成年猪模型中建立体外循环的腹股沟插管术

摘要

本文介绍了通过腹股沟插管建立体外循环的方法，并阐述了该技术相关的优缺点。

摘要

由于体型比例相似，成年猪模型适用于体外循环相关的心血管和循环生理学研究。常规方法是通过胸骨切开术和大血管插管建立体外循环（CBP）连接。然而，在方法实施过程中可能出现问题，例如解剖空间狭小、血管难以辨认，或主动脉较细等血管异常情况。医源性主动脉破裂可能导致实验终止。因此，有必要采用其他安全的通路，例如经腹股沟血管入路。在体内实验中，使用配备一次性管路套件（中空纤维氧合器，灌注能力最高达3,5 L/min）的心肺机。进行腹股沟插管时，需在右侧腹股沟区游离股动脉和股静脉。插管采用14-16 French（Fr.）Edwards Heartport 导管和22-Fr. SAP 股动脉导管。插管操作使用塞丁格技术（Seldinger technique）。在大动物实验中，腹股沟插管显著减少了实验中止的情况，并在手术分离过程中实现了心脏更充分的减负荷。在大动物模型实验中，通过腹股沟入路建立体外循环是一种安全的方法，可显著减少主动脉创伤，并改善胸腔内的视野。此外，该入路为开展微创心脏手术提供了可能。本文也强调了动物实验相关的伦理学考量及其对实验成功率的影响。

引言

体内猪模型由于具有与人类相似的解剖和生理特性，适用于心血管和循环生理学研究。由于其体型和体重比例合适，建立体外循环也不存在困难。这意味着可以在体内开展广泛的各类问题研究，尤其适用于心肺机使用及相关体外循环回路建立的研究^1,2。本文所介绍方法的目标是提供一种利用腹股沟血管在猪体内建立体外循环的实验平台。与经胸骨正中切口进行中心插管相比，该方法具有更小的侵入性。此外，腹股沟血管插管 increasingly 用于微创心脏手术和临时机械循环支持^3,4。因此，该方法对于专注于这些领域的研究具有重要应用价值。

建立体外循环时，通常以主动脉和心房作为插管的标准部位。尤其是经主动脉入路可能因主动脉组织的形态学改变、升主动脉过短或在狭小的胸腔内心脏扩大而受阻，这些情况会遮挡主动脉视野(图1A-B)。在猪体内，主动脉通常特别细小、短促，并位于肺动脉主干背侧。插管操作过程中可能因医源性损伤导致主动脉破裂。因此，需要另一种安全的动脉和静脉通路，可通过股血管插管实现。在大型动物（家猪属）中，腹股沟处血管直径....

方案

所有关于猪（年龄3-4个月；性别：雄性和雌性；体重40-60 kg；家猪）的大动物实验在经过充分审查后，已于2022年10月10日获得卡尔斯鲁厄地区委员会批准，批准文件编号为35.-9185.81/G-96/22。本实验为终末性操作；所有动物在实验结束时均被实施安乐死。

1. 麻醉与动物准备

1. 在本学院的跨学科生物医学研究设施中，始终进行术前给药。在将实验动物送入手术室之前，按 0.075 mL/kg 剂量给予盐酸咪达唑仑（5 mg/mL），并按 0.225 mL/kg 剂量给予氯胺酮（100 mg/mL）。
2. 在耳缘静脉放置留置静脉导管，用于输注镇痛药匹替啶（0.56 mg/kg 体重/0.5 h）以及等量的斯泰若芬（Sterofundin）1/1 溶液。
3. 使用纱布绷带将所有四肢固定于手术台上。
4. 将五导联心电图电极连接至胸腹部以进行心律分析，将体温探头插入直肠监测体温，并将脉搏血氧仪探头置于鼻黏膜以进行监测^6,7,8,9。

2.....

结果

在动物实验中，建立体外循环的插管方式从胸腔中心插管改为腹股沟插管后，未再发生医源性主动脉破裂(表 1)。该结论基于一项动物研究，每组有18头猪接受手术。在前15例手术中，有6头猪在中心插管后发生医源性主动脉破裂，因此实验被迫中止，死亡率为40%。在后续进行的21例手术中，通过腹股沟途径连接心肺机，未再因破裂而中止实验。

此外，主动脉与肺静脉分离后，心脏的游离更为充分(图10A-C)。这为主动脉阻断区域及心肌保护液插管的放置提供了充足的空间。由于采用腹股沟插管，主动脉阻断不充分的问题已不复存在。腹股沟插管组的出血量较低，平均动脉压（MAD）约为48-54 mmHg。

讨论

实验性心脏外科手术在当今不可或缺。可能的研究目标包括评估在给予各种药物及其药代动力学特性条件下左心室的泵功能、优化外科手术流程，以及优化体外循环中的灌注。由于成年猪模型具有与人类相似的心血管和生理特征，因此非常适用于此类研究目的。

在使用人工心肺机进行体外循环时，优化方法学实施与研究目标同样重要。另一个方面是尽量减少因试验中止而导致的实验动物安乐死数量。

该操作主要关注用于体外循环的插管类型。插管是体外循环中的关键步骤，因其可维持机体的血液循环¹²。插管方式基本分为中心插管和外周插管（腹股沟插管）。两种方法各有特定的优缺点，具体选择取决于临床情况。

成年猪的插管通常.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
5% 泛醇	拜耳	PZN AT-2424276	麻醉
HLM Set Trilly AF Kinder	Eurosets	AG71155	心脏肺脏机一次性套件
氯胺酮 5mg/ml	辉瑞	PZN 01395650	麻醉
Mersilene 0	Ethicon	R844	心包固定缝线
咪达唑仑 5mg/5ml	哈梅林	PZN 05918501	麻醉
经皮置入ührkit 100 cm	Maquet	PIK 100	动脉穿刺包
匹替啶 15mg/ml	Piramal	PZN 01312724	麻醉
聚丙烯 4-0 RB-1（Prolene）	ETHICON	8710H	容器上的烟草袋接缝
PotiSite 动脉灌注导管 16 Fr.	爱德华兹	FLK0012	腹股沟动脉插管
丙泊酚 1% 200 mg/20 ml	Fresenius KABI	PZN 18116200	麻醉
RAP 股静脉插管 22 Fr.	LivaNova	200-100	腹股沟静脉插管
Revas 双腔通路套件 180 cm	自由生活	FLK0012	静脉穿刺套装
75 厘米长的缝合线	Resorba	G850N	固定导管于血管周围
七氟烷 100% (V/V) 250 ml	SEVOrane	PZN 03796821	麻醉
Silikon-Loops 2.5 mm 蓝色	SERAG Wiessner	SL27	用于静脉准备
Silikon-Loops 2.5 mm 红色	SERAG Wiessner	SL26	用于动脉的制备
Sterofundin ISO 1/1 E ISO	B/BRAUN	PZN 01078955	体积
7 Fr. 止血带套装	美敦力	79005	用于将套管连接至血管