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【原创】冠状动脉狭窄动物模型研究进展(综述)

发布于 2005-03-12 · 浏览 2889 · IP 广东广东
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冠状动脉狭窄动物模型研究进展
冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary atherosclerotic heart disease),简称冠心病(CHD),是最常见的心血管疾病之一,指冠状动脉粥样硬化使血管腔阻塞,导致心肌缺血、缺氧而引起的心脏病。近年来,在我国,冠心病发病率呈不断增高的趋势,严重危害着人们的身体健康。目前研究认为,冠心病是多病因疾病,主要危险因素有:年龄、性别、高血脂、高血压、吸烟史、糖尿病史等[1]。因此,冠状动脉狭窄动物模型的建立,是开展冠心病病因和临床防治研究的必要手段。本文对冠状动脉狭窄动物模型研究进展作一综述如下。
一、冠状动脉狭窄模型:
1. 动脉粥样硬化动物模型
本模型的主要用途是模拟冠状动脉粥样硬化的自然形成过程。采用富含胆固醇和脂肪的饲料,促使动物的冠状动脉内膜逐渐形成粥样硬化性斑块。
1.1小鼠模型:雄性C57BL/6J小鼠诱发模型:普通饲料中加入5g胆固醇、2g的胆酸钠、30g可可粉喂养25w。其繁殖快,维持便宜,适宜作遗传学研究,但体形及动脉过小[2]。
1.2大鼠模型:86-89g基础饲料添加1-4g胆固醇、10g猪油、0.2g甲基硫氧嘧啶组成混合饲料,喂服7-10d,此模型可用于动脉粥样硬化发生的多因素研究,但复制模型的条件要求严格且病变不恒定[3]。
1.3兔模型: 李巧云等[4] 采用体重2.0-2.5kg,每天用高脂饲料喂养(高脂饲料5%猪油,5%胆固醇,15%蛋黄粉渗入到普通颗粒饲料中),给予蒸馏水2ml/kg灌胃。Sanborn TA等[5]采用体重2kg左右,每天喂胆固醇0.3g,4个月可见冠状动脉粥样硬化斑块。兔模型的缺点为血源性及肌源性泡沫细胞增多,冠脉病变与人有差异,大支较少累及病变主要在心肌内支,但此模型复制较快,易维持,价格便宜。
1.4小型猪模型:刘学波等[6]采用小型猪冠状动脉置入过大的裸支架、单PLGA涂层支架或含RAP涂层支架并形成冠状动脉损伤模型,术后第5周重复定量冠状动脉造影术(QCA)后处死动物,测定支架血管段的损伤积分、冠状动脉横断面积、管腔面积、内膜厚度和面积,并作比较。同时观察支架边缘段5mm内血管组织。结果显示模型较为理想。Cottige n系小型猪较为理想,用高脂饲料喂养6个月,成功地诱发出动脉粥样硬化模型[3].Thorpe等用高胆固醇、高脂肪并含有2%胆酸钠的饲料喂养28只乌克坦小型猪,时间为310±13d,后经冠脉造影、形态学和组织学研究发现:左冠状动脉前降支、回旋支及右冠状动脉出现与人类较为接近的动脉粥样硬化改变[7]。而采用高胆固醇喂养与内膜剥脱技术[8],在6个月内可造成猪冠状动脉粥样硬化性狭窄,该方法独特之处在于其复制过程与人类病理过程相似,不足之处是耗时长洞养及实验花费大。
1.5人体模型:在心肌缺血后侧支循环的研究中,人体模型受到诸多因素的限制。励建安等在研究冠心病患者等长收缩运动心血管反应时,选择心功能正常的单纯左前降支狭窄的心绞痛患者,以冠状动脉气囊扩张成形术(percutaneoustransluminal coronary argioplasty,PTCA)在同一个体上同时建立三个模型:PTCA前患者为典型的慢性心肌缺血模型;PTCA中为典型的急性心肌缺血模型;而在成功的PTCA术后为在血液动力学上冠状动脉已为正常,可以作为正常模型。这样可以同一个体、同一时间进行多种模型的比较,从机时尽可能减少不利因素对研究结果的影响[9]。
2、机械性心肌缺血模型
通过慢性或急性缩窄冠状动脉,建立实验性心肌缺血的动物模型。
2.1冠状动脉结扎法:应用最为广泛、最早的方法是开胸阻断或部分阻断冠状动脉,然后关胸,待恢复后再进行试验[10]。也可用冠状动脉周围套线牵拉法[11]形成完全或不完全阻塞冠状动脉,即按Anderson等方法将血管与一直径为其1/3的表面光滑的铁棍一并结扎,迅速抽出铁棍,造成前降支狭窄75。近期有人通过开胸置入自制的冠脉微米缩窄器[12],其呈剪形,头部是两个半圆,尾部是一个微调旋钮,头尾之比为1:5,调节此旋钮,通过杠杆原理,可以精确得出冠状狭窄的程度。缩窄器近端安放电磁流量计探头测定冠状血流以进一步证实冠状狭窄的程度及流量变化的关系。但开胸技术影响试验动物的整体情况,尤其是心脏功能及由此引发的一系列血流动力学的改变、结扎部位有限、动物死亡率高等。黄澎等[13]及王胜洵等[14]也证实通过改良的Ameroid法把缩窄器(AmeroidConstrictor)放置在猪的冠状动脉左回旋支主干上,制作冠状动脉左回旋支慢性狭窄模型的可行性。
2.2冠状动脉导管法:Nakhjavan等[15]。采用部分冠状动脉狭窄的动物模型:将心导管插入左前降支及旋支动脉,然后通过导丝将处理过的铅不锈钢管(长4mm、外径3.25mm、内径2.Omm)及Tohngrude等[16]将铅铂丝制成的线圈经心导管推向冠状动脉,导致管腔狭窄,此种方法避免了开胸对心脏生理功能的影响。但致窄物短细且狭窄程度轻,不适宜作磁共振检查。孙立军[17]等用不同外径的聚乙烯导管制成50%或75%的缩窄器(狭窄有效长度为l0mm),采用Selding技术建立犬冠脉狭窄动物模型,试验中15条犬冠脉狭窄造影均获成功。此技术可致多处、多支不同长度的狭窄,因缩窄器不具磁性,可行磁共振检查,试验结果可靠,重复性强,能够对冠脉狭窄的侧支循环生成情况及介入治疗效果作出评价。但此方法技术难度大,操作困难。
2.3 Ameroid法:在冠状动脉外套以Ameroid环[18],该物质有亲水性,遇水膨胀,在2w内使管腔逐渐狭窄(>75%)至闭塞。目前Ameroid缩窄器(ameroid constrictor)有标准型、塑料型和钦合金型。后者属于改进型,可行多种特殊检查。Inou等在猪的左回旋支放置塑料型Ameroid缩窄器,结果发现在放置Ameroid缩窄器lOd,20d,30d后的狭窄度分别为57%,78%,88%,且第30天发现6只犬中有5只冠状动脉左前降支与左回旋支之间形成侧支血流[19]。Ameroid缩窄器同时还可以制作肢体血管的慢性狭窄,You mans等制作狗的肝外门静脉慢性狭窄模型,把动物分为4组:空白对照组、丝线部分结扎组、Ameroid缩窄器组及血管内血栓环,结果14天内a me roi d组显示5只受试对象中有4只发生渐进狭窄至完全闭塞,并在21天内5只完全闭塞[20]。近年来,在研究慢性心肌缺血与侧支循环生成的实验中,大多数采用Ameroid缩窄器复制慢性心肌缺血模型。此方法有开胸所导致的缺点,但Ameroid缩窄器产生的模型时间短,试验结果可靠。
2.4内膜增殖法:此方法模拟冠脉内支架或成形术后所致的再狭窄模型。Sch wartz通过置入血管内支架损伤血管内膜成功地建立了一种再狭窄的动物模型[21]。杨氏[22]等改进了Sc h we rtz方法,应用了血管球囊扩张术和导丝导引操作术,在心电和X线的监控下,将过大型支架送入犬冠脉内,同时在81.6-101.32kPa。压力下持续扩张30-60s,从而导致冠状动脉内弹力膜破裂平滑肌细胞移行增殖30d后内膜明显增厚,管腔狭窄,与临床上置入冠脉内支架与再狭窄病理过程相似。但时间长,狭窄或闭塞的程度不易控制。
二、模型选择
冠状动脉慢性狭窄及研究运动训练对侧支循环动物模型多采用猪和犬[23]。
1.猪
猪的冠状动脉特点与人较为接近[24],猪的冠脉侧支循环较稀疏,先天固定,吻合支细小且较少[25]。Ameroid缩窄器造成猪的冠状动脉左回旋支的慢性阻塞后,能够形成侧支循环[26],以心内膜下侧支循环最为显著,这与人类的冠状动脉循环的解剖特点相似。猪的冠脉侧支血管能够为安静心肌提供足够的血流及维持心肌功能,但不能维持运动时侧支依赖区的心肌功能,在实验观察的4个月内,运动导致慢性冠状动脉狭窄后侧支依赖区的心肌灌流不足及功能异常[27],这与人类的冠状动脉侧支血管有相似的功能[28]。因此,猪的冠状动脉慢性狭窄后在应激状态下具有持续性心肌缺血的特点,且猪在实验过程中的顺从性较好,这为研究长期运动训练后侧支依赖区的血流及心肌功能提供了一个理想的动物模型。
2.犬
犬在实验过程中不易形成心梗或疤痕组织,死亡率低,克服了小型猪的缺点,也作为研究侧支循环的较好动物模型。犬的冠状动脉特点是冠脉循环丰富,侧支血管发达,侧支血管发生以心外膜为主,但与人类的冠状动脉循环的特点相差较大[[24]。冠状动脉在Ameroid缩窄器放置后2-3周内产生逐步狭窄及至闭塞[18]。前期学者曾把Ame roid缩窄器放在左前降支或右冠状动脉内,从而产生大面积心梗及死亡率较高。White and Bloor等认为猪左回旋支支配的心肌有相对较多的先天固有的冠状侧支循环,因此心梗范围小,动物生存率高[29],此结果逐渐被以后的学者所采纳。BLISS等认为称猴不适合作冠脉狭窄后侧支循环生成的实验研究[30]。

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最后编辑于 2022-10-09 · 浏览 2889

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