVP) 心电 温度 心肌张力 心输出量 灌注压 冠脉血流 新陈代谢 离子 转基因研究
冠状动脉结扎与心肌缺血再灌
Scholz 等(1992,1993)在进行心肌缺血再灌实验 时，用65 mmHg恒定压力灌注离体工作心脏20 min ( 缺血前期) 后，夹闭左冠状动脉近端 15 min，造成
在离体条件下观察并记录心脏的生理活动、 病理变化以及各种药物和试剂等施加因素对其 生理生化及形态变化的影响。
离体心脏灌流的优点
1. 排除在整体情况下体内各种复杂因素的干扰，直
接观测离体心脏标本的各项指标。
2. 易于严格控制实验环境，方法简便精确，有利于
分析作用机制及对药物的药效作定量研究。
3. 易于获得准确、精细的结果。
灌流途径与正常循
环途径不同，蛙心插管 通过主动脉瓣直接插入 心室腔内，灌流液通过 同一蛙心插管进入心室
腔和流出，前负荷和后
负荷相等。
方
1.破坏脑脊髓，暴露心脏。 2. 心室插管 3. 结扎静脉窦，游离蛙心 4. 使用张力传感器
法
5. 改变灌流液成分

正常的蛙心搏动曲线 用0.65％ NaCl替换任氏液 在任氏液中滴加2％ CaCl2 1-2滴
人一个体外的闭合循环通路中，并由两个弹性瓣膜控制其
单向流动。
每次心脏收缩时，由球囊排除的液体量相当于心脏的
每搏输出量，可以通过顺序连接的一个流量计探头和一个 积分仪进行测量。前负荷和后负荷可以分别调整。经主动 脉逆灌进入冠状动脉的灌注液流量也可单独记录下来。
其它改进
将微型压力传感器经肺静脉、左心房和二尖瓣放入左
前1 h经口服给予实验药物观察其对肌缺血再灌损伤的
影响。
离体心脏灌流
Cardiac Perfusion in Vitro
南京医科大学 生理学系 韩莹
离体心脏灌流的基本原理
将动物的心脏从体内取出放入特定的生理代
用液中，根据不同的实验目的和不同种属动物特
点进行恒温、通氧或恒温灌流及建立与动物机体
内环境基本相似的人工环境，以保证心பைடு நூலகம்维持正 常活动状态。
离体心脏灌流的意义
4. 连接记录装置：
将一特制的金属小钩固定在心尖部，利用张力传
感器与多导记录仪相连并描记心脏收缩曲线和测定
收缩力等指标。
Langendorff 离体心脏灌流装置可用于测定不同
种生理学试剂和药物的直接效应，以及对这些药物
的拮抗作用。还可观察冠脉流量的变化。
注意事项
取心脏和插管操作需迅速。 插管不易过深，以免损伤主动脉瓣。
3. 灌流：
将心脏转移到一个双层壁的玻璃浴槽（类似于做离体
小肠平滑肌灌流用的恒温浴槽或麦氏浴槽）中，浴槽内加
入 Ringer’s 液或 Krebs—Henseheit 缓冲液，利用恒温水浴
使这一装置保持在37℃。 经 主 动 脉 插 管 灌 注 氧 饱 和 的 Ringer’s 液 或 Krebs— Henseheit缓冲液，持续保持适当的灌注压。
灌流压大小恰当，压力过低则冠状动脉灌流量不足，
过高则因主动脉根部过于扩张导致主动脉瓣关闭不全。
灌流液温度恒定：37 ℃ (95% O2 + 5% CO2饱和)。
Langendorff 法的缺陷与改进
由于在实验过程中心室不充盈，心室不按照容
量－压力曲线作功。
后来其实验方法被不断改进，以适应各种不同研 究的需要，如在按上述灌流方法进行灌流以保持心脏 存活的同时，在用另一根插管插入右心房灌流心脏，
实验方法
1.麻醉、取出心脏：在戊巴比妥钠麻醉和人工呼吸
的 情 况 下 迅 速 取 出 心 脏 ， 置 于 盛 满 37 ℃ 氧 饱 和 的
Ringer’s液的盘中，去除粘附的心包和肺组织，确定主 动脉的位置，并恰好在其分支下方切断。 2. 主动脉插管：将一个玻璃或塑料的插管插入主 动脉，注意插管不要过深以免损伤主动脉瓣，结扎固 定。
哺乳类动物离体心脏灌流
——Langendorff 法
Langendorff首次描述了保持哺乳动物离体心
脏存活的方法，采用恒压或恒流方式，从主动脉
根部逆向用含氧灌流液灌流心脏，这种方式的逆
向灌注关闭了主动脉瓣，使得灌注液经冠状动脉
分布，并流入冠状窦和右心房。
• 离体心脏灌流实验将动物 心脏取出，连接到特定的 灌流装置，用灌流液灌注 ，排除了神经和体液的控 制，配合特别分析软件记 录心室内压、动脉血压和 心电信号，自动分析各项 生理参数，用于病理生理 情况下的心功能与血流动 力学改变等研究，在生理 、病理生理以及药理学研 究中已得到广泛地应用。
则可研究压力－容积作功关系。
Gottlieb等的改进(1904)
将可充水的小球囊固定在一根导管末端，经肺静脉、
左心房和二尖瓣放入左心室。
球囊内注水量与左心室容积相等，相当于前负荷大
小，可根据实验要求选择预定的前负荷或改变前负荷。
心脏收缩舒张过程给球囊一个有节律的压力，传导 到压力传感器上。 优点：压力变化和前负荷大小可以读出 (mmHg)，可 记录左心室收缩曲线，并记录心率。
特点
• 适用于大鼠、豚鼠以及兔的离体心脏灌流实验; • u 设计科学，结构简洁，可操作性强; • u 完善预热系统，可与超级恒温水浴相连，充分 保证实验恒温环境; • u 充氧采用上进气模式，有效避免传统下进气模 式因药物沉淀底部所导致的气路阻塞; • u 提供外径为1.8mm和2.2mm两种规格的主动脉 插管; • u 可通过压力换能器连入生物信号采集系统来观 察有关指标的变化。
Necly等的改进(1967)
在肺静脉或左心房内插入另一根导管，灌流液经 此导管进入左心房，并通过二尖瓣进入左心室，左 心室收缩时将灌流液通过主动脉泵出，该方法可改 变心脏的前后负荷，测定心输出量、压力－容积作 功关系等。
Bardenheuer等的改进(1983)
小球囊插入左心室，通过一个插管将球囊内的液体泵
特点： 灌流途径按正常循环途径 设计，一根蛙心插管插入左肝 静脉并进入静脉窦，另一根蛙 心插管仅插入主动脉，并不穿 过主动脉瓣进入心室腔内，可 以根据实验要求设定不同的前
负荷和后负荷。
注意事项
① 不能损伤或结扎静脉窦； ② 主动脉内的插管不要过深以免抵住主动脉瓣 ③ 两根插管有一定相对位置，插管前要考虑好方向， 插管后应避免血管扭曲，保证灌流畅通 ④ 避免气泡进人心脏。


在任氏液中滴加1% KCl 1-2滴
在任氏液中滴加1:10000 肾上腺素1-2滴
在任氏液中滴加1:10000 乙酰胆碱1-2滴
注
① 不能损伤或结扎静脉窦 ② 插管一定要进入心室腔
意
③ 出现作用后立即用新鲜任氏液换洗三次，以免心肌受损
④ 蛙心插管内液面应保持恒定，以免影响结果
八木法离体蛙心灌流
急性心肌缺血 (缺血期)，再重新开放血管夹再灌注
并监测30 min (再灌注期)。再灌注期发生室颤。
取冠状动脉流出液检测乳酸、乳酸脱氢酶 (LDH) 和
肌酸激酶 (CK) 。实验完成后，可测量心肌组织中的糖
原、乳酸、ATP和磷酸肌酐。 在缺血前或再灌注前 5 min通过灌注液给予药物观 察其对肌缺血再灌损伤的影响。 在间接体内试验中，在准备处死大鼠制备离体心脏
哺乳类动物离
体心脏灌流
——
Langendorff
法
能够进行精确恒压或恒流灌 注。完善的预热系统和充氧 通路能够保证恒温环境和灌 流液氧饱和状态，从而有效 保持离体心脏的生理活性， 使实验顺利进行。可测定心 输出量、冠脉流量、左室内 压、心率、心电及心肌收缩 性能等相关指标，观察药物 对哺乳类动物离体心脏活动 的影响，研究心肌缺血、缺 氧病理损伤机制等。