肖喜剛謝德軒孫 博劉宗泓

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院CT室，黑龍江哈爾濱150001；2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管外科，黑龍江哈爾濱150001

外科手術(shù)建立犬Stanford B型急性主動脈夾層動物模型

肖喜剛1謝德軒1孫 博2劉宗泓2

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院CT室，黑龍江哈爾濱150001；2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管外科，黑龍江哈爾濱150001

目的探討通過外科開胸手術(shù)制備犬Stanford B型急性主動脈夾層模型的方法。方法選取健康2～3年的比格犬5只，術(shù)前進(jìn)行高脂飼料喂養(yǎng)8周。對實驗犬進(jìn)行靜脈麻醉后，切開肋間肌、胸膜，逐步暴露主動脈，在距左鎖骨下動脈遠(yuǎn)端2～3 cm處用0T針斜刺入降主動脈中膜，用冠脈刀迅速切開主動脈管壁全層后，用球囊導(dǎo)管分離主動脈的中膜和內(nèi)膜，之后用5-0 prolene線縫合動脈外膜和中膜，靜脈注射腎上腺素升高血壓，術(shù)后24 h內(nèi)對實驗犬進(jìn)行多次CT血管成像，動態(tài)觀察采集夾層的影像學(xué)信息。結(jié)果5只實驗犬中，共有3只動物術(shù)后形成主動脈夾層，CTA圖像顯示均顯示了真假雙腔，根據(jù)主動脈夾層的Stanford分型標(biāo)準(zhǔn)，確定形成了Stanford B型主動脈夾層。結(jié)論外科手術(shù)是建立犬Stanford B型主動脈夾層模型的可靠方法。

主動脈夾層；外科手術(shù)；Stanford B型；動物模型

［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

主動脈夾層是一種致死率非常高的心血管疾病，諸多研究表明，主動脈夾層的發(fā)生、發(fā)展與血流動力學(xué)改變密切相關(guān)［1-2］，近年來在進(jìn)行主動脈夾層的血流動力學(xué)研究時，大多數(shù)國內(nèi)學(xué)者主要是將主動脈夾層的患者作為研究對象，但由于國內(nèi)的尸檢率比較低，因此如果進(jìn)行活體研究，則難以將主動脈壁的病理改變對夾層進(jìn)展的影響也納入研究中，另外，由于主動脈夾層患者的特殊性，術(shù)前難以對其反復(fù)進(jìn)行影像學(xué)檢查，所以進(jìn)行動態(tài)觀察也比較困難，而動物實驗則恰好彌補了上述的不足之處。因此，動物實驗在主動脈夾層的流體力學(xué)研究方面仍有很高的價值［2-3］。以往對主動脈夾層進(jìn)行流固耦合力學(xué)研究時，多數(shù)是對實驗對象的CT圖像進(jìn)行分割和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，眾所周知，隨著心臟的搏動，主動脈管腔內(nèi)撕裂的內(nèi)膜片并不是靜止不動的，而是在不斷地往復(fù)擺動，所以主動脈夾層的真、假腔形態(tài)也是在不斷變化著［4-5］，而我們以往在研究主動脈夾層流體力學(xué)的過程中，往往假定真假腔是不變的［6-7］，分割圖像時采用的也僅是其運動過程中的一幀圖像。因此，本研究旨在探討通過外科開胸手術(shù)的方法制備犬Stanford B型急性主動脈夾層模型，并尋找一種更為有效的數(shù)據(jù)采集方法。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1動物健康2～3年的比格犬［來源于哈爾濱醫(yī)科大學(xué)實驗動物部，合格證號：SYXK（黑）2013-002］5只，體重20～25 kg，術(shù)前在哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院動物實驗中心進(jìn)行高脂飼料喂養(yǎng)（基礎(chǔ)飼料50%+食用油20%+膽固醇5%+蛋黃粉25%）8周。

1.1.2藥品和手術(shù)設(shè)備麻醉劑采用苯巴比妥（天津藥業(yè)集團新鄭股份有限公司，批準(zhǔn)文號：H41025613），肌松藥采用維庫溴銨（荷蘭NVOrganon公司，批準(zhǔn)文號H20100383），升高血壓采用去腎上腺素（天津金耀藥業(yè)有限公司，批準(zhǔn)文號：H12020621）、肝素鈉（廣東利泰制藥股份有限公司，批準(zhǔn)文號H44022622）。手術(shù)器械主要包括常規(guī)手術(shù)器械、主動脈夾層專用手術(shù)器械、特殊開胸手術(shù)器械、球囊導(dǎo)管、冠脈刀等。

1.2方法

1.2.1動物模型的制備采用苯巴比妥對實驗犬進(jìn)行靜脈麻醉，將實驗犬取右側(cè)臥位并固定，于左胸后外側(cè)第五肋骨上緣切開肋間肌、胸膜，置入肋骨撐開器，逐步暴露主動脈。在距左鎖骨下動脈遠(yuǎn)端2～3 cm處用0T針斜刺入降主動脈中膜，向中膜注入彈性蛋白酶，利用機械力使中膜與內(nèi)膜分離，分離長度在2～3 cm，在鼓起的主動脈上端用阻斷鉗阻斷主動脈，用冠脈刀迅速切開主動脈管壁全層，用球囊導(dǎo)管分離主動脈的中膜和內(nèi)膜，邊插邊緩慢擴張球囊，分離周徑為主動脈周徑的1/3～1/2。用側(cè)壁鉗鉗夾切開處的主動脈，用5-0 prolene線縫合動脈外膜和中膜，開放主動脈的同時靜脈注射肝素（1 mg/kg）。靜脈注射腎上腺素0.5～1.0 mg以升高血壓，加速夾層的剝離。

1.2.2驗證方法術(shù)后24 h內(nèi)對實驗犬進(jìn)行多次CT血管成像，動態(tài)觀察采集夾層的影像學(xué)信息，將制備完畢的犬動物模型置于256層螺旋CT（荷蘭，飛利浦公司，Brilliance iCT）的掃描床上，連接電極片，注射造影劑30～50 mL后，采用回顧性心電門控技術(shù)對實驗犬的主動脈進(jìn)行掃描，掃描后間隔5%R-R間期進(jìn)行圖像重建，并將掃描后的圖像傳至EBW工作站，確定主動脈夾層是否存在、主動脈撕裂的范圍及分型。

2　結(jié)果

5只實驗犬中，共有3只動物術(shù)后形成主動脈夾層，在制備過程中1例實驗犬因主動脈破裂而失敗，另1例死于心臟驟停。形成夾層的3條主動脈，CT圖像顯示均顯示了真假雙腔，假腔大于真腔，撕裂的內(nèi)膜片呈條形低密度影，第一破口大小為2～5 mm，均位于距作鎖骨下動脈以遠(yuǎn)的主動脈峽部水平（圖1）。夾層累及的長度為（14.5±7.8）cm（11～17 cm），根據(jù)主動脈夾層的診斷及Stanford分型標(biāo)準(zhǔn)［8-10］，從CT表現(xiàn)上可以確定3例存活的實驗犬均形成了Stanford B型主動脈夾層。動物處死后，取出主動脈，用生理鹽水輕輕沖洗后以40 g/L甲醛固定，同時用蘇丹Ⅲ染色主動脈，進(jìn)行病理切片后，鏡下觀察顯示實驗犬的主動脈壁存在不同程度的粥樣硬化。

圖1　犬Stanford B型主動脈夾層模型的CTA圖

3　討論

目前針對建立在體主動脈夾層動物模型的主要方法分為兩種，一種是介入手術(shù)，另一種是開胸手術(shù)，文獻(xiàn)中更多的是采用外科開胸手術(shù)的方式。在外科開胸手術(shù)建模的過程中，球囊擴張是建模的關(guān)鍵步驟，即依靠機械力使主動脈中膜擴張，達(dá)到內(nèi)膜與中膜分離的目的，但由于主動脈壁彈力纖維與膠原纖維的作用，夾層形成難度較大，且形成的夾層范圍較小，難以滿足后續(xù)研究的需要，因此有文獻(xiàn)報道，在機械擴張的基礎(chǔ)上，注入一定量的彈性蛋白酶破壞膠原纖維，術(shù)中人為地破壞主動脈壁的結(jié)構(gòu)［11-13］，但本研究僅少量注射了彈性蛋白酶，一旦出現(xiàn)內(nèi)膜、中膜分離，即不再注射彈性蛋白酶，原因是考慮到注入過多彈性酶會使動脈管壁出現(xiàn)水腫，不利于以后動脈壁的縫合。本研究采用了高脂飲食飼養(yǎng)實驗犬，讓實驗動物的主動脈壁在病理生理條件下，自行出現(xiàn)粥樣硬化性改變，逐漸出現(xiàn)主動脈壁薄弱，進(jìn)而增加建模的成功率，我們認(rèn)為采用這種方法后，術(shù)中內(nèi)膜與中膜更易分離，也減少了過度的機械擴張導(dǎo)致主動脈破裂的發(fā)生概率，使得建模更加安全、有效。2009年Cui等［14］將主動脈橫向切開犬1/2周長的主動脈外膜和中膜外層，在中層剝離出夾層，同時切開內(nèi)膜，將切口下緣的內(nèi)膜片雙角縫合于附近兩邊的側(cè)壁全層，建模成功率達(dá)到了66.7%，我們在術(shù)中也采用了這個方法，筆者認(rèn)為這種方法較傳統(tǒng)的縫合方法更為有效，夾層破口封閉的概率較低，建模成功率較高［15-16］。

本研究采用CTA作為確定主動脈夾層的方法，筆者認(rèn)為這種方法比DSA更為簡單有效，而且對實驗犬的損傷小，可重復(fù)性強，便于動態(tài)觀察，另外CTA對于顯示夾層的范圍、破口的位置、分型等優(yōu)于其他影像學(xué)方法。此外，本研究將心電門控技術(shù)引入CT圖像采集中，心電門控技術(shù)是近幾年來才用于主動脈CTA檢查中，其主要優(yōu)勢在于可以消除主動脈根部的搏動偽影，可以減少誤診［17-18］，但通過分析不同時相的CT圖像可以顯示主動脈內(nèi)膜片的運動特點及真假腔的形態(tài)變化［19-20］，筆者認(rèn)為在流固耦合力學(xué)研究中，上述因素應(yīng)納入分析中，所以多時相采集的圖像作為有限元分析中分割圖像的基礎(chǔ)，可能會更有意義。

本研究存在以下不足之處：第一，由于樣本例數(shù)較少，沒能進(jìn)行更多的統(tǒng)計學(xué)分析；第二，本研究建模的目的是為了采集影像學(xué)資料，進(jìn)行流體力學(xué)研究，因此沒有對實驗犬進(jìn)行更長時間的動態(tài)觀察，這與文獻(xiàn)報道中持續(xù)數(shù)周的觀察方式不同，所以本研究沒有對模型的遠(yuǎn)期效果進(jìn)行評估。

外科開胸手術(shù)在建立犬Stanford B型主動脈夾層模型方面，符合夾層動脈瘤形成的病變基礎(chǔ)及病理生理過程，術(shù)前高脂飲食喂養(yǎng)致使動脈處于粥樣硬化性表現(xiàn)，更有利于動物模型的建立。

［1］Hagan PG，Nienaber CA，Isselbacher EM，et al.The InternationalRegistryofAcuteAorticDissection（IRAD）：newinsights into an old disease［J］.JAMA，2000，283（7）：897-903.

［2］王亮，馮睿，陸清聲，等.采用CT斷層掃描圖像構(gòu)建DeBakeyⅢ型主動脈夾層三維血流動力學(xué)數(shù)值模擬模型［J］.介入放射學(xué)雜志，2010，19（10）：767-771.

［3］王亮，陸清聲，王晨，等.構(gòu)建基于患者個體化的Stanford B型主動脈夾層計算流體力學(xué)數(shù)值模擬分析模型［J］.現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2010，10（11）：2137-2142.

［4］Yang S，Li X，Chao B，et al.Abdominal aortic intimal flap motion characterization in acute aortic dissection：assessed with retrospective ECG-gated thoracoabdominal aorta dualsource CT angiography［J］.PLoS One，2014，9（2）：e87664.

［5］劉文，王錫明，段艷華，等.CTA多期動態(tài)重建顯示腹主動脈夾層內(nèi)膜搏動的應(yīng)用價值［J］.山東大學(xué)學(xué)報：醫(yī)學(xué)版，2016，54（3）：50-54.

［6］Wan Ab Naim WN，Ganesan PB，Sun Z，et al.Perspective review on numerical simulations of hemodynamics in aortic dissection［J］.Scientific World Journal，2014，2014：652520.

［7］Midulla M，Moreno R，Baali A，et al.Haemodynamic imaging of thoracic stent-grafts by computational fluid dynamics（CFD）：presentation of a patient-specific method combining magnetic resonance imaging and numerical simulations［J］.European Radiology，2012，22（10）：2094-2102.

［8］Abbas A，Brown IW，Peebles CR，et al.The role of multidetector-row CT in the diagnosis，classification and management of acute aortic syndrome［J］.Br J Radiol，2014，87（1042）：20140354.

［9］林少帆，吳先衡，林黛英.多層螺旋CT血管成像在評估主動脈夾層內(nèi)膜破口中的應(yīng)用研究［J］.實用醫(yī)技雜志，2013，20（4）：363-365.

［10］Nienaber CA.The role of imaging in acute aortic syndromes［J］.Eur Heart J Cardiovasc Maging，2013，14（1）：15-23.

［11］王雅，杜占奎，王效增.建立主動脈夾層動物模型研究的進(jìn)展［J］.心血管康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2015，24（3）：340-342.

［12］Matt P.Murine model of surgically induced acute aortic dissection type A［J］.Thorac Cardiovasc Surg，2010，139（4）：1041-1047.

［13］DziodzioT，JuraszekA，ReinekeD，etal.Experimental acute type B aortic dissection：different sites of primary entry tears cause different ways of propagation［J］.Ann Thorac Surg，2011，91（3）：724-727.

［14］Cui JS，Zhuang SJ，Zhang J，et al.Two-end intimal flap suturing method for establishing Stanford B type aortic dissection in a canine model［J］.Eur J Vasc Endovasc Surg，2009，38（5）：603-607.

［15］王暉，楊明烽，湯敬東，等.犬Stanford B型主動脈夾層動物模型的建立［J］.同濟大學(xué)學(xué)報：醫(yī)學(xué)版，2010，31（4）：12-14.

［16］崔佳森，梅志軍，景在平，等.內(nèi)膜片雙角縫合法建立犬Stanford B型主動脈夾層動脈瘤模型［J］.第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2007，28（9）：995-998.

［17］Wen CY，Yang AS，Tseng LY，et al.Investigation of pulsatile flow field in healthy thoracic aorta models［J］.Ann Biomed Eng，2010，38（2）：391-402.

［18］Beller CJ，Labrosse MR，Thubrikar MJ，et al.Role of aortic root motion in the pathogenesis of aortic dissection［J］. Circulation，2004，109（6）：763-769.

［19］Cui Y，Zhang H，Gong GX，et al.Charactetization of aortic dissection as pulsating type and statics type during Cardiac cycle by electrocardiogram gate ddual source CT［J］. Int J Cardiol，2015，185：236-239.

［20］Ueda T，Chin A，Petrovitch I，et al.A pictorial review of acute aortic syndrome：discriminating and overlapping features as revealed by ECG-gated multidetector-row CT angiography［J］.Insights Into Imaging，2012，3（6）：561-571.

Construction of Stanford B acute aortic dissection model in canine by surgery

XIAO Xigang1XIE Dexuan1SUN Bo2LIU Zonghong2
1，Department of CT，the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Heilongjiang Province，Harbin 150001，China；2.Department of Cardiovascular Surgery，the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Heilongjiang Province，Harbin150001，China

R654.3

A

1673-7210（2016）09（c）-0012-03

2016-05-23本文編輯：張瑜杰）

黑龍江省自然科學(xué)基金項目（H201343）。

肖喜剛（1966-），男，博士，主任醫(yī)師；研究方向：心血管疾病的血流動力學(xué)。