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动物模型建立详细方法第四期|心肌梗死(MI)及缺血再灌注(I/R)损伤模型
发布时间:2025-10-18 发布者: 浏览次数:

动物模型建立详细方法第四期|心肌梗死(MI)及缺血再灌注(I/R)损伤模型

ScienceBench Science Bench
2025年09月18日 16:28


导语: 心肌梗死及其后再灌注治疗所引发的损伤,是心血管研究领域的热点。构建稳定可靠的动物模型是开展相关研究的第一步。今天,我们就来详细拆解一下经典的小鼠左冠状动脉前降支(LAD)结扎术,教你如何一步步构建MI和I/R模型。收藏这一篇,实验成功率大大提升!


一、模型原理简介

顾名思义,这个模型的核心就是通过结扎心脏的左冠状动脉前降支(LAD),人为地制造心肌缺血。

  • 心肌梗死(MI)模型:永久性结扎LAD,造成心肌持续缺血并最终坏死。

  • 缺血再灌注(I/R)模型:临时结扎LAD一段时间(通常30-45分钟),然后松开结扎线,恢复血液供应,模拟临床溶栓或介入治疗后的再灌注过程。

二、实验前准备

1. 实验动物:

  • 通常选用8-12周龄的C57BL/6J雄性小鼠(性别和品系可根据课题调整),体重20-25g为宜。

2. 主要仪器与试剂:

  • 麻醉剂: 1-2% 异氟烷(吸入麻醉)或 戊巴比妥钠(腹腔注射)

  • ventilator(动物呼吸机):至关重要,保证手术过程中小鼠正常呼吸。

  • 手术器械: 精细剪刀、镊子、持针器、7-0或8-0无菌缝合线、开胸器、加热垫。

  • 其他: 碘伏消毒液、生理盐水、棉签、剃毛器、心电图(ECG)仪(可选,用于实时监测)。

3. 术前准备:

  • 小鼠禁食4-6小时(自由饮水),减少麻醉风险。

  • 麻醉小鼠(推荐使用异氟烷吸入麻醉,易于控制深度)。

  • 仰卧位固定,剃除颈部及左侧胸部的毛发,并用碘伏消毒。


三、手术操作步骤(图文关键点)

第一步:气管插管与呼吸机连接

  1. 在颈部正中做一微小切口,分离肌肉暴露气管。

  2. 小心地将一根24G静脉导管插入气管,确认插入后,迅速连接到呼吸机上。

  3. 设置呼吸机参数(潮气量:0.8-1.2 ml,呼吸频率:110-120次/分钟),确保胸廓起伏规律。

小贴士: 气管插管是手术成败的关键之一,操作需迅速准确,避免损伤喉部。

第二步:开胸与心包切除

  1. 在左侧第3、4肋间区域,用剪刀斜切开一个约1cm的切口。

  2. 用开胸器轻轻撑开肋间隙,暴露心脏。

  3. 用精细镊子小心地撕开心包膜,清晰暴露左心室和左心房,可以看到LAD血管(通常位于左心耳下缘与肺动脉圆锥之间)。

第三步:冠状动脉结扎

  1. 用7-0或8-0的无损伤缝合线,在LAD起始部下约2-3mm处进针。

    • 进针深度: 深度要适中,太浅容易脱落,太深会刺穿心脏。目标是缝住血管而非穿透心室。

  2. 将一小段PE管(约1-2mm)置于血管与线之间,然后打一个活结(用于I/R模型)或死结(用于MI模型)。

    心肌梗死模型-【动物造模】 - 知乎

  3. 成功缺血标志: 结扎后立即观察左心室前壁区域会变得苍白,搏动减弱,心电图ST段显著抬高(如果连接了ECG)。这表明结扎成功。


心肌梗死动物模型 - 知乎

第四步:区分MI与I/R模型

  • MI模型: 直接剪断缝线,将心脏放回胸腔,逐层缝合肌肉和皮肤。结扎是永久的。

  • I/R模型: 缺血预定时间(如30分钟)后,松开活结,抽出PE管,可见缺血区域由苍白恢复为鲜红色,表示再灌注成功。同样小心地将心脏放回,逐层关胸。

第五步:术后复苏与护理

  1. 断开呼吸机,等待小鼠自主呼吸恢复后,小心拔出气管插管。

  2. 将小鼠置于37℃加热垫上保温,直至完全清醒。

  3. 连续3天皮下注射镇痛药(如布普renorphine,0.1mg/kg)和抗生素(如青霉素),减轻动物痛苦并预防感染。

  4. 提供软食和饮水,密切观察状态。


四、模型成功性验证

  1. 存活率: 熟练操作后,术后24小时存活率应>80%。

  2. 心电图: 术后持续监测可见病理性Q波、ST-T段改变。

  3. 心脏超声: 术后1-4周进行超声检查,可评估心功能(EF、FS值显著下降)和梗死区室壁运动异常。

  4. TTC染色: 处死动物后取心脏进行TTC染色,梗死区域呈苍白色,而非梗死区呈砖红色,可定量计算梗死面积。

  5. 组织学染色: HE染色观察心肌细胞坏死、炎症浸润;Masson染色观察胶原沉积(纤维化)。


五、常见问题与注意事项

  1. 死亡率高: 主要原因可能是气管插管失败、气胸、出血过多或结扎位置不对。勤加练习是唯一途径。

  2. 梗死面积不稳定: 结扎位置LAD的解剖变异是主要原因。尽量保证所有小鼠结扎位置的一致性。

  3. 动物福利: 务必做好术后镇痛和护理,这是伦理要求和获得稳定数据的保障。

  4. 假手术组: 对照组需进行假手术(即完成所有步骤但不结扎LAD),以排除手术创伤本身的影响。


结语

构建稳定的小鼠MI/I/R模型需要精细的操作和丰富的经验。希望这篇详细的教程能为大家的科研之路提供帮助!从第一步开始耐心练习,你一定能掌握这项核心技术。

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