本研究展示了一种在兔子中建立急性区域性心肌缺血和再灌注损伤的动物模型，该模型具有高度可重复性，适用于通过左侧小切口开胸术进行存活实验，或通过正中胸骨切开术进行非存活实验。
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摘要
摘要
本方案提供了一种简单且高度可重复的方法来诱导 原位 兔急性区域性心肌缺血模型用于非存活和存活实验。使用阿托品、乙酰丙嗪、丁丙诺啡和异氟烷对成年新西兰白兔进行镇静。对动物进行气管插管并接入机械通气。经耳缘静脉插入静脉导管以输注药物。预先给予肝素、利多卡因和乳酸林格液进行预处理。行颈动脉切开术以建立动脉通路，用于血压监测。通过连续实时分析监测并记录部分生理学和机械参数。
在动物被镇静并完全麻醉后，进行左侧第四肋间小切口开胸术（可存活手术）或正中胸骨切开术（不可存活手术）。打开心包膜，定位左前降支（LAD）动脉。
将一根聚丙烯缝合线环绕在左前降支动脉的第二或第三对角支上，并将聚丙烯纤维丝穿入一段小型乙烯基管中，形成一个结扎套索。通过拉紧该套索阻断左前降支血流，使动物经历30分钟的局部缺血。心肌缺血的确认依据为心外膜局部出现肉眼可见的发绀。在局部缺血结束后，松开结扎线，使心脏恢复灌注。
对于生存和非生存实验，均可评估心肌功能 通过 通过超声心动图（ECHO）测量射血分数缩短率。对于非存活研究，可连续采集使用三个植入缺血区域的数字压电超声探头获得的声学测微数据，以及通过心尖插入的左心室（LV）导管测量的左心室发展压（LVDP），分别用于评估局部和整体心肌功能。
在生存研究中，关闭切口，进行左侧针刺胸腔穿刺以排出胸膜腔内的气体，并实现术后疼痛控制。
引言
心血管疾病是全球最主要的死亡原因，每年导致超过1800万人死亡1,2,3。急性心肌梗死（MI）是一种常见的医疗急症，当血栓或动脉粥样硬化斑块碎片阻塞冠状动脉的血流时即可发生。这会导致该动脉供血区域出现局部心肌缺血。
本研究描述了一种利用简单且可靠的方法建立的实验方案 原位 在兔模型中建立急性区域性心肌缺血，用于非存活和存活实验。该方法的最初目标是评估线粒体移植对心肌坏死的调节作用及其在缺血事件后对心脏功能的改善效果。既往研究表明，缺血发生后，随着氧气供应减少，线粒体结构和功能发生改变，高能磷酸化合物水平迅速下降，导致心脏能量储备急剧减少4研究人员已尝试通过药物干预和/或操作技术来改善缺血后心脏功能并减轻心肌组织坏死，但这些方法提供的保护作用有限，对线粒体损伤和功能障碍的改善作用甚微5,6,7我们的团队及其他研究者先前已证实，线粒体损伤主要发生在缺血期间，而在再灌注期间保护线粒体呼吸功能可改善心肌收缩功能的恢复，并减小心肌梗死面积。
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方案
本研究根据美国国立卫生研究院关于动物护理和使用的指南进行，并获得了波士顿儿童医院动物护理和使用委员会的批准（方案编号 20-08-4247R）。所有动物均按照《实验动物护理和使用指南》的要求接受了人道护理。
1. 动物种类、麻醉剂和镇痛剂
- 动物种类：实验研究使用新西兰白兔（野生型品系；雌性；性成熟年龄为15–20周龄；体重3–4 kg）。
- 麻醉与镇痛药物：
- 使用阿托品，剂量为0.01 mg/kg，肌肉注射（IM）
- 初始镇静使用乙酰丙嗪，剂量为0.5 mg/kg，肌内注射（IM）；完全麻醉时剂量为0.5 mg/kg，静脉注射（IV）。
- 使用丁丙诺啡，剂量为0.5 mg/kg，肌内注射。
- 使用异氟烷 通过 使用精密汽化系统面罩以3%浓度进行诱导，随后以1%-2%浓度插管，以每分钟2升的流速给予100%氧气（O2），并以1%浓度维持全身麻醉。
- 使用美托咪定，剂量为0.25 mg/kg，肌内注射。
- 使用氯胺酮，剂量为10 mg/kg，静脉注射。
- 在开胸手术部位使用布比卡因肋间阻滞，剂量不超过3 mg/kg，肌肉注射。
- 使用1%利多卡因，静脉注射剂量为1-1.5 mL/kg。
- 使用芬太尼透皮贴剂....
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结果
按照方案（图1），通过直接观察心外膜发绀立即确认心肌缺血。
在缺血前、缺血期间及再灌注期间持续记录标准心电图（三个肢体导联：I、II 和 III，以及三个计算得出的加压导联：aVL、aVR 和 aVF）（图2）。心电图显示心动过速、心律失常（如心室颤动）、传导系统异常（如束支传导阻滞）、梗死相关Q波的出现，以及ST段偏移23。
在区域性缺血期间，所有心脏的前壁中段心腔均通过肉眼直接观察到区域性运动减弱，该区域与左前降支（LAD）动脉的灌注区一致，因通过暂时结扎LAD阻断血流而造成缺血。在存活和非存活病例中，均于缺血前、诱导区域性缺血前即刻以及实验过程中的不同时间点（5分钟、10分钟、15分钟、30分钟、60分钟和120分钟）获取二维超声心动图（2D ECHO）读数。左心室舒张末期内径（LVEDD）和左心室收缩末期内径（LVESD）分别通过二维引导的M型超声心动图.......
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讨论
本方案展示了一种在兔体内可靠实施急性区域性心肌缺血的方法。左侧小切口开胸术适用于需要存活的实验，因其切口较小，可最大限度减轻创伤及相关疼痛。重要的是，在拔管前无需使用利尿治疗，非存活组在术中以及存活组在术后4周内均无死亡病例。当实验设计需要非存活动物模型，或需对整体及区域性心肌功能进行更详细监测时，可采用正中胸骨切开术（图1）。
该实验方案中最关键的步骤是使用锥形针小心地环绕左前降支，避免损伤动脉或引起静脉出血，并阻断左前降支以形成稳定的一致性风险区域。
在进行所述手术时可能出现的一些并发症包括：由于潮气量过高，机械通气期间发生肺过度膨胀；左前降支（LAD）损伤导致的出血；肋间血管损伤继发的出血，后者通常发生在进胸时或牵开器操作过程中；以及左前降支结扎引起的心律失常（术中心室颤动）。其他术后并发症也可能发生，例如手术部位感染、因疼痛导致动物活动能力下降，和/或心肌局部区域收缩功能减退。尽管这些并发症的发生率极低，研究者仍应能够及时且有效地处理这些问题。
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披露
作者声明不存在任何利益冲突，包括财务或其他方面的利益冲突。
致谢
本方案所依据的原始研究由美国国家心肺血液研究所基金 HL-103642 和 HL-088206 资助
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| #10 刀片 | Bard Parker | 371210 | |
| #11 刀片 | Fisher Scientific | B3L | |
| 22 G PIV 针头 | BD Insyte | 381423 | |
| 乙酰丙嗪 | VETONE | NDC 13985-587-50 | 0.5 mg/kg 肌内注射和静脉注射 |
| 加压输液袋 | Infu-Stat | 2139 | |
| 套管针 | Becton Dickinson | 382512 | |
| 动脉导管 | Teleflex | MC-004912 | |
| 阿托品 | Hikma Pharmaceuticals | NDC 0641-6006-01 | 0.01 mg/kg 肌内注射 |
| 聚维酮碘和70%异丙醇 | McKesson | NDC 68599-2302-6 | |
| 血气分析仪 | Siemens | MRK0025 | |
| 电外科设备（Bovie） | Valleylab | E6008 | |
| 动脉夹 | World Precision Instruments | 14119 | |
| 布比卡因 | Auromedics | NDC 55150-249-50 | 3 mg/kg 肌内注射 |
| 布托啡诺 | Roxane | NDC 2054-3090-36 | 0.5 mg/kg 肌内注射 |
| 透明醋酸酯片 | Oxford Instruments | ID 51-1625-0213 | |
| 电动剪毛器 | Andis | AGC2 | |
| DeBakey 镊子 | Integra | P6280 | |
| 超声心动图仪 | Philips | IE33 F1 | |
| 心电图机 | Meditech | MD908B | |
| 气管插管 | Medline | #922774 | |
| 芬太尼 | West-Ward | NDC 0641-6030-01 | 1–4 µg/kg 透皮贴剂 |
| 10% 甲醛溶液 | Epredia | 94001 | |
| 玻璃板 | United Scientific | B01MUHX6MR | |
| 肝素钠 | Sagent | NDC 69-0058-02 | 1000U 溶于 1 mL，3 mg/kg |
| 热水毯 | 3M | 55577 | |
| 异氟烷 | Penn Veterinary Supply, INC | NDC 50989-606-15 | 1%–3% |
| 氯胺酮 | Dechra | NDC 42023-138-10 | 10 mg/kg 静脉注射 |
| Lab Chart 7 数据采集软件 | Adinstruments | ||
| 乳酸林格液 | ICUmedical | NDC 0990-7953-09 | 10 mL/kg/h |
| 喉镜 | Welch Allyn | 68044 | |
| 左心室腔导管 3Fr | McKesson | 385764-EA | |
| 利多卡因（1%） | Pfizer | 4276-01 | 1–1.5 mL/kg 静脉注射 |
| 左心室舒张压换能器 | Edward | PDP-ED | |
| 标记笔 | Viscot | 1451SR-100 非无菌 | |
| 梅奥剪刀 | Mayo | S7-1098 | |
| 美托咪定 | Entireoly Pets Pharmacy | NDC 015914-005-01 | 0.25 mg/kg 肌内注射 |
| 梅岑鲍姆剪刀 | Cole-Parmer | UX-10821-05 | |
| Monastra 蓝色素 98% | Chemsavers | MBTR1100G | |
| Monocryl 5-0 | Ethicon | Y463G | |
| 蚊式钳 | Shioda | 802N | |
| PDS 3-0 | Ethicon | 42312201 | |
| 压电声学测微晶体 | Sonometrics | 小型 2mm 圆形 | |
| 敷料垫 | DeRoyal | 32-363 | |
| 聚维酮碘术前准备液 | Medline | MDS093940 | |
| 精密挥发麻醉系统面罩 | Yuwell | B07PNH69BF | |
| Prolene 3-0 | Ethicon | 8665G | |
| Proline 5-0 | Ethicon | 8661G | |
| 脉搏血氧饱和度探头 | Masimo | 9216-U | |
| 肋骨牵开器 | Medline | MDS5621025 | |
| S12 儿科扇形探头 | Phillips | 21380A | |
| 声学测微仪 | Sonometrics | BZ10123724 | |
| 无菌纱布 | Medline | 3.00802E+13 | |
| 无菌毛巾 | McKesson | MON 277860EA | |
| 胸骨牵开器 | Medline | MDS5610321 | |
| 缝合用缝线 | J&J Dental | 8698G | |
| 遥测监护仪 | Meditech | MD908B | |
| 温度探头 | Omega | KHSS-116G-RSC-12 | |
| 氯化三苯基四氮唑（1%） | Millipore | MFCD00011963 | |
| 呼吸机 | MedGroup | MSLGA 11 | |
| Vicryl 2-0 | Ethicon | V635H | |
| 乙烯基管 | ABE | DISW 3001 |
参考文献
- Selvin, E., Erlinger, T. P. Prevalence of and risk factors for peripheral arterial disease in the United States: Results from the National Health and Nutrition Examination Survey, 1999-2000. Circulation. 110 (6), 738-743 (2004).
- Bolli, R., et al.
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重印与许可
