小鼠心脏移植袖套法的技术优化

摘要

我们介绍一种内管辅助的套管技术，用于小鼠颈部异位心脏移植，以帮助将血管外翻覆盖在套管上。我们发现，两名经验丰富的外科医生相互配合可显著缩短手术时间。

摘要

小鼠心脏移植手术已有40多年的历史。随着显微外科技术的进步，一些新技术已被用于提高手术效率。在我们的实验室中，我们对套管技术进行了两项主要优化。首先，我们采用内管技术，将一根临时内管插入颈外静脉和颈总动脉血管中，以方便将血管外翻覆盖在套管上。其次，我们通过两名经验丰富的外科医生协作，完成完全异位心脏移植。这些改进措施将手术时间有效缩短至25分钟，成功率高达95%。在本报告中，我们详细描述了这些操作步骤，并提供了补充视频。我们认为，本篇关于改进型套管技术的报告将为小鼠异位心脏移植提供实用的操作指导，并提升该小鼠模型在基础研究中的应用价值。

引言

1973年，通过在腹部进行端对端吻合的小鼠异位心脏移植模型的建立，是基础移植免疫学研究中的一个重要里程碑¹。该模型为分析缺血再灌注损伤²、免疫排斥反应以及免疫耐受的机制提供了重要且有效的工具^3,4。然而，该手术操作复杂且耗时较长，加之存在感染风险，可能导致严重的围手术期腹腔粘连和炎症反应，从而导致异位心脏移植模型的建模效率较低。

颈动脉异位心脏移植技术最初由Chen于1991年描述⁵。在此模型中，受体的颈外静脉与移植物的肺动脉吻合，颈总动脉与移植物的升主动脉吻合。该方法的主要优点在于便于监测，并可减少对受体的创伤。同年，Matsuura描述了一种改进的技术，即将受体颈外静脉和颈总动脉的断端外翻至聚四氟乙烯（Teflon）套管上，并用环形丝线结扎固定⁶。一些研究人员在将套管插入受体颈外静脉之前，还会先将其固定于供体心脏的右肺动脉上⁷。迄今为止，套管技术已广泛应用于多种带血管蒂的器官移植模型中，包括肺⁸、肝⁹和肾

方案

动物（BALB/c、C57BL/6，雄性，8–12周龄）饲养于厦门大学实验动物中心的特定病原体-free设施中。C57BL/6用作受体，BALB/c用作供体。所有操作均依照机构动物护理和使用委员会（IACUC）的指南进行。

注意：手术需要一套显微外科器械，包括显微剪刀、显微直镊、显微弯镊和显微持针器（表格与材料，图1B, C, D, E）。需要一对一次性使用的小型鳄嘴钳（图1F）。在显微镜下使用10号手术刀片切割定制的聚酰胺管，制备用于颈外静脉和颈总动脉的两个套管。静脉和动脉套管的直径分别为0.9 mm和0.55 mm。此外，相应静脉套管内管的直径为0.6 mm，相应动脉套管内管的直径为0.28 mm（图1G）。

1. 受体准备

1. 使用戊巴比妥（60 mg/kg，腹腔注射）麻醉受体小鼠。使用无创机械剪毛器去除右侧颈外侧区域的毛发。
2. 用无菌棉签蘸取碘伏对手术区域进行消毒，随后用70%乙醇擦拭。
3. 将小鼠仰卧位固定于手术平台，用无菌纱布覆盖小鼠身体。
4. 使用眼科剪从颈部下三分之一中线处横向剪开，....

结果

手术操作时间

经过训练后，熟练的外科医生使用内管技术可在35分钟内成功完成手术，其中受体准备约需15.5分钟，供体准备需10.9分钟，供体心脏吻合需4.4分钟。与使用套管技术但未使用内管技术及缝合技术的手术相比，冷缺血和热缺血时间（从供体准备到心脏植入）缩短至15.3分钟（表1）²¹。

我们设计了一种协作模式，以进一步提高操作效率。如示意图所示（图3），一名外科医生首先开始进行受体准备，4-5分钟后，另一名外科医生开始供体准备工作。约15-16分钟后，第一位外科医生应已完成受体准备，此时第二位外科医生也已完成供体心脏的获取，随即开始将供体心脏在受体体内进行吻合。该协作模式要求每位外科医生仅需接受套管技术中单一环节的培训，从而进一步将总手术时间缩短至约25分钟。一项分析显示 >过去两年间，厦门大学器官移植研究所的两位外科医生合作完成了600例异位小鼠.......

讨论

小鼠心脏移植模型是移植免疫学研究的重要工具，可用于评估该模型的免疫机制，并且有大量基因修饰小鼠可供使用。然而，由于显微外科技术上的挑战，例如血管缝合与外翻操作，限制了该模型的广泛应用。在本研究中，我们探讨了小鼠心脏移植中某些核心技术难题，并取得了良好的结果。该方案中的一个关键步骤是将内管插入管腔作为支架，使血管壁能够翻转至套管外。这一优化步骤解决了因需要大幅拉伸而导致动脉血管外翻困难的技术问题。即使没有显微外科经验的人员，在经过两个月的培训后也可开始实施该技术，这将有助于推动该模型的广泛使用。

根据我们的经验，合适的内管可提高移植效果。内管的外径应略小于受体血管的内径。此外，应使用表面光滑的钝头聚丙烯管或圆筒作为临时内核，以避免损伤血管内皮。在我们的操作中，即使吻合口血栓形成是使用缝合技术后失败的主要因素，但在失败的5%模型中并未发生血栓。利用这些成熟的小鼠模型，我们的实验室已发表多篇基础研究论文，并得到了同行评审专家的认可^14,15,

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
动脉套管	自制		聚酰胺管，直径：0.55 mm，长度：1.0 mm
动脉内管	自制		聚酰胺管，直径：0.28 mm
显微弯镊	上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂	WA3050	1/8 弧形，尖端宽度：0.3 mm，无钩
显微持针器	上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂	WA2050	尖端宽度：0.2 mm
显微剪刀	上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂	WA1050	直型，刀刃长度：10 mm
显微直镊	上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂	WA3060	尖端宽度：0.15 mm，无钩
Scanlan Vascu-Statt 血管夹	Scanlan International Inc	1001-531	夹闭压力：20–25 克
静脉套管	自制		聚酰胺管，直径：0.9 mm，长度：1.2 mm
静脉内管	自制		聚酰胺管，直径：0.6 mm