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目的:
随着外科、麻醉、灌注及心肌保护技术的提高,先心术后死亡率大幅度降低,如何减轻术后并发症,特别是神经系统的并发症引起国内外更多的关注。本研究建立大鼠常温体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)及深低温停循环(deep hypothermia circulatory arrest,DHCA)动物模型,探讨(1)大鼠CPB模型建立的可行性;(2)还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)对大鼠CPB 及DHCA的脑保护作用。
方法:
1. CPB模型的建立
1.1 常温CPB模型建立:SD 大鼠称重麻醉后置于操作台上,接生理监护仪,肛温监测,尾动脉插管监测血压,右颈总动脉作为灌注动脉,右颈外静脉插管至右心房进行静脉引流建立CPB,无血预充液15ml,转流120min,过程中保持肛温在30°C 左右,停CPB 后观察30min。
1.2 DHCA模型建立:CPB 建立方法及预充液同上,建立成功后降温使肛温降至16~18°C时停循环60min,之后升温至30°C时停CPB,观察30min。
2. GSH的脑保护作用研究
2.1 分组:SD(Sprague-Dawley)大鼠24 只随机分为3组A组:常温CPB组,转流过程中控制温度30°C 左右,转流120min,停CPB 后30min 处死大鼠。
B组:DHCA组,CPB 建立后即进行降温至16~18°C,停循环60min,之后升温至30°C 停CPB,30min 后处死大鼠。
C组:GSH 处理组,术前两天腹腔注射GSH100mg/kg,每日一次,手术当日预充液中加入GSH100mg/kg,其余处理方法同B组。
2.2 检测:操作过程中监测生命体征及血气变化。转流前及转流结束后30min 留取静脉血检测脑损伤标志蛋白S-100β及神经元特异性烯醇化酶(NSE)。大鼠处死后迅速取出脑组织,一部分用于测定脑含水量,一部分福尔马林固定后用于病理检测。
结果:
1. 大鼠常温CPB模型建立成功,转流期间心率、血压、呼吸较转流前明显下降(均p<0.01),CPB 结束后恢复较好,只有血压值仍较低(74±20mmHg),与转流前120±8 mmHg 相比p<0.01。血气分析结果显示HCT 变化最为明显,由转流前的40±8.6%下降至转流后的26±6.2%,其余血气参数转流前后并无明显差别。
2. 大鼠DHCA 动物模型建立成功,转流中心率、血压均较转流前下降(均p<0.01),转流后虽有恢复但与转流前相比仍p<0.01。转流中及转流后存在呼吸性及代谢性酸中毒。
3. DHCA组病理表现及脑组织含水量均较常温CPB组更为严重。
GSH 处理组稍轻,但与DHCA组无显著性差别。各组术后S-100β和NSE均较术前增加,DHCA组增加最为明显。
结论:
1. 初步建立大鼠常温CPB 及DHCA 动物模型,术后短期内生命体征及血流动力学基本稳定。
2. DHCA 对大鼠的脑损伤严重,表现为术后早期脑组织含水量增加,脑损伤标记蛋白S-100β及NSE升高。
3. GSH 预处理对施行DHCA的大鼠可能有一定的脑保护作用。