冠脉结扎法建立大鼠急性心肌梗死模型方法的探讨*

张 凯 谢世阳 王幼平 刘卫红 李 彬 朱明军△

（1.河南中医学院第一附属医院，河南 郑州 450000；2.河南中医学院，河南 郑州 450008）

·研究报告·

冠脉结扎法建立大鼠急性心肌梗死模型方法的探讨*

张 凯1，2谢世阳1王幼平1刘卫红1李 彬1朱明军1△

（1.河南中医学院第一附属医院，河南 郑州 450000；2.河南中医学院，河南 郑州 450008）

目的建立一种方便、省时、死亡率低且稳定的急性心肌梗死模型制作方法。方法雄性成年Sprague· Dawley大鼠麻醉后在呼吸机支持下，于相应第3、4胁间隙处开胸，挤压两侧胸壁，将心脏挤出于胸腔外，通过结扎左冠状动脉前降支，建立心肌梗死模型。通过观察术后大鼠心电图的变化，以及分别利用Evan blue染色及病理组织学方法于术后3 h及1周，确定心肌缺血及梗死范围，同时观察术中、术后24 h及1周大鼠的存活率。结果术后大鼠Ⅰ、Ⅱ导联心电图ST段明显抬高。术后3 h大鼠心脏Evan blue染色显示心肌缺血区恒定。术后1周处死取出大鼠心脏，可见心脏前壁、侧壁及心尖处形成境界清晰的心肌梗死区，梗死区颜色明显浅于周围的心肌，呈苍白色，失去正常光泽。术后1周大鼠心肌组织HE染色，可见梗死区伴有大量炎性细胞浸润。造模成功率为83％，术后24 h存活率为77％，术后1周大鼠总存活率为72％。结论此模型操作简单、稳定，且术后动物存活率高，是研究心肌梗死较理想的模型。

大鼠 心肌梗死 冠状动脉 结扎 造模

冠心病是危害人类健康的常见心血管疾病之一。冠心病心肌梗死因发病急、病死率高而对人类的危害甚大。在针对心肌梗死的基础研究中，动物模型的建立是进行该研究的基本保障。目前采用结扎大鼠左冠状动脉前降支的方法制作急性心肌梗死动物模型是最常用的一种方法［1］，其与临床心肌梗死的病理生理过程非常相似［2］。通过查阅国内外大量文献，笔者发现采用结扎大鼠左冠状动脉前降支的方法制作急性心肌梗死模型在结扎方法上多集中于开胸后胸腔内结扎和开胸挤出心脏体外结扎两种，对于这两种方法的大鼠成活率、模型稳定性报道不一［3-4］。笔者通过实验发现，以存活率、稳定性和造模时间等几方面考虑，采用开胸挤出心脏体外结扎大鼠左冠状动脉前降支制作大鼠急性心肌梗死模型的方法值得推荐。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物 健康雄性SD大鼠 60只，体质量（220±30）g，由北京维通利华实验动物技术有限公司提供，合格证号：SCXK（京）2012-0001。

1.2 主要仪器及试剂 小型动物呼吸机（美国Havard Model 680型），心电图机（澳大利亚埃德公司ML870Br型），外科剪刀、止血钳、小镊子、医用缝合针等手术器械，伊文氏蓝（美国Sigma公司），水合氯醛（天津福晨化学试剂厂）超纯水配制成10％溶液，庆大霉素针（武汉远大制药集团股份有限公司）。

1.3 大鼠造模前准备 术前禁食12 h；大鼠称质量，用10％水合氯醛腹腔内注射麻醉（0.1 mL/100 g），大鼠胸部手术区备皮及皮肤常规消毒。

1.4 胸腔外结扎左冠状动脉造模 见图1。经腹腔麻醉后，将大鼠固定在手术台板上，连接心电图，并使用灯光照射保暖。用橡皮筋挂住大鼠门牙，使大鼠头向后仰，将气管插管插入大鼠气管，插管后胶布固定，连接呼吸机，呼吸机频率为60次/min，潮气量3 mL/100 g。于大鼠心尖搏动最强点的上一肋间，相应于第3、4胁间间隙处为切口位置，横向剪开皮肤，首先沿切口穿线以备术末做荷包缝合。随后用止血钳钝性分离皮下组织及肌层，分离肋间肌，注意沿肌肉纹理分离，并深入穿破胸膜，挤压两侧胸壁，把心脏挤出胸腔。将心尖向上推起固定，在肺动脉圆锥和左心耳下缘约1 mm处，用医用缝合线连同一束心肌结扎左冠状动脉前降支，结扎完成后迅速将心脏复位，当见结扎线以下心肌颜色改变同时伴随心脏博动减弱，体表心电图出现明显ST段抬高后，说明结扎冠脉成功，随后挤出胸腔内气体，拉紧荷包缝合。待大鼠恢复自主呼吸，状态平稳后，停用呼吸机，拔除气管内插管，造模结束。

图1 大鼠胸腔外结扎左冠状动脉造模过程

1.5 术后一般处理和观察 术后将大鼠置于电热毯上保温，予术后抗感染治疗：庆大霉素（2 mL∶8万U）腹腔注射，每日1次，每次0.2 mL，连续给药3 d。观察大鼠术中、术后24 h及1周大鼠存活率。

1.6 大鼠心肌缺血范围观察 大鼠心肌梗死模型建立成功，术后3 h处死大鼠，立即经颈动脉插管注入l％伊文氏蓝2 mL，观察大鼠心脏染色情况；大鼠心梗模型建立成功后，喂养1周，处死大鼠，开胸取出心脏，肉眼观察大鼠心脏形态改变。

1.7 大鼠心脏组织形态学观察 大鼠心梗模型建立成功后，喂养1周，处死大鼠，开胸取出心脏，于冰生理盐水中洗去血液，用10％甲醛溶液固定24 h，石蜡包埋切片，行HE染色后，镜下观察大鼠梗死区心肌组织形态变化。

2 结果

2.1 大鼠冠脉结扎前、后心电图的变化 见图2。动态观察手术前、后Ⅰ、Ⅱ导联心电图的改变。可见术后Ⅰ、Ⅱ导联ST段均出现了明显的抬高。

图2 大鼠冠脉结扎前、后心电图的变化

2.2 术中及术后大鼠存活率 在本实验中，所有手术均在5～10 min内完成，60只SD大鼠，术中死亡10只，造模成功率为83％，术后24 h内死亡4只，术后24 h存活率为77％，至术后1周实验终点，共成活43只，术后1周总存活率为72％。

2.3 大鼠心肌缺血及梗死范围观察 见图3。术后3 h大鼠心脏经伊文氏蓝染色可见，红色为缺血心肌，蓝色为正常心肌。术后1周大鼠心脏，可见心脏前壁、侧壁及心尖处形成境界清晰的心肌梗死区，梗死区颜色明显浅于周围的心肌，呈苍白色，失去正常光泽。

图3 大鼠心肌缺血及梗死范围观察

2.4 术后1周心肌形态观察 见图4。心梗术后1周，大鼠心肌组织HE染色显示，梗死区伴有大量炎性细胞浸润。

图4 术后1周心肌形态观察

3 讨论

目前，使用大鼠建立心肌梗死模型的方法趋于成熟，现在国内外已普遍使用。传统的胸腔内结扎左冠状动脉造模方法，由于实验操作的过程复杂、耗时、创伤大，且出血多，因而导致大鼠恢复较慢，极易造成死亡，成功率低。然而，胸腔外挤出心脏结扎左冠状动脉造模方法，省时且对大鼠机体损害小，故明显减少了大鼠的死亡率，提高了造模成功率。有关文献报道大鼠心肌梗死造模术后24 h存活率为40％～60％［5-6］，本方法造模成功率为83％，术后24 h存活率为77％。

麻醉是动物实验必不可少的步骤，麻醉也是关系到造模成功与否的重要因素。对大鼠的麻醉大多采用吸入麻醉和药物注射麻醉。吸入麻醉常用的有乙醚［7］、药物注射麻醉常用的有氯胺酮、戊巴比妥钠［8］、水合氯醛［9］，而药物注射麻醉常为制作心肌梗死模型的主要方法［10］。笔者在早期实验研究过程中使用3％戊巴比妥钠（1.0 mL/kg）麻醉大鼠，发现戊巴比妥钠麻醉后，大鼠复苏时间相对较长，自主呼吸恢复较慢，并且麻醉后易致大鼠呼吸道分泌物明显增多，如不及时清理，大鼠很容易发生窒息。采用10％水合氯醛麻醉后大鼠呼吸道分泌物较戊巴比妥钠麻醉大鼠少、起效快，对动物呼吸频率、体温及心率的影响小，显著降低了大鼠术中的死亡率。

术中及术后注意给予大鼠保温。由于大鼠术中受到较大的手术创伤，机体处于应激状态，大鼠在术中及术后时常伴发低体温，对大鼠机体的生理功能有很大影响，增加了死亡率，因此在术中对大鼠进行灯光照射保暖，特别对术中出血的大鼠尤为重要。术后的保温，不但缩短了大鼠的苏醒时间，而且明显提高了存活率。王小庆等报道，将麻醉后6 h内的大鼠置于20℃以下室温的环境中可明显增加动物的死亡率，尤其对麻醉尚未苏醒的动物。因此良好的术中、术后处理可以提高动物模型的生存率［11］。

挤出心脏于胸腔外结扎左冠状动脉的造模方法使建立大鼠心肌梗死模型时间明显减少。在本实验中，所有手术均在5～10 min内完成，不仅提高了工作效率，而且由于结扎时间缩短还可减少心律失常的发生，从而减少了术中大鼠死亡。Garikipati Venkata NS等［12］报道，大鼠心肌梗死模型手术过程需要20 min。

在挤出心脏于胸腔外结扎左冠状动脉造模过程中，以止血钳钝性分离肋间肌进胸，不需剪断肋骨，能较好地保持胸部正常解剖结构，不仅有利于自主呼吸的恢复，还由于心脏被挤出能充分暴露手术视野，便于固定，减少了心脏跳动对结扎的影响，提高了冠脉结扎的准确性，减少了由于心脏和大血管受到牵拉而发生的急性心律失常，降低了造模死亡率。然而，在胸内结扎左冠状动脉造模过程中需要剪断肋骨，剪断的肋骨容易造成进一步的肺损伤，以及在开胸及结扎冠脉时需拉开肺组织，稍有不慎，手术器械就有可能损伤肺组织，从而影响术后呼吸功能。另外，由于大鼠无纵隔结构，开胸也易造成开放型气胸。

结扎大鼠左冠状动脉造模手术，由于涉及大鼠心、肺脏器，一旦发生感染将增加模型的死亡率。然而，挤出心脏于胸腔外结扎左冠状动脉造模方法，由于手术伤口小，可大幅度减少大鼠感染机会。

总之，笔者在综合以往建立大鼠心肌梗死模型方法的基础上，对麻醉方法、手术方式及术后处理进行改进，建立了一种较理想的大鼠心肌梗死动物模型。本方法操作简单、省时、术后存活率高、模型稳定，可用于心肌梗死的发病机制、药物治疗等方面的研究。

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Evaluation of Rat Model of Myocardial Infarction Induced by Ligation of Coron-ary Artery

ZHANG Kai，XIE Shiyang，WANG Youping，et al. First Affiliated Hospital of Henan University of TCM，Henan，Zhengzhou 450000，China

Objective：To build a rat model of acute myocardial infarction characterized by convenience，timesaving，stabilization，and low mortality.Methods：After male adult Sprague-Dawley rats were anesthetized and ventilated，left-sided thoracotomy was performed between the third and fourth intercostal spaces.The left anterior descending coronary artery was ligated following the heart was rapidly exteriorized.The ligation of LAD was verified by the use of electrocardiogram（ECG）.We evaluated myocardial infarction using Evan blue staining and histological studies 3 hours and 1 week after myocardial infarction.The survival rate was determined during the period of surgery，24 hours and 1 week after myocardial infarction.Results：ECG showed that the S-T segment elevation was seen in lead I and II immediately after ligation of LAD.Evan blue staining demonstrated that the ischemic area was consistent 3 hours after myocardial infarction.The infarcted myocardium was found to be thick and pale 1 week after myocardial infarction.The infarcted myocardium with inflammatory cell infiltration was shown in HE staining.The survival rate was 83％，77％，and 72％during the period of surgery，24 hours，and 1 week after myocardial infarction，respectively.Conclusions：This model with the characterization of simplicity，stabilization，and low mortality may be suitable for studying myocardial infarction.

Rat；Myocardial infarction；Coronary artery；Ligation；Molding

R285.5

A

1004-745X（2014）08-1397-04

10.3969/j.issn.1004-745X.2014.08.001

2014-05-04）

国家自然科学基金项目（81173410）；国家自然科学基金项目（81373853）；河南省高校科技创新团队支持计划（13IRTSTHN012）

△通信作者