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心肌梗死发病主要是由于各种因素导致冠状动脉狭窄或闭塞,心肌血液灌注减少、供氧降低导致的一种病理状态。借助动物模型研究人类疾病,有助于快速、有效地探索疾病病因和发病机制,研究防治措施。
目前,制备实验动物心肌梗死模型的方法主要有开胸手术结扎法及药物造模法。其中冠状动脉左前降支结扎法通过麻醉开胸,直接对心脏冠脉左前降支进行结扎,阻断血流供应,快速复制心肌梗死模型,与临床心肌梗死症状高度相似,是一种最常用的造模方法。
大鼠易饲养、繁殖快,个体差异小,与人类有相似的血管解剖特点,有极强的抗感染能力等,是基础研究中的重要疾病模型动物。本文介绍心脏冠状左前降支结扎法制作大鼠心肌梗死模型的实验步骤。
实验步骤
实验动物
采用选择健康雄性SD大鼠,7周龄,普通块料喂养,随意饮水,室温20-26℃,每日光照12-14h,术后分笼饲养。
实验准备
材料:戊巴比妥钠、恒温手术台、电动剃毛器、碘伏、手术器械、小动物呼吸机、青霉素等。

麻醉大鼠
使用戊巴比妥钠或其他适当麻醉药物进行麻醉。
将大鼠仰卧固定于恒温手术台上。
手术准备
使用电动剃毛器剔除胸部和颈部毛发。
用碘伏对手术区进行消毒。
气管插管
剪开颈部皮肤。
钝性分离皮下肌肉和组织。
暴露气管后进行气管插管。
接小动物呼吸机辅助呼吸。
开胸手术
胸骨左缘3mm纵形剪开胸部皮肤约4cm。
钝性分离胸大肌和前锯肌。
显露肋骨及肋间肌。
无菌操作从左侧第4或第5肋间进胸。
结扎冠状动脉
结扎左心耳下前降支冠状动脉。
关胸。
缝合皮肤。

术后处理
待大鼠苏醒后拔除气管插管。
青霉素腹腔注射防止感染。
结束
观察大鼠术后恢复情况。
清理手术区域,记录实验数据。
模型评估
大鼠心肌梗死模型验证方法如下:
模型验证方法:
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模型验证方法 |
心动超声检查 |
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心脏大体变化观察 |
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TTC染色心脏梗死面积测定 |
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HE染色组织病理学评价 |
心脏大体观察:
模型组大鼠术后7 d 后结扎位置及以下可见心肌颜色发白、左心室肥大;14 d后心肌发白程度、左心室肥大程度加剧;28 d 后心脏萎缩、心肌呈现暗灰色。
TTC染色测定心肌梗死面积:
随观察时间延长,模型大鼠心肌梗死面积显著增加,7d时缺血面积为28%左右,14d时缺血面积为50%左右,28d时缺血面积为60%左右,且随着病程进展,可见左心腔扩张程度、心室壁变薄程度增加。
TTC染色结果:

对照组TTC染色结果

模型组TTC染色结果
HE染色:
大鼠心脏左心室的后壁厚度冠状面切开可见厚度明显低于正常心肌,病理检查 HE 染色可见大量痕组织形成。
HE染色结果:

对照组HE染色结果

模型组HE染色结果
注意事项
1.短时间内完成冠脉结扎术,尽快完成冠脉结扎并闭合胸壁,降低长时间暴露胸腔可能导致心律失常、气胸等致死风险。
2.冠脉结扎位置的选择至关重要,由于大鼠血管细小,侧枝循环丰富且走行不易观察,因此要求实验者操作精确,既要保证能够引起足够面积的心肌梗死,又要避免梗死面积过大而导致死亡,尽量在同一高度结扎形成较为一致的模型;
3.大鼠心室壁较薄,操作者需要严格控制穿刺深度,避免穿刺过深直接刺破室壁造成大出血。
4.挤压心脏时不可硬挤,还需配合心脏跳动,对于实验操作者的实验技巧性要求很高;
5.冠脉走向具有个体差异性,位置也需谨慎判断,可能存在个别结扎后梗死区域差别较大的情况;
6.术中至术后2周有10-20%的死亡率,术后要做好监护,确保足够的实验动物量。