2007年1月第17卷 第1期中国比较医学杂志CHINESE JOURNA L OF COMPARATIVE ME DICINEJanuary,2007V ol.17 N o.1研究报告适用于Langendorff离体心脏灌流大鼠心肌梗死动物模型的建立汪进益,范慧敏,刘中民(同济大学附属东方医院心胸外科,上海 200120) 【摘要】 目的 建立适用于Langendor ff离体心脏灌流大鼠心肌梗死的动物模型,为评价干细胞移植对急性心肌梗死后的心功能变化提供基础。
方法 选用S prague-Dawley(S D)大鼠16只,结扎其左冠状动脉前降支中远1Π3处,在结扎前后通过MPA多导生理记录仪连续描记心电图;4周后再次开胸进行Langendor ff离体心脏灌流测定左室心功能和心肌组织病理学检查;另选仅开关胸后存活的10只S D大鼠作为对照组。
结果 造模成功率为62150% (10Π16);心电图动态监测在冠脉结扎后出现ST-T抬高的融合波,30min后可见病理性Q波;4周后Langendor ff离体心脏灌流装置系统检测显示左室收缩压峰值(LVSP)、左室内压等容相最大上升及下降速率(+dpΠdtmax,-dpΠdtmax)等指标较对照组降低,左室舒张末压峰值(LVE DP)则反之;病理组织切片可见结扎区域心肌纤维排列紊乱、坏死心肌被纤维组织取代。
结论 通过结扎左冠脉前降支的方法,4周后能够形成稳定的适用于Langendor ff离体心脏灌流的心肌梗死动物模型,该模型能应用于干细胞移植对心脏功能影响的研究。
【关键词】 Langendor ff灌流;离体心脏;心肌梗死;大鼠;模型,动物【中图分类号】Q95-33 【文献标识码】A 【文章编号】167127856(2007)0120022204Establishment of Langendorff Perfusion of the Isolated H eart afterAcute Myocardial I nfarction Model in R atsW ANGJin-yi,FAN Hui-min,LI U Zhong-min(Department of Cardiovascular and Thoracic Surgery of East H ospital A ffiliated T ongji University,Shanghai200120,China)【Abstract】 Objective T o create a standard rat m odel of Langendor ff per fusion of the is olated heart after acute my ocardial in farction(AMI)by silk suture ligation for the research of stem cell.Method 16adult S prague-Dawley(S D)rats in m odel group were established by ligating the middle-distal1Π3segment of left anterior discending artery with8～0sutures to shut the blood supply of my ocardium.E lectrocardiogram(ECG)were per formed both before the ligating and after the ligated by MPA system.The cardiac function were observed by langendor ff per fusion of the is olated heart methods and histogram study with HE stain was carried out4weeks late to see whether there were any tisse necrosis and its extension.10adult S D rats without ligating coronary artery in control group.R esults The rate of establishing m odel success fully was62150%(10Π16).A fter ligation of left anterior discending artery,ECG displayed ST elevated continuously immediately and pathologic Q wave after ligating30min.Pathologic section suggested my ofibers chaotically arranged,necro-my ocardium were superseded by fibrous tissue.Meanwhile,The cardiac function indicated by these parametes of LVSP,LVE DP and±dpΠdtmax descend markedly after ligating4weeks late.Conclusion S ilk surure ligating is a g oog method in creating a standard rat m odel of Langendor ff per fusion of the heart in4weeks after AMI,and the animal m odel w ould be conducive to the basic study on the treatment of stem cell for AMI.【K ey w ords】 Langendor ff per fusion;Is olated heart;My ocardial in farction;Rats;M odels,animals[基金项目]国家自然科学基金资助项目(30471719)。
[作者简介]汪进益(1974-),男,博士,研究方向:离子通道与外科疾病、顽固性心衰的外科治疗及分子心脏病学。
[通讯作者]刘中民。
E-mail:zhongm in-liu@ 心肌梗死模型的建立为缺血性心肌病的研究提供了可能,在选择好实验动物和实验方法及保证实验正常进行的同时,选择合适的检测方法对心肌梗死模型制备的结果至关重要,要了解干细胞心肌移植对心肌梗死灶内的心肌或血管再生情况,组织病理学检查可达要求,但如果要了解对心功能的影响,那就需要进一步检测[1]。
本研究通过结扎左冠脉前降支的方法,建立稳定的大鼠急性心肌梗死动物模型,并于结扎前后利用MPA多导生理记录仪描记心电图,4周后进行离体Langendorff心脏灌流测定左室心功能和心肌组织病理学检查,评价模型的构建情况,为研究干细胞移植对心肌梗死后的心功能变化提供基础。
1 材料与方法111 实验动物成年S prague-Dawley(S D)大鼠,雌雄不限,体重为(350±50)g[合格证号:SCXK(沪)200320002],购自上海西普尔2必凯实验动物有限公司,动物饲养环境为清洁级[饲养设备:SY XK(沪):200420005],上海中医药大学动物实验中心。
本研究遵循国家实验动物管理条例及国家实验动物管理实施细则。
112 模型制作模型组选用S D大鼠16只,用氯胺酮腹腔注射麻醉后,先行气管切开插管并接通微型动物呼吸机(第二军医大学生理学研究所生产,江湾Ⅰ型),待呼吸机参数调整好后(呼吸频率每分钟110～120次,吸与呼之比为1∶115),在胸骨左侧4、5肋间开胸,显露左冠动脉前降支,于其中远段1Π3交点处(从前降支的起始到心尖部拉一细线,三折后确定中远1Π3交点),以8～0proline线直接结扎,进针深度012～014mm。
逐层关胸,清醒后拔除气管插管,送回动物房精心饲养4周。
另选仅开关胸后存活的10只S D大鼠作为对照组。
113 评价方法11311 心电图和离体心脏指标的检测:将3根电极分别置于两上肢和右下肢,接MPA多导生理记录仪(上海奥尔科特生物科技有限公司)系统,在冠脉结扎前至冠脉结扎后连续描记心电图。
于4周后开胸经下腔静脉注入肝素(015mgΠkg),剪断上下腔静脉、肺动脉、主动脉(保留1cm左右)及心脏周围组织,迅速取出心脏置于4℃的K rebs-Henseleit(K-H)灌流液(NaCl11810mm olΠL、K Cl417mm olΠL、K H2PO4 112mm olΠL、MgS O4・7H2O112mm olΠL、CaCl2219mm olΠL、NaHC O3215mm olΠL、G licose1111mm olΠL、E DT A015mm olΠL,pH7138～7146)中,轻轻挤压心脏,排空心脏内残留的血液,立即将主动脉固定于Langendorff灌流装置(上海奥尔科特生物科技有限公司)插管固定器上的一个插管上,经三通开关接K-H灌流液,灌流液以95%O2和5%C O2充分饱和、灌流压约719K pa左右、灌流液温度为35℃～37℃左右。
从左室插入尖端带有水囊的导管,然后通过压力传感器,接MPA系统记录左心室最大收缩压峰值(LVPSP)和左室舒张末压峰值(LVE DP)、左室内压等容相最大上升及下降速率(+dpΠdtmax,-dpΠdtmax)。
11312 病理组织切片:完成离体心脏指标的检测后,迅速取下心脏,进行心肌组织的病理学检查,观察梗死区域的病理变化(由专业人员完成)。
114 统计分析数据采用均数±标准差表示,利用S AS810软件进行统计学处理。
对照组和实验组采用组间t检验,差异显著性水平设为a=0105或者0101。
2 结果211 急性心肌梗死模型的建立情况本此实验的麻醉效果好,术中呼吸道分泌物少且无麻醉意外发生。
呼吸参数设定合适、呼吸机性能稳定。
本实验造模成功率为62150%(10Π16),由于不明原因的窦性停搏及室性心动过速致使心脏停跳而死亡2只,术中引起肺部损伤、气管切开出现的凝血块及分泌物引起呼吸道梗阻等导致呼吸衰竭而死亡的例数为3只,而术后肺部感染导致的死亡例数为1只。
因实验动物模型手术操作是在心脏不停跳的情况下进行冠脉结扎,易造成心脏损伤,对动物的创伤较大,严格的无菌操作和熟练的手术技能可减少动物的死亡率。