离体蛙心灌流实验中4种蛙心插管方法的比较

(天津医科大学生理学与病理生理学系，天津 300070)

在生理学、病理生理学及药学等学科的实验教学中，蛙心灌流是观察神经体液因素及药物对心脏活动的影响最常用的实验方法。当前蛙心插管的方法主要是斯氏法[1-3]，结扎右主动脉，在左主动脉将插管经动脉圆锥插入心室内。但是该方法常造成动脉圆锥损伤，而影响实验的进一步进行[4-5]。蛙心灌流实验中插管的方法除了斯氏法，还有八木氏法、右主动脉插管、后腔静脉+左主动脉插管[6-8]。本研究旨在探讨多种蛙心灌流插管方法的优缺点，从而选出更为合适的蛙心灌流插管方法用于实验教学中。

1 材料和方法

1.1 实验动物

牛蛙60只，体质量150～180 g，雌雄不限，由天津医科大学动物中心提供。

1.2 实验材料

手术器械、蛙板、蛙心插管、动脉导管、静脉导管、结扎线、任氏液及铁架台等。

1.3 实验方法

将60只牛蛙随机分为4组：斯氏法组、八木氏法组、右主动脉插管组及后腔静脉+左主动脉插管组，每组15只动物。用探针捣毁牛蛙的脑和脊髓，以四肢松软无肌张力为适度，仰卧位固定在蛙板上，打开胸腹腔，用眼科剪剪开心包膜，充分暴露心脏和相连的血管，然后分别用四种方法进行插管，使心脏离体。记录蛙心插管的时间、心脏离体时间、平均存活时间、插管成功率(%)、离体蛙心存活率(%)、凝血率(%)等指标。

1.3.1 斯氏法

右主动脉下穿一线并直接结扎右主动脉；结扎左主动脉远心端，在近心端穿一根线备用。心脏插管：用眼科剪在左主动脉近心端剪一“V”字型切口，左手提起远心端结扎线，右手拇指堵住插管口，将装有任氏液的蛙心插管沿血管方向由切口插入动脉腔内，当插管尖端推到动脉圆锥时稍向后退，转入动脉圆锥方向，轻轻转动插管，将插管缓慢向心室方向推进。待心室收缩沿心室后壁方向插入心室，此时可见插管内液面随心室的收缩而上下浮动表明插管成功，将备用线结扎在插管上，并固定在插管的侧钩上，用新鲜任氏液冲洗插管3～5次，将心室内血液置换干净。将各静脉进行结扎，注意勿结扎静脉窦，剪断各血管，使心脏离体。

1.3.2 右主动脉插管

直接结扎左主动脉；结扎右主动脉远心端，在近心端穿一根结扎线备用。在右主动脉根部剪一“V”字型切口，将蛙心插管由切口插入血管并慢慢向前推进经过动脉圆锥，当心室收缩主动脉瓣打开时插入心室，判断插管成功的标准同斯氏法，用备用线结扎固定插管，用任氏液置换心室内的血液。结扎各个静脉，注意勿伤及静脉窦，剪断各血管，使心脏离体。

1.3.3 八木氏法

同斯氏法暴露心脏，穿线结扎右主动脉、前腔静脉和肺静脉。静脉插管：在左右肝静脉和后腔静脉下穿线备用，在左肝静脉远心端向心脏方向剪一“V”字型切口，将装有任氏液的静脉插管向心插入，当心脏膨大变白时表明插管成功，结扎固定静脉，并用新鲜任氏液置换心脏内血液。左主动脉插管：结扎左主动脉远心端，在近心端穿一根线备用，在动脉远端向心脏方向剪一“V”字型切口，插入动脉插管，其前端不进入动脉圆锥，当插管内灌流液流出，结扎固定插管，形成开放性循环回路。剪断其他各血管及组织使心脏离体。

1.3.4 后腔静脉+左主动脉插管法

方法同八木氏法，但静脉插管是对后腔静脉进行插管，动脉插管是左主动脉插管，同样不进入动脉圆锥。插管完成后，剪断与蛙体相连的各血管，使心脏离体。

1.4 观察内容

(1)蛙心插管所需时间：从各静脉或动脉穿线到心脏固定所用时间。(2)心脏离体时间：从取牛蛙开始到心脏完全离体时间。(3)插管成功率：单插管法为套管进入心室，套管内液面上下波动，双插管法为刻度蛙心套管进入静脉，动脉插管进入主动脉，形成开放循环回路即为插管成功，插管成功数占实验总数的比率。(4)存活率：心脏存活占插管成功数的比率。(5)平均存活时间：蛙心离体到蛙心停止跳动的时间。(6)凝血率：出现凝血现象的蛙心占插管成功蛙心的百分比。

1.5 统计学处理

2 结果

2.1 4种方法插管时间、标本离体时间及标本存活时间比较

与传统插管方法即斯氏法相比，八木氏及后腔静脉+左主动脉法所需的插管时间及蛙心离体时间都显著延长(P<0.05)，离体蛙心存活时间也显著延长(P<0.05)；右主动脉插管法插管所需时间较斯氏法要明显缩短(P<0.05)，蛙心离体时间略缩短(P>0.05)，离体蛙心平均存活时间明显延长(P<0.05)。

表1 4种插管方法的插管时间、心脏离体时间及平均存活时间比较

与斯氏法相比，aP<0.05；与右主动脉插管相比，bP<0.05。

2.2 4种方法插管成功率、存活率及凝血率比较

八木氏法及后腔静脉+左主动脉两种双插管法及右主动脉插管法的插管成功率及标本存活率显著高于斯氏法(P<0.05)，三种插管方法的凝血率明显低于斯氏法(P<0.05)。和两种双插管法相比，右主动脉插管法的成功率降低(P<0.05)，离体蛙心的存活率略低(P>0.05)，凝血率升高(P<0.05)。

表2 4种插管方法的插管成功率、存活率及凝血率的比较

与斯氏法相比，aP<0.05；与右主动脉插管相比，bP<0.05。

3 讨论

在医学、生物学及药学等诸多学科的教学及科研中广泛用到离体蛙心灌流系统来研究心脏的功能活动，而蛙心插管是蛙心灌流实验中最关键的也是最难操作的步骤。在本教研室开展的离体蛙心灌流实验中，采用的传统插管方法即斯氏法。斯氏法是插管插入左主动脉,再经过动脉圆锥插入心室，而左主动脉的走向和动脉圆锥进入心室的走向不一致，因此插管向心插入左主动脉尽头后需向后适当后退，再插入动脉圆锥，此时插管的尖端面对的是管壁较薄且没有贴附组织的动脉圆锥外侧壁，易造成心脏的左右移动，使插管不易进入心室；且易造成动脉圆锥的损伤；插管时间延长也会造成心肌功能的损伤，最终造成动物浪费及实验失败。和斯氏法相比，右主动脉插管的优点有：(1)从蛙心解剖特点上，右主动脉和动脉圆锥进入心室方向一致，有利于插管经动脉圆锥进入心室；(2)经右主动脉插管管尖面对的是动脉圆锥的内侧壁或半月瓣，动脉圆锥内侧壁后端贴附于左右心房，因此插管时蛙心不会出现前后或左右移动，有利于插管进入心室；(3)对动脉圆锥损伤较斯氏法小，能够降低心脏功能受损；(4)对动脉圆锥损伤小，凝血率降低。实验结果也显示右主动脉插管较斯氏法，插管所需时间显著减少，成功率、存活率、标本存活时间显著提高，凝血率显著降低。因此右主动脉插管法较斯氏法有较大优势。

八木氏法是对左肝静脉和左主动脉分别进行插管，且动脉插管仅插入左主动脉并不经过动脉圆锥进入心室；后腔静脉+左主动脉插管也是双插管法，同八木氏法相同，其动脉插管不进入心室。因此相对斯氏法，两种双插管方法的优点是：(1)不损伤动脉圆锥，不损伤心脏功能；(2)凝血率显著降低；(3)灌流液从动脉出来进入静脉，形成循环回路，符合生理状态的单向流动规律[9-10]。本实验结果也显示，双插管法较斯氏法，插管成功率、存活率及标本存活时间都明显提高，凝血率明显降低。但双插管法的缺点就是要分别分离出静脉动脉，并进行插管，操作较复杂，因此实验结果显示双插管法的插管所需时间和标本离体时间都显著长于斯氏法。

综合4种插管方法的比较，本研究认为，若仅研究某些因素对心肌收缩功能等简单实验时，可采用右主动脉插管法；若需研究心脏前负荷、后负荷等对心输出量的影响等心脏循环功能实验时，则可采用双插管法。