本文介绍了一种通过开胸手术方法在小鼠中进行右心室和肺动脉有创血流动力学评估的实验方案。
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摘要
摘要
肺动脉高压（PAH）是一种慢性且严重的 cardiopulmonary 疾病。小鼠是模拟该疾病的常用动物模型。然而，在小鼠中评估右心室压力（RVP）和肺动脉压力（PAP）在技术上仍具挑战性。由于左心和右心系统在解剖结构上的差异，RVP 和 PAP 的测量比左心室压力更为困难。本文介绍了一种稳定的右心血流动力学测量方法，并利用健康小鼠和 PAH 小鼠对该方法进行了验证。该方法基于开胸手术和机械通气支持，与闭胸操作相比更为复杂。尽管该手术需要经过良好训练的外科操作人员，但其优势在于可同时获得 RVP 和 PAP 参数，因此是评估 PAH 模型的优选方法。
引言
肺动脉高压（PAH）是一种慢性且严重的 cardiopulmonary 疾病，其特征为肺动脉压（PAP）和右心室压（RVP）升高，病因是小肺动脉的细胞增殖和纤维化1。肺动脉导管，也称为 Swan-Ganz 导管2，常用于临床对 RVP 和 PAP 的监测。此外，一种无线 PAP 监测系统已应用于临床3,4,5。为了在小鼠中模拟该疾病以供研究，通常采用低氧环境来复制人类 PAH 的临床表现6。在动物 PAP 评估中，大型动物可通过与人类相同的肺动脉导管技术相对容易地进行监测，而小动物（如大鼠和小鼠）由于体型较小，评估难度较大。利用超小型 1 Fr 导管可实现对小鼠右心室系统的血流动力学测量7。文献中已有报道测量小鼠 RVP 和 PAP 的方法8,9，但该方法缺乏详细的描述。由于左心和右心系统在解剖结构上的差异，RVP 和 PAP 的测量比左心室压更为困难。
为了在同一小鼠中获取肺动脉压（P....
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方案
动物实验方案经中国医学科学院阜外医院机构动物护理和使用委员会审查并批准（编号：0000287）。实验动物的饲养和管理均按照中国动物福利指南进行。
注意：将8至12周龄的雄性C57BL小鼠饲养在12小时黑暗/12小时光照循环的环境中。PAH小鼠在氧浓度为10%的条件下饲养4周，通过氧控型低氧舱维持该环境以诱导肺动脉高压；对照组小鼠在相同条件下饲养于室内空气（21%氧气）中。在低氧刺激4周结束时进行右心室压（RVP）和肺动脉压（PAP）的测量。
1. 术前准备
- 在进行血流动力学实验前，将压力传感器导管（规格：1 Fr）浸泡在室温的0.9%生理盐水中至少30分钟。
- 使用0.22 μm滤膜过滤2,2,2-三溴乙醇溶液，并储存在4°C冰箱中。
- 准备清洁的手术器械和用品，例如手术用手套。
- 准备10 mL 1.0%消化酶溶液用于导管清洗。
- 将压力传感器导管连接至压力-容积系统。
- 在对每只小鼠进行压力测量前，校准压力传感器。
- 将校准旋钮调至0 mmHg和25 mmHg，向数据采集软件发送验证压力信号，并在软件中配置校准参数。
- 将旋钮转至Transducer位置，并调节Balance旋钮以归零基线。
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结果
通过25 G针头扩增的隧道将压力换能器导管插入右心室（图3A），获得典型的右心室压力（RVP）波形（图3C）。在导管通过肺动脉瓣时，需持续调整并缓慢推进导管，使其始终保持与肺动脉同轴（图3B）。当压力传感器成功进入肺动脉后，出现具有特征性重搏切迹的典型肺动脉压（PAP）波形（图3D）。为避免产生人为数据，我们观察波形是否存在噪声（图4），或导管零点是否发生漂移（图5）。若出现上述情况，则进行校正，并将含噪声的波形段排除在数据分析之外。
肺动脉高压（PAH）的特征是肺动脉压（PAP）和右心室压（R.......
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讨论
气管插管是开胸手术的第一步重要操作。对于大鼠或小鼠等小型动物，传统的气管插管方法是在气管上做T形切口，然后将Y型气管导管直接插入气管内。在实际操作中，我们发现该方法存在操作困难的问题。Y型气管导管对小型动物而言过大，且与气管之间形成夹角，因此难以固定导管。此外，在开胸手术过程中，一旦插管意外脱出气道，通常会导致动物因失去机械通气支持而死亡。因此，我们对经气管插管方法进行了改良14 ：先在皮肤上做切口，分离肌层以暴露气管（图1C），然后通过动物口腔将气管导管直接插入气道。使用镊子夹闭气管可方便地确认导管在气管内的位置（图1D）。拔出导引针后仅保留套管，采用22 G静脉留置针作为插管导管。插管完成后可轻松固定导管。该方法在手术期间管理插管安全可靠，可显著提高小型动物开胸手术的成功率。但该方法需要经过训练和实践掌握。
关于经胸腔闭合方法进行右心血.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本研究由北京协和医学院研究生教育与教学改革项目（10023-2016-002-03）、阜外医院青年基金（2018-F09）以及北京市心血管植入材料临床前研究与评价重点实验室主任基金（2018-PT2-ZR05）资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 2,2,2-三溴乙醇 | Sigma-Aldrich | T48402-5G | 用于麻醉 |
| 动物体温控制器 | Physitemp Instruments, Inc. | TCAT-2LV | 用于温度控制 |
| 解剖镊 | Fine Science Tools, Inc. | 11274-20 | 用于手术 |
| Gemini 电凝系统 | Gemini | GEM 5917 | 用于手术 |
| 静脉导管（22G） | BD angiocath | 381123 | 用于插管 |
| LabChart 7.3 | ADInstruments | 用于数据分析 | |
| 照明系统 | Olympus | 用于手术 | |
| Mikro-Tip 导管 | Millar Instruments, Houston, TX | SPR-1000 | 用于压力测量 |
| Millar 压力-容积系统 | Millar Instruments, Houston, TX | MVPS-300 | 用于压力测量 |
| O2 控制器与低氧舱 | Biospherix | ProOx 110 | 用于慢性低氧处理 |
| PowerLab 数据采集系统 | ADInstruments | PowerLab 16/30 | 用于数据记录 |
| 剪刀 | Fine Science Tools, Inc. | 14084-08 | 用于手术 |
| 小型动物呼吸机 | Harvard Apparatus | Mini-Vent 845 | 用于手术 |
| 体视显微镜 | Olympus | SZ61 | 用于手术 |
| 手术胶带 | 3M | 用于手术 | |
| Terg-a-zyme 酶清洗剂 | Sigma-Aldrich | Z273287-1EA | 用于导管清洗 |
参考文献
- Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
- Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation
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重印与许可
