心血管疾病动物模型与转化医学

《心外科都在研究什么?》系列之——冠脉旁路移植病动物模型之大动物篇

2018年08月20日 浏览量: 评论(0) 来源: “心关注”公众号 发布者: 飞流刀客

非体外循环下行冠脉搭桥术比体外循环下行冠脉搭桥术的成本相对较低,且患者术后心功能恢复较快,而后者则需要心脏停跳,对患者心脏功能损害会随着时间的延长而扩大。另外,非体外循环下冠脉搭桥术用于动物模型中成本也较低,且更容易实现(在设备配备及人员配备上都具有更大的优越性)。对搭1-2条血管桥目前大部分采用非停跳搭桥法(图1),这是搭桥手术发展的趋势。如果仅是用于研究,非停跳搭桥法完全可以满足需要。非停跳冠脉搭桥动物模型是该研究领域的重要方向之一,不但研究成本远低于体外循环下的冠脉搭桥术,而且对于术者的技术水平要求较高,能让研究者在研究的过程中不断提升自己的外科搭桥操作水平。

 

1 临床中非体外循环冠脉搭桥术所占比例示意

选择大动物行冠脉搭桥术的优势在于其身体构造、体型大小,尤其是心脏及冠脉血管、靶血管的解剖结构与人相近,且实际操作过程也贴近临床,更接近临床实际应用。因此,大动物冠脉搭桥模型是研究向临床应用转化的重要评判标准,也是含金量最高的基础研究之一。猪、狗、羊等因价格比较合理,来源较为丰富,是冠脉搭桥动物模型首选的理想实验大动物。大家可能会发出质疑,跟人更为接近的动物不是猩猩吗?对,的确是。然而一只猩猩至少人民币10万元,大部分研究者是难以支付如此费用的,而且猪、狗、羊等已满足研究需求。图2是临床上冠脉搭桥术的效果图。两个固定器分别是1为“八爪鱼”,用于固定冠脉血管;2为“海星”,用于固定心尖。大动物的冠脉搭桥术也基本这样,动物麻醉插管,消毒铺巾后开胸暴露心脏,大概类似这样的视野,很接近临床吧?

 

2 非停跳冠脉搭桥所需固定装置(图片采自美敦力公司官网)

然后就是图3,这是一个血液回收系统。因为没有体外循环,很多时候我们可能避免不了出血过多的情况,此时有一台血液回收机可以实现动物自体血回输,减少动物因失血过多而发生死亡的风险。不过这样做,实验成本亦会大幅增加。对于没有条件的研究者,这个设备可以选用或不用,通过努力提升自己的手术操作技能以弥补这一缺失。

 

3 非停跳冠脉搭桥可选用设备(图片采自美敦力公司官网)

外,还有一些相关的器材耗材,耗材如微血管阻断钳、弹力阻断带、血流监测仪等。如果读者朋友感兴趣可以选读一些心外科手术技术及器械介绍书籍里面关于搭桥的篇章,其中有许多器械介绍。如何选用及搭配,就看研究者的思维开拓能力了。根据不同的实验条件,完成的标准不一样,效果也不一样,但最终都得让血管桥通畅,实验动物存活,才能让研究进行下去。

完成手术操作只是疾病动物模型的必要的第一步,后续的部分也是同等重要,比如术后动物的康复治疗与康复训练、抗凝治疗与抗感染治疗、动物的饲养与护理等,这些方面并不简单却又容易被忽略。研究者在设计实验方案的时候,必须把这些因素都考虑进去,在这个基础之上,再去尝试自己的研究重点内容,比如测试新药、新材料、新的治疗方法等(这些内容日后有机会小刀给大家逐一介绍)。

最后,给大家看看一些大动物搭桥手术的效果图,看看“别人家的”搭桥实验。研究者选择的都是小刀列举的那几种性价比高的动物,不是猩猩。

 

 

 

 

参考文献:

[1] Meng X, Fu Q, Sun W, et al. Competitive flow arising from varying degrees of coronary artery stenosis affects the blood flow and the production of nitric oxide and endothelin in the internal  mammary artery graft.[J]. Eur J Cardiothorac Surg,2013,43(5):1022-1027

[2] Nakata K, Orime Y, Akiyama K, et al. Novel device accurately measures graft resistance and compliance to ensure quality of coronary artery bypass.[J]. Ann Thorac Cardiovasc Surg,2012,18(5):438-443

[3]Ben-Gal Y, Taggart DP, Williams MR et al.Expandable external support device to improve Saphenous Vein Graft Patency after  CABG.[J].J Cardiothorac Surg, 2013, 8: 122

[4]Saito T, Iguchi A, Tabayashi K.Irradiation inhibits vascular anastomotic stenosis in a canine model.[J].Gen Thorac Cardiovasc Surg, 2009, 57(8): 406

 

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