郭志華等

[摘要] 目的 探討建立自主呼吸麻醉下兔單肺呼吸實驗模型的方法。 方法 健康雄性新西蘭大白兔共10只，將戊巴比妥配成1%的溶液，按3 mL/kg（30 mg/kg）于兔耳緣靜脈緩慢注射進行誘導麻醉。予以自制面罩輔助給氧（氧流量4 mL/h）。右側臥位后經左第6肋間開一大小約1 cm×1 cm切口觀察肺萎陷情況，以左肺通氣膨脹到萎陷為單肺呼吸模型建立成功。單肺呼吸2 h后，縫合胸壁后通過注射器抽取胸腔內氣體實施肺復張。分別于單肺呼吸前（T0）、單肺呼吸30 min（T1）、單肺呼吸2 h（T2）和恢復雙肺呼吸30 min（T3）4個時間點記錄兔的心率、動脈壓和動脈血氣分析結果。 結果 實驗中兔的血流動力學穩(wěn)定，各時間點心率、平均動脈血壓比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。與T0時點比較，T2時點的pH顯著降低（P < 0.05），其余時點間pH差異均無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。各時點間動脈血二氧化碳分壓差異均無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。與T0時點比較，T1和T2時點的動脈氧分壓均顯著降低（P < 0.05）；與T1時點比較，T3時點的動脈氧分壓顯著升高（P < 0.05）；與T2時點比較，T3時點的動脈氧分壓顯著升高（P < 0.05）。自主呼吸狀態(tài)下麻醉效果良好，而且操作方便，各時點動脈血氣變化規(guī)律與臨床一致。 結論 通過自制吸氧面罩可以建立新西蘭大白兔自主呼吸麻醉下單肺呼吸模型。此模型簡單方便，費用低，成功率高，適用于研究自主呼吸麻醉下相關的肺和遠隔器官損傷病理生理機制。

[關鍵詞] 自主呼吸麻醉；單肺呼吸；模型；動物

[中圖分類號] R655 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）09（a）-0004-04

[Abstract] Objective To build an experimental model of one-lung respiration model in rabbits under spontaneous respiration anesthesia. Methods Ten healthy New Zealand white rabbits were anesthetized with 1% sodium pentobarbital 3 mL/kg （30 mg/kg） intravenously administered through the ear vein. A homemade oxygen mask was cover the nose and mouth with 4 mL/h oxygen was used during the study. After the rabbits were fixed to right lateral position， the sixth of left intercostal space was opened a small incision （1 cm×1 cm） to observe the lung collapse. The spontaneous respiration model was successfully established according to the left lung from expansion to collapse. Heart rate， mean arterial pressure and arterial blood gases were recorded in four phases： before thoracic surgery （T0）， 30 min after operation （T1）， 2 hours after operation （T2） and 30 minutes after returning to two-lung spontaneous respiration （T3）. Results The hemodynamic was stable in the experiment. Effective of rabbit model under spontaneous respiration anesthesia was satisfactory， safety and convenient. HR and MAP at different time point had no significant difference （P > 0.05）. Further analysis of blood gas， the results showed that the comparison of T0， pH at T2 was significant lower （P < 0.05）， the other observations of pH at different time point had no statistical difference （P > 0.05）， PaCO2 of each group had no difference at different time point （P > 0.05）. Compared with T0， PaO2 was significantly lower than that at T1 and T2 （P < 0.05）. Compared with T1， PaO2 was significantly higher than that at T3 （P < 0.05）. Compared with T2， PaO2 was significantly higher than that at T3 （P < 0.05）； the changes of arterial blood in each phase gases were similar to clinical. Conclusion The rabbit model of spontaneous respiration is easy to perform with self-made oxygen mask and can reduce the spending of animals and equipments. This model is suitable for the investigation of the pathophysiological mechanism in lung and remote organ injury induced by spontaneous respiration anesthesia.

[Key words] Spontaneous respiration anesthesia； One-lung respiration； Model； Animal

目前自主呼吸麻醉技術已在部分胸科手術中得以應用[1-3]，但其臨床的安全性尚需進一步驗證，深入研究與自主呼吸麻醉下胸外科手術期間相關的機體病理生理改變，闡明發(fā)病機制，有利于進一步指導臨床手術麻醉方式的選擇。但目前暫無花費較少、便于操作的動物模型，使得這項研究開展受到限制。兔的呼吸系統(tǒng)解剖及主要生理指標與人體相近，且來源廣泛，生存能力較強，是研究自主呼吸麻醉胸外科手術的理想動物。本研究采用自制吸氧面罩建立與臨床相似的兔自主呼吸麻醉下單肺呼吸模型。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 健康雄性新西蘭大白兔10只，體重（2.5±0.3）kg，南方醫(yī)科大學實驗動物中心提供（許可證號：SCXK粵2011-0015）。

1.1.2 實驗儀器 戊巴比妥麻醉藥（Merck），醫(yī)用氧氣1桶，自制氧氣面罩1個，醫(yī)用膠布，兔手術臺1部，動物開胸器械。手術臺燈1盞、多功能監(jiān)護儀（Mindray），血氣分析儀I-State（美國雅培公司），數碼相機1部，靜脈注射泵1個，動脈壓力轉換器（BD，新加坡）1個，保暖燈1盞。

1.2 實驗方法

1.2.1 吸氧面罩的制作 小號吸耳球1只，將其膨大部分的底部剪開1個直徑約3 cm的圓口，再在膨大部分側壁剪3個直徑約3 mm的小孔，改裝成一個簡易的文丘里面罩，其圓口可以把家兔的口和鼻均罩緊，而吸耳球的吸管段通過1個2 mL注射器與吸氧管連接。見圖1。

1.2.2 麻醉及手術操作 健康雄性新西蘭大白兔術前均未給藥，術前禁食禁飲12 h。戊巴比妥鈉粉劑加生理鹽水溶解，配成1%水劑，按3 mL/kg（30 mg/kg）于耳緣靜脈注射。誘導成功后置家兔于仰臥位并固定四肢。予以自制面罩輔助給氧（氧流量4 mL/h）。2%利多卡因局麻下游離兔右下肢股動脈穿刺置管通過動脈壓力轉換器（BD，新加坡）測心率和平均動脈壓（MAP），采集動脈血。2%利多卡因局麻下游離股靜脈，穿刺置管（24G套管針），予生理鹽水10 mL/（kg·h）輸注。若股靜脈穿刺失敗，予絲線結扎后行耳緣靜脈穿刺放置靜脈留置針，同樣接生理鹽水進行靜脈補液。誘導成功后約2 h經留置針使用恒速微量泵1 mL/h·kg給予戊巴比妥，睫毛反射多數為遲鈍，呼吸頻率都適中，刺痛反應多數都有。

麻醉完成后將新西蘭大白兔置于右側臥位固定，行左側開胸，于第6肋間予2%利多卡因逐層浸潤麻醉，逐層切開皮膚、肌肉，切開胸膜，開一大小約1 cm×l cm的術口，觀察肺萎陷情況，以左肺通氣膨脹到萎陷為單肺通氣模型建立成功。注意不要損傷到肺組織，開胸可見肺萎陷，關胸前檢查確認無胸腔內出血及肺漏氣，先用4號絲線跨肋間縫合，一般為3針，緊密縫合，部分學者采用采用無菌針頭抽出胸腔殘余氣體[4-5]。考慮使用針頭抽取氣體容易引起肺臟層胸膜破損導致氣胸，肺復張不良。本實驗采取20 mL注射器連接留置針管道（頭部剪除留置針），將軟管伸入胸腔作排氣管道，抽吸殘氣，以排出胸內氣體，不需要引流管和穿刺排氣。縫合各層肌肉及皮膚。整個試驗過程中維持室溫26～28℃，并予保暖燈照射保暖。左側氣胸后通過注射器抽取胸腔內氣體實施肺復張，通過X線檢查證實此方法可行，使萎陷肺完全復張。見圖2。

A：兔左側開胸后，左側肺野見異常透亮，無肺紋理區(qū)；內側緣可見發(fā)線狀被壓縮肺組織之外側緣；右肺野未見明確實變影；兩側肺門未見增大；雙膈面光整，肋膈角清晰銳利；心影大小、形態(tài)正常；縱隔向右移位、無增大；B：兔左側開胸后行肺復張，予注射器抽氣后復查胸片，左側肺異常透亮區(qū)消失，向右移位的縱隔已復位；R：右側

1.2.3 觀察指標 在單肺呼吸前（T0）、單肺呼吸30 min（T1）、單肺呼吸2 h（T2）和恢復雙肺呼吸30 min（T3）4個時間點記錄心率、MAP，并經股動脈采集動脈血0.5 mL做動脈血氣分析，測定各觀察時間點酸堿度（pH）值、動脈二氧化碳分壓（PaCO2）、動脈氧分壓（PaO2）和氧飽和度（SaO2）。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件進行數據分析，計量資料數據用均數±標準差（x±s）表示，重復測量資料各組間比較，采用方差分析，以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 各時間點血流動力學比較

各時間點心率、MAP比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。見表1。

2.2 各時間點血氣分析值比較

與T0時點比較，T2時點的pH顯著降低（P < 0.05），其余時點間pH差異均無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。各時點間PaCO2差異均無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。與T0時點比較，T1和T2時點的PaO2均顯著降低（P < 0.05）；與T1時點比較，T3時點的PaO2顯著升高（P < 0.05）；與T2時點比較，T3時點的PaO2顯著升高（P < 0.05）。SaO2維持100%，無變化。見表2。

3 討論

單肺通氣開胸手術在在臨床上應用相當普遍，但單肺通氣也會引起很多的并發(fā)癥，如機械通氣性肺損傷、低氧血癥、復張性肺水腫等[6-8]。國內外有學者通過建立單肺通氣動物模型研究其相關損傷[9-10]。但在動物實驗中應用自主呼吸麻醉技術建立單肺呼吸動物模型尚未見有文獻報道。

在單肺通氣的實驗動物選擇上，既往多選擇大型動物如狗、豬[11-13]，但需要較多人力，麻醉和實驗操作難度大，費用較高，而小動物如鼠側需要精細的外科操作技術，不適合本實驗要求。選擇兔是因為其呼吸系統(tǒng)解剖和主要生理指標與人體相近，且來源廣泛，性情溫順、生存能力較強，便于操作，是理想的實驗動物。

本實驗建立的自主呼吸麻醉下家兔開胸手術模型，避免了行頸部氣管切開或經口行氣管插管，具有簡便、易操作、可重復、損傷小的優(yōu)點，更符合肺的生理條件，是真正意義下的非氣管插管完全自主呼吸麻醉下的單肺呼吸模型。模型建立后，心率、pH值、PaCO2和PaO2變化規(guī)律與臨床一致。心率、MAP、SaO2和PaCO2值在各時間點維持穩(wěn)定，各時間點間差異均無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。PaO2在開胸后30 min顯著下降（P < 0.05），開胸后2 h雖然PaO2有所上升，但仍顯著低于開胸前；恢復雙肺呼吸30 min后PaO2基本可恢復至開胸前的水平。

在兔單肺通氣模型的建立中，作者實驗中主要有如下體會：①手術操作：經左側第6肋間進胸，開一大小約1 cm×1 cm的切口，逐層分離，動作輕柔，避免損失肺臟層胸膜，以免漏氣影響實驗結果，注意嚴格遵循無菌操作。關胸時予注射器連接細管抽吸殘氣時一邊抽吸一邊向外拔出管道，直至抽吸有阻力時快速拔除，使肺組織更完全地膨脹，這樣可有效減少胸內殘留氣體，不需要胸腔引流。②從麻醉誘導開始就注意予面罩吸氧，避免麻醉期間麻醉藥呼吸抑制引起的低氧血癥產生。經鼻和口面罩給氧，保證自主呼吸麻醉下足夠的氧供，維持相對較長手術時間。兔的口和鼻外形特殊，沒有專用的鼻導管或給氧面罩，也沒有專用的喉罩。通過對小號吸耳球改裝的面罩可以罩住家兔的口和鼻。氧氣經狹窄的洗耳球尾部進入面罩，由于噴射入面罩的氣流大于兔吸氣時的最高流速和潮氣量，所以吸氧濃度恒定，因高流速的氣體不斷沖洗面罩內部，面罩上的小孔可以排出氣體，兔呼出的二氧化碳難以在面罩中滯留，故基本無重復呼吸。③動物在麻醉期體溫容易下降，除手術原因外戊巴比妥也是體溫下降的一個原因。戊巴比妥導致體溫下降主要原因為：①抑制體溫調節(jié)：下丘腦是體溫調節(jié)中樞，抑制下丘腦的活動導致散熱大于產熱；②戊巴比妥的抑制代謝產熱作用：可直接擴張血管，使代謝降低20%～30%[14]。整個試驗過程中維持26～28℃的室溫，術中通過采用保溫燈照射及覆蓋無菌手術巾來維持兔體溫。④麻醉藥物使用：戊巴比妥屬于中樞鎮(zhèn)靜催眠藥，靜脈給藥起效快，但容易引起呼吸抑制，對呼吸的抑制作用與藥物劑量和靜脈注射的速度有關，給藥過量或者給藥速度過快都容易引起呼吸抑制而死亡[12]。在麻醉誘導時應注意注射速度，推注藥物的同時應觀察眼瞼的反射和呼吸的變化情況，動物死亡的主要原因應為呼吸抑制。通常靜脈注射戊巴比妥的濃度為3%[16-18]。周潔等[19]研究證實3%戊巴比妥鈉麻醉后，動物的麻醉死亡率也較1%戊巴比妥鈉高，因此，為了提高實驗麻醉誘導的安全性和成功率，本實驗將靜脈注射戊巴比妥鈉的濃度降為1%，降低藥物濃度可減緩同時進入兔體內的藥量，增加注射時間，根據兔的反應及時調整用量。戊巴比妥鎮(zhèn)靜催眠效果明顯，但鎮(zhèn)痛作用差，麻醉較淺時動物對疼痛刺激有反應，因此在分離股動靜脈及開胸時需予利多卡因局部麻醉。利多卡因局部作用迅速，滲透作用強，局部刺激小，可顯著減少切皮及分離組織時疼痛，進而減少戊巴比妥的用量及降低全麻引起呼吸抑制的可能性。

自制氧氣吸入面罩適合建立兔自主呼吸麻醉開胸手術模型。此模型可用于研究與自主呼吸麻醉胸科手術相關的高碳酸血癥和肺損傷的病理生理機制，從而進一步研究臨床防治策略。本研究通過自制吸氧面罩建立了真正意義的非氣管插管自主呼吸麻醉兔開胸手術模型，減少了實驗難度，降低動物和相關手術設備的費用。

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（收稿日期：2015-04-20 本文編輯：任 念）