经胸左心耳穿刺行左心耳夹闭术的动物实验研究

崔婷　孙万峰　施展　张国培　石颖秋　顾行军

·基础研究·

经胸左心耳穿刺行左心耳夹闭术的动物实验研究

崔婷孙万峰施展张国培石颖秋顾行军

224001江苏盐城，盐城市第三人民医院心内科

【摘要】目的观察经胸左心耳穿刺入径置入自制左心耳封堵器夹闭左心耳的可行性、安全性和有效性。方法选用健康、成年犬12只，使用自主研制的镍钛合金左心耳封堵器经胸左心耳穿刺入径行左心耳夹闭术。术后1周(1只)、1个月(2只)、3个月(2只)、6个月(2只)、1年(4只)分别通过心脏超声、心脏大体标本观察及光镜检查等，评价经胸左心耳穿刺置入自制左心耳封堵器的可行性、安全性及封堵器置入后内皮化过程。结果实验犬左心耳封堵器置入成功率为91.7%，1只犬在封堵器置入后因空气栓塞致心室颤动死亡。术后1周、1个月、3个月、6个月、1年分别处死实验犬，心脏大体标本观察显示封堵器未见移位，封堵器表面未见血栓形成和赘生物附着。术后1周封堵器左心房、左心耳侧盘面均未见明显组织覆盖；术后1个月封堵器左心房侧盘面可见光滑平整的薄层组织覆盖，病理证实为纤维组织和内皮细胞，封堵器边缘与周围心房壁部分融合，左心耳侧盘面与心包无粘连，可见部分纤维组织包绕；术后3个月、6个月、1年封堵器左心房侧盘面光整，覆盖组织增厚，封堵器边缘与周围心房壁完全融合，左心耳侧盘面光整，完全被纤维组织包绕。结论经胸穿刺左心耳入径置入自制封堵器封闭左心耳的方法简单、安全、有效。

【关键词】左心耳穿刺；左心耳封堵器；犬；内皮化

心房颤动(房颤)是临床常见的心律失常。房颤患者5年内脑卒中发生率达20%。房颤并发卒中的原因是左心耳内血栓形成和脱落，超过90%的心原性血栓来自左心耳[1]。房颤的主要治疗包括复律和预防脑卒中，而对于慢性房颤及器质性心脏病引起的房颤很难维持窦性心律，因此预防房颤血栓栓塞是重点。目前，抗栓最有效的方法是抗凝，而华法林是房颤抗凝治疗的基石，已有直接凝血酶抑制剂(达比加群)、直接Ⅹa因子抑制剂(利伐沙班)等新型抗凝药物应用于临床，使用更方便，但仍有较高的出血风险，且价格昂贵[2-4]。老年人及不宜抗凝治疗的房颤患者如何抗栓是临床上的难题[5]。理论上通过外科结扎或手术切除左心耳或左心耳封堵可减少房颤血栓的发生,但外科治疗难以保证结扎面平整，无凹陷和皱褶；而左心耳封堵对左心耳开口解剖要求高，且与封堵器形状有关，亦有一定心脏压塞发生率。国内外研究报道左心耳封堵可有效预防房颤血栓[6-7]，且对镍钛合金左心耳封堵装置和临床应用的研究显示，封堵装置和封堵技术已日趋成熟，但手术相对复杂，风险较大[8-10]。本实验旨在评估经胸左心耳穿刺入径置入自制封堵器的安全性、可行性，并对左心耳封堵器置入后封堵材料表面的内皮化效应进行观察[11]。

1材料与方法

1.1实验材料

图1　自制封堵器及输送鞘管(A，自制左心耳封堵器侧面观；B，自制输送鞘)

选用上海青浦养殖厂提供的杂交犬12只，雌雄不拘，平均体质量为(18.50±2.87) kg。氯胺酮由福建古田药业有限公司提供(批号10303)。阿托品由上海制药有限公司提供(批号1206221)。枸橼酸芬太尼注射液由宜昌人福药业有限责任公司提供(批号110604)。地西泮由浙江九旭药业有限公司提供(批号111013)。CX31倒置显微镜(OLYMPUS)、左心耳封堵器由上海泰禄实业有限公司生产、提供。左心耳封堵器由镍钛合金丝编织而成，分为6、8、10和12 mm 4种规格，高12～14 mm；左心房侧盘面为较平整的圆盘状，中央有一不锈钢铆，与腰部连接处类似圆锥状，直径比腰部直径大10～12 mm；左心耳侧盘面呈圆盘状，向心房侧略弯曲，中央有一不锈钢螺母型铆钉，直径比腰部直径大6 mm，工艺处理同国产房间隔缺损(atrial septal defect，ASD)封堵器。左心耳封堵器的负载系统及无纺布材料与ASD封堵器相同。8 F输送鞘管设计为直头型，尾部连接三通，预防空气栓塞，长度20 cm，便于操作(图1)。

1.2实验方法

实验犬术前12 h禁食禁水、称重。给予氯胺酮10 mg/kg、地西泮0.3 mg/kg肌内注射，约5～10 min可诱导麻醉；气管插管前给予维库溴铵0.08～0.10 mg/kg静脉注射，连接简易呼吸装置，监测血氧饱和度；间断静脉滴注氯胺酮、枸橼酸芬太尼、丙泊酚等维持麻醉。呈右侧卧位固定于手术床上，四肢、双侧腹股沟区备皮，接心电监护电极。犬左前胸、右侧腹股沟区常规消毒、铺单，于右侧腹股沟处股动脉内侧4～5 mm处穿刺股静脉，置入5 F动脉鞘管维持静脉通道。用高频电刀于犬左侧第4肋间横切口，切口长约5 cm，撑开肋骨，暴露心包。沿身体纵轴剪开，悬吊心包，提起左心耳，用聚丙烯缝线沿左心耳长轴远端做一荷包缝合。将动脉穿刺钢针接注射器于左心耳长轴末端穿刺左心耳，回抽可见鲜红色血液，送入指引导丝，略收紧荷包，沿导丝送入8 F短输送鞘管至左心房内。根据经胸超声心动图(TTE)及胸腔内直视左心耳(LAA)开口直径选择合适的封堵器，退出内鞘。由螺母型推送杆负载送入输送鞘，透视下先释放左心房侧盘面，轻轻后拉整个输送鞘和推送杆，略感阻力时已至LAA开口处，经TTE定位，再后撤输送鞘，使左心耳侧盘面释放于心包腔内，从而夹闭左心耳。封堵器释放后于后前位、右前位(RAO) 30°和左前位(LAO) 45°行数字减影血管造影(DSA)观察和记录封堵器位置、形态。收紧荷包缝合左心耳穿刺处、缝合心包，以7号普通丝线间断缝合肋骨，逐层缝合皮下及皮肤，胸腔关闭前需用简易呼吸装置充分扩张肺，待犬恢复自主呼吸后撤除简易呼吸装置。术后于动物房常规喂养；以青霉素640万U静脉滴注抗感染治疗3 d，喂服阿司匹林3 mg/(kg·d)维持3个月，氯吡格雷(泰嘉)75 mg/d维持1个月。

实验犬于术后1周(1只)、1个月(2只)、3个月(2只)、6个月(2只)、1年(4只)处死，大体标本观察及光镜检查观察封堵器表面血栓、内皮化情况；术后1个月、3个月行TTE检查，观察封堵器位置，有无残余分流。封堵器对二尖瓣、左上、左下肺静脉等周围结构组织有无影响。

2结果

2.1手术结果

1只犬在置入左心耳封堵器后进行穿刺处荷包缝合时，突然出现心室颤动，立即行胸腔内心脏按压，先后给予利多卡因、肾上腺素等急救，最终死亡。TEE提示左心房腔内有气体，考虑为空气栓塞冠状动脉致死。其余犬均成功置入左心耳封堵器，封堵器释放后于后前位、RAO 30°和LAO 45°行DSA观察到封堵器位置理想，双侧盘面平整无移位(图2)。置入封堵器成功率为91.7%(11/12)。

2.2经胸超声心动图检查情况

术后1个月、3个月、6个月、1年分别对置入封堵器的犬行心脏超声检查，显示封堵器均位于LAA，无移位。且封堵器左心房侧盘面平整，未见血栓及赘生物附着，两盘面之间未见残余分流，对二尖瓣的开闭无影响，瓣口流速正常。犬的房室结构无明显变化，左心室射血分数值正常，左心耳侧盘面光整，与心包无粘连(图3)。

2.3封堵材料表面观察情况

实验犬术后1周封堵器左心房侧盘面未见血栓附着，封堵器表面未见明显内膜。术后1个月，封堵材料表面的内皮化已经形成，封堵材料无腐蚀，封堵器左心房侧盘面未见血栓附着，表面可见半透明、平整光滑内膜层，与左心房已有良好连接；左心耳侧盘面与心包无粘连，对左冠状动脉开口及走行血管无压迫或磨损，表面可见部分纤维组织层覆盖。术后3个月、6个月、1年封堵器左心房侧盘面未见血栓附着，表面较夹闭后4周增厚，可见半透明、平整光滑内膜层，与左心房连接良好；左心耳侧盘面平整光滑，完全由纤维组织包绕，对周围组织无影响(图4)。

2.4光镜组织学检查情况

术后1个月，左心房侧盘面可见少量内皮细胞生长，封堵器与左心房接触部位可见胶原纤维组织紧密连接并可见内皮细胞生长；左心耳侧盘面可见部分纤维组织包绕。术后3个月、6个月、1年检查显示，封堵器表面有较多内皮细胞覆盖，细胞排列紧密，与邻近的心内膜内皮细胞相移行；左心耳侧盘面表面完全被纤维组织包绕(图5)。

3讨论

左心耳封闭是预防房颤血栓的一种有效治疗手段。国内外对封闭方式及镍钛合金左心耳封堵装置的基础和临床应用进行了研究，提示经皮房间隔穿刺入径引起心脏压塞是常见的并发症，而外科手术后左心耳闭合不完全及结扎面血栓事件亦是常见并发症[12]。本实验尝试采用“杂交”技术，即在外科手术或胸腔镜技术中置入左心耳封堵器后行左心耳封闭术。封堵器表面完全内皮化能保证结扎或闭合面的平整性，亦可通过胸腔镜技术进行心外膜左心耳封堵术，创伤较小，可视条件下封堵可提高置入成功率，还可减少介入途径需房间隔穿刺的风险[13-16]。本实验采用自主设计制作的新型左心耳封堵器，通过经胸左心耳穿刺入径进行在体动物实验。自制左心房侧盘面为较平整的圆盘状，与其他一些呈圆弧状或自膨胀式封堵器相比，圆盘状盘面可完全覆盖LAA开口，能减少封堵后残余死腔形成或盘面过度膨出至左心房内的可能。封堵器腰的直径较细，能避免左心耳夹闭后腰部使穿刺点扩张引起心脏压塞，同时与左心房侧盘面连接的部位类似圆锥状，加强了支撑力，以保证左心房侧盘面的不易变形和封堵器不易移位。左心耳侧盘面较薄，圆盘直径较小，盘面向左心耳侧略弯曲有利于更好贴合夹闭的左心耳，可减少术后对心包腔及心外膜的刺激。经胸左心耳穿刺创伤性较大，但直视下操作简单易行，用时短，降低了心脏压塞的风险，且封堵器不易脱落、移位，有利于封堵器表面内皮化，同时还能避免单纯外科手术切除或夹闭后结扎面不光整及皱褶的发生[17-18]。心脏超声在左心耳封堵器的选择、定位中起着至关重要的作用，必要时可行经食管超声检查或心脏左心房成像了解LAA的开口及形态[19-20]。封堵器左心耳侧盘面与心包腔是否发生粘连、是否有冠状动脉损伤、心律失常、心包腔积液、积血等缺乏长期、具体的观察。本实验初步研究结果表明，经胸左心耳穿刺制备左心耳封堵模型是可行的，新型左心耳封堵器可有效的夹闭左心耳，内皮化在夹闭后1个月基本完成。

图2　封堵器置入后分别在后前位(A)、右前位30°(B)和左前位45°(C)数字减影血管造影，封堵器形态、位置良好(箭头所示)

图3　术后不同时间超声心动图检查(A,术后1个月封堵器位置良好，左心房侧盘面及周围未见血栓和赘生物；B,术后3个月封堵器位置良好，两盘面间未见残余分流，左心房侧盘面及周围未见血栓和赘生物；C,术后6个月左心室大小、室壁运动及左心室射血分数值均未见异常；D,术后6个月多普勒示二尖瓣无反流，瓣膜运动正常)

图4　术后不同时间封堵器表面观察结果(A,术后1周封堵器双侧盘面均未见血栓附着，未见明显内膜层；B,术后1个月封堵器左心房侧盘面完全被组织覆盖，盘面边缘部分与周围组织融合，无血栓和赘生物附着；C,术后3个月左心房侧盘面上覆盖的组织较1个月增厚，盘面边缘与周围组织融合处组织增厚；D,术后3个月封堵器左心耳侧盘面平整光滑完全由纤维组织包绕)

图5　术后不同时间取封堵器左心房侧盘面覆盖组织行HE染色(×400)(A,术后1个月封堵器左心房侧盘面组织经HE染色，光镜下可见成纤维细胞、细胞外基质和内皮细胞；B,术后3个月封堵器左心房侧盘面组织经HE染色，光镜下可见成纤维细胞、细胞外基质和内皮细胞较术后1个月明显增多；C,术后3个月封堵器左心耳侧盘面组织经HE染色，光镜下可见成纤维细胞、细胞外基质)

综上所述，经胸左心耳穿刺置入自制左心耳封堵器夹闭左心耳是安全可行的，内外科相结合的“杂交”技术亦有发展前景，这些方法如被广泛用于临床，可能会成为房颤患者预防血栓的有效手段[21]。

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Experimental study of thoracotomy implantation of a self-made left atrial appendage occluder in animal models

CUITing，SUNWan-feng，SHIZhan，ZHANGGuo-pei，SHIYing-qiu，GUXing-jun.

DepartmentofCardiology，theThirdPeople′sHospitalofYanChengAffiliatedtoSoutheastUniversity，Yancheng224001，ChinaCorrespondingauthor：SUNWan-feng，Email：yccuiting@163.com

【Abstract】ObjectiveTo observe the feasibility, efficacy, and safety of the thoracotomy implantation of a self-made left atrial appendage occluder in animal models, and to provide experimental evidence for further clinical research and application. MethodsThoracotomy and implantation of self-made (nitinol) LA occluder were performed in 12 healthy dog models. Implantation of occluder was guided by DSA and TTE. Dogs were sacrificed in 1 week and 1, 3, 6, 12 month respectively after device implantation and while tissue samples were obtained for gross examination and histological examination to evaluate the endothelialization after implantation of the new occluder and to observe complications including superficial thrombus formation.ResultsThe procedural success rate of implantation by thoracotomy was 91%. One animal died of VF because of air embolism after implantation.The dogs were sacrificed in 1 week and 1, 3， 6 and 12 months after device implantation respectively. No dislocation of occluder nor fracture of the nitinol wires were found.There was no superficial thrombus formation or regetation.The surface of the LA-disk and the LAA-disk of the occluder was not covered with tissue after 1 week, and were covered mainly with smooth lamellar lucency tissue after 1 month. Histological examinations revealed that the surface was fibrous tissue and endothelial cells. The edge of the occluder confluenced partly with the surrounding of the endocardium of the atrial wall.The surface of the LAA-disk was covered with fibrous tissue. The flat surface covering on the LA-disk of the occluder was thickened,and the edge of the occluder confluenced completely with the surrounding of the endocardium of the atrial wall after 3, 6 and 12 months.ConclusionsThe approach of implantation of a self-made nitinol left atrial appendage occluder by thoracotomy in is feasible, safe and effient in animal models.

【Key words】Left atrial appendage puncture;Left atrial appendage occluder;Canine;Endothelialization

DOI:10.3969/j.issn.1004-8812.2016.05.007

通信作者：孙万峰，Email：yccuiting@163.com

【中图分类号】R541.75

(收稿日期:2016-01-12)