外科手术建立犬Stanford B型急性主动脉夹层动物模型
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[摘要] 目的 探讨通过外科开胸手术制备犬Stanford B型急性主动脉夹层模型的方法。 方法 选取健康2～3年的比格犬5只，术前进行高脂饲料喂养8周。对实验犬进行静脉麻醉后，切开肋间肌、胸膜，逐步暴露主动脉，在距左锁骨下动脉远端2～3 cm处用0T针斜刺入降主动脉中膜，用冠脉刀迅速切开主动脉管壁全层后，用球囊导管分离主动脉的中膜和内膜，之后用5-0 prolene线缝合动脉外膜和中膜，静脉注射肾上腺素升高血压，术后24 h内对实验犬进行多次CT血管成像，动态观察采集夹层的影像学信息。 结果 5只实验犬中，共有3只动物术后形成主动脉夹层，CTA图像显示均显示了真假双腔，根据主动脉夹层的Stanford分型标准，确定形成了Stanford B型主动脉夹层。 结论 外科手术是建立犬stanford B型主动脉夹层模型的可靠方法。
[关键词] 主动脉夹层；外科手术；Stanford B型；动物模型
[中图分类号] R654.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2016）09（c）-0012-03
[Abstract] Objective To investigate the surgical method for producing Stanford B acute aortic dissection model in canine. Methods Five healthy dogs of 2 to 3 years with preoperative high-fat diet for 8 weeks were selected， after intravenous anesthesia， the intercostal muscle and pleura were cut， and the aorta was exposed gradually， 0T needle was punctured obliquely into the membrane of descending aorta at the position 2-3 cm away from the left subclavian. Intima and media were seperated by the mechanical force using the balloon catheter， after cutting the full aortic walls， after finishing the surgery， adventitia and intima were sutured with a 5-0 prolene. Repeatedly CT angiography was produced within 24 hours after the surgery， the changes of the imaging were observed continuously. Results Formation of aortic dissection was observed in the three of the total five canines， CTA images showed a dual-chamber in the aorta of the animals， and type B was determined according to the Stanford classification criteria for aortic dissection. Conclusion Surgery is a reliable method to establish Stanford B aortic dissection animal model.
[Key words] Aortic dissection； Surgery； Stanford B； Animal model
主动脉夹层是一种致死率非常高的心血管疾病，诸多研究表明，主动脉夹层的发生、发展与血流动力学改变密切相关[1-2]，近年来在进行主动脉夹层的血流动力学研究时，大多数国内学者主要是将主动脉夹层的患者作为研究对象，但由于国内的尸检率比较低，因此如果进行活体研究，则难以将主动脉壁的病理改变对夹层进展的影响也纳入研究中，另外，由于主动脉夹层患者的特殊性，术前难以对其反复进行影像学检查，所以进行动态观察也比较困难，而动物实验则恰好弥补了上述的不足之处。因此，动物实验在主动脉夹层的流体力学研究方面仍有很高的价值[2-3]。以往对主动脉夹层进行流固耦合力学研究时，多数是对实验对象的CT图像进行分割和数据转化，众所周知，随着心脏的搏动，主动脉管腔内撕裂的内膜片并不是静止不动的，而是在不断地往复摆动，所以主动脉夹层的真、假腔形态也是在不断变化着[4-5]，而我们以往在研究主动脉夹层流体力学的过程中，往往假定真假腔是不变的[6-7]，分割图像时采用的也仅是其运动过程中的一帧图像。因此，本研究旨在探讨通过外科开胸手术的方法制备犬Stanford B型急性主动脉夹层模型，并寻找一种更为有效的数据采集方法。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 动物 健康2～3年的比格犬[来源于哈尔滨医科大学实验动物部，合格证号：SYXK（黑）2013-002]5只，体重20～25 kg，术前在哈尔滨医科大学附属第一医院动物实验中心进行高脂饲料喂养（基础饲料50%+食用油20%+胆固醇5%+蛋黄粉25%）8周。
1.1.2 药品和手术设备 麻醉剂采用苯巴比妥（天津药业集团新郑股份有限公司，批准文号：H41025613），肌松药采用维库溴铵（荷兰NVOrganon公司，批准文号H20100383），升高血压采用去肾上腺素（天津金耀药业有限公司，批准文号：H12020621）、肝素钠（广东利泰制药股份有限公司，批准文号H44022622）。手术器械主要包括常规手术器械、主动脉夹层专用手术器械、特殊开胸手术器械、球囊导管、冠脉刀等。
1.2 方法
1.2.1 动物模型的制备 采用苯巴比妥对实验犬进行静脉麻醉，将实验犬取右侧卧位并固定，于左胸后外侧第五肋骨上缘切开肋间肌、胸膜，置入肋骨撑开器，逐步暴露主动脉。在距左锁骨下动脉远端2～3 cm处用0T针斜刺入降主动脉中膜，向中膜注入弹性蛋白酶，利用机械力使中膜与内膜分离，分离长度在2～3 cm，在鼓起的主动脉上端用阻断钳阻断主动脉，用冠脉刀迅速切开主动脉管壁全层，用球囊导管分离主动脉的中膜和内膜，边插边缓慢扩张球囊，分离周径为主动脉周径的1/3～1/2。用侧壁钳钳夹切开处的主动脉，用5-0 prolene线缝合动脉外膜和中膜，开放主动脉的同时静脉注射肝素（1 mg/kg）。静脉注射肾上腺素0.5～1.0 mg以升高血压，加速夹层的剥离。
1.2.2 验证方法 术后24 h内对实验犬进行多次CT血管成像，动态观察采集夹层的影像学信息，将制备完毕的犬动物模型置于256层螺旋CT（荷兰，飞利浦公司，Brilliance iCT）的扫描床上，连接电极片，注射造影剂30～50 mL后，采用回顾性心电门控技术对实验犬的主动脉进行扫描，扫描后间隔5% R-R间期进行图像重建，并将扫描后的图像传至EBW工作站，确定主动脉夹层是否存在、主动脉撕裂的范围及分型。
2 结果
5只实验犬中，共有3只动物术后形成主动脉夹层，在制备过程中1例实验犬因主动脉破裂而失败，另1例死于心脏骤停。形成夹层的3条主动脉，CT图像显示均显示了真假双腔，假腔大于真腔，撕裂的内膜片呈条形低密度影，第一破口大小为2～5 mm，均位于距作锁骨下动脉以远的主动脉峡部水平（图1）。夹层累及的长度为（14.5±7.8）cm（11～17 cm），根据主动脉夹层的诊断及Stanford分型标准[8-10]，从CT表现上可以确定3例存活的实验犬均形成了Stanford B型主动脉夹层。动物处死后，取出主动脉，用生理盐水轻轻冲洗后以40 g/L甲醛固定，同时用苏丹Ⅲ染色主动脉，进行病理切片后，镜下观察显示实验犬的主动脉壁存在不同程度的粥样硬化。
3 讨论
目前针对建立在体主动脉夹层动物模型的主要方法分为两种，一种是介入手术，另一种是开胸手术，文献中更多的是采用外科开胸手术的方式。在外科开胸手术建模的过程中，球囊扩张是建模的关键步骤，即依靠机械力使主动脉中膜扩张，达到内膜与中膜分离的目的，但由于主动脉壁弹力纤维与胶原纤维的作用，夹层形成难度较大，且形成的夹层范围较小，难以满足后续研究的需要，因此有文献报道，在机械扩张的基础上，注入一定量的弹性蛋白酶破坏胶原纤维，术中人为地破坏主动脉壁的结构[11-13]，但本研究仅少量注射了弹性蛋白酶，一旦出现内膜、中膜分离，即不再注射弹性蛋白酶，原因是考虑到注入过多弹性酶会使动脉管壁出现水肿，不利于以后动脉壁的缝合。本研究采用了高脂饮食饲养实验犬，让实验动物的主动脉壁在病理生理条件下，自行出现粥样硬化性改变，逐渐出现主动脉壁薄弱，进而增加建模的成功率，我们认为采用这种方法后，术中内膜与中膜更易分离，也减少了过度的机械扩张导致主动脉破裂的发生概率，使得建模更加安全、有效。2009年Cui等[14]将主动脉横向切开犬1/2周长的主动脉外膜和中膜外层，在中层剥离出夹层，同时切开内膜，将切口下缘的内膜片双角缝合于附近两边的侧壁全层，建模成功率达到了66.7%，我们在术中也采用了这个方法，笔者认为这种方法较传统的缝合方法更为有效，夹层破口封闭的概率较低，建模成功率较高[15-16]。
本研究采用CTA作为确定主动脉夹层的方法，笔者认为这种方法比DSA更为简单有效，而且对实验犬的损伤小，可重复性强，便于动态观察，另外CTA对于显示夹层的范围、破口的位置、分型等优于其他影像学方法。此外，本研究将心电门控技术引入CT图像采集中，心电门控技术是近几年来才用于主动脉CTA检查中，其主要优势在于可以消除主动脉根部的搏动伪影，可以减少误诊[17-18]，但通过分析不同时相的CT图像可以显示主动脉内膜片的运动特点及真假腔的形态变化[19-20]，笔者认为在流固耦合力学研究中，上述因素应纳入分析中，所以多时相采集的图像作为有限元分析中分割图像的基础，可能会更有意义。
本研究存在以下不足之处：第一，由于样本例数较少，没能进行更多的统计学分析；第二，本研究建模的目的是为了采集影像学资料，进行流体力学研究，因此没有对实验犬进行更长时间的动态观察，这与文献报道中持续数周的观察方式不同，所以本研究没有对模型的远期效果进行评估。
外科开胸手术在建立犬Stanford B型主动脉夹层模型方面，符合夹层动脉瘤形成的病变基础及病理生理过程，术前高脂饮食喂养致使动脉处于粥样硬化性表现，更有利于动物模型的建立。
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（收稿日期：2016-05-23 本文编辑：张瑜杰）