在大鼠中建立深低温循环停滞

Summary

该协议提出了大鼠深低温循环停搏的建立，可用于研究全身炎症反应综合征，缺血/再灌注损伤，氧化应激，神经炎症等。

Abstract

深度低温循环骤停（DHCA）常规应用于复杂先天性心脏病和主动脉弓疾病的手术。本研究旨在提供一种在大鼠中建立DHCA的方法。为了评估DHCA过程对生命体征的影响，使用没有循环停止的常温体外循环（CPB）大鼠模型作为对照。正如预期的那样，DHCA导致体温和平均动脉血压显着降低。血气分析表明，DHCA增加了乳酸水平，但不影响血液pH值和血红蛋白、血细胞比容、Na+、Cl⁻、K⁺和葡萄糖的浓度。此外，与常温CPB大鼠相比，透射电子显微镜结果显示DHCA大鼠海马自噬体轻度增加。

Introduction

自1953年以来，深低温循环骤停（DHCA）已用于心脏手术1_。DHCA涉及将患者的核心温度降低到严重低温水平（15-22°C），然后全局中断流向身体的血液²。循环停滞可以提供相对不流血的操作场。深度低温会降低新陈代谢，特别是在大脑和心肌中，这是防止缺血的有效方法³。DHCA通常用于复杂先天性心脏病，主动脉弓疾病，甚至带有腔静脉血栓的肾脏或肾上腺肿瘤4^，5的手术中。因此，建立DHCA动物模型为临床环境中程序的细化和并发症的预防提供了重要参考。

虽然可以用犬⁶、兔⁷和其他动物建立模型，但由于它们的可操作性和低成本，最好使用大鼠。DHCA大鼠模型于2006年由Jungwirth等人首次描述^8。结果发现，循环停止的持续时间对神经系统结局有影响。从那时起，DHCA大鼠模型得到了广泛的研究。已经澄清，DHCA可能引发全身炎症反应综合征（SIRS）⁹。在随后的研究中，药理学家发现，由SIRS诱导的DHCA相关神经炎症可以通....

Protocol

该方案经过机构审查，并获得了中国医学科学院阜外医院机构动物护理和使用委员会的批准（FW-2021-0005）。所有实验程序均按照美国国立卫生研究院出版的实验动物护理和使用指南进行。

注意:雄性Sprague-Dawley大鼠（重量:500-600克，年龄:12-14周）保持在标准实验室条件下，自由获取食物和水。将大鼠随机分为两组（n = 6，每组）:DHCA组和常温CPB组（NtCPB组）。

1. 准备工作

1. 实验前对手术器械（镊子，剪刀，微型镊子，电凝器，剃须刀等）进行消毒（图1）。
2. 确保耗材的可用性，包括 2-0 丝、16 G 套管（气管内导管）、22 G 套管、自制 16 G 套管（多孔静脉导管）、注射器、纱布和胶带。
   注意:对于自制的 16 G 套管，使用手术刀在套管尖端切开两个或三个直径为 2 毫米的孔，这将有助于使静脉引流更顺畅。
3. 确保七氟醚、2% 利多卡因、生理盐水、肝素 （5 IU/mL、250 IU/mL）、肾上腺素 （40 μg/mL）、去甲肾上腺素 （20 μg/mL）、羟乙基淀粉和碳酸氢盐的可用性。
4. 确保DHCA回路包含一个储液罐（由墨菲滴管修改而成），一个滚筒泵，一个热交换器，一个膜氧合器，连接管和一个水箱（

Results

作为对照组，未发生循环骤停的常温CPB（NtCPB）大鼠在整个手术过程中平均动脉血压（MAP）和体温稳定，而DHCA大鼠心脏骤停期间的MAP下降（p <0.01， 图3A）。DHCA大鼠的温度在冷却阶段迅速下降，并在复温阶段逐渐恢复。当将大鼠从DHCA回路断奶时，DHCA大鼠的温度恢复正常（图3B）。

通过血气分析研究了DHCA过程对大鼠的影响。全血接触引发液后，两组血红蛋白（Hb）浓度均高于6 g / dL（图4A）。当将大鼠从DHCA回路中断奶时，由于CPB回路中的剩余血液输注到大鼠中，浓度增加到9g / dL。血细胞比容（HCT）显示出与Hb相似的倾向（图4B）。在CPB程序开始时，Hb和HCT的差异可能是由于大鼠的体重不同。DHCA大鼠的平均重量为571.1 g±7.254 g，而NtCPB组大鼠的平均重量分别为5.......

Discussion

插管是在大鼠中建立DHCA的最基本程序。插管前，用 0.5 mL 的 2% 利多卡因浸泡动脉将使其更容易插管。插管后，需要通过颈外静脉 用 500IU / kg肝素进行肝素化，以避免微血栓形成¹⁷。我们反复发现，这种剂量的肝素可以达到激活凝血时间（ACT）>480秒的目标。复温期是最困难的部分。在我们的实验中，温度从18°C上升到34°C需要60多分钟，而在其他一些实验中，复温期可以在30分钟或40分钟内完成^18，19。Linardi等人报告说，较高的复温率（45分钟）增加了炎症反应，并可能影响DHCA²⁰后的脑水肿。同时，胸外科医师协会、心血管麻醉医师协会和美国体外技术学会的指南分别指出，冷却或复温期间的温度梯度不应超过10°C，以避免产生气态栓子和释气，²¹。

在复温期间，由于心脏骤停期间氧气输送不足.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
换热器	习'安西京医疗器械有限公司	Animal-M
膜式氧合器	东莞市科威医疗器械有限公司	Micro-M
Monitor	Chengdu Techman Co.， Ltd	BL-420S
滚轮泵	常州普瑞特科技有限公司	BL100
SD Rat	HFK Bioscience Co.，Ltd.	/
七氟烷	丸石制药有限公司	H20150020
Shaver	Hangzhou Huayuan Pet Products Co.，Ltd.	/
蒸发器	SPACECABS	/
呼吸机	上海奥尔科特生物科技有限公司	ALC-V8S
水箱	Maquet 重症监护 AB	Jostra HCU20-600