pca球囊封堵猪冠状动脉建立左室前壁急性心肌梗死模型的实验研究

pca球囊封堵猪冠状动脉建立左室前壁急性心肌梗死模型的实验研究

随着我国人民生活水平的提高，冠状动脉硬化性心脏病和心脏病的发病率逐年增加。其中，约20%的患者发展为室壁瘤，导致室性心律失常和室壁瘤严重。因此，室壁肿瘤及其后续研究已成为基础和临床研究的热点。以往的实验常采用开胸法建立冠状动脉室壁瘤的动物模型,创伤大,动物生存率较低,且需要呼吸道管理。随着介入技术的发展,运用PTCA球囊堵闭冠状动脉LAD造成心肌梗死已成为可能。本文运用非开胸法建立了急性心肌梗死后室壁瘤的动物模型,现报告如下。方法一、所需材料的类型家猪7只,雌雄不拘,体重20~30kg。PTCA手术所需材料包括各种导丝(长、短导丝及球囊导丝)、动脉鞘、各种导管(冠状动脉造影导管、猪尾导管及7Fguiding管等)以及压力泵等,均为Medtronic公司产品。二、静脉路径建立猪禁食8小时后,肌肉注射氯胺酮(10mg/kg)和阿托品(25μg/kg)诱导麻醉。清洗固定后,选取耳缘静脉建立静脉通路,静脉注射戊巴比妥(60mg/kg)麻醉动物,静脉注射0.9%NaCl和青霉素240万单位。根据肢体运动情况每隔1小时左右重复静脉注射相同剂量的戊巴比妥,使猪保持麻醉状态,并注意猪的呼吸情况。三、猪心肌梗死损伤的等温和压力监测常规消毒铺巾,经颈总动脉(n=6)和右侧股动脉(n=1)置入7F动脉鞘。分离同侧颈静脉或股静脉,置入5F血管鞘。在X线下经此鞘插入5F电生理导管至右心室或右心房,以备起搏或作他用。此时弹丸式静脉注入肝素5000U,后每隔1小时追加注射肝素1000U。经动脉鞘置入5F猪尾导管至左心室,行左心室造影。从颈动脉途径者以5F3.5L右冠状动脉造影导管、从股动脉径路者以5F3.0L左冠状动脉造影导管分别行左、右冠状动脉造影,观察猪冠状动脉的分布情况。继将7F3.5L右冠大腔指引导管(颈动脉途径)或7F3.0L的左冠大腔指引导管(股动脉径路)置于左冠状动脉开口,造影后置入PTCA球囊导丝,在导丝指引下置入2.0mm或2.5mm的球囊至左前降支(LAD)第一对角支的远端,预适应3~4次,每次球囊充盈20秒,间隔3~5分钟。以3~4atm打开球囊堵闭LAD,造影示球囊远端血流中断。150分钟后撤除球囊及鞘管,血管结扎止血,停止麻醉后动物很快清醒。术中予连续心电监护以及动脉内压力监测,必要时做血气分析及血电解质检测。术后每天肌肉注射青霉素80万单位,持续三天。术前、术中每隔半小时及术后每隔6小时留取12次血清标本作肌钙蛋白I(cTnI)检测。四、超声检查的前提是室壁运动及室壁瘤的形成情况,及一般手术球囊堵闭后2周和6周再次行左心室及冠状动脉造影,了解LAD通畅及左室室壁瘤形成情况。术前、术后1小时、2周及6周行心脏二维超声检查。根据美国超声协会推荐的室壁运动和室壁瘤的诊断标准,观察室壁运动及室壁瘤的形成情况。病理检查室壁瘤的部位、大小等。五、统计方法数据用均数±标准差表示,数据以自身对照t检验进行处理。结果一、堵闭手术情况7只猪均成功完成左心室及冠状动脉造影,PTCA球囊成功导入LAD第一对角支远端(图1),5只猪堵闭180分钟,另2只分别在堵闭120和20分钟后因诱发室颤抢救无效死亡。平均手术时间(不包括堵闭的150分钟)为45±20分钟,平均X线照射时间为15±7.5分钟。堵闭术后2周及6周再次行冠状动脉和左心室造影,其中4只家猪堵闭的LAD无血流出现,1只家猪LAD在术后2周恢复血流供应,5只存活家猪均有室壁瘤形成(图2)。室壁瘤主要位于左室前壁(5/5)、心尖(4/5)和前间隔部(5/5)。二、q波的发生时间LAD堵闭3~5分钟即在Ⅰ、aVL、V1~V5导联出现ST段抬高,随着堵闭时间的延长ST段逐渐升高,60分钟左右到达最高点(4.2±0.8mV)。堵闭1.5~2小时后这些导联上出现坏死性Q波,并在其后6周中持续存在。ST段约在2周后降至基线。LAD堵闭90分钟后cTnI开始升高,平均12小时达到峰值,72小时后基本恢复至术前水平(表1)。三、室壁运动减弱发生情况术前心脏二维超声检查均正常;术后1小时检查发现局部室壁运动减弱发生在心室前间隔(2/5)、心尖(1/5)、左心室前壁和心尖(2/5);术后2周左心室均有室壁瘤形成,室壁瘤主要分布于左室前壁、心尖和前间隔部。四、梗塞部位部位3只家猪分别在堵闭术后7周、10周和16周处死。大体标本示室壁瘤区颜色变白,境界分明;3只猪的梗塞部位基本一致,分别位于心尖、左室前壁和前间隔部(图3);梗塞区心肌平均厚度1.6mm,面积分别为7.8cm2、12.2cm2和15.6cm2。急性心肌梗死后室壁瘤的建立和探索在所有用于冠心病研究的动物中,猪冠状动脉的分布及血流供应与人体几乎一致,而狗、羊或鼠类均与人的冠状动脉系统有一定偏差,因而猪是研究冠心病较好的动物。我们的结果显示,猪冠状动脉包括左侧和右侧冠状动脉,左冠状动脉又分为前降支和回旋支;堵闭左前降支后,心电图Ⅰ、aVL及V1,3,5导联上ST段抬高,有病理性Q波形成,前壁、心尖和前间隔形成室壁瘤;心电图和心肌cTnI的演变过程与人体心肌梗死的过程也基本一致。以上均足以证明家猪可作为研究冠心病的较好的动物模型。以往的实验主要通过开胸结扎在体或离体心脏的不同部位的冠状动脉建立心肌梗死后室壁瘤模型,此方法已沿用多年,动物的创伤大、死亡率高、术后恢复较慢、难于饲养,且实验的学习过程较长。随着冠心病介入治疗的开展和普及,冠状动脉造影、PTCA等技术日臻成熟;废弃的导管、导丝和球囊等仍可用于动物实验,降低实验成本,因而国外于九十年代初开始运用介入的方法堵闭冠状动脉建立大型动物的心肌梗死后室壁瘤的模型。本研究运用非开胸的方法建立了心肌梗死后室壁瘤的大型动物模型,发现非开胸法(即介入的方法)可以在有条件的单位迅速开展。在我们的实验中,无1例因为球囊不能置入导致实验失败;但由于选用的猪较小,选用股动脉径路时无合适的左冠状动脉大腔指引导管,右冠状动脉大腔指引导管也不能使用,实验的难度和时间有所增加、延长。改用颈动脉途径后,采用右冠状动脉大腔指引导管可很快将球囊置入于LAD;术后尽管结扎了一侧颈动脉,猪仍能很快清醒,不影响成活时间。其他介入检查可从另一侧颈动脉或两侧股动脉置入鞘管,且即使结扎了两侧股动脉猪仍能正常活动。谨慎的麻醉过程是完成实验的重要保障。在予以氯胺酮诱导麻醉时同时使用阿托品可减少呼吸道的分泌,保持呼吸道通畅,术中可酌情再次注射阿托品以保证呼吸道畅通,多数情况下可不使用呼吸机。手术过程中的心电、呼吸监护及血气分析等也有助于实验的顺利完成。在实施球囊完全堵闭之前须进行家猪心肌细胞的缺血预适应,以防出现心室颤动,预适应的时间可根据堵闭后室性心律失常的发生及心电图ST-T抬高情况而定。手术中应注意补充钾、镁等电解质,减少室颤的发生率。本实验表明:运用PTCA球囊堵闭