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方法文章

直视下经尾动脉肝动脉插管建立大鼠动物模型：一种无辐射方法

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DOI：

10.3791/70629

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2026年5月29日

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1Division of Hepatobiliary Surgery, Department of General Surgery, Beijing Organ Transplant Center, Beijing Chao-Yang Hospital, Capital Medical University, 2Cardiolink Science (Shenzhen) Medical Technology Development Co., Ltd, 3Department of Radiation Oncology, Clinical Oncology School of Fujian Medical University, Fujian Cancer Hospital, 4Medical Research Center, Beijing Institute of Respiratory Medicine and Beijing Chao-Yang Hospital, Capital Medical University

本文内容

摘要

本方案描述了一种可重复的大鼠开腹经尾动脉化疗栓塞技术，可实现精确的动脉内药物递送、可控的肝脏栓塞，以及对肝癌模型中治疗和生物学反应的标准化评估。

摘要

大鼠肝肿瘤模型对于研究经动脉化疗栓塞术（TACE）、药物递送及肿瘤生物学具有不可替代的作用。然而，传统技术依赖透视引导下的颈动脉或股动脉入路，常受限于高昂的设备成本、技术复杂性以及操作者累积的辐射暴露风险。本方案提出一种无需辐射的替代方法——开腹手术引导下的尾动脉插管技术。我们提供了该操作的全面、分步说明，从标准化麻醉开始，暴露腹侧尾动脉（VCA）。该技术的核心是实施正中开腹术，以直接观察肝十二指肠解剖结构，并借助0.014英寸微导丝，将1.6 Fr微导管精确推进至肝总动脉（CHA）或肝固有动脉（PHA）。我们在32只大鼠中开展的验证研究表明，该方法的技术成功率达96.9%（31/32），平均操作时间为22.5 ± 2.3 min。该技术为专注于局部治疗评估和栓塞生物学研究的实验室提供了一个易于实施、可重复且透明的操作平台。在缺乏先进影像设备的临床前研究环境中，该方法显著降低了建立高质量介入模型的技术门槛。

引言

经动脉递送技术广泛应用于肝癌的临床前研究，特别是用于建立经动脉化疗栓塞（TACE）、局部药物递送和动脉内免疫治疗的模型。然而，大鼠传统的血管通路（包括股动脉或颈动脉插管）受限于解剖结构、血管脆弱性以及较高的技术难度，导致手术成功率和实验可重复性存在较大变异1,2,3,4。

经尾动脉入路因其微创性和高可重复性，已成为建立TACE模型的更优方法。Kumagai等人的研究表明，经尾动脉入路可实现选择性插管，平均操作时间约为9.5分钟，凸显了该方法的可行性以及较短的学习曲线，即使对于显微外科经验有限的操作者亦如此5。类似地，Hong等人报道了更短的插管时间，为6.9 ± 1.4分钟，进一步强调了该技术的高效性。其优势还包括减少了与颈动脉或股动脉入路相关的脑缺血或肢体缺血等并发症，这得益于尾部通过侧支血管提供的双重血液供应6。

然而，使用数字减影血管造影（DSA）引导进行导管插入会带来明显的不便。首先，在透视操作过程中，辐射暴露对操作者和实验动物均构成风险，这在长期实验中尤为值得关注7。其次，DSA引导下导管插入的技术复杂性较高，需要专门的设备和技术 expertise，从而增加了操作难度和耗时。

相比之下，开腹手术进行插管具有明显优势，主要体现在无需使用专用的数字减影血管造影（DSA）设备。此外，该方法可确保操作过程无辐射，有效保护操作者和实验动物在插管过程中免受电离辐射暴露。该方法为优先考虑快速实施和安全性的研究提供了切实可行的解决方案，尤其适用于缺乏先进影像设备的实验环境。因此，探索基于开腹手术的经动脉化疗栓塞（TACE）模型可作为现有技术的补充，促进肝癌研究中更广泛的应用。

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方案

所有动物实验操作均应遵循实验室动物护理与使用的机构指南。确保所有外科手术和干预性步骤符合已批准的动物实验方案。

1. 麻醉与术前准备

  1. 诱导并维持麻醉。
    1. 在诱导室中使用 3–5% 吸入式异氟烷进行麻醉诱导。
    2. 以 40 mg/kg 剂量腹腔注射 1% 戊巴比妥钠作为维持麻醉剂量。
    3. 在双眼涂抹一层薄薄的眼科软膏，以防止手术过程中角膜干燥。
  2. 安置动物体位。
    1. 将大鼠仰卧位放置于手术平台上。
    2. 使用加热垫维持体温在 37 °C。

2. 暴露尾腹侧动脉（VCA）

  1. 制作尾部切口。
    1. 确定距离尾部基底约 5 cm 的位置。
    2. 使用手术刀在尾腹侧表面做一条 1.5 cm 的纵向正中切口。
  2. 暴露动脉。
    1. 锐性分离浅筋膜，暴露位于皮肤下方约 1 mm 处的 VCA。
    2. 解剖并分离伴随的小静脉，以充分暴露动脉。
      注意：避免损伤从 VCA 发出的横行分支。

3. 血管预处理

  1. 减轻动脉痉挛。
    1. 将利多卡因凝胶涂抹于暴露的VCA上。
  2. 放置远端结扎线。
    1. 用4-0缝线在VCA远端段绕一圈但暂不打结，以便在后续步骤中抬高血管。在近端VCA上应用血管夹以防止切开血管时出血（图1）。

4. 剖腹手术与肝动脉暴露（图2 和 图3）

  1. 行正中剖腹术。
    1. 使用直剪刀在剑突下方做一条5 cm长的正中切口。
    2. 打开腹腔，并用湿润的棉签轻轻将肝脏向头侧抬起。
  2. 暴露肝十二指肠区域。
    1. 将肠管向左腹腔方向牵拉。
    2. 暴露肝门区并辨认主要血管结构（图2A）。
  3. 解剖动脉结构。
    1. 解剖腹主动脉与腹腔干动脉（CHA）的分叉处（图3）。
    2. 使用显微镊子轻轻剥离血管周围鞘膜，避免对血管施加直接牵拉。充分暴露腹主动脉与CHA之间的连接处，有助于后续步骤中快速置入导管（图2B）。
      注意：彻底松解CHA表面的血管周围结缔组织，可增大其向上的角度，从而有利于后续导丝和导管顺利进入血管。

5. 动脉切开与导管插入

  1. 控制近端血流。
    1. 在VCA近端应用血管夹以防止出血。
  2. 行血管切开术。
    1. 使用显微剪刀在VCA上做一小的横向切口。
  3. 插入导丝和微导管。
    1. 利用预先放置的4-0丝线缝线提起VCA远端（图1A）。
    2. 将0.014英寸的微导丝插入VCA，沿导丝轻柔推进1.6 Fr微导管。通过轻柔牵拉远端VCA的缝线以拉直血管，有助于导管前进。将导管前送约15 cm，以到达腹腔动脉（图1B）。

6. 选择性插管及药物/栓塞剂输送

  1. 将导管推进至肝动脉。
    1. 在直视下将导丝-导管组件向前推进，直至腹主动脉与肝总动脉（CHA）的分叉处。
    2. 将弯钳置于腹主动脉下方，轻柔抬起。调整导丝-导管组件的尖端对准腹主动脉与肝总动脉（CHA）的分叉处。在推进和回撤组件的同时，配合弯钳操作，以促进导丝快速进入肝总动脉（CHA）（图3A，B）。
  2. 确认位置并准备输注。
    1. 继续推进导丝-导管组件，直至在肝门处的肝固有动脉（PHA）内观察到导管尖端（图4）。
    2. 撤出导丝，并确认有自由回血通过导管，以确保导管位于管腔内。
  3. 输送试剂。
    1. 将三通旋塞阀和注射器连接至导管接头。
    2. 注入预定的试剂、造影剂或栓塞悬液。
      注意：操作化疗药物或栓塞剂时，应使用适当的屏蔽防护和个体防护装备（PPE）。

7. 导管移除与伤口闭合

  1. 移除导管。
    1. 输注完成后小心移除导管。
  2. 结扎血管。
    1. 使用4-0丝线结扎近端VCA，以防止出血。
  3. 关闭手术切口。
    1. 使用间断的4-0丝线分两层（肌肉层和皮肤层）缝合腹部切口。
    2. 使用间断的4-0缝线缝合尾部切口。

8. 再次干预（可选）

  1. 进行重复操作。
    1. 若需重复进行TACE，应在靠近尾基部约3 cm处创建新的切口。
    2. 重复步骤2至7。
      注意：额外干预应根据研究设计和动物福利指南规定的时间间隔进行。

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结果

在32只大鼠的验证队列中评估了无辐射经尾动脉导管插入术方案的技术有效性和安全性，关键性能指标总结于表1。技术成功定义为微导管稳定置入肝总动脉（CHA）并顺利输送栓塞材料，32只动物中有31只达到技术成功（96.9%）。手术时间从首次暴露腹侧尾动脉（VCA）开始计算，至导管最终定位至肝固有动脉（PHA）结束，平均为22.5 ± 2.3 min。

1 例（3.1%）程序性失败是由于在精细游离腹腔干分叉处时发生致死性出血所致。其他轻微并发症包括2例（6.3%）短暂性血管痉挛，通过局部应用利多卡因成功处理。总体24小时存活率为96.9%（31/32）；值得注意的是，成功建模组的7天存活率达到100%（31/31），表明该方法具有较高的生物学稳定性和可重复性。

通过动脉内注射载有造影剂的微球和造影剂后，肝动脉树立即显影，可直观确认导管插入成功。如图5A、B所示，术后采用最大密度投影（MIP）重建的计算机断层扫描...

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讨论

本文介绍的大鼠开腹经尾动脉插管方法为传统的经导管肝动脉化疗栓塞（TACE）模型提供了一种实用且可重复的替代方案，无需使用透视引导。已有若干研究通过尾动脉途径建立了小型动物TACE模型，通常采用数字减影血管造影（DSA）引导插管并确认血管通路1,2,3,4,5。尽管既往采用DSA引导经尾动脉入路的研究报告的操作时间在6.9至9.5分钟之间，但这些数据通常仅反映初次尾动脉插管所需时间，而非最终肝动脉置管的时间。在透视下将导丝导航至腹腔动脉干仍是一个显著的技术瓶颈，且高度依赖操作者经验。相比之下，本研究采用的开腹剖腹手术方法，在成功组中实现明确肝动脉插管的平均时间为22.5 ± 2.3分钟。

尽管总体外科手术流程——包括剖腹手术和多层伤口缝合——与微创DSA方法相比...

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披露

所有作者均无任何利益冲突需要披露。

致谢

本研究得到了动物实验中心的机构资金支持和技术协助。Cardiolink Science（https://www.cardiolink.com.cn/）为本研究提供了经费和物资支持，包括介入导丝、微导管以及载药微球。我们还感谢Cardiolink Science技术团队在介入操作流程方面提供的宝贵建议。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
钝头显微镊（0.4 mm）Suzhou Shiqiang11001-12
弯头镊子上海医疗器械（金钟）S110-3
肝素化生理盐水注射液江苏万邦生化医药集团有限责任公司H32020612
碘克沙醇注射液江苏恒瑞医药股份有限公司H20103675
异氟烷RWD生命科学R510-22
利多卡因凝胶山东方明药业集团股份有限公司20180322
显微剪刀上海医疗器械（金钟）S320-1
微导管（1.6 Fr）Cardiolink科学SS-40-1.6F
微导丝（0.014 英寸）Cardiolink科学PGW14-150A
持针器上海医疗器械（金钟）S201-1
聚乙烯醇微球Cardiolink科学VM-20110
手术刀片上海医疗器械（金钟）B102-11
戊巴比妥钠溶液（1%）上海医药集团股份有限公司https://www.sphchina.com/
直头镊子上海医疗器械（金钟）S110-1
直剪刀上海医疗器械（金钟）S310-1
缝合线（4-0）带3/8圆弧针上海金环医疗用品有限公司J-40-45
一次性无菌注射器（1 mL、2 mL、5 mL）江苏知育医疗器械有限公司Z-1022
有齿镊子Roboz外科器械公司RS-5420
血管夹Roboz外科器械公司RS-5420

参考文献

  1. Kiefer, R. M., et al. Relative initial weight is associated with improved survival without altering tumor latency in a translational rat model of diethylnitrosamine-induced hepatocellular carcinoma and transarterial embolization. J Vasc Interv Radiol. 28, 1043-1050 (2017).
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