由心动过速诱导的心肌病作为猪的慢性心力衰竭模型

摘要

本文介绍了一种在猪体内建立心动过速诱导型心肌病的实验方案。该模型是研究进行性慢性心力衰竭血流动力学特征以及评估治疗干预效果的有力手段。

摘要

为了研究血流动力学或测试新治疗方法的效果，许多实验需要一个稳定且可靠的慢性心力衰竭模型。本文介绍了一种通过快速心脏起搏在猪体内诱导产生心动过速性心肌病的方法，可建立此类模型。

将一根起搏电极经静脉植入全身麻醉的健康猪体内，到达右心室心尖部位并固定。电极的另一端经皮下隧道引至背部脊柱旁区域，连接至一个自行改装的心脏起搏器装置，随后将该装置植入皮下囊袋中。

在以每分钟200至240次的频率进行4至8周的快速心室起搏后，体格检查显示出严重心力衰竭的体征——呼吸急促、自发性窦性心动过速以及疲劳。超声心动图和X线检查显示所有心腔扩张、积液以及严重收缩功能障碍。这些发现与失代偿性扩张型心肌病高度吻合，且在停止起搏后仍持续存在。

这种心动过速性心肌病模型可用于研究进行性慢性心力衰竭的病理生理学机制，特别是用于评估新型治疗手段（如机械循环支持）所引起的心血流动力学变化。该方法操作简便，结果可靠且可重复。

引言

心力衰竭（HF）的新型治疗方法种类繁多，尤其是机械循环支持和体外膜肺氧合（ECMO）在全球临床实践中的应用日益广泛，这反映在临床前实验测试中。研究主要集中在所考察治疗方式引起的心血管动力学变化，特别是全身血压¹、心肌收缩力、心腔内压力和容积变化以及心脏做功^2,3、体循环及外周动脉中的动脉血流，以及代谢代偿⁴——包括局部组织饱和度、肺灌注和血气分析。其他研究则关注循环支持的长期效应⁵、伴随发生的炎症反应或溶血现象。所有这些类型的研究都需要一个稳定的充血性心力衰竭生物模型。

大多数关于左心室（LV）功能和机械循环支持血流动力学的已发表实验均在急性心力衰竭的实验模型上进行^2,6,7,8,9,10，甚至在完全完整的心脏上进行。另一方面，....

方案

本实验方案经查理大学第一医学院机构动物专家委员会审查并批准，并在捷克共和国布拉格查理大学第一医学院生理学系大学实验室内进行，符合第246/1992号法案《防止虐待动物法》的规定。所有动物的饲养和处理均遵循国家科学院出版社2011年出版的《实验动物护理与使用指南》（第8版）。所有操作均按照标准兽医规范进行，每项研究结束后，动物被实施安乐死并进行尸体解剖。由于解剖结构适宜，本实验纳入了五头健康的杂交雌性家猪（Sus scrofa domestica），年龄不超过6个月。在数据采集当天，其平均体重为66 ± 20 kg。

1. 全身麻醉

1. 禁食1天后，通过臀部肌肉注射咪达唑仑（0.3 mg/kg）和盐酸氯胺酮（15 - 20 mg/kg）进行麻醉诱导。
2. 将外周导管插入耳缘静脉以进行静脉给药。
3. 静脉注射丙泊酚（2 mg/kg）和吗啡（0.1–0.2 mg/kg）。
4. 通过面罩为动物供氧，并使用带有套囊、直径为6.5 - 7.5 mm的经口气管导管进行气管插管。
5. 通过丙泊酚（6 - 12 mg/kg/h）、咪达唑仑（0.1 - 0.2 mg/kg/h）和吗啡（0.1 - 0.2 mg/kg/h）联合给药继续实施全静脉麻醉，根据个体反应调整剂量，以抑制自主呼吸、角膜反射和运动反应。使用眼膏保护动物眼睛，防止干燥。
6. 通过设定为自适应支持通气的闭环自动装置....

结果

模型验证：当失代偿性慢性心力衰竭的体征变得明显后，再次按照上述原则实施麻醉和人工通气，但由于心输出量较低，需调整药物剂量²⁷。由于麻醉剂可能具有心肌抑制作用，必须对生命体征进行严密的监护。

将动物以仰卧位固定，并开始所有侵入性操作。穿刺股静脉、股动脉和颈静脉，并通过标准经皮腔内导管鞘建立血管通路。外科暴露右侧颈总动脉和锁骨下动脉，根据血管尺寸选择合适的超声血流探头并环绕安置，以实现连续血流的测量²⁸。

采用标准的侵入性方法，通过颈静脉连接充满液体的压力换能器测量中心静脉压（CVP）；而体循环动脉压的测量则使用配备高灵敏度压力传感器的导管置于胸主动脉内进行。区域组织氧合通过近红外光谱法监测，传感器分别置于头.......

讨论

慢性心力衰竭是一种主要的健康问题，对发病率和死亡率有重大影响。人类心力衰竭的发病机制和进展过程复杂，因此合适的动物模型对于研究其潜在机制以及测试旨在干预严重疾病进展的新型治疗方法至关重要。为了研究其发病机制，目前正采用大型动物模型进行实验性测试。

总体而言，慢性心力衰竭的手术模型能较好地模拟该疾病。与急性心力衰竭模型相比，慢性心力衰竭模型能更深入地揭示其病理生理机制，但代价是实验准备耗时较长或死亡率较高。在已知的多种慢性心力衰竭模型中，我们提及一种合适且易于操作的模型，即由快速起搏诱导的失代偿性慢性心力衰竭。

由心动过速诱发的心肌病是一种扩张型心肌病，可通过快速心脏起搏诱导产生。起搏电极可置于心室或心房^19,24。我们未采用心房上性起搏位点，以避免在高频率起搏期间可能引起房室传导阻滞的问题。与心房位置相比，将电极置于心室位置可提高固定于心尖部起搏导线的稳定性，并减少导线移位的发生。本研究所述方法专门设计为操作简.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
<强>药物
咪达唑仑	罗氏	Dormicum	麻醉剂
盐酸氯胺酮	Richter Gedeon	Calypsol	麻醉剂
丙泊酚	B.Braun	丙泊酚	麻醉剂
头孢唑林	Medochemie	Azepo	抗生素
银铝气溶胶	Henry Schein	9003273	酊剂
聚维酮碘	Egis Praha	聚维酮碘	消毒
吗啡	生物技术波希米亚	吗啡 1% 注射液	镇痛剂
<强>工具
梅茨鲍姆剪刀、带#22刀片的采血针、德贝基镊、持针器	基础外科器械
电灼器
2-0 Vicryl	Ethicon	V323H	可吸收编织缝合线
2-0 Perma-Hand Silk	Ethicon	A185H	丝线缝合线
2-0 Prolene	Ethicon	8433H	不可吸收缝线
<强>诊断设备
ESP C型臂	GE Healthcare	ESP	X射线透视C臂
Acuson x300	西门子医疗		超声系统
Acuson P5-1	西门子医疗		超声心动图探头
Acuson VF10-5	西门子医疗		超声血管探头
3PSB、4PSB 和 6PSB	Transonic Systems		血管周围血流探针
TS420	Transonic Systems		血管周围流动模块
TruWave	爱德华兹生命科学	T001660A	充满液体的压力传感器
7.0F VSL 猪尾导管	Transonic Systems		压力传感器导管
INVOS 5100C 脑部/体部氧饱和度仪	Somanetics/Medtronic		近红外光谱学
CCO 组合导管	爱德华兹生命科学	744F75	Swan-Ganz肺动脉导管
Vigillace II	爱德华兹生命科学	VIG2E	心输出量监测仪
7.0F VSL 猪尾导管	Transonic Systems		压力-容积导管
ADV500	Transonic Systems		压力-容积系统
LabChart 和 PowerLab	ADInstruments		数据采集与分析系统
Prism 6	GraphPad		统计分析软件
<强>起搏装置
ICS 3000	Biotronic	349528	起搏器程控仪
ERA 3000	Biotronic	128828	体外起搏器
Effecta DR	Biotronic	371199	双腔起搏器
卷须 STS	圣犹大医疗公司	2088TC/58	心室起搏电极
铅制永久性适配器	Osypka	文章 53422	汇聚的 "Y" 连接部件
铅制永久性适配器	Osypka	文章 53904	会聚的 "Y" 连接部件
7F 撕开式导引器	B.Braun	5210593	撕开导引鞘
分体式导管隧道器	medComp	AST-L	隧道工具
输注管路	MPH 医疗设备	2200045	连接管