右心衰竭（RHF）的特征是右侧心脏扩张和肥厚，导致心室和心房功能障碍。伴有RHF的 cardiopulmonary 疾病常伴随心脏心律失常风险增加。本文介绍了一种标准化的肺动脉结扎诱导的RHF模型，该模型伴随心室和心房心律失常的发生增强。
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本文内容
摘要
摘要
慢性阻塞性肺疾病或肺动脉高压（PAH）等临床状况可导致右心室长期压力超负荷，并进而引发进行性右心衰竭（RHF）。右心衰竭的特征表现为右侧心脏肥厚和扩张，并伴有影响右心室（RV）和右心房（RA）的心肌功能异常。我们近期的研究表明，严重的右心衰竭常伴随心房炎症、心房纤维化以及心房颤动（AF）风险的增加，其中心房颤动是心脏心律失常（CA）中最常见的类型。最近的研究显示，右心室和右心房的炎症在包括心房颤动在内的各类心脏心律失常的发生机制中起着重要作用。然而，炎症在右心衰竭相关心律失常及心房颤动发展过程中的具体影响仍缺乏充分描述。
为了更好地理解右心心肌炎症与CA之间的关联，需要建立RHF的实验模型。由野百合碱（MCT）诱导肺动脉高压（PH）的大鼠模型已被广泛用于诱发RHF。然而，MCT会引发严重的肺毒性及肺部炎症。因此，MCT诱导的RHF无法帮助区分后续出现的心肌炎症究竟是源于RHF本身，还是来源于受损肺组织所释放的循环炎症信号。
在本文中，采用了一种涉及肺动脉干结扎（PAB）的机械方法来诱发右侧心脏心律失常的发生。PAB 操作包括对肺动脉干进行永久性结扎，持续 3 周。该方法可导致右侧心脏压力负荷增加。在 PAB 术后第 21 天（D21），右心室（RV）和右心房（RA）出现肥厚、扩张和炎症。PAB 诱导的右心衰竭（RHF）还伴随有室性和房性心律失常的易感性，包括心房颤动（AF）。
引言
右心衰竭（RHF）的特征是右心室（RV）和右心房（RA）肥厚与扩张，继而导致右心功能障碍，其病因是由于肺动脉（PA）狭窄引起的慢性右心室压力超负荷1。因此，导致肺动脉狭窄的各种疾病可增加RHF的发生风险1,2,3,4。临床数据显示，在肺动脉高压（PAH）患者中，RHF是导致住院的主要原因（占56%）2。临床研究还表明，无论PAH的病因如何（包括血栓栓塞性肺动脉高压（PH）和特发性PAH），患者常伴有RHF，并且发生心律失常的风险增加20%，包括室上性心动过速和心房颤动（AF）2,5,6。
为了更好地理解肺动脉高压（PAH）与右心衰竭（RHF）之间的关联，研究人员已采用包括单次注射野百合碱（monocrotaline, MCT）在内的动物模型，以诱发严重的肺部炎症和右心衰竭7,....
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方案
以下所述所有实验程序均经蒙特利尔心脏研究所伦理委员会批准（方案编号：2021-2938-2021-47-01 和 2024-3412-2024-48-01），并严格遵循加拿大动物护理委员会（CCAC）的指导原则。实验使用6至8周龄、体重225–275 g的雄性Wistar大鼠。所有动物均饲养于蒙特利尔心脏研究所的动物饲养设施中，可自由获取饮水和食物。
1. 术前准备
- 使用高压饱和蒸汽灭菌器，在 121 °C 至 134 °C 温度下、15–30 psi 压力中对所有外科手术器械和材料进行 30–40 分钟的灭菌处理，随后进行 25 分钟的干燥程序。
- 准备手术所需的所有药物剂量。采用多模式镇痛方案，在手术前 30 分钟皮下注射布托啡诺（0.05 mg/kg）和酮洛芬（5 mg/kg），并在术后 6 小时（布托啡诺）以及术后 24 小时（布托啡诺和酮洛芬）重复给药。此外，在切口部位实施局部镇痛（利多卡因 5 mg/mL）。
- 术前进行基线经胸超声心动图检查（详见步骤 6.1–6.13 中经胸超声心动图的详细操作流程），以确定肺动脉（PA）直径，并选择合适的针头规格作为引导，用于在肺动脉缩窄术（PAB）期间实现预期的肺动脉直径缩小 60%。
注：本研究中使用体重为 225–275 g 的雄性 Wistar 大鼠，采用 19 G 针头可实现上述肺动脉直径缩小 60% 的效果。
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结果
手术过程中对肺动脉干适当结扎的视觉确认
在肺动脉束窄（PAB）操作过程中，缝线位置良好的一个指标是血压立即升高，以及右心室（RV）与肺动脉干在与右心室连接处的迅速扩张。为确保持续且恒定的压力超负荷持续3周，缝线必须保持固定不动。本研究中验证了使用5-0丝线比金属夹更稳定（图2E、F）。此外，5-0丝线还允许根据特定实验设计的需要拆除缝线。
本研究中的一个重要观察发现，使用金属夹会导致19 G导联周围自由直径呈现随机形状，这是变异的一个重要来源。本研究要求保持稳定的1 mm直径。此外，移除金属夹时常导致肺动脉干撕裂，而在需要拆除缝线以评估正常压力恢复情况的研究设计中，这是不可接受的（图2E、F）。
确认和测量 PAB 诱导的右心室压力超负荷（
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讨论
成功实施肺动脉束带术（PAB）是本方案中最关键的部分。必须准确区分主动脉和肺动脉干。分离肺动脉时必须细致操作，以避免术中发生撕裂、出血和动物死亡。围绕19G导丝缝合时应迅速操作，并立即撤出导丝，以避免因导丝存在导致肺动脉长时间“完全阻塞”。
根据实验要求，我们确定使用5-0丝线比金属夹更稳定，更适合进行肺动脉缩窄术（PAB）10,13。此外，5-0丝线可被拆除，而金属夹则可能增加肺动脉撕裂的风险。研究人员在进行PAB时，应根据自身研究目的选择合适的缝合材料（丝线、金属夹或塑料夹）10。
在本研究中，肺动脉缩窄术（PAB）保留1 mm的自由直径，术后3周进行in vivo分析。术后21天，由于右侧心脏重构严重，实验动物的死亡率上升10,13
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
作者感谢Colombe Roy、YanFen Shi、Sandra Querry和Josiane Deslandes在经胸超声心动图技术操作方面的协助，感谢Nathalie L'Heureux在PAB方法标准化初期提供的技术帮助。我们感谢蒙特利尔心脏研究所动物饲养设施的工作人员。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 0.9% 氯化钠注射液 USB（100 ml） | Baxter | JB1302P | 用于稀释药物（镇痛药和抗炎药）以及配制生理盐水注射器，以在手术后对动物进行补液 |
| 19 G × 1 1/2 PrecisionGlide 针头 | BD | 305187 | 经改造（弯曲并钝化）的针头，用作肺动脉干部分缩窄术中的间隔物 |
| 2" × 2" 非织造非无菌 Ritmed 纱布块，4层 | AMD-Ritmed | A2101-CH | 用于吸收伤口血液或轻柔地推开器官（例如：胸腺） |
| 4" × 4" 非织造非无菌 Ritmed 纱布块，4层（×200） | AMD-Ritmed | A2100-CH | 用于吸收伤口血液或轻柔地推开器官（例如：胸腺） |
| 5-0 紫色 Vicryl 缝线 RB-1 1/2 圆形针 17 mm 27" | Ethicon | J303H | 带圆锥形针头的无菌可吸收合成外科缝线，用于肌肉和皮肤伤口的闭合 |
| Anafen（100 mg/mL） | Merial Canada, Inc. | 1938126 | 稀释后的注射用酮洛芬溶液，作为非甾体抗炎药、镇痛药和解热药使用 |
| AutoClip 系统 | FST | 12020-00 | 可用于闭合皮肤伤口，包括夹子施加器、伤口夹（9 mm）和夹子移除器 |
| Dumont #5/45 镊子 | FST | 11251-35 | Dumoxel 镊子，尖端呈45°角，用于收紧围绕置于肺动脉干上的间隔物的结扎线 |
| 精细剪刀 - 锐利型 | FST | 14060-10 | 不锈钢虹膜剪刀，专用于肋间肌切开和缝线剪断 |
| Forane（异氟烷）100 mL | Baxter Canada | BAXCA2L9100 | 用于啮齿类动物PAB手术期间的吸入麻醉剂 |
| 静脉导管 16 G × 1.77 "（直型） | BD Insyte | 381257 | 用作气管内插管，其金属导丝已钝化处理 |
| Light LED 130 F - DrMach | Eickemeyer | M130300 | 壁挂式LED照明灯 |
| 磁性固定牵开系统：底板 | FST | 18200-50 | 用于安装相关配件的金属板，放置于加热板周围 |
| 磁性固定牵开系统：弹性体（2 m 卷） | FST | 18200-07 | 用于将牵开器连接至固定器 |
| 磁性固定牵开系统：固定器 | FST | 18200-02 | 可移动锚点，可安装在底板上 |
| 磁性固定牵开系统：牵开器 | FST | 18200-11 | 牵开器，用于维持手术切口的期望张开状态 |
| Metzenbaum 剪刀（弯型） | FST | 14017-14 | 不锈钢钝头剪刀，用于皮肤和肌肉的钝性分离 |
| Micro-Adson 镊子 | FST | 11018-12 | 不锈钢带齿镊子，用于夹持皮肤和其他组织 |
| Oster Golden A5 2速剃毛器 | Oster Professional | 34264416949 | 宠物美容剃毛器，用于准备手术区域。由于该设备主要用于大型动物，操作者在用于大鼠时需格外小心 |
| 啮齿类动物加热板或温控系统 | 定制 | N/A | 连接至一个配备LED显示屏的装置，显示直肠探头检测到的温度及目标温度 |
| 啮齿类动物呼吸机 Model 683 | Harvard Apparatus | 74240-2 | 用于小型实验动物（最大5 kg）的机械通气设备 |
| Semken 带齿镊子（弯型） | FST | 11009-13 | 不锈钢镊子，用于组织解剖 |
| Semken 带齿镊子（直型） | FST | 11008-13 | 不锈钢镊子，用于组织解剖 |
| Silky Fresh 脱毛膏 | Veet | 62200825036 | 剃毛后用于准备手术部位的脱毛产品 |
| Soluprep | 3M | 103.26 | 含2%氯己定和70%酒精的瓶装消毒液，225 mL |
| 不锈钢刮勺 195 mm | Heathrow Scientific | HS15907 | 用作大鼠插管时的压舌板 |
| 体视显微镜系统 SZ61TR | Olympus | 88-126 | 配备双目镜和内置摄像头的显微镜，可用于视频拍摄 |
| 无菌氯化钠0.9%冲洗瓶（60 mL） | Saline H2O | 25-6048SA-L | 用于在整个手术过程中保持伤口湿润的溶液 |
| 手术剪刀 - 锐-钝型（直型） | FST | 14001-12 | 不锈钢剪刀，用于进行初始皮肤切口 |
| 5-0 丝线缝线（无针） | Henry Schein | 102-6344 | 用于肺动脉干缩窄的丝线 |
| Systane 眼膏 | Alcon | 2444062 | 眼部润滑剂，可暂时缓解因手术期间眼睛干燥引起的灼烧感和刺激 |
| SZ2-STU2 体视显微镜支架 | Olympus | N1198900 | 连接至底座的臂可为显微镜头部提供极大的活动自由度 |
| 组织镊子 - 1×2 齿 | FST | 11021-15 | 不锈钢镊子，用于夹持、固定和操作组织（皮肤和肌肉） |
| Transpore 外科胶带 | 3M | 1527-1 | 医用胶带，用于固定大鼠的前肢和后肢 |
| Vetbond 组织粘合剂（3 mL） | 3M | 1469SB | 可少量涂抹于皮肤的外科胶水，可作为皮下缝合的补充 |
| Vetergesic 多剂量（0.3 mg/mL）10 mL | Ceva Canada | 2342510 | 稀释后的注射用布托啡诺溶液，作为镇痛药使用 |
| 兽用麻醉蒸发器 Tec 4 | Dispomed | 34001 Iso | 可实现异氟烷的汽化，并调节浓度至0–5% |
参考文献
- Cassady, S. J., Ramani, G. V. Right heart failure in pulmonary hypertension. Cardiol Clin. 38 (2), 243-255 (2020).
- Campo, A., et al. Outcomes of hospitalization for right heart failure in pulmonary arterial hypertension. Eur Respir J. 38 (2), 359-....
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