兔心肺组织块的获取：一种从兔模型中获取功能性心肺组织块的外科手术方法

摘要

来源：Pacheco-Baltazar, A.，等。兔模型中的离体肺灌注系统。J. Vis. Exp. (2021)

在本视频中，我们展示了一种从兔模型中手术获取功能性心肺组织块的操作方法。所获取的组织块可用于进一步的生理学、药理学或生物化学研究。

方案

所有涉及动物模型的操作均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 仪器设备与装置准备。

1. 设备布置：
   1. 根据兔子的体重选择合适尺寸的手术台。
   2. 将人工胸腔的盖子安装在钢柱上，玻璃腔体置于下方，旁边连接带有滚柱泵的呼吸机。
   3. 确保该盖子可轻松倾斜，使气管插管与气管对齐，以便快速连接。
2. 人工胸腔：
   注意：这是系统的关键组成部分，由一个带水套的玻璃腔体构成，通过特殊盖子密封。该盖子作为器官固定装置，内置用于插管气管和血管的接口。
   1. 设置一个由压缩空气驱动的文丘里喷射装置，以在人工胸腔内产生负压。
      注意：通气控制模块（VCM）可独立调节吸气压、呼气末压、呼吸频率以及吸气时间与总呼吸周期时间的比值。
3. 装置：
   1. 确保正常工作的装置包括安装在底板上的主钢柱，用于支撑人工胸腔，其上方和预热线圈后方装有气流计和重量换能器，并配有气泡捕获装置。
   2. 将一个差压换能器连接至气流计，另一个连接至腔内压力；在胸腔后方设置另一对压力换能器，用于测量灌注压和静脉压。
   3. 将氧合器下方的转换储液管与液位电极连接，并将通气系统置于装置旁侧。

2. 心肺组织块的手术取出。

1. 麻醉：
   1. 使用镇静剂（赛拉嗪）和巴比妥类药物（戊巴比妥）的组合。
      注意： 可使用不同的麻醉混合物，对实验结果无影响。
   2. 首先，通过单次肌肉注射盐酸赛拉嗪（3–5 mg/kg）对健康的新西兰兔进行镇静。确保注射后数分钟内兔子保持安静和放松，以便后续操作。
   3. 镇静后，通过耳缘（外侧）静脉进行静脉注射戊巴比妥钠（28 mg/kg），以实施全身麻醉。
2. 监测：
   1. 为避免麻醉不足或心肺功能过度抑制，需监测以下参数。通过脚趾夹捏试验评估麻醉深度。
   2. 确保黏膜呈粉红色。蓝色或灰色提示缺氧。
   3. 确保心率维持在120–135次/分钟之间，体温不低于36.5 °C。
3. 动物体位：
   1. 剃除兔躯干毛发，将动物仰卧位置于手术台上。将通气系统放置在手术台旁、兔头部后方，以便在气管切开术后迅速连接导管，避免组织损伤。
4. 切口与气管切开术：
   1. 从膈肌向上至颈部，沿腹侧正中线做3–5 cm长的皮肤切口。
   2. 使用手术剪在两个软骨环之间剪开气管前2/3部分，以便通过气管纤维膜插入气管导管。
   3. 将外径（OD）为5 mm的气管导管经气管纤维膜插入，并用4-0丝线小心固定。
   4. 在气管下方放置止血钳或镊子，确保导管未紧贴气管导致弯曲。
5. 正压通气：
   1. 只要肺仍处于人工胸腔外，即应使用小型动物呼吸机进行正压通气，以防止术中肺塌陷。
   2. 在气管切开术后、打开胸腔前，迅速通过连接至呼吸机的气管导管开始通气。
   3. 设定潮气量为10 mL/kg。
      注意： 根据实验装置和人工胸腔模型的不同，可使用同一台用于负压通气的呼吸机或另一台设备提供正压通气，以实现快速重新插管。
6. 开胸与放血：
   1. 为进入胸腔，使用手术刀或剪刀切开胸壁，并行正中胸骨切开术至胸腔上1/3处。
   2. 用两个牵开器将胸骨两侧撑开。心脏周围通常有多个肺叶包绕。
   3. 定位上腔静脉和下腔静脉，并用缝线标记。
   4. 在动物放血前，识别右心室并注射肝素1000 IU/kg。
   5. 注射后立即用预先穿好的缝线结扎上腔静脉和下腔静脉，并进行放血。
7. 心肺器官获取：
   1. 轻柔且迅速地获取心肺组织块。采用直接手指分离或弹簧剪剪开结缔组织，将肺从胸腔中取出。
   2. 解剖该区域的血管以及食管。
   3. 剪断胸骨柄，将正中胸骨切开术延伸至气管导管处，松解气管两侧与周围结缔组织的连接。
   4. 随后，在气管导管上方切断气管。沿头尾方向轻柔上提导管，同时切除气管和肺的背侧固定组织。

材料

<表格border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"> 本文使用的材料清单 姓名 公司 目录编号 评论 2 站式 Tygon E-Lab 管，内径 3.17 mm，12 支/包，黑色/白色 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73 年 1864 月 IPL-4 正压通气适配器 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-4312 IPL-4 的替代无压供气:在负通气期间为气管供应与室内空气不同的气体混合物 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-4309 兔胎猪离体灌注肺的基本单元 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-4138 牛血清 A2:D41 白蛋白冻干粉 西格马 3912 元 500 克 差压低压传感器 DLP2.5，范围 +- 2.5 cmH2O，HSE 连接器 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-3882 差压传感器 MPX，范围 +- 100 cmH2O，HSE 连接器 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 编号 73-0064 乙醇无水 HPLC 级 卡利登 Harvard 蠕动泵 P-230 （配有控制箱和 P-230 电机驱动） Hugo Sachs Elektronik （HSE） 70-7001 加热线性肺气计 0 至 10 L/min 流量范围 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 59-9349 用于单台气压计 230 VAC， 50 Hz 的加热器控制器 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 59-9703 肝素 比萨 5000 用户界面 用于离体兔到胎猪肺的 IPL-4 核心系统，230 V Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-4296 Lauda 恒温循环器，E-103 型，230 V/50 Hz，3 L 浴槽容积，温度范围 20 至 150°C Hugo Sachs Elektronik （HSE） 邮编:73-0125 带压力调节器的负压通风控制选件，用于 IPL-4 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-4298 新西兰兔子 PISABENTAL（戊巴比妥钠） 比萨 型号 Q-7833-215 PLUGSYS 外壳，类型 603* 7 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 编号:73-0045 PLUGSYS TCM 时间计数器模块 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-1750 PLUGSYS 传感器放大器模块 （TAM-A） Hugo Sachs Elektronik （HSE） 编号:73-0065 PLUGSYS 传感器放大器模块 （TAM-D） Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-1793 带减压阀的 PLUGSYS VCM-4R 通风控制模块 Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-1755 PROCIN® （Xylacine clorhydrate） 比萨 编号: Q-7833-099 带篮子的兔子肺动脉套管，外径 4.6 mm Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-4161 手术刀 灌注伺服控制器 （SCP） Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-2806 手术手套 No. 7 1/2 外科手套 8 号 兔子气管插管，外径 5.0 mm Hugo Sachs Elektronik （HSE） 73-4163