临床医学论文-脊髓缺血损伤动物模型的建立.doc

临床论文-脊髓缺血损伤动物模型的建立作者:关玉龙，刘峰，董培青，万，【摘要】目的本研究拟建立胸降主动脉手术中脊髓缺血的动物模型，为脊髓保护策略和药物干预的研究提供依据。 方法实验选用北京农业大学的6头小型猪。 经左第五肋间肋行开胸手术，常温下阻断降主动脉远离锁骨下动脉，30分钟后阻断开口。 复苏后每天观察下肢行为的临床评分。 7天后，处死动物，观察损伤脊髓的超微结构。 结果术中血流动力学稳定。 血气结果都保持在正常范围内。 复苏后，术后每天1只动物肌力为ⅳ级，7天后处死时肌力为ⅳ~ⅴ级。其余5只动物术后下肢肌力为0 ~ I级。 电镜超微结构观察显示脊髓有严重的创伤性改变。 结论以小型猪为动物模型，常温下阻断降主动脉30min，可建立急性脊髓缺血后截瘫模型。 【关键词】脊髓；缺血；胸主动脉脊髓缺血模型的建立摘要:目的建立脊髓缺血电影模型。为脊髓保护策略和药物干预提供依据。方法实验用猪6头，由北京农学院提供。通过第五肋间隙进行标准的左胸廓切开术。常温下将降主动脉夹在左锁骨下动脉远端。三十分钟后，夹子松开了。一旦动物恢复自主呼吸，就拔下气管。根据定量行为评分每天对动物进行评估。术后第7天处死动物，对脊髓损伤进行组织学分析。结果血液动力学数据显示所有动物在手术前、中、后都是稳定的。每只动物的行为评分结果表明，一只动物患有轻瘫，另外5只动物患有瘫痪。超微结构检测也证实了脊髓的损伤。结论常温下夹闭胸主动脉30分钟可建立猪脊髓缺血性损伤模型。关键词:脊髓；缺血；在胸主动脉疾病的外科治疗过程中，许多因素在围手术期可能导致脊髓缺血。一旦发生术后脊髓并发症，将直接影响手术效果和患者的生活质量。 根据文献报道，单纯阻断降主动脉30分钟是临床定义的安全时限。 本研究对实验动物进行了胸降主动脉阻断后30分钟的随访，建立了脊髓缺血的动物模型，为进一步的脊髓保护策略和药物干预提供了依据。 材料与方法1.1实验动物北京农业大学小型猪6只，体重20 kg~25.9 kg，雌性，实验前12小时禁食，实验前4小时禁水。 1.2基础麻醉:肌肉注射盐酸氯胺酮(15 mg/kg)和阿托品(0.03 mg/kg)。 20G静脉穿刺针在耳静脉穿刺中的应用 静脉注射盐酸氯胺酮(4 mg/kg)、阿端(0.3 mg/kg)和芬太尼(0.01 mg/kg)诱导麻醉。 气管插管(内径7.5或8.0)，呼吸机通气，潮气量15 ~ 20 ml/kg，频率20 ~ 25次/min。 术中麻醉通过静脉注射盐酸氯胺酮(2 mg/kg)、阿端(0.2 mg/kg)和芬太尼(0.004 mg/kg)维持，每20 min一次。 1.3手术方法:动物右侧卧，经肩胛骨下第五肋间穿过皮肤切口。切口长度约为15厘米。 逐层切开皮下组织，露出胸腔。 探查降主动脉位置，小心将锁骨下动脉与降主动脉外膜分开0.5cm ~ 1 cm，用4.0手术缝线放置荷包，在距锁骨下动脉远端0.5cm处分离降主动脉，将阻断带设为第一阻断平面。 在距降主动脉第一阻断平面4 cm ~ 5 cm处进行第二次分离，同时套入阻断带和缝合荷包作为第二阻断平面。 将套管针分别插入第一荷包和第二荷包，连接三通测量血压和采血。 在放置第一个和第二个封闭平面后，在体内给予150IU/kg肝素。 首先在第一阻断平面用阻断钳阻断降主动脉血流。阻断期间密切观察血压变化，必要时给予部分血管扩张剂。 用第二个夹子继续阻断第二个平面的降主动脉血流(见图1)。 封闭30分钟后，打开封闭钳。顺序是先打开远端阻断钳，再打开近端阻断钳。 鱼精蛋白在体内中和肝素(比例1: 1) 1.4监测指标1.4.1术中持续血压监测，封堵前、后、后进行血气、电解质检测，根据结果给予一定量的碳酸氢钠和氯化钾。 1.4.2术后每天观察动物脊髓损伤程度，按许绍庭法进行下肢行为临床评分。 邵婷法分级如下:0级:后肢和尾部无运动(不包括后肢痉挛)I级:后肢和尾部轻微运动；ⅱ级:后肢和尾巴运动，可带动关节，甚至I肢可站立；ⅲ级:双后肢能站立，但不能行走，尾巴摆动；ⅳ级:双后肢能站立、行走，跑不稳；尾巴摆动或倾斜；V级:正常行走和倾斜。 结果2.1血流动力学血流动力学稳定，阻断前血压维持在100~120毫米汞柱，心率120 ~ 140次/分。 阻断后心脏附近血压明显升高，心脏先加速后减慢，用药后血压维持在90 ~ 100次/分。 远端血压20毫米汞柱。 开放后血压较术前有一定程度下降，但无统计学意义。 2.2血细胞操作时动物的红细胞压积和血红蛋白略有下降，执行7天后基本恢复正常。 2.3温度术中肛温无明显变化，术前36.5 ~ 37℃，阻断时35.5 ~ 36℃，术毕36 ~ 36.5℃。 2.4术前下肢行为动物上下肢肌力均为V级。手术30分钟后成功拔除气管插管，上肢肌力恢复正常V级，其中1只动物术后3小时下肢肌力为I级，术后6小时为IV级，术后每天下肢肌力为IV级，7天后死亡时为IV ~ V级。其余5只动物术后下肢肌力为0 ~ I级。 2.5组织细胞超微结构电镜超微结构观察显示，阻断30分钟后，脊髓内胶质细胞正常，髓鞘板层结构疏松，轴突收缩，如图2所示。 胸主动脉疾病是心血管疾病领域中发病率高、治疗风险大的疾病。 在婴儿中，主要表现为主动脉弓缩窄或主动脉弓离断，约占先天性心脏病的5% ~ 8%，占先天性心脏病的1% ~ 4%。 在成人中，胸主动脉瘤更常见，发病率约为4/100，000至6/10万人，在老年人群中发病率甚至更高[1] 目前，一些胸主动脉瘤需要手术矫正，尤其是在涉及广泛病变的情况下。 术中手术操作可能影响脊髓血供，动脉瘤累及范围较广时术中可能出现肋间动脉损伤。 常温下进行主动脉弓降支缩窄矫正或主动脉弓肿瘤手术时，也可能发生脊髓缺血。 术后脊髓并发症的发生率为5% ~ 10% [2，3]，在我们的临床实践中也有发生[4] 万等认为主动脉手术后脊髓损伤的危险因素包括:(1)脊髓缺血的时间和程度；(2)主动脉修复后脊髓血供的重建；(3)生化因子介导的脊髓再灌注损伤[5] Cooley等认为缺血时间是影响脊髓损伤的最重要因素，主动脉阻断的安全时限为30 min。 阻断时间小于15 min时，截瘫发生率为0，阻断时间大于60 min时，发生率为25% ~ 100% [6] Svensson等人得出结论，未能成功移植重要的节段性动脉将导致脊髓缺血[7] 由于脊髓缺血是脊髓损伤的主要原因，因此术中和术后维持脊髓充足的血液供应以防止术后神经系统的损伤是极其重要的。 然而，在以往的文献报道中，临床研究是常见的。 由于临床患者病情复杂，个体差异大，部分结果不具有说服力。 建立急性脊髓缺血模型并在此基础上进一步研究和探索是首要问题。 文献中有许多实现脊髓缺血的模型和方法。 张、东等。用老鼠做实验动物，和Contreras等。实验采用犬建立脊髓缺血模型。 Strauch，Toumpoulis等。选择猪作为实验对象[8-12] 随着基础研究的进一步发展，近年来文献中有学者主张以猪为实验模型，发现猪的解剖特征与人体非常相似，于是越来越多的文献研究以猪为实验模型。 在之前的脑保护实验中，我们课题组以小型猪为实验模型，取得了良好的实验效果[13] 为了进一步研究胸降主动脉脊髓的保护作用，在前期临床研究的基础上，设计了慢性动物模型，以小型猪为实验对象。 实验模拟临床胸降主动脉手术方案，将动物置于右侧卧位，经肩胛骨下第五肋间暴露胸腔。 与临床操作基本一致。 小心分离锁骨下动脉至降主动脉，阻断降主动脉血流30分钟。术后观察动物下肢行为评分，从而准确评估脊髓损伤程度。 结果所有实验动物在胸降主动脉阻断30分钟后均出现严重脊髓损伤。 其中1只动物术后每天肌力为ⅳ级，7天后处死时肌力为ⅳ~ⅴ级，呈下肢轻瘫。其余5只动物术后下肢肌力为0 ~ I，表现为双下肢截瘫。 细胞超微结构检查证实，单纯阻断胸降主动脉30分钟，即出现严重的脊髓缺血性损伤。 因此，建议术中单纯阻断降主动脉30分钟，可能发生严重的脊髓损伤。 本实验方案模拟了主动脉弓降部手术的简单阻断技术，获得了急性脊髓缺血模型，并进行了慢性观察，为今后该领域的进一步深入研究提供了基础。 【参考文献】【1】董培清。胸主动脉夹层动脉瘤的诊断和治疗[J].中国体外循环杂志，2003，1: 193-197。[2] Rahman A，Usundag B，Burma O，等.区域性肉毒碱对脊髓缺血再灌注损伤的神经保护作用[J].欧洲心胸外科杂志，2001年，20: 65-70。[3]科塞利股份有限公司，勒梅尔股份有限公司。左心旁路降低胸腹主动脉瘤修复术后截瘫率。安胸外科，1999，67: 1931-1934。[4]董培清，patricia，关玉龙，等. 414例胸主动脉瘤手术的体外循环经验[J].中华胸心血管外科杂志，2002，18: 131-133。[5]万毅，安洁利尼，等.胸降主动脉和胸腹主动脉手术中脊髓缺血的预防[J].欧洲心胸外科杂志，2001年，19:203-213。[6]库利达。单钳夹法修复胸降主动脉动脉瘤[J].塞明胸心血管外科，1998，10:87-90。[7]Svensson LG，Crawford ES，Hess KR，等. 1509例胸腹主动脉手术的经验总结[J].外科杂志，1993年，17:357-370。[8]张平，亚伯拉罕VS，克拉夫特KR，等.高温预处理对脊髓缺血性损伤的保护作用[J].安胸外科，2000，70:1490-1495。[9]佟天杰，张宇，Williams M，等.实验性脊髓缺血:动脉性高血压的模型表征和改善预后[J].危急护理医学，2004年，32:1346-1351。[10]Contreras IS，Moreira LF，Ballester G，等.基于体感诱发电位的即时缺血预处理似乎可以预防胸主动脉阻断后的脊髓损伤[J].欧洲心胸外科杂志，2005年，28:274-279。[11]施特劳赫·JT，劳滕·A，斯皮尔弗格尔·D，等.亚低温对慢性猪脊髓缺血性损伤的保护作用[J].欧洲心胸外科杂志，2004年，25:708-715。[12]Toumpoulis IK，Papakostas JC，Matsagas MI，等.降胸主动脉阻断后早期缺血预处理对脊髓保护的优越性[J].中华胸心外科杂志，2004，128:724-730。董平，关燕，杨军，等.逆行脑灌注时眼底微血管血流监测的实验研究[J].安胸外科，2000年，70:1478-1482。