用于心肌功能与氧耗研究的啮齿类动物工作心脏模型

本实验的总体目标是建立一种可精确控制啮齿类动物左心室负荷条件的离体左心工作模型。该方法有助于回答心血管生理学中的关键问题，包括药物对心肌收缩力、心肌做功及耗氧量的影响。该技术的主要优势在于能够对心脏的负荷条件进行精确控制。

该方法的可视化演示至关重要，因为主动脉的解剖与分离、左心耳的去颗粒化以及肺静脉的分离均需经过训练和实践才能掌握。在对供体大鼠实施适当的镇静、镇痛以及肝素抗凝后，开始手术。首先，用镊子将腹部皮肤拉开，然后使用剪刀切开腹膜腔。

沿膈肌曲线向后至肋骨后角。一旦可见膈肌，使用剪刀沿膈肌前表面与先前切口对齐剪开，以进入胸腔。将切口沿双侧腋前线延伸至腋窝。

然后用镊子从剑突处向前方牵拉肋骨。接着切开心包膜和胸膜。由于膈肌被切开后通气功能会受到影响，因此后续操作应迅速进行。

在膈肌上方识别下腔静脉和主动脉，并使用钝头镊子将它们向前方牵开固定。接着，使用大型弯剪迅速横断下腔静脉和主动脉。在不切断升主动脉的前提下，切断食管、气管、头臂动脉及头臂静脉。

然后将这些胸腺组织连同心肺整体切除。立即将心肺组织浸入冰冻的KHB溶液中，并转移至兰格多夫装置。将心肺复合体置于平底皿中，调整心脏方向，使胸腺和大血管面向实验操作者。

以及肺部朝向台面的后部。接下来，分开胸腺的两个叶，辨认主动脉发出的头臂动脉。现在将主动脉搭在培养皿的边缘。

然后使用小剪刀，在主动脉瓣上方约五毫米处、右锁骨下动脉起始部近端横断主动脉。需要获得一个圆形的横截面。持续重复切割，直至形成理想的横截面。

以下视频显微技术清晰展示了该操作中的关键步骤——为插管做准备而进行的主动脉分离与横断。如图所示，应从中间切开胸腺，其组织可轻松分离。使用弯头镊子轻轻操作，以分离心包膜并梳理主动脉周围组织。

避免使用过度力量。应辨认并夹住无名动脉残端，作为主动脉的牵引点。随后，使用小型锐利剪刀在主动脉瓣与锁骨下动脉起始处之间的中点位置横向切开主动脉。

如果切口过高，主动脉会变得冗余，可能导致心脏围绕插管发生扭转。或者，缓冲液可能从无名动脉残端漏出。如果切口过短，插管尖端可能会穿过主动脉瓣。

接下来，使用两把弯头镊子将主动脉引导至主动脉插管上方，插管内应缓慢滴加KHB溶液。主动脉瓣应位于插管尖端下方1至2毫米处。随后，将镊子重新垂直放置于主动脉两侧，以固定主动脉位置。

也可以使用夹子。然后让助手使用4-0丝线在心脏两侧对插管进行多重打结固定。现在，完全打开插管，开始完全的逆行主动脉灌注。

心脏应有力地搏动。其中一个潜在的问题是主动脉插管尖端穿过主动脉瓣进入左心室。如图所示，若发生这种情况，心脏将呈现苍白，且左心房会扩张。

必须立即纠正此问题，方法是短暂停止冠状动脉血流，并将心脏重新向下放置到主动脉套管上。需要注意的是，啮齿类动物的主动脉组织较为脆弱，容易撕裂。另一个潜在问题是主动脉根部出现泄漏，可能是由于组织撕裂，或主动脉切口过高，导致无名动脉或颈总动脉泄漏Krebs-Henseleit缓冲液（KHB）。

可通过停止冠状动脉血流，将心脏从主动脉插管上取下并重新定位来解决这一问题。此步骤的目的是建立一个封闭系统，使前负荷阻断产生的所有压力均传递至左心结构。若未能完全阻断肺静脉，可能导致前负荷丢失，造成心脏制备不稳定，或导致结果失真。

手动旋转主动脉插管，使心脏的后侧面向操作者。现在解剖通向左肺的血管。为便于暴露血管，可用镊子提起左肺组织。

然后使用一个中号外科夹夹闭左肺动脉、静脉及支气管。接着，在夹子远端切除左肺。现在对右肺重复此操作过程。

当两条肺动脉完全阻断后，右心房将扩张，心脏可能出现心动过缓。必要时，可增加夹子或缝线以封堵漏口，并高效操作。现在进行肺动脉切口。

旋转主动脉插管以暴露心脏的前表面，并识别肺动脉。使用小剪刀，在肺动脉瓣上方约三毫米处做一横向切口。肺动脉可在后续步骤中进行插管。

接下来，插管左心房。观察左心房时，使用小型剪刀在左心房上部距房室沟约3毫米处做一个2至3毫米的切口。然后将左心房插管垂直于二尖瓣平面放置，方向指向房间隔。

打开左侧前部套管，直到可见温热的KHB溶液开始流动。确保KHB溶液触感温暖，以免发生低体温。在插管过程中，将KHB溶液的流速调整为滴注速度。

现在，用镊子夹住以提供反向牵引力，将心房插管插入左心房主体内。切勿使用过大力量，因为心房组织较为脆弱。调整插管位置，使其位于心房中央，且不对手心房壁产生任何张力。

现在用4-0丝线在左心房主体周围（包括左心房后部）缝合一针，将套管固定于心房。根据需要可添加额外缝线。密封后，将套管向后回撤1至2毫米，使其位于心房中部，而非紧贴房间隔。

可通过观察左心房波形来确认这一点。现在完全打开套管阀，以向左心房施加全部的前负荷。监测心脏滴速至关重要。

当套管打开时，压力应保持稳定。若不稳定，需重新结扎套管周围的左心房以封堵可能引起问题的漏液处。如需测定冠状窦流出液中的物质（如气体、药物或细胞因子），可将柔性导管插入肺动脉切口处。

为了实现对压力和容积的连续测量，应将校准后的压力-容积导纳导管插入左心室。最佳方法是经主动脉瓣逆行插入。尽管在技术上存在困难时，也可通过心尖部心室穿刺进行。

DPDT 最大值应至少达到 3500 至 4000，以确保充分的制备。使用量筒收集来自肺动脉和心脏的冠状窦流出液，以定时定量测定冠状血流。现在计算心肌耗氧量。

最后，关闭逆向主动脉泵，以转换为工作心脏模式。逆向灌注的准备如前所述。在初始设置阶段，灌注流方向为逆向。

当逆向泵关闭时，血流转为顺向，从而形成一个工作中的心脏。在此模型中，典型的舒张末期压力约为3至5毫米汞柱，而收缩压峰值约为100毫米汞柱。

当左心房插管移离房间隔时，可观察到左心房压力描记图发生改变。在这些实验中，主动脉压力设定为90毫米汞柱，左心房压力设定为10毫米汞柱。在一项实验中，多巴胺以每分钟每毫克15微克的剂量注入左心房阻断区。

尽管舒张末期压力未改变，多巴胺使左心室舒张末期容积减少了2.5%，左心室收缩末期容积减少了4.9%，从而导致每搏输出量增加。与安慰剂输注相比，使用多巴胺治疗期间，以压力-容积曲线内面积表示的左心室每搏功增加了32%。这也伴随着心肌氧耗量的更大程度增加。

一旦掌握，该技术若操作得当，可在15分钟内完成。