Name: 猪主动脉瓣狭窄的微创模型 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-20T12:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 51 s
Description: 了解猪主动脉瓣狭窄微创模型的建立方法，通过升主动脉束带术结合高保真压力传感器实时监测压力梯度。该模型为心血管疾病研究提供了可靠且可重复的大型动物实验平台。

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

本工作由QREN项目2013/30196、&#34;la Caixa&#34;银行基金会以及科学技术基金会（FCT）项目LCF/PR/HP17/52190002资助。JS和EB获得了欧盟“地平线2020”研究与创新计划下玛丽·斯克沃多夫斯卡-居里基金协议编号&#160;813716&#160;的支持。PdCM获得了生命科学健康基金会（LSH）-TKI项目MEDIATOR（LSHM 21016）的支持。

动物实验在葡萄牙波尔图大学心血管研究与开发中心（UnIC，葡萄牙波尔图）的实验外科实验室进行。该研究已获得机构动物伦理委员会批准，符合国家动物健康局（Direcção-Geral de Alimentação e Veterinária，DGAV，编号：2021-07-30 011706 0421/000/000/2021）的规定。实验操作人员均持有实验动物科学许可证（相当于FELASA认证），或为心胸外科医生或麻醉科医生。本研究所用动物为长白猪与皮特兰猪杂交雄性猪，购自经DGAV许可的繁殖场（PTAH03）。动物初始体重为20–25 kg，最长随访时间为2个月（终末体重70–80 kg，图1）。由于动物生长迅速，超出此期限的随访在本机构现有设施条件下无法实现。
1. 麻醉与生命体征监测
<ol>
	<li>过夜禁食选定的动物，但可自由饮水 随意摄取.</li>
	<li>称量清醒状态的动物（让其自行走上动物体重秤），或根据到达时的体重和预期生长速率进行估算。</li>
	<li>配制氯胺酮（15 mg/kg）、咪达唑仑（0.5 mg/kg）和阿扎哌隆（4 mg/kg）的混合溶液，置于一支20 mL鲁尔锁型注射器中，连接一条100 cm的延长管，末端接21 G针头（参见 材料清单确保有足够的麻醉剂以补偿注射管路的死腔体积。</li>
	<li>将猪隔离在安静且安全的环境中（通常选择空置的动物饲养室，若条件允许），并通过颈部或后肢肌肉注射对其进行麻醉（遵循机构规定的操作规程）。确保动物处于安静、昏暗的环境中，并防止其在失去直立能力过程中受伤，此过程通常需要10–15分钟。 
	注意：使用延长管可避免对动物进行束缚。</li>
	<li>动物呈卧位后，将其置于担架上并运送至手术室（若无法在清醒状态下称重，此时测量动物体重）。</li>
	<li>根据需要插管的耳朵，将动物置于右侧或左侧卧位。用洗必泰和酒精以环形动作多次清洁耳部。然后使用20 G静脉导管插入股缘耳静脉，并用无纺粘胶固定（参见 材料表将静脉导管连接至预先用生理盐水冲洗过的三通接头管路。 
	注意：与标准静脉输液管路（滴注管路）相比，输液泵可精确调节输注速率（2 mL/kg/h）。</li>
	<li>放置一片透皮芬太尼贴剂（50 µg/h）（参见 材料表对侧耳中。</li>
	<li>将动物仰卧于透放射线的手术台上，置于加热垫上，并用固定带将动物四肢固定于手术台以确保其位置稳定。</li>
	<li>将丙泊酚灌注管路连接至三通旋塞阀管组。麻醉维持通过安装在注射泵上的50 mL注射器输注丙泊酚进行（参见 材料清单以10-20 mg/kg/h的速率。</li>
	<li>注射丙泊酚（4 mg/kg）和芬太尼（10 µg/kg）推注剂（参见 材料表以诱发呼吸暂停并实施插管。 
	注意：从此刻起，动物将处于呼吸暂停状态，必须立即建立机械通气。在继续操作前，确保氧气源已备妥，且呼吸机（参见 材料表已校准并可进行通气。</li>
	<li>在确认失去反应性后，由一名操作者将猪的口腔打开并同时向外牵拉舌头，使用带有4号Miller喉镜片的喉镜（参见 材料表使用喉镜轻柔地识别并游离会厌，以暴露声带。可直接插入气管插管，或先置入导丝（bougie），再沿导丝推进气管插管。某些无创肠道钳可辅助游离软腭，便于暴露会厌。</li>
	<li>充气气管插管套囊，并将其连接至麻醉机或呼吸机。调整通气参数：潮气量为 8–10 mL/kg，呼吸频率为 15–25 次/分钟，呼气末正压为 5 cm H₂O。2呼气末正压（PEEP）的氧浓度。调整通气参数以维持呼气末二氧化碳分压稳定。2 35 至 45 mmHg 之间</li>
	<li>将 SpO₂ 探头置于合适位置2 舌部或耳部传感器（此处信号最佳），放置食管温度探头，并连接心电图电极（参见 材料表).</li>
	<li>涂抹无菌眼用润滑软膏以防止角膜损伤。</li>
</ol>
2. 动脉插管
<ol>
	<li>通过观察角膜反射消失以及心率和血压稳定，确认麻醉深度适当后，用洗必泰和酒精以环形方式彻底清洁并消毒腹股沟区域。用带孔的无菌手术巾（见材料表）覆盖动物，使孔洞对准股动脉区域（此前已通过触诊或超声确认）。预防性给予头孢唑林（25 mg/kg）作为抗生素。</li>
	<li>如果手术涉及动物术后恢复（如主动脉缩窄术），则从此步骤开始采用无菌操作技术。 
	注意：若为终末性操作（如PV环分析），则无需严格无菌操作。然而，以无菌方式操作有助于避免可能影响血流动力学测量的感染。</li>
	<li>确定穿刺部位，并在皮下注射1%利多卡因进行局部浸润麻醉。</li>
	<li>使用血管探头（见材料表）定位股总动脉，并确认超声标记的位置及正确的探测深度。 
	注意：股动脉穿刺可采用短轴、长轴或两者结合的方式，某些系统可使用双平面模式。然而，本团队更常采用短轴法。</li>
	<li>在组装前，用肝素化生理盐水冲洗导引鞘和扩张器（见材料表），完成导引鞘的准备。确保导引鞘侧端的三通阀处于关闭动物方向的位置，以便在取出扩张器时防止血液流失。</li>
	<li>在超声引导下，将动脉穿刺针（建议使用回声性针，见材料表）推进至股动脉内。当针尖进入动脉腔时，可通过针座处搏动性喷出的动脉血确认，随后将J型头导丝送入动脉。可通过超声确认导丝的正确置入。</li>
	<li>拔出穿刺针，同时对穿刺点施加压力以防止额外出血，然后将导引鞘+扩张器组件（6 Fr，10 cm 长）推进至动脉内。取出扩张器后，通过侧端口抽吸并依次用无菌生理盐水冲洗，以确认导引鞘位置正确。</li>
	<li>将动脉压监测管连接至股动脉导引鞘的侧端口，用于血压监测。确保压力传感器的高度与右心房水平一致，并将大气压校准为零。</li>
	<li>在进行左心室插管前，用无菌手术巾覆盖导引鞘。</li>
</ol>
3. 升主动脉缩窄术（准备）
<ol>
	<li>将动物体位调整为轻度右侧卧位，并抬高左侧前肢。</li>
	<li>使用心脏超声探头确定升主动脉的位置（参见 材料表）并在用氯己定和酒精以环形方式彻底消毒动物胸部之前，标记切口位置。</li>
	<li>用无菌手术巾覆盖动物。</li>
	<li>给予芬太尼推注（10 µg/kg）以确保充分的镇痛。为确认麻醉和镇痛深度，应观察角膜反射消失，并在进行首次切口时无心率或血压变化。</li>
	<li>在第3/4肋间水平做2-3 cm的皮肤切口th 肋间隙并解剖其下方的筋膜和肌肉层，直至暴露肋间隙。</li>
	<li>在动物处于无呼气末正压（PEEP）的强制呼气状态下，使用钝头剪刀进入胸腔，以避免损伤肺组织。</li>
	<li>将切口扩大至允许牵开器叶片最大放置至3 cm。</li>
	<li>收回肋骨，观察其下方的结构。若切口位置正确，肺动脉应清晰可见，主动脉位于其后方。</li>
	<li>使用微创心脏手术镊子和剪刀打开心包，用湿润的无菌纱布牵开左心房及任何遮挡主动脉视野的肺组织。 
	注意：避免过度操作左心房，否则可能导致心房颤动。一旦发生且不能自行恢复，应实施电复律。</li>
	<li>仔细分离主动脉与肺动脉，直至到达横窦心包。该通道将用于穿过缩窄材料。 
	注意：对于升主动脉缩窄术，可根据动物体型和随访时间选择不同的材料。对于生长有限和/或随访时间较短的动物，可使用尼龙扎带（较为经济的选择）；而对于生长较快和/或需要较长随访时间的动物，则可使用钛夹固定的血管假体移植物（成本较高的选择），以避免缩窄带内陷（详见下文各节）（参见 材料表).</li>
	<li>选项1（尼龙电缆扎带）：
	<ol>
		<li>用无菌塑料管剪取一段长约10 cm的管段，其内径应足够小，以紧密贴合尼龙带的尖端。 
		注意：无菌导管和尼龙带此前已通过环氧乙烷灭菌或在甲醛中浸泡至少24小时进行灭菌。</li>
		<li>使用90°弯钳，将塑料管（作为尼龙带的无创引导）沿先前创建的路径，从主动脉与肺动脉之间的间隙（近端）穿过，绕过主动脉，到达主动脉与右心房之间的间隙（远端）。手指触诊可帮助引导弯钳沿正确路径行进。</li>
		<li>注意避免对肺动脉或右心房施加过大张力，以免引起血流动力学不稳定。在此步骤中需密切监测生命体征，防止出现长时间的全身性低血压。</li>
		<li>当在远端看到塑料导引片时，用组织镊夹住它，并小心地将其绕主动脉牵拉，同时带入尼龙带。将尼龙带的两端连接，注意不要压迫主动脉。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>选项2（ePTFE移植物）
	<ol>
		<li>剪取一段约10 cm长的无菌ePTFE移植物，取自5 mm直径、40 cm长的移植物。</li>
		<li>使用90°弯钳夹取移植物并环绕主动脉。参见步骤3.11.2和3.11.3。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>放置一个射线可显影标记物（参见 材料表在条带区域注入肝素，以利于主动脉插管。</li>
	<li>用湿纱布和无菌洞巾覆盖肋间隙。</li>
</ol>
4. 左心室（LV）/主动脉插管
<ol>
	<li>给予肝素（200 U·kg-1）。 
	注意：血管内操作存在血栓形成和远端栓塞的风险，而使用肝素可能在主动脉手术入路期间导致过度出血。因此，左心室/主动脉插管应在完成主动脉暴露并放置缩窄带后进行。</li>
	<li>将双通止血阀接头或星形止血阀连接至6 Fr MP1导管（参见材料表），并用肝素化生理盐水冲洗。预先将260 cm、0.035英寸J型头导丝装入导管内。通过股动脉鞘管插入该组件。 
	注意：当通过标准十字切口止血阀推进两个高保真压力传感器（HFPS）时，可能存在出血风险。另一种方法是使用两个独立的导管，但这需要第二个动脉入路部位。为同时解决出血问题和额外入路需求，可选用双通道止血阀或星形止血阀。这些替代方案可避免出血，并消除对额外穿刺点的需求。当导管经动脉鞘推进后需注意，鞘管侧口无法用于血压测量。为测量血压，必须将动脉导管连接至导管止血阀接头的侧口。</li>
	<li>在透视引导下推进导丝，并将导管送入升主动脉。识别主动脉瓣后，小心地以导丝穿过瓣膜，并将导管引入左心室（LV）。必要时可使用造影剂以辅助解剖定位。通过压力波形确认导管位于左心室内。</li>
	<li>撤出导丝，保留导管在左心室内。抽吸后冲洗导管，确保导管内无气泡存在。</li>
	<li>将已校准的高保真压力传感器（HFPS）经双通止血阀的一个通道送入左心室。可在导管体部用无菌记号笔做标记，以判断其何时离开导管末端。或者，当获得清晰的心室压力信号时，也可作为传感器已离开导管的标志（HFPS位于导管内部时会出现信号干扰）。</li>
	<li>通过双通止血阀的另一通道送入第二个HFPS至左心室。</li>
	<li>将导管回撤至升主动脉，使其位于缩窄部位所放置的不透射线标记远端，同时保留一根HFPS在左心室内。通过压力波形确认导管位置。 
	注意：HFPS在使用前应连接至记录系统，并置于无菌生理盐水中至少30分钟，以使压力传感器达到平衡状态。在将HFPS插入导管前，需将传感器置于无菌生理盐水液面水平处进行调零。</li>
	<li>用无菌巾覆盖血管穿刺部位，转移操作至胸部以实施主动脉缩窄。</li>
</ol>
5. 升主动脉缩窄（缩窄术）
<ol>
	<li>轻轻牵拉尼龙带（选项1）或ePTFE移植物（选项2），以确保HFPS位置正确——左心室压力应升高，而尼龙带远端（放射显影标记处）的主动脉压力不应升高。</li>
	<li>如果导管位置不正确，需调整HFPS的位置，以确保能够清晰记录到狭窄部位近端和远端的压力。</li>
	<li>选项1：收紧尼龙带，使其紧贴主动脉。
	<ol>
		<li>每次仅收紧一个档位，同时密切监测压力变化。每次收紧后，等待压力稳定。</li>
		<li>逐步收紧尼龙带，直至达到目标压力梯度。目标梯度约为100 mmHg，同时确保左心室舒张末期压力不超过25 mmHg。 
		注意：若所获梯度略低于100 mmHg（例如在90–95 mmHg之间），则不应再进一步收紧尼龙带。此种情况下切忌过度收紧。然而，若在操作过程中或压力稳定后不慎过度收紧，可使用骨剪（见材料表）剪断尼龙带，然后重复之前的步骤（步骤3.11和步骤5.3），重新调整以获得合适的压力梯度。</li>
		<li>在尼龙带末端套上一段无菌塑料管，以避免对周围结构造成意外损伤。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>选项2：将ePTFE移植物两端靠拢，使用45°止血钳夹闭并监测压力，以估算狭窄的相对位置。
	<ol>
		<li>在止血钳夹持位置放置一枚钛夹（夹闭ePTFE移植物两端会在其表面留下痕迹，可作为钛夹定位的参考）。</li>
		<li>检查压力梯度。若梯度理想，则在原钛夹正上方再放置一枚钛夹以确认位置（此举不会增加狭窄程度，但可防止钛夹向远端滑脱）。</li>
		<li>若梯度不足，则在原钛夹下方再加一枚钛夹（进一步缩窄主动脉），重复此操作直至梯度达到理想水平。若梯度过大，则使用施夹器移除钛夹，并在更远端重新放置一枚新夹。</li>
		<li>修剪ePTFE移植物的末端，避免胸腔内残留过多移植物材料，并使用5.0缝线（见材料表）将移植物缝合固定于主动脉近端，以防移植物向远端移位。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>完成缩窄操作后，等待15分钟，使压力趋于稳定，判断压力梯度是否维持理想状态，或是否出现失代偿及急性心功能衰竭。若出现低血压且未能自行恢复，极有可能提示左心室失代偿，需立即减轻缩窄程度。</li>
	<li>使用3-0 PDS II缝线（见材料表）缝合心包。</li>
	<li>放置胸腔引流管并连接外科吸引器。将呼气末正压（PEEP）上调至10 cmH2O，以开始复张发生肺不张的肺组织。</li>
	<li>使用3-0 PDS II缝线逐层缝合胸壁。</li>
	<li>在拔除胸腔引流管且呼吸机于呼气末高压力状态下（手动调节至20–30 cmH2O）暂停通气时，缝合最后一针肌肉。</li>
	<li>恢复常规通气模式，用碘伏冲洗手术切口后，采用3-0 PDS II缝线行皮内缝合关闭皮肤。</li>
	<li>移除Mikro-caths导管（见材料表），并检测体表压力，以校正操作过程中可能发生的压力漂移。</li>
	<li>移除引导导管。</li>
	<li>拔除动脉鞘管，并手动压迫穿刺口以闭合动脉切口。对穿刺部位持续压迫至少10分钟。通过逐步减压并确认无出血或血肿形成，评估止血情况。</li>
	<li>如有需要，可在穿刺部位缝合一针可吸收缝线。 
	注意：如有需要，此时可快速进行经胸超声心动图检查，以评估心脏功能，并估算主动脉压力梯度。尽管该步骤并非必需（因压力梯度已通过高保真压力传感器测得），但超声测得的梯度可用于将本模型与临床数据进行比较。需注意，由于手术影响，图像质量可能下降。</li>
	<li>一旦观察到自主呼吸恢复，即停止麻醉并拔除气管插管。将动物与呼吸机断开，确认经气管导管有正常气流通过，且外周氧合未受影响。</li>
	<li>拔管后，如有需要，放置Guedel通气道。</li>
	<li>移除外周静脉导管。</li>
	<li>持续监测动物至少15分钟，期间观察心电图/心率及外周氧合情况。</li>
	<li>若生命体征稳定，将动物转移至温度升高的清洁恢复笼中。使用便携式生命体征监测仪（见材料表）持续监测心率和血氧饱和度，直至动物完全苏醒。</li>
	<li>在所需观察期内随访动物，并进行经胸超声心动图或压力-容积环分析，以评估心脏功能。</li>
</ol>

Ascending Aortic Banding for Studying Pressure-Overload Induced Heart Failure

<ol><li>Savarese, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+burden+of+heart+failure%3A+a+comprehensive+and+updated+review+of+epidemiology%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Global burden of heart failure: a comprehensive and updated review of epidemiology.</a> Cardiovascular Research. 118 (17), 3272-3287 (2023).</li>
<li>Hartley, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+mortality+from+aortic+stenosis+in+Europe%3A+2000-2017%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Trends in mortality from aortic stenosis in Europe: 2000-2017.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 748137(2021).</li>
<li>Silva, K. A. S., Emter, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+Animal+models+of+heart+failure%3A+a+translational+bridge+to+clinical+success%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Large Animal models of heart failure: a translational bridge to clinical success.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 5 (8), 840-856 (2020).</li>
<li>Brink, C. B., Lewis, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+12+Rs+framework+as+a+comprehensive%2C+unifying+construct+for+principles+guiding+animal+research+ethics%5BTitle%5D)+AND+%22Animals+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">The 12 Rs framework as a comprehensive, unifying construct for principles guiding animal research ethics.</a> Animals (Basel). 13 (7), 1128(2023).</li>
<li>Choy, J. S., Zhang, Z. D., Pitsillides, K., Sosa, M., Kassab, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+hemodynamic+measurements+in+swine+heart+failure+using+a+fully+implantable+telemetry+system%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Longitudinal hemodynamic measurements in swine heart failure using a fully implantable telemetry system.</a> PLoS One. 9 (8), 103331(2014).</li>
<li>Ishikawa, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+stiffness+is+the+major+early+abnormality+in+a+pig+model+of+severe+aortic+stenosis+and+predisposes+to+congestive+heart+failure+in+the+absence+of+systolic+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Heart+Association%22%5BJournal%5D)">Increased stiffness is the major early abnormality in a pig model of severe aortic stenosis and predisposes to congestive heart failure in the absence of systolic dysfunction.</a> Journal of the American Heart Association. 4 (5), 001925(2015).</li>
<li>Emter, C. A., Baines, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-intensity+aerobic+interval+training+attenuates+pathological+left+ventricular+remodeling+and+mitochondrial+dysfunction+in+aortic-banded+miniature+swine%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Low-intensity aerobic interval training attenuates pathological left ventricular remodeling and mitochondrial dysfunction in aortic-banded miniature swine.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 299 (5), H1348-H1356 (2010).</li>
<li>Brito, J., Raposo, L., Teles, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+assessment+of+aortic+stenosis+in+contemporary+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Invasive assessment of aortic stenosis in contemporary practice.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 9, 1007139(2022).</li>
<li>Tan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Porcine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+induced+by+chronic+pressure+overload+characterized+by+cardiac+fibrosis+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">A Porcine model of heart failure with preserved ejection fraction induced by chronic pressure overload characterized by cardiac fibrosis and remodeling.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 677727(2021).</li>
<li>Bikou, O., Miyashita, S., Ishikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pig+model+of+increased+cardiac+afterload+induced+by+ascending+aortic+banding%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Pig model of increased cardiac afterload induced by ascending aortic banding.</a> Methods in Molecular Biology. 1816, 337-342 (2018).</li>
<li>Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+anatomic+and+physiologic+overview+of+the+porcine+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Association+for+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).</li>
<li>Tian, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supra-coronary+aortic+banding+improves+right+ventricular+function+in+experimental+pulmonary+arterial+hypertension+in+rats+by+increasing+systolic+right+coronary+artery+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physiologica+%28Oxf%29%22%5BJournal%5D)">Supra-coronary aortic banding improves right ventricular function in experimental pulmonary arterial hypertension in rats by increasing systolic right coronary artery perfusion.</a> Acta Physiologica (Oxf). 229 (4), 13483(2020).</li>
<li>Sorensen, M., Hasenkam, J. M., Jensen, H., Sloth, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcoronary+versus+supracoronary+aortic+stenosis.+An+experimental+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Subcoronary versus supracoronary aortic stenosis. An experimental evaluation.</a> Journal of Cardiothoracic Surgery. 6, 100(2011).</li>
<li>Lygate, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serial+high+resolution+3D-MRI+after+aortic+banding+in+mice%3A+band+internalization+is+a+source+of+variability+in+the+hypertrophic+response%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Serial high resolution 3D-MRI after aortic banding in mice: band internalization is a source of variability in the hypertrophic response.</a> Basic Research in Cardiology. 101 (1), 8-16 (2006).</li>
<li>Jalal, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unexpected+Internalization+of+a+Pulmonary+Artery+Band+in+a+Porcine+Model+of+Tetralogy+of+Fallot%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+for+Pediatric+and+Congenital+Heart+Surgery%22%5BJournal%5D)">Unexpected Internalization of a Pulmonary Artery Band in a Porcine Model of Tetralogy of Fallot.</a> World Journal for Pediatric and Congenital Heart Surgery. 8 (1), 48-54 (2017).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

近年来，多项研究采用手术性主动脉缩窄作为左心室压力超负荷和心力衰竭的模型（从降主动脉9至升主动脉10），使研究人员能够获得符合其特定需求的各种表型。尽管此类模型的使用需要昂贵的设备和专业知识，但其所提供的信息具有不可估量的价值。由于猪的心脏在大小和结构上与人类心脏相似，因此成为理想的模型11，并且在异种器官移植供体方面已获得伦理上的认可。
该方法中的主要关键步骤是主动脉的解剖以及在其周围放置缩窄材料（尼龙扎带或ePTFE移植物）。在此过程中，可能会出现多种并发症，包括周围结构或主动脉本身的撕裂或破裂。若发生出血且能够控制出血以充分暴露伤口，则可通过在穿孔处放置带垫片的荷包缝线或褥式缝线来控制此类并发症。强烈建议由心胸外科医生进行该操作，这将显著降低并发症和死亡率。
另一个关键步骤是主动脉的缩窄，该操作应分步进行，并在各步骤之间留出稳定期。必须密切注意全身外周血压，因为左心室无法承受当前...

心力衰竭（HF）是一种危及生命的疾病，影响全球数百万人，造成重大的社会和经济影响1。其重要病因之一是主动脉瓣疾病或主动脉瓣狭窄（AS）。主动脉瓣狭窄在高龄人群中更为常见，在美国是第二常见的瓣膜病变。与主动脉瓣狭窄相关的死亡率在欧洲也呈上升趋势，尤其是在无法获得最新介入治疗技术的国家2。鉴于心力衰竭的复杂性以及治疗手段创新的匮乏，迫切需要建立能够模拟人类疾病状态并促进新干预措施测试的可靠动物模型3。尽管啮齿类动物模型的数量超过大型动物模型，但后者因其体型和生理特征与人类更为接近，具有多项优势，可用于测试拟用于人类的药物剂量和医疗器械。
该方法的目的是建立一种可重复的升主动脉缩窄（AAB）模型，适用于大多数用于生物医学研究的大型动物物种。本研究以猪为实验对象，采用微创方法进行操作，并遵循3R原则（替代、减少和优化4）。该方法可精确建立压力梯度，具有高度可重复性（可能减少所需实验动物数量）。此外，手术切口较小（2–3 cm），可最大限度降低手术创伤，相较于胸骨正中劈开或较大的开胸手术5，更有利于动物福利（优化）。同时，通过提供该方法的视频演示以及文献中的详细描述，有望减少仅为培训目的而使用的实验动物数量（替代），进一步降低动物使用量。该模型可适用于具有不同生长速率的多种猪品系/品种，并能诱导持续的压力超负荷，在随访1至2个月后即可引起显著的心肌肥厚。
目前的方法采用固定的狭窄程度6，忽略了动物个体大小的差异，或使用充液式压力读数来计算压力梯度7，而这种方法的可靠性低于高保真压力传感器，且容易受到信号衰减的影响8。另一种方法仅使用狭窄远端的单次压力测量5。然而，通过经皮置入的高保真压力传感器同时获取狭窄近端和远端的压力信号来校准狭窄程度，是对该实验方案的重大优化，可提高实验组间的同质性。通过对此方法的可视化展示，其他研究人员应能无障碍地复制该技术，从而提升该模型的可及性，同时促进3R原则的应用。

<table><tbody><tr><td>3-0 PDS II 缝线</td><td>Ethicon</td><td>Z683G</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>5-0 普理灵缝线</td><td>Ethicon</td><td>7472H</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>ACUSON NX2 超声系统</td><td>Siemens</td><td>(240)11284381</td><td>血管通路与超声心动图检查</td></tr><tr><td>动脉延长管 200 cm</td><td>PMH</td><td>303.0666</td><td>麻醉维持</td></tr><tr><td>Atlan A300 呼吸机</td><td>Draeger</td><td>8621300</td><td>通气支持</td></tr><tr><td>骨剪</td><td>Fehling</td><td>AMP 367.00</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>头孢唑林 1000 mg</td><td>Labesfal</td><td>100063</td><td>抗生素</td></tr><tr><td>4% 氯己定清洗液</td><td>AGA</td><td>19110008</td><td>清洁</td></tr><tr><td>多伊恩肠钳</td><td>Aesculap</td><td>EA121R</td><td>插管</td></tr><tr><td>回声增强型穿刺针</td><td>Teleflex</td><td>AN-04318</td><td>血管通路</td></tr><tr><td>气管插管</td><td>Intersurgical</td><td>8040070</td><td>插管</td></tr><tr><td>ePTFE 血管移植物 (5 mm x 40 cm)</td><td>GORE-TEX</td><td>S0504</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>延长管 100 cm</td><td>PMH</td><td>303.0394</td><td>麻醉诱导</td></tr><tr><td>光纤喉镜</td><td>Luxamed</td><td>E1.317.012</td><td>插管</td></tr><tr><td>光纤 Miller 4 号刀片 204 x 17 mm</td><td>Luxamed</td><td>3</td><td>插管</td></tr><tr><td>带孔无菌巾单</td><td>Bastos Viegas</td><td>4882-256</td><td>无菌技术</td></tr><tr><td>芬太尼 0.5 mg/10 mL</td><td>B.Braun</td><td>5758883</td><td>麻醉 / 镇痛</td></tr><tr><td>导丝 260 cm J 型头端</td><td>B.Braun</td><td>J3 FC-FS 260-035</td><td>左心室导管插入术</td></tr><tr><td>Infusomat Space 输液泵</td><td>B.Braun</td><td>24101800</td><td>液体 / 药物给药</td></tr><tr><td>肋间牵开器</td><td>Fehling Surgical</td><td>MRP-1</td><td>开胸术</td></tr><tr><td>Introcan Certo 静脉导管 20G</td><td>B.Braun</td><td>4251326</td><td>液体 / 药物给药</td></tr><tr><td>0.9% 等渗盐水溶液</td><td>B.Braun</td><td>5/44929/1/0918</td><td>液体 / 药物给药</td></tr><tr><td>氯胺酮 100 mg/mL</td><td>Richter pharma</td><td>1121908AB</td><td>麻醉诱导</td></tr><tr><td>L10-5v 线阵探头</td><td>Siemens</td><td>11284481</td><td>血管通路</td></tr><tr><td>咪达唑仑 15 mg/3 mL</td><td>Labesfal</td><td>PLB762-POR/2</td><td>麻醉诱导</td></tr><tr><td>Mikro-cath 微导管</td><td>Millar</td><td>63405(1)</td><td>压力记录</td></tr><tr><td>MP1 指引导管 6 Fr</td><td>Cordis</td><td>67027000</td><td>左心室导管插入术</td></tr><tr><td>持针器</td><td>Fehling Surgical</td><td>ZYY-5</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>非织造粘性敷料</td><td>Bastos Viegas</td><td>442-002</td><td>液体 / 药物给药</td></tr><tr><td>P4-2 相控阵探头</td><td>Siemens</td><td>11284467</td><td>超声心动图检查</td></tr><tr><td>Perfusor Compact 注射泵</td><td>B.Braun</td><td>8717030</td><td>液体 / 药物给药</td></tr><tr><td>压力信号调节器</td><td>ADinstruments</td><td>PCU-2000</td><td>压力记录</td></tr><tr><td>丙泊酚 Lipuro 2%</td><td>B.Braun</td><td>357410&amp;nbsp;</td><td>麻醉维持</td></tr><tr><td>Radifocus 穿刺导入器 II 标准套件 B - 导入鞘</td><td>Terumo</td><td>RS+B60K10MQ</td><td>血管通路</td></tr><tr><td>放射显影标记物</td><td>Scanlan</td><td>1001-83</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>剪刀</td><td>Fehling Surgical</td><td></td><td>开胸术</td></tr><tr><td>皮肤消毒液（2% 氯己定 / 70% 异丙醇）</td><td>Vygon</td><td>SKPC015ES</td><td>消毒</td></tr><tr><td>三通接头多通管路</td><td>PMH</td><td>310.0489</td><td>液体 / 药物给药</td></tr><tr><td>直钳</td><td>Fehling Surgical</td><td>ZYY-1</td><td>开胸术</td></tr><tr><td>Stresnil 40 mg/mL</td><td>ecuphar</td><td>572184.2</td><td>麻醉诱导</td></tr><tr><td>鲁尔锁接头注射器 20 cc</td><td>Omnifix B.Braun</td><td>4617207V</td><td>麻醉诱导</td></tr><tr><td>鲁尔锁接头注射器 50 cc</td><td>Omnifix B.Braun</td><td>4617509F</td><td>麻醉维持</td></tr><tr><td>透皮芬太尼贴剂 50 mcg/h</td><td>Mylan</td><td>5022153</td><td>镇痛</td></tr><tr><td>优维显</td><td>Bayer</td><td>KT0B019</td><td>血管造影术</td></tr><tr><td>通用止血阀接头</td><td>Merit Medical</td><td>UHVA08</td><td>左心室导管插入术</td></tr><tr><td>维可牢肢体固定器</td><td>PMH</td><td>SU-211</td><td>动物固定</td></tr><tr><td>Venofix A，21 G</td><td>B.Braun</td><td>4056337</td><td>麻醉诱导</td></tr><tr><td>Vista 120S 患者监护仪</td><td>Draeger</td><td>MS32997</td><td>监测</td></tr><tr><td>Weck 钛夹</td><td>Teleflex</td><td>523760</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>Weck 钛夹施夹器</td><td>Teleflex</td><td>523166</td><td>主动脉缩窄术</td></tr><tr><td>Zhiem Vision</td><td>Iberdata</td><td>N/A</td><td>透视成像</td></tr></tbody></table>

一种猪主动脉瓣狭窄的微创模型

A Minimally Invasive Model of Aortic Stenosis in Swine

大型动物心力衰竭模型因其体型和生理特征与人类相似，在开发新的治疗干预措施中发挥着至关重要的作用。研究人员已致力于建立压力超负荷诱导的心力衰竭模型，其中升主动脉缩窄术尽管仍处于冠状动脉上方且并非完全模拟人类主动脉瓣狭窄，但已能高度近似该人类疾病状态。
本研究旨在通过植入主动脉束带并结合经皮引入的高保真压力传感器进行精确校准，展示一种诱导左心室压力超负荷的微创方法。该方法是对手术流程的优化（符合3R原则），可产生均一的跨狭窄压差，降低组内变异度。此外，该方法可实现动物的快速、顺利恢复，从而显著降低死亡率。在本研究中，动物术后随访时间长达2个月，期间采用经胸超声心动图和压力-容积环分析进行评估。然而，若需要，也可实现更长时间的随访。这一大型动物模型对于新药测试具有重要价值，尤其适用于靶向心肌肥厚以及与左心室压力超负荷相关的结构和功能改变的药物研究。

在模型建立初期，死亡率约为30%，动物主要因缩窄术后急性心力衰竭及手术并发症而死亡。然而，在模型建立成熟后，手术并发症的发生率显著降低，死亡率下降至约15%。发生的两例死亡均源于分离过程中主动脉破裂。
使用高保真压力传感器可获得高质量的压力信号（图2），从而实现对狭窄程度的实时且准确的校准。这确保了所有手术动物经历相似程度的左心室压力超负荷，降低了组内变异。此外，导管本身的外径为2.3 F，与较大的充液导管相比，对血流阻塞的影响极小。在初期投入后，导管可多次重复使用；若需要灭菌，可采用环氧乙烷灭菌法（通常可通过与医院外科部门合作获得）。
跨狭窄梯度可由软件实时计算，该软件测量左心室（近端压力）与远端主动脉（远端压力）之间的压力差。每次缩窄操作后需进行数分钟的稳定期，以确保左心室有足够时间适应。在确定所需的缩窄程度后，应给予15分钟的稳定期，以确保缩窄程度保持稳定且动物处于代偿状态（图2A）。
<p c...

本方案描述了一种用于猪升主动脉缩窄的微创外科手术方法。

大型动物心力衰竭模型因其体型和生理特性，在新型治疗干预措施的开发中发挥着至关重要的作用。

大多数临床前心血管研究是在啮齿类动物和其他小型动物模型上进行的。从操作便利性、经济性、可重复性和通量角度来看，这具有明显优势。然而，这些动物的系统发育、病理生理学和药理学反应与人类不同，这可能限制研究成果向临床应用的可靠转化。利用我们高度专业化的外科和血管内介入技术，我们致力于开发常见心脏疾病的外科及杂交大型动物模型。本方案即为一个简单且微创的典型示例，在可靠性、可重复性与动物福利之间实现了良好平衡。通过使用高保真压力传感器实时监测压力阶差，我们能够精确调控狭窄部位的压力梯度，从而在不同动物间获得高度均一的病变严重程度。此外，微创方法可显著降低并发症发生率，并促进动物更好地恢复。大型动物模型（本例中为猪）的建立，为人源性药理学和器械测试提供了广阔前景。这一点在解剖和生理结构与人类高度相似的敏感领域尤为重要，例如麻醉、心肺转流、体外膜肺氧合（ECMO）、左心室辅助系统（LVAS）、经皮导管内治疗，以及微创和机器人手术。首先，确定麻醉猪动脉插管的穿刺部位。使用血管探头定位股浅动脉，并确认超声标记的位置及正确的深度。在组装导入鞘之前，用肝素化生理盐水冲洗导入器和扩张器。在超声引导下，将一根回声明显的动脉穿刺针插入股动脉。当针尖进入动脉管腔并有搏动性动脉血从针尾喷出时，沿穿刺针送入J型头导丝。在穿刺点持续施压的情况下，撤出穿刺针，然后将导引鞘和扩张器组件推进动脉内。接下来，移除扩张器，并从导引器的侧端口抽吸血液，以确认导引器位置正确。随后，用无菌生理盐水冲洗导引器。最后，将动脉压监测管连接至股动脉导引器的侧端口，以监测血压。在麻醉猪身上完成动脉插管后，使用心脏超声探头确定升主动脉的位置。随后标记切口位置并消毒动物胸部。使用手术刀在第3/4肋间水平做2至3厘米的皮肤切口。然后解剖深部的筋膜和肌肉层，直至到达肋间隙。停止带有正压和呼气末正压的通气。扩大肋间肌以进入胸腔。然后扩大切口，以便放置牵开器叶片。牵开肋骨，显露下方结构。使用微创心脏手术镊子和剪刀，切开心包膜。然后使用湿润的无菌纱布牵拉左心房及任何遮挡主动脉视野的肺组织。仔细分离主动脉与肺动脉，直至到达横位心包窦。为便于主动脉插管，可在缩窄区域放置一个放射显影标记物。将ePTFE移植物或尼龙带放置于升主动脉周围。将双通止血阀接头连接至6 French MP1导管，并用肝素化生理盐水冲洗。预先将260厘米长、0.035英寸J型头端导丝装入导管，然后将该组件经股动脉鞘管引入。在荧光透视引导下，推进导丝并引导导管进入升主动脉。当识别出主动脉瓣时，小心地用导丝通过该瓣膜，并将导管引入左心室。通过检测压力曲线以确认导管位于左心室。接下来，在保留导引导管于左心室的同时，移除导丝。抽吸血液后，用无菌生理盐水冲洗导管，并确保导管内无气泡存在。通过双通止血阀接头送入两个高保真压力传感器后，将导引导管回撤至升主动脉，使其远端位于绑扎部位的不透射线标记之外。将高保真压力传感器保留在左心室内，同时通过压力曲线确认导管位置。完成左心室插管后，逐次收紧尼龙带（每次一格），并密切监测压力变化。在尼龙带末端套上无菌塑料管，以避免对周围结构造成意外损伤。对于ePTFENs，使用45度镊子收紧带子。监测压力以估计缩窄的相对位置。最后，在镊子位置放置一个钛金属止血夹。高保真压力传感器的使用能够获取高质量的压力信号，从而实现对狭窄程度的实时且准确的校准。经胸超声心动图在术后即刻及随访期间均证实存在明显的主动脉狭窄。缩窄手术导致了显著的主动脉狭窄及左心室向心性肥厚。心脏的死后大体分析显示心脏体积增大，左心室壁增厚。

a-minimally-invasive-model-of-aortic-stenosis-in-swine

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

猪主动脉瓣狭窄的微创模型

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

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。...

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

该新型模型通过结合球囊血管成形术、弹性蛋白酶/胶原蛋白酶灌注、局部应用弹性蛋白酶以及口服化合物β-氨基丙腈（可干扰胶原交联）的方法，在猪体内成功构建了稳定的肾下腹主动脉瘤。...

肾下腹主动脉瘤的猪模型

我们介绍一种新颖、经济高效且简便的经皮输送三维打印冠状动脉植入物的技术，用于构建闭胸猪缺血性心脏病模型。该技术采用母子延长导管固定植入物，成功率高。...

用于猪缺血性心脏病模型中3D打印冠状动脉狭窄植入物经皮植入的新方法

本方案详细描述了通过降主动脉缩窄建立射血分数保留型心力衰竭小型猪模型的逐步操作流程。同时介绍了该疾病模型的心脏形态学、组织学及心功能评估方法。...

一种西藏小型猪射血分数保留型心力衰竭的手术模型

我们介绍了一种将猪主动脉瓣安装在脉动流模拟器上以测试其流体动力学特性的方法。该方法可用于在实验操作或新型医疗器械应用于大型动物模型之前，评估其对流体动力学性能的影响。...

一个 离体 用于实验性主动脉瓣手术及新型医疗器械水动力学测试的猪模型

本研究介绍了一种在正常巴马猪中通过经主动脉途径进行靶向组织切割以干预主动脉瓣下结构的外科手术方法。...

经主动脉途径干预正常巴马猪瓣下结构的外科手术方法

大型动物模型在研究新生儿窒息的生理学和药理学方面具有良好的转化价值。我们采用新生仔猪建立了一种模拟新生儿窒息的实验方案，该模型有利于系统研究全身和局部血流动力学、氧转运及其与生化和病理通路之间的关联。...

一种新生仔猪缺氧窒息模型

微创横主动脉缩窄术（MTAC）保留了常规横主动脉缩窄术（TAC）的核心要素，同时避免了气管插管和呼吸机的使用。该方法在左心室超负荷的高通量研究中表现出显著优势，尤其适用于转化医学研究。...

小鼠微创横主动脉缩窄术

本实验方案的目的是逐步描述小鼠微创横主动脉缩窄（TAC）技术。通过省去常规标准手术中必需的插管和通气步骤，微创TAC简化了手术操作，并减轻了对动物造成的应激负担。...

小鼠经皮微创主动脉横缩术诱导左心室肥厚的技术

了解猪主动脉瓣狭窄微创模型的建立方法，通过升主动脉束带术结合高保真压力传感器实时监测压力梯度。该模型为心血管疾病研究提供了可靠且可重复的大型动物实验平台。

一种猪主动脉瓣狭窄的微创模型

探索更多视频