Name: 非体外循环冠状动脉旁路移植术治疗慢性心肌缺血的外科猪模型 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: 学习非体外循环冠状动脉旁路移植术治疗慢性心肌缺血的外科猪模型。该方案使用约克夏雌性猪建立冬眠心肌模型，通过左胸廓切开术放置血管缩窄器，八周后行LIMA-LAD搭桥手术实现血运重建，为心胸外科研究提供临床相关疾病模型。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本研究工作由美国退伍军人事务部生物医学实验室研究与开发局（BLR&amp;D）的VA Merit Review项目#I01 BX000760（RFK）资助。本研究内容不代表美国退伍军人事务部或美国政府的观点。

所有动物实验均经明尼阿波利斯退伍军人事务医疗中心和明尼苏达大学的机构动物护理与使用委员会批准。遵循美国国立卫生研究院关于实验动物使用与护理的现行指南。
1. 冬眠手术
<ol>
	<li>动物准备
	<ol>
		<li>使用5周龄、雌性约克夏猪建立冬眠心肌模型，猪的体重范围为8–10 kg，平均体重为9.2 kg。</li>
		<li>术前健康监测时，应在手术前3天内称量动物体重。</li>
		<li>在开始麻醉前使动物禁食12小时。确保禁食期间动物可随时获得饮水。</li>
		<li>术前24小时，按0.18 mg/kg剂量肌肉注射SR丁丙诺啡。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>诱导
	<ol>
		<li>以6.6 mg/kg剂量经肌内注射给予替来他明-唑拉西泮与赛拉嗪混合药物以麻醉动物。给药后等待5–15分钟，待药物起效。</li>
		<li>用70%异丙醇无菌擦拭耳缘静脉三次，以备静脉导管置入。 
		注意：如果耳缘静脉不适用，可使用其他外周静脉（即 头侧</li>
		<li>双眼涂抹眼膏以防止角膜干燥。</li>
		<li>必要时，可通过静脉注射1-2 mg/kg丙泊酚，或使用3 L/min氧气和3%异氟烷进行吸入麻醉，以诱导麻醉，便于气管插管。 
		&#8203;注意：当动物的眨眼反射或下颌张力消失时，即视为已达到适当的麻醉状态。</li>
		<li>使用合适尺寸的气管插管对动物进行插管。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>外科手术
	<ol>
		<li>动物麻醉后，剃除左侧胸部区域的毛发以进行手术。</li>
		<li>以每分钟10-15次的频率启动机械通气。将氧气流速设定为1-4 L/min，并根据需要将异氟烷浓度维持在1.0%至3.0%，以保持手术麻醉深度。</li>
		<li>将监测设备放置于动物身上。监测设备应包括心电图仪、血压计、体温计和脉搏血氧仪。</li>
		<li>将静脉导管连接至静脉输液装置，以每小时每公斤体重5-10 mL的速度输注0.9%生理盐水。</li>
		<li>无菌条件下使用经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的外科消毒剂清洁左侧胸部。</li>
		<li>每5-15分钟评估一次麻醉深度。记录基础生命体征（心率、心电图、SpO₂）。2，无创血压，呼气末二氧化碳2 每15分钟记录一次各项参数（包括温度）。 
		注意：当动物的眨眼反射或下颌张力消失时，即视为已达到适当的麻醉状态。</li>
		<li>将动物置于右侧卧位，在其胸部左侧从脊柱至肩胛骨处铺设无菌巾，使第三肋间隙位于无菌区域内并居中。 
		注意：无菌区域包括左侧肩部前方，从腋窝区域延伸至胸骨，向头侧达第六肋间隙。</li>
		<li>使用FDA批准的外科消毒方法（如葡萄糖酸氯己定或碘伏），以目标区域为中心，按靶向模式轻轻擦洗2分钟。</li>
		<li>用清水冲洗术区，并按照上述经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的方法再清洗两次，每次2分钟。每次清洗之间用清水冲洗手术区域，然后用无菌毛巾或4 x 4 cm纱布块轻轻擦干。</li>
		<li>用碘溶液喷洒手术区域，并用无菌手术单覆盖动物全身（手术区域除外）。使用蒸汽或气体灭菌法对器械、手术衣和手术单进行灭菌处理。</li>
		<li>在第2、第3和第4肋间分别注射0.3 mL的0.5%布比卡因，实施肋间神经阻滞。</li>
		<li>在开胸前静脉注射125 mg头孢唑林。 
		注意：根据外科医生要求，在打开胸腔期间可静脉注射1.5 mg/kg琥珀酰胆碱作为麻痹剂，以减少肌肉活动。</li>
		<li>通过左侧开胸术暴露心脏。在操作心脏之前，静脉推注2 mg/kg利多卡因以预防心律失常。使用单极电刀在左侧第3肋间做侧胸切口，切口从肩胛骨 cranial 部位延伸至腋窝区域，长约10 cm。用电刀切开皮肤及下方肌肉组织，进入胸腔。</li>
		<li>放置芬奇耶托肋骨牵开器，在第三肋间进入胸膜腔以牵开肺组织。</li>
		<li>锐性切开心包膜，使用2-0聚乳酸羟基乙酸可吸收缝线将切缘向两侧牵开，暴露左前降支动脉和静脉。用纱布包裹的铲状拉钩牵开左心耳。</li>
		<li>使用虹膜剪在左前降支（LAD）表面切开外膜。</li>
		<li>钝性分离左前降支（LAD）动脉，取其位于LAD与回旋支动脉分叉处远端约1 cm处的一段，长度约0.25 cm。使用直角钳环绕该段LAD动脉。</li>
		<li>在动脉周围放置两根4-0聚酯缝线，不要施加任何张力。</li>
		<li>在第一对角支近端的左前降支上放置一个内径为1.5 mm的塑料C形缩窄环，注意不要阻塞血管。</li>
		<li>用两根4-0聚酯缝线环绕结扎LAD进行固定。</li>
		<li>使用2-0聚乳酸羟基乙酸缝线，以间断单纯缝合法 loosely 关闭心包。</li>
		<li>在关闭肋间肌层时，进行屏气以排出胸腔内的空气。密切监测麻醉机上的气道压力计，将压力维持在20-30 cm H₂O的适当范围内，操作完成后释放压力。 
		注意：这消除了术后放置胸管的需要。</li>
		<li>使用2-0和3-0可吸收缝线以标准方式缝合肌肉层和皮肤层。</li>
		<li>使用皮肤粘合剂闭合切口。</li>
		<li>在手术结束时，沿切口长度方向的多个位点，以1 mg/kg的总剂量肌肉注射布比卡因。转运至恢复区前，皮下注射0.2 mg/kg的美洛昔康。</li>
		<li>在关闭皮肤层的同时，使动物脱离呼吸机。</li>
		<li>将动物保持连接至麻醉机，直至其能够自主呼吸且保护性反射开始恢复。</li>
		<li>在动物能够吞咽以保护其气道之前，不要移除气管插管。</li>
		<li>在切口处涂抹三联抗生素软膏，并覆盖无菌非粘连性敷料。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>术后
	<ol>
		<li>每15分钟记录一次心率、呼吸频率、体温和黏膜颜色，直至动物能够无需协助维持胸卧位。</li>
		<li>在动物能够自主抬起并保持头部抬起状态，且能不借助外力站立之前，不得使其无人看管。</li>
		<li>皮下注射美洛昔康（0.2 mg/kg）。</li>
		<li>在首次术前给药后6小时给予缓释型丁丙诺啡。</li>
		<li>切口敷料可保留至多3天，前提是保持清洁干燥。若敷料污染，应及时更换。</li>
		<li>术后5天内监测疼痛程度、总体健康状况及切口情况。 
		注意：目前已有猪仔疼痛面部评分量表，可用于评估这些动物术后疼痛程度14必要时每日一次使用半剂量美洛昔康以缓解突破性疼痛。</li>
		<li>在5天的恢复期间将动物单独饲养，以限制活动并促进伤口愈合。</li>
		<li>给予8周时间以充分形成冬眠心肌表型。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 血管重建或非体外循环旁路手术
<ol>
	<li>动物准备
	<ol>
		<li>在手术前3天内称量动物体重。</li>
		<li>手术前使动物禁食12小时。禁食期间应始终提供饮水。</li>
		<li>术前24小时，按0.18 mg/kg剂量肌肉注射缓释布托啡诺。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>诱导
	<ol>
		<li>以6.6 mg/kg剂量肌内注射替来他明-唑拉西泮与赛拉嗪混合物对动物进行镇静。镇静后5–15分钟，无菌准备耳缘静脉以备导管置入。 
		&#8203;注意：如果耳缘静脉不适用，可使用其他外周静脉（即 头侧</li>
		<li>双眼涂抹眼膏。</li>
		<li>静脉注射1-2 mg/kg丙泊酚诱导麻醉。</li>
		<li>使用合适尺寸的气管插管对动物进行插管。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>外科手术
	<ol>
		<li>剃除动物胸骨、左侧胸部外侧及股三角区域的毛发以进行手术。</li>
		<li>将机械通气设置为每分钟10-15次呼吸，氧气流速设为1-4 L/min，并根据需要将异氟烷浓度调整至1.0-3.0%，以维持手术麻醉深度。</li>
		<li>将监测设备（心率、心电图、SpO₂）放置到位2，直接血压，ETCO2 以及环境因素（如光照和温度）对动物的影响。</li>
		<li>将静脉导管连接至含有生理盐水或乳酸林格液的静脉输液装置。</li>
		<li>无菌条件下使用聚维酮碘擦洗或其他经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的方法进行皮肤准备。</li>
		<li>评估动物的麻醉深度。 
		注意：当动物的角膜反射或下颌反射消失时，表明其已进入深度麻醉状态。</li>
		<li>将动物仰卧位放置，按前述方法准备皮肤，并用无菌毛巾覆盖动物。</li>
		<li>切开至股动脉并进行插管。使用单极电凝在股动脉上方做一条长约3 cm的皮肤切口，暴露股动脉以备插管。</li>
		<li>在切口形成后实施股神经阻滞，以实现药物的精确定位。将股动脉导管连接至压力传感器，以在手术期间监测血压。</li>
		<li>使用电灼器从胸骨柄切至剑突，并切开肌肉、脂肪及结缔组织，直至胸骨层面。</li>
		<li>使用摆动锯将胸骨分开。 
		注意：使用摆动锯而非标准胸骨锯，可避免因开胸手术放置左前降支缩窄器所致的心包粘连而引起的心肌损伤。</li>
		<li>给予利多卡因（2 mg/kg 静脉负荷剂量，50 µg/kg/min 持续静脉输注）以预防心律失常。将利多卡因用500 mL生理盐水稀释至浓度为1 mg/mL。</li>
		<li>用直的梅奥剪刀分离胸骨后板。</li>
		<li>使用胸腔牵开器暴露胸腔。</li>
		<li>使用单极电凝切除粘连组织。</li>
		<li>使用相同的牵开器，在助手轻柔抬高左侧胸骨边缘的同时，将左侧乳内动脉从胸壁上分离。</li>
		<li>使用血管夹控制动脉分支。</li>
		<li>通过静脉注射给予动物 100–300 单位/千克的肝素进行肝素化。</li>
		<li>3分钟后，结扎并切断动脉，远端缝闭，近端准备吻合。</li>
		<li>切开并牵开心包。确认左内乳动脉（LIMA）的长度足以到达前降支（LAD）的合适吻合部位。</li>
		<li>使用心脏稳定器、弹簧夹和适当尺寸的腔内装置，采用非体外循环技术，以7-0聚丙烯缝线完成LIMA至LAD的吻合。</li>
		<li>在左侧胸部肋骨之间放置一根胸腔引流管，外置并连接负压，以清除胸腔内的空气，持续15-30分钟。</li>
		<li>使用5号聚酯缝线以八字缝合法大致缝合胸骨。</li>
		<li>按照冬眠手术中所述的常规方法逐层缝合肌肉、皮下组织及皮肤。在执行Valsalva动作时拔除胸腔引流管，以排出胸腔内残余气体，并使用一枚皮肤缝线闭合切口。</li>
		<li>在皮肤上涂抹皮肤粘合剂以保护胸骨切口。轻柔地移除股动脉导管，并使用7-0聚丙烯缝线以荷包缝合方式修复动脉。使用2-0聚乳酸羟基乙酸缝线以皮下缝合方式关闭皮肤。</li>
		<li>在手术结束时，沿切口长度方向的多个位点，以1 mg/kg的总剂量肌肉注射布比卡因。</li>
		<li>在转运至恢复区前，皮下注射美洛昔康 0.2 mg/kg。</li>
		<li>遵循冬眠程序中的术后操作规程。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Mozaffarian, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+Disease+and+Stroke+Statistics-2016+Update+A+Report+From+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update A Report From the American Heart Association.</a> Circulation. 133 (4), 350(2015).</li>
<li>Di Carli, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Value+of+metabolic+imaging+with+positron+emission+tomography+for+evaluating+prognosis+in+patients+with+coronary+artery+disease+and+left+ventricular+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Value of metabolic imaging with positron emission tomography for evaluating prognosis in patients with coronary artery disease and left ventricular dysfunction.</a> Am J Cardiol. 73 (8), 527-533 (1994).</li>
<li>Gerber, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prognostic+value+of+myocardial+viability+by+delayed-enhanced+magnetic+resonance+in+patients+with+coronary+artery+disease+and+low+ejection+fraction%3A+impact+of+revascularization+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Prognostic value of myocardial viability by delayed-enhanced magnetic resonance in patients with coronary artery disease and low ejection fraction: impact of revascularization therapy.</a> J Am Coll Cardiol. 59 (9), 825-835 (2012).</li>
<li>McFalls, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+glucose+uptake+within+hypoperfused+swine+myocardium+as+measured+by+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol-Heart+C%22%5BJournal%5D)">Regional glucose uptake within hypoperfused swine myocardium as measured by positron emission tomography.</a> Am J Physiol-Heart C. 272 (1), 343-349 (1997).</li>
<li>Velazquez, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary-artery+bypass+surgery+in+patients+with+left+ventricular+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22New+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Coronary-artery bypass surgery in patients with left ventricular dysfunction.</a> New Engl J Med. 364 (17), 1607-1616 (2011).</li>
<li>Canty, J. M., Fallavollita, J. A. Hibernating myocardium. J Nucl Cardiol. 12 (1), 104-119 (2005).</li>
<li>Joyce, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revascularization+and+ventricular+restoration+in+patients+with+ischemic+heart+failure%3A+the+STICH+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Revascularization and ventricular restoration in patients with ischemic heart failure: the STICH trial.</a> Curr Opin Cardiol. 18 (6), 454-457 (2003).</li>
<li>Shah, B. N., Khattar, R. S., Senior, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hibernating+myocardium%3A+current+concepts%2C+diagnostic+dilemmas%2C+and+clinical+challenges+in+the+post-STICH+era%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">The hibernating myocardium: current concepts, diagnostic dilemmas, and clinical challenges in the post-STICH era.</a> Eur Heart J. 34 (18), 1323-1336 (2013).</li>
<li>Stone, L. L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+assessment+of+cardiac+function+in+a+swine+model+of+hibernating+myocardium+3+months+following+bypass+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Cardiov+Sur%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging assessment of cardiac function in a swine model of hibernating myocardium 3 months following bypass surgery.</a> J Thorac Cardiov Sur. , (2016).</li>
<li>Kukulski, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implication+of+right+ventricular+dysfunction+on+long-term+outcome+in+patients+with+ischemic+cardiomyopathy+undergoing+coronary+artery+bypass+grafting+with+or+without+surgical+ventricular+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Cardiov+Sur%22%5BJournal%5D)">Implication of right ventricular dysfunction on long-term outcome in patients with ischemic cardiomyopathy undergoing coronary artery bypass grafting with or without surgical ventricular reconstruction.</a> J Thorac Cardiov Sur. 149 (5), 1312-1321 (2014).</li>
<li>Rahimtoola, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ahjonline.com/article/0002-8703(89)90685-6/abstract">The hibernating myocardium.</a> Am Heart J. 117 (1), 211-221 (1989).</li>
<li>Fallavollita, J. A., Logue, M., Canty, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+hibernating+myocardium+in+pigs+with+a+chronic+left+anterior+descending+coronary+artery+stenosis%3A+absence+of+progressive+fibrosis+in+the+setting+of+stable+reductions+in+flow%2C+function+and+coronary+flow+reserve%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Stability of hibernating myocardium in pigs with a chronic left anterior descending coronary artery stenosis: absence of progressive fibrosis in the setting of stable reductions in flow, function and coronary flow reserve.</a> J Am Coll Cardiol. 37 (7), 1989-1995 (2001).</li>
<li>White, F. C., Carroll, S. M., Magnet, A., Bloor, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+collateral+development+in+swine+after+coronary+artery+occlusion%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Coronary collateral development in swine after coronary artery occlusion.</a> Circ Res. 71 (6), 1490-1500 (1992).</li>
<li>Viscardi, A. V., Hunniford, M., Lawlis, P., Leach, M., Turner, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+Piglet+Grimace+Scale+to+Evaluate+Piglet+Pain+Using+Facial+Expressions+Following+Castration+and+Tail+Docking%3A+A+Pilot+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Vet+Sci%22%5BJournal%5D)">Development of a Piglet Grimace Scale to Evaluate Piglet Pain Using Facial Expressions Following Castration and Tail Docking: A Pilot Study.</a> Front Vet Sci. 4, 51(2017).</li>
<li>Holley, C. T., Long, E. K., Lindsey, M. E., McFalls, E. O., Kelly, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recovery+of+hibernating+myocardium%3A+what+is+the+role+of+surgical+revascularization%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiac+Surg%22%5BJournal%5D)">Recovery of hibernating myocardium: what is the role of surgical revascularization.</a> J Cardiac Surg. 30 (2), 224-231 (2015).</li>
<li>Cooper, H. A., Braunwald, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+importance+of+stunned+and+hibernating+myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22Coronary+Artery+Dis%22%5BJournal%5D)">Clinical importance of stunned and hibernating myocardium.</a> Coronary Artery Dis. 12 (5), 387-392 (2001).</li>
<li>McFalls, E. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utility+of+positron+emission+tomography+in+predicting+improved+left+ventricular+ejection+fraction+after+coronary+artery+bypass+grafting+among+patients+with+ischemic+cardiomyopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiology%22%5BJournal%5D)">Utility of positron emission tomography in predicting improved left ventricular ejection fraction after coronary artery bypass grafting among patients with ischemic cardiomyopathy.</a> Cardiology. 93 (1-2), 105-112 (2000).</li>
<li>Pasquet, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+global+left+ventricular+function+after+bypass+surgery+in+patients+with+severe+left+ventricular+dysfunction.+Impact+of+pre-operative+myocardial+function%2C+perfusion%2C+and+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Prediction of global left ventricular function after bypass surgery in patients with severe left ventricular dysfunction. Impact of pre-operative myocardial function, perfusion, and metabolism.</a> Eur Heart J. 21 (2), 125-136 (2000).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

在此，我们证明我们的猪单支血管病变伴左心室功能保留的缺血性心肌病（HM）模型能够准确模拟临床患者的实际情况。在血运重建之前，单支血管病变的HM动物模型通过射血分数评估显示整体心功能仅有轻微受损，但区域心肌增厚程度显著降低。血运重建后，恢复1个月或3个月时的心脏磁共振（CMR）成像显示心肌存活性和血管移植物通畅性得以保留，但区域功能障碍持续存在，低剂量多巴酚丁胺应激试验对收缩储备的评估结果也证实了这一点。
初始冬眠操作中有几个关键步骤。在第三肋间进入胸腔可最方便地接近前降支近端。使用湿润纱布牵拉左心耳有助于&#160;在不诱发心律失常的情况下实现血管的可视化。辅助暴露左前降支（LAD）可最大限度减少出血并确保结扎可靠。关胸时采用瓦尔萨尔瓦动作（Valsalva maneuver）排出空气，以预防气胸。
成功的再血管化手术有几个关键步骤。适当的麻醉深度并使用麻痹剂可确保在吻合过程中动物无任何移动。使用利多卡因和每公斤体重200单位肝素可消除心律失常和血栓事件。采用股动脉导管进行持续血压监测，对维持动物的血流动力学稳定至关重要。使用...

冠心病（CHD）影响着美国约1550万人1，是全球主要的死亡原因之一。尽管近年来与CHD相关的死亡率有所下降，但其发病率以及对患者和医疗系统的负担仍然很高1。严重冠状动脉疾病（CAD）的主要治疗方式是血运重建，该方法可提高生存率并减轻心绞痛症状2,3,4。然而，心脏功能通常仍处于抑制状态，尤其是在负荷增加时，可能进展为心力衰竭5,6。针对慢性心肌缺血的冠状动脉旁路移植术（CABG）临床试验表明，手术可改善生存率和症状，但射血分数仅提高8-10%，改善程度有限7,8。我们建立的这一创新且特征明确的猪慢性心肌缺血模型，模拟了临床上具有进行性血管狭窄的CAD。我们已证实，由于血流逐渐减少，心肌收缩功能随之下降9。在这种情况下，心肌不会发生梗死，并可保持存活状态。尽管及时进行血运重建后功能有可能恢复，但预后仍存在个体差异。那些在静息状态下血流和功能降低、但保留收缩储备能力的慢性缺血而仍存活的心肌，被称为冬眠心肌（HM），其治疗需要行CABG。尽管对HM进行血运重建应能恢复其收缩功能，但实验和临床观察均表明，其功能恢复并不完全8,10。
心肌顿抑（HM）的特点是在区域血流减少的情况下，心肌仍然存活但功能失调11。尽管在静息状态下心肌的收缩功能和代谢活性受损，但在正性肌力药物刺激下，HM仍可表现出功能和代谢的储备能力12。大多数冠状动脉疾病（CAD）患者被怀疑存在HM，且该病症涵盖广泛的疾病谱。在本方案中，我们展示了已建立的猪HM模型，该模型通过左乳内动脉（LIMA）至左前降支（LAD）动脉的旁路移植术模拟临床情况。与其他大型动物相比，猪是研究心脏疾病的理想模型，因其不存在心外膜桥接侧支循环。这使得仅对LAD进行狭窄处理即可导致区域性缺血13。
本文介绍了通过在左前降支（LAD）动脉建立单支血管狭窄，从而在猪体内诱导冬眠心肌的手术方法。在慢性缺血模型建立后（LAD缩窄器植入8周），我们进一步描述了在猪模型中模拟冬眠心肌临床治疗方法的手术操作：非体外循环冠状动脉旁路移植术。这些手术方法不仅可用于研究具有临床相关性的慢性心肌缺血模型，还可用于探讨旁路手术对心肌缺血的影响，并测试针对心肌缺血的潜在替代或辅助治疗策略。

<table><tbody><tr><td>Bair Hugger</td><td>3M</td><td>Model 505</td><td>患者保温系统</td></tr><tr><td>SR 布托啡诺 10 mg/mL</td><td>Abbott Labs</td><td>NADA 141-434</td><td>术后镇痛药</td></tr><tr><td>外科弹簧夹</td><td>Applied Medical</td><td>A1801</td><td>游离左乳内动脉后夹闭其末端</td></tr><tr><td>动脉导管套件</td><td>Arrow</td><td>ASK-04510-HF</td><td>用于血压监测的股动脉导管</td></tr><tr><td>1000mL 0.9% 氯化钠</td><td>Baxter</td><td>2B1324X</td><td>静脉补液</td></tr><tr><td>250 mL 0.9% 生理盐水</td><td>Baxter</td><td>&amp;nbsp;UE1322D</td><td>静脉补液&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>500mL 0.9% 氯化钠</td><td>Baxter</td><td>2B1323Q</td><td>药物输送，为吹雾器提供雾化液</td></tr><tr><td>Flo-thru 1.0</td><td>Baxter</td><td>FT-12100</td><td>用于将左乳内动脉与左冠状动脉吻合</td></tr><tr><td>Flo-thru 1.25</td><td>Baxter</td><td>FT-12125</td><td></td></tr><tr><td>Flo-thru 1.5</td><td>Baxter</td><td>FT-12150</td><td></td></tr><tr><td>Flo-thru 2.0</td><td>Baxter</td><td>FT-12200</td><td></td></tr><tr><td>氯己定涂剂（Cloroprep）</td><td>Becton Dickenson</td><td>260815</td><td>外科皮肤准备</td></tr><tr><td>美洛昔康</td><td>Boehringer Ingelheim Vetmedica, Inc.</td><td>0010-6013-01</td><td>用于镇痛的非甾体抗炎药</td></tr><tr><td>Hypafix</td><td>BSN Medical</td><td>4210</td><td>固定伤口敷料和静脉导管</td></tr><tr><td>吹雾器用静脉输液管</td><td>Carefusion</td><td>42493E</td><td>连接静脉输液以适配吹雾器/雾化器</td></tr><tr><td>Bovie 电凝手柄&amp;nbsp;</td><td>Covidien</td><td>E2516</td><td>止血&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>胸腔引流管</td><td>Covidien</td><td>8888561043</td><td>排出胸腔内的空气&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>单极电凝&amp;nbsp;</td><td>Covidien</td><td>Valleylab FT10</td><td>止血&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Telpha 敷料</td><td>Covidien</td><td>2132</td><td>无菌伤口敷料</td></tr><tr><td>4-0 Tevdek II 缝线</td><td>Deknatel</td><td>7-922</td><td>用于将缩窄环固定在前降支周围</td></tr><tr><td>丙泊酚</td><td>Diprivan</td><td>269-29</td><td>诱导麻醉剂</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;喉镜长刀片&amp;nbsp;</td><td>DRE</td><td>12521</td><td>便于可视化气管以便插管</td></tr><tr><td>心电图电极片</td><td>DRE</td><td>1496</td><td>监测心律</td></tr><tr><td>喉镜&amp;nbsp;</td><td>DRE</td><td>12515</td><td></td></tr><tr><td>麻醉机 + 呼吸机</td><td>DRE Drager- Fabius Tiro</td><td>DRE0603FT</td><td>向患者输送氧气和吸入麻醉药</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;5号 Ethibond 缝线&amp;nbsp;</td><td>Ethicon</td><td>MG46G</td><td>缝线</td></tr><tr><td>0号 Vicryl 缝线</td><td>Ethicon</td><td>J208H</td><td>缝线</td></tr><tr><td>2-0 Vicryl 缝线</td><td>Ethicon</td><td>J317H</td><td>缝线</td></tr><tr><td>3-0 Vicryl 缝线</td><td>Ethicon</td><td>VCP824G</td><td>缝线</td></tr><tr><td>7-0 Prolene 缝线</td><td>Ethicon</td><td>M8702</td><td>缝线</td></tr><tr><td>Dermabond</td><td>Ethicon</td><td>DNX12</td><td>皮肤粘合剂</td></tr><tr><td>Ligaclips</td><td>Ethicon</td><td>MSC20</td><td>用于左乳内动脉游离的外科缝合钉</td></tr><tr><td>无菌生理盐水 20 mL</td><td>Fisher Scientific</td><td>20T700220</td><td>用于冲洗静脉导管</td></tr><tr><td>Telazol 100 mg/mL</td><td>Fort Dodge</td><td>01L60030</td><td>术前镇静剂</td></tr><tr><td>三重抗生素软膏</td><td>Johnson &amp; Johnson</td><td>23734</td><td>伤口表面外用</td></tr><tr><td>内径 6.0 mm 气管插管</td><td>Mallinckrodt</td><td>86049</td><td>为再血管化、MRI 和终止手术建立气道</td></tr><tr><td>1&quot; 医用胶带</td><td>Medline</td><td>MMM15271Z</td><td>固定伤口敷料和静脉导管</td></tr><tr><td>内径 4.0 mm 气管插管</td><td>Medline</td><td>DYND43040</td><td>为冬眠手术建立气道</td></tr><tr><td>内径 4.5 mm 气管插管</td><td>Medline</td><td>DYND43045</td><td>为冬眠手术建立气道</td></tr><tr><td>内径 5.0 mm 气管插管</td><td>Medline</td><td>DYND43050</td><td>为冬眠手术建立气道</td></tr><tr><td>内径 6.5 mm 气管插管</td><td>Medline</td><td>DYND43065</td><td>为再血管化、MRI 和终止手术建立气道</td></tr><tr><td>内径 7.0 mm 气管插管</td><td>Medline</td><td>DYND43070</td><td>为再血管化、MRI 和终止手术建立气道</td></tr><tr><td>Bair Hugger 毛毯 -&amp;nbsp; 大号，置于身体下方</td><td>Medline</td><td>AUG55501</td><td>患者保温系统</td></tr><tr><td>基础包</td><td>Medline</td><td>DYNJP1000</td><td>无菌铺巾和手术台覆盖物</td></tr><tr><td>骨蜡</td><td>Medline</td><td>ETHW31G</td><td>骨切面止血</td></tr><tr><td>吸引&amp;nbsp; 管路</td><td>Medline</td><td>DYND50223</td><td></td></tr><tr><td>吸引容器&amp;nbsp;</td><td>Medline</td><td>DYNDCL03000</td><td></td></tr><tr><td>1 mL 注射器</td><td>Medtronic/Covidien</td><td>1188100777</td><td>注射给药</td></tr><tr><td>12 mL 注射器</td><td>Medtronic/Covidien</td><td>8881512878</td><td>注射给药</td></tr><tr><td>20 mL 注射器</td><td>Medtronic/Covidien</td><td>8881520657</td><td>注射给药</td></tr><tr><td>3 mL 注射器</td><td>Medtronic/Covidien</td><td>1180300555</td><td>注射给药</td></tr><tr><td>6&amp;nbsp; mL 注射器</td><td>Medtronic/Covidien</td><td>1180600777</td><td>注射给药</td></tr><tr><td>60 mL 注射器</td><td>Medtronic/Covidien</td><td>8881560125</td><td>注射给药</td></tr><tr><td>吹雾器套件</td><td>Medtronic/Covidien</td><td>22120</td><td>清除手术视野以进行血管吻合</td></tr><tr><td>罗库溴铵</td><td>Mylan</td><td>67457-228-05</td><td>神经肌肉阻滞剂</td></tr><tr><td>#40 剃毛刀头</td><td>Oster</td><td>078919-016-701</td><td>清除手术部位毛发</td></tr><tr><td>毛发剪刀</td><td>Oster</td><td>078566-011-002</td><td>清除手术部位毛发</td></tr><tr><td>布比卡因</td><td>Pfizer</td><td>00409-1161-01</td><td>局部麻醉药</td></tr><tr><td>头孢唑林</td><td>Pfizer</td><td>00409-0805-01</td><td>抗生素</td></tr><tr><td>肝素&amp;nbsp;</td><td>Pfizer</td><td>&amp;nbsp;0409-2720-03</td><td>抗凝剂</td></tr><tr><td>利多卡因 2%</td><td>Pfizer</td><td>00409-4277-01</td><td>局部麻醉药/抗心律失常药</td></tr><tr><td>琥珀胆碱 20 mg/mL</td><td>Pfizer</td><td>00409-6629-02</td><td>神经肌肉阻滞剂</td></tr><tr><td>麻醉监护仪</td><td>Phillips&amp;nbsp; Intellivue&amp;nbsp;</td><td>MP70&amp;nbsp;</td><td>支持吸入麻醉下的通气</td></tr><tr><td>人工泪液</td><td>Rugby</td><td>0536-1086-91</td><td>润滑眼睛以防止角膜干燥</td></tr><tr><td>布托啡诺 0.3 mg/mL</td><td>Sigma Aldrich</td><td>B9275</td><td>用于可存活手术的术前镇痛药</td></tr><tr><td>异氟烷</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CDS019936</td><td>全身麻醉药-吸入剂</td></tr><tr><td>36&amp;rdquo; 压力监测管路</td><td>Smith&amp;rsquo;s Medical</td><td>MX563</td><td>连接动脉导管&amp;nbsp; 至传感器</td></tr><tr><td>48&amp;rdquo; 压力监测管路</td><td>Smith&amp;rsquo;s Medical</td><td>MX564</td><td>连接动脉导管&amp;nbsp; 至传感器</td></tr><tr><td>Jelco 18 号静脉导管&amp;nbsp;</td><td>Smiths medical</td><td>4054</td><td>用于再血管化、MRI 和终止手术的静脉通路</td></tr><tr><td>Jelco 20 号静脉导管</td><td>Smiths medical</td><td>4059</td><td>用于 MRI 的静脉通路</td></tr><tr><td>Jelco 22 号&amp;nbsp; 静脉导管</td><td>Smiths medical</td><td>4050</td><td>用于冬眠手术的静脉通路</td></tr><tr><td>OPVAC Synergy II</td><td>Terumo Cardiovascular System</td><td>401-230</td><td>心脏定位器和稳定器</td></tr><tr><td>胸骨锯/尸检锯</td><td>Thermo Fisher</td><td>812822</td><td>用于打开胸腔</td></tr><tr><td>Delrin 缩窄环</td><td>U of MN</td><td>定制</td><td>造成前降支狭窄</td></tr><tr><td>氧气瓶 E 型气瓶</td><td>各种</td><td>各种</td><td>当麻醉机无辅助流量计时，用于吹雾器</td></tr><tr><td>压力传感器</td><td>各种</td><td>必须适配麻醉监护仪</td><td>监测直接动脉压</td></tr><tr><td>赛拉嗪 100 mg/mL</td><td>Vedco</td><td>468RX</td><td>术前镇静/镇痛药</td></tr></tbody></table>

非体外循环冠状动脉旁路移植术治疗慢性心肌缺血的猪外科模型

Surgical Swine Model of Chronic Cardiac Ischemia Treated by Off-Pump Coronary Artery Bypass Graft Surgery

慢性心肌缺血会损害心脏功能，但不导致梗死，这种情况被称为冬眠心肌（hibernating myocardium, HM）。冠状动脉疾病（CAD）患者中有相当一部分属于此类冬眠心肌患者，这类患者不仅存在心功能受损，还面临更高的心律失常及未来心脏事件风险。该病症的标准治疗方法是血运重建，但已有研究表明这种疗法并不完善。目前大多数临床前心脏研究集中于心肌梗死型缺血模型，导致慢性缺血这一患者群体在研究中长期被忽视。为弥补这一研究空白，我们建立了一种特征明确且高度可重复的猪冬眠心肌模型，因为猪是人类心脏病理想的转化研究模型。除了构建这一独特的疾病模型外，我们还优化了猪冠状动脉旁路移植术的临床相关治疗模型。这使我们能够准确研究旁路手术对心脏病的影响，并进一步探索其他或替代性疗法。该模型通过在幼猪左前降支（LAD）冠状动脉上植入缩窄环，手术诱导单支血管狭窄。随着猪的生长，缩窄环逐渐造成血管狭窄，从而引起慢性缺血，导致局部心功能受损，但心肌组织活力得以保留。在成功建立冬眠心肌表型后，我们实施非体外循环冠状动脉旁路移植术，对缺血区域进行血运重建，以模拟临床中患者的金标准治疗方案。

初次冬眠手术后，应可通过血管造影或心脏磁共振成像（MRI）等临床影像技术观察到超过70%的狭窄（图1A）。在左前降支（LAD）缩窄器手术植入8周后，通过超声心动图（ECHO）或心脏MRI对局部功能进行分析，可发现心肌在负荷增加时功能减退（图2）。可通过多巴酚丁胺（5 mg/kg/min）刺激心脏，并测量周向应变和局部室壁增厚来评估该现象。正电子发射断层扫描（PET）成像显示，与同一心脏内的非LAD区域相比，冬眠区域的血流减少而葡萄糖摄取增加，表明缺血组织仍具有活力。这种相对于血流灌注而言葡萄糖摄取的增强被称为“血流-代谢不匹配”，与慢性心肌冬眠的临床表现相似4。任何影像学检查均未发现梗死证据。若LAD区域出现梗死，则说明缩窄器过紧，导致了血管完全闭塞；若未见局部异常，则表明尚未成功建立心肌冬眠表型。
<p class="jove_content" fo:keep-t...

本方案介绍了一种慢性单支血管缺血的大型动物手术模型，该模型可导致区域性功能异常但不形成梗死，即所谓的冬眠心肌。在建立慢性缺血状态后，动物接受非体外循环的左乳内动脉-前降支冠状动脉旁路移植术，以实现缺血组织的血运重建。

慢性心肌缺血可损害心脏功能但不导致梗死，此种情况称为冬眠心肌（hibernating myocardium, HM）。临床上存在一个较大的亚组……

本手术操作的总体目标是建立一种具有临床相关性的慢性心肌缺血模型，并利用目前临床应用的冠状动脉旁路移植术作为再血管化治疗手段，在该模型中观察其治疗效果。该方法有助于回答心血管外科领域中的关键问题，即标准外科血流恢复治疗如何改变心脏功能与生物学特性。该技术的优势在于，能够在大型动物的慢性缺血模型中精确模拟临床动脉粥样硬化疾病的渐进性发展过程，且不引发心肌梗死。为建立冬眠心肌模型，将一只五周大、体重8至10公斤的雌性约克夏猪置于右侧卧位，准备并覆盖左侧胸部区域，范围从脊柱至肩胛骨，以第三肋间隙为中心置于无菌区域内。静脉注射头孢唑林后，在第二、第三和第四肋间进行肋间神经阻滞。为暴露心脏，使用单极电刀从肩胛骨头侧约10厘米处至腋窝区域，沿第三肋间隙做一横向侧切口，随后用电刀切开皮肤及皮下肌层。为预防心律失常，静脉推注利多卡因，剂量为每千克体重2毫克，并使用纱布牵拉肺组织，小心地在第三肋间插入芬切托胸腔牵开器。锐性切开心包膜，使用2-0聚乳酸羟基乙酸可吸收缝线作牵引缝合，将心包膜向侧方牵拉，暴露心脏。使用覆盖纱布的刮匙牵开器牵开左心耳，用虹膜剪剪开左前降支动脉表面的外膜。在左前降支动脉与回旋支动脉分叉处远端约1厘米处，钝性分离出长约0.25厘米的一段动脉。使用直角钳环绕左前降支动脉，并在其周围松散地放置两根4-0聚酯缝线。将一个塑料C形缩窄器置于第一对角支近端的左前降支动脉上，注意不要阻塞血管，然后用环绕动脉的两根4-0聚酯缝线将缩窄器固定。必须在左前降支动脉周围解剖出足够大的空间，以便放置缩窄环。使用2-0聚乳酸羟基乙酸缝线，以间断单纯缝合法松松地缝合心包膜和肋间肌层，并在打结肋间肌缝线时屏住呼吸，以排出胸腔内的空气。密切监测麻醉机上的气道压力计，维持压力在20至30厘米水柱范围内，并在呼吸结束后释放压力。然后分别使用 2-0 和 3-0 可吸收缝线，按照标准操作规程缝合肌肉层和皮肤层，并在切口处使用皮肤粘合剂闭合皮肤。在缩窄环放置手术至少八周后，将慢性缺血动物置于仰卧位，并按前述方法准备Pickford手术。使用单极电凝，在股动脉上方做一条约三厘米的皮肤切口，以暴露股动脉进行插管。将股动脉导管连接至换能器，以在手术期间监测血压。使用电灼器从胸骨柄至剑突做切口，暴露胸骨，并用摆动锯劈开胸骨。使用直角梅奥剪刀分离胸骨后板，并使用胸腔牵开器暴露胸腔。使用单极电刀切除胸廓切口处的粘连组织，并让助手轻柔抬起左侧胸骨边缘。利用同一牵开器，将左侧内乳动脉从胸壁上游离，并使用血管夹控制动脉分支。当动脉完全游离后，以每千克体重200至300单位的肝素对动物进行肝素化处理，持续三分钟。接下来，缝闭动脉的远端，并在近端放置阻断器。然后使用虹膜剪在动脉近端延长3毫米。打开并牵开心包，确认左侧乳内动脉的长度足以到达左前降支上的合适吻合部位。使用弹簧夹和心脏稳定器打开外膜，暴露左前降支动脉，并

surgical-swine-model-chronic-cardiac-ischemia-treated-off-pump

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

非体外循环冠状动脉旁路移植术治疗慢性心肌缺血的外科猪模型

本方案描述了利用左前降支动脉（LAD）90分钟闭胸冠状动脉球囊阻塞并随后进行再灌注的方法，建立猪心肌梗死（MI）模型。此外，还介绍了多种结局参数的检测方案，包括心脏功能、血流动力学、微血管阻力和梗死面积。...

猪心肌梗死及功能结局评估

本实验方案旨在演示如何在猪模型的冠状动脉周围放置一种延迟收缩装置（即缩窄环）。该装置可形成心肌缺血区域，有助于研究新的诊断成像技术和新的治疗方法。...

使用缩窄性血管环建立猪慢性心肌缺血模型

在本方案中，通过左侧胸壁的小切口进行新型猪静脉旁路移植术，且无需体外循环。术后病理学研究显示内膜增厚。...

建立与评估猪静脉移植物疾病模型

本研究介绍了一种由于进行性冠状动脉狭窄导致慢性心肌缺血的猪外科模型，该模型在无心肌梗死的情况下引起心脏功能受损。缺血发生后，动物接受非体外循环冠状动脉旁路移植术，并在心外膜放置富含干细胞来源外泌体的胶原贴片作为辅助治疗。该辅助疗法可改善心肌功能和恢复。...

外泌体负载胶原贴片联合非体外循环冠状动脉旁路移植术治疗慢性心肌缺血的猪外科模型

为了增进对细胞和分子水平新生组织形成机制的理解，近期开发了一种小鼠组织工程血管（TEVG）模型。该移植物被植入C57BL/6小鼠的肾下腔静脉作为置换移植物。此模型所获得的结果与临床研究中的结果相似，但所需时间显著缩短。...

小鼠模型中下腔静脉移植旁路移植物的植入

本文介绍了一种在猪非体外循环冠状动脉旁路移植术（OPCAB）模型中使用的新型非阻塞性冠状动脉吻合连接器。这种易于使用的冠状动脉连接器具有促进微创 OPCAB...

一种新型激光辅助冠状动脉吻合连接器——Trinity Clip——在猪非体外循环旁路模型中的评估

冠状动脉血流储备（CFR）可用于评估心肌氧耗量及心血管风险。本研究建立了一种逐步的经胸多普勒超声心动图（TTDE）方法，用于在主动脉缩窄所致实验性压力超负荷条件下，对小鼠冠状动脉血流储备（CFR）变化进行纵向监测。...

基于超声的冠状动脉血流与冠状动脉血流储备评估：小鼠压力超负荷模型的应用

本视频展示了一种用于研究大鼠静脉移植术后肌性内膜增生发展的模型。...

静脉移植模型：一种适用于研究旁路移植物通畅性的模型

本文介绍了一种在猪体内建立心动过速诱导型心肌病的实验方案。该模型是研究进行性慢性心力衰竭血流动力学特征以及评估治疗干预效果的有力手段。...

由心动过速诱导的心肌病作为猪的慢性心力衰竭模型

该视频详细描述了猪远端肱动脉的插管技术。该方法能够准确测量动脉血压，同时也是采集动脉血气分析样本的一种简便快速的方法。...

猪的肱动脉插管术

学习非体外循环冠状动脉旁路移植术治疗慢性心肌缺血的外科猪模型。该方案使用约克夏雌性猪建立冬眠心肌模型，通过左胸廓切开术放置血管缩窄器，八周后行LIMA-LAD搭桥手术实现血运重建，为心胸外科研究提供临床相关疾病模型。

非体外循环冠状动脉旁路移植术治疗慢性心肌缺血的猪外科模型

探索更多视频