同種異體犬單肺移植的實(shí)驗(yàn)研究

1、同種異體犬單肺移植的實(shí)驗(yàn)研究 摘要 目的 通過進(jìn)行同種異體犬單肺移植并觀察移植肺功能及血流動(dòng)力學(xué)情況，掌握供肺的切取、灌注、保存、修剪，及供肺植入受體的手術(shù)技巧，為進(jìn)行人單肺移植打下基礎(chǔ)。方法 對7對體重匹配的雜種犬進(jìn)行單肺移植，每次手術(shù)監(jiān)測并比較移植肺功能及血流動(dòng)力學(xué)情況。結(jié)果 供肺的切取、灌注、保存及修剪均順利；供體肺左房、肺動(dòng)脈、支氣管吻合順利，效果良好；術(shù)后移植肺功能良好，血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。結(jié)論 掌握了犬單肺移植的全過程，對供肺切取、灌注、保存、修剪及移植肺植入的方法有新的體會(huì)，為人體單肺移植打下了良好的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞 犬，同種；肺移植；移植 Experimental study on

2、allograft canine single lung transplantation Abstract Objective To master the way of resection，perfusion，preservation，repair，and implantation skills of donor lungs through an experimental research on canines lung donor and collection of lung function and hemodynamic data，which will lay the basis for

3、 the further study on human lung transplantation.Methods Single lung transplantation was performed in 7 weightmatched pairs of dogs，and lung function and hemodynamic data was collected and analyzed.Results Resection，perfusion，preservation，repair，and implantation of donor lungs was mastered successfu

4、lly.After implantation，recipients hemodynamics was stable，and lung function was found to be excellent.Conclusion The skills of single lung transplantation on canines have been mastered successfully.Further experience of resection，perfusion，Preservation，repair，and implantation of donor lungs have bee

5、n acquired.It will help prepare for the human lung transplantation. Key words canine，homologous；lung transplantation;transplantation 肺移植是治療肺實(shí)質(zhì)及肺血管性終末期肺疾病的唯一有效方法。為了在臨床成功開展肺移植手術(shù)，我們于2005年6月成功進(jìn)行同種異體犬單肺移植7次，現(xiàn)將有關(guān)供肺的切取、灌注、保存、修剪及供肺植入受體手術(shù)操作的經(jīng)驗(yàn)及體會(huì)報(bào)告如下。 1 材料與方法 1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 體重匹配的雜種犬14只，雄性6只，雌性8只，體重12.513 kg，購于哈爾濱醫(yī)

6、科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。隨機(jī)分為供體和受體兩組。 1.2 供肺切取及保存 鹽酸氯胺酮(10 mg/kg)和硫酸阿托品(0.01 mg/kg)肌肉注射作為麻醉誘導(dǎo)。靜脈給予戊硫代巴比妥鈉(2.5 mg/kg)和維庫溴銨(0.1 mg/kg)后進(jìn)行氣管插管。供體呼吸機(jī)通氣，潮氣量20 ml/kg，給予5 cm H2O的PEEP，呼吸頻率15次/min，吸入0.5%氟烷和氧氣的混合物維持麻醉。供體犬取平臥位，碘伏消毒3遍。經(jīng)胸前“U”型切口，逐層切開皮膚、皮下組織及肌層，取前胸壁“U”字形皮膚切口，切斷右側(cè)肋軟骨，翹起胸骨右緣后再切斷左側(cè)肋軟骨，游離胸骨下端并將胸骨向頭側(cè)上翻，在胸骨角處折斷?？v行剪開心

7、包牽向兩側(cè)。經(jīng)周圍靜脈注射肝素3 mg/kg，上腔靜脈、下腔靜脈及橫竇分別套帶；切下右肺組織1塊留作病理檢查；距肺動(dòng)脈起始部遠(yuǎn)端約11.5 cm縫荷包線，用尖刀切開肺動(dòng)脈約2 mm切口，將內(nèi)徑2 mm沖灌洗插管插入肺動(dòng)脈內(nèi)，荷包線打結(jié)固定；分別結(jié)扎上腔靜脈及下腔靜脈，阻斷橫竇，切開左心耳，經(jīng)肺總動(dòng)脈灌注管向肺動(dòng)脈主干內(nèi)快速推注前列腺素E1(20 g/kg)，以4 6 Euro-Collins液灌注入肺動(dòng)脈內(nèi)行雙肺灌注，加入肝素1 mg/kg，灌注60 ml/kg，壓力控制在34 kPa以下，胸腔內(nèi)加入4 6 鹽水。肺表面迅速由粉紅色變至粉白色直至灰白色，此期間呼吸機(jī)持續(xù)支持呼吸。灌注完畢后，分

8、別切斷上腔靜脈、下腔靜脈，于頭臂動(dòng)脈起始部近心端剪斷升主動(dòng)脈，在其深處解剖出氣管，麻醉師大約用壓力1.52.0 kPa、體積分?jǐn)?shù)0.50的氧氣膨肺，使肺充滿含高氧濃度的氣體后，雙重鉗夾并切斷氣管，盡可能保留較長的氣管，沿氣管后壁鈍性分離即可將心肺整塊組織連同食管外膜取出，以2/3膨脹狀態(tài)下將整塊心肺組織置入4 EC液中保存。 1.3 供肺修整 于受體肺切除基本完成時(shí)，將供肺從無菌塑料袋內(nèi)取出，置入盛有4 的冷鹽水盆內(nèi)，盆底墊以大紗布?jí)|防止滑動(dòng)或摩擦損傷。仔細(xì)解剖，切除同時(shí)被保存的左肺繼續(xù)保存另做研究；沿房室溝切除心臟，修剪左房，僅留約1 cm的左房袖；肺動(dòng)脈圓錐處縫標(biāo)記線，保留全長左肺動(dòng)脈；距

9、隆突兩個(gè)氣管環(huán)處切斷左主支氣管。用冷濕紗布包裹供肺，放入冷鹽水盆內(nèi)，移送手術(shù)臺(tái)上，吻合前取肺組織標(biāo)本留作電鏡檢查。在吻合過程中始終以0 4 的生理鹽水紗布包裹供肺，保持低溫，直至手術(shù)完成。肺灌注及保存液均使用改良EC液，由我院中心實(shí)驗(yàn)室自配。 1.4 受體手術(shù) 受體犬氣管插管、麻醉。受體犬麻醉后用針型電極插入四肢皮下，安放好各種監(jiān)測儀監(jiān)測心電圖(ECG)、心率(HR)、呼吸、體溫，預(yù)置Swan-Ganz管、股動(dòng)脈插管、中心靜脈插管監(jiān)測心臟血流動(dòng)力學(xué)、動(dòng)脈血氧飽和度及血?dú)夥治?。取右?cè)臥位，備皮、消毒，在左第4肋間腋下切口進(jìn)胸。受體犬開胸后，在雙肺機(jī)械通氣、潮氣量20 ml/kg、給予5 cm H

10、2O的PEEP、吸入氧分?jǐn)?shù)1.0、呼吸次數(shù)15次/min的情況下，臨時(shí)阻斷對側(cè)肺動(dòng)脈30 min后，記錄平均主動(dòng)脈壓、平均肺動(dòng)脈壓和平均中心靜脈壓，測心輸出量和動(dòng)脈血?dú)夥治?，測肺通氣阻力(LR)=平均氣道壓力/潮氣量，并進(jìn)行自體左肺含水量測定:取肺組織樣本先稱濕重，在80 烤箱內(nèi)烘烤72 h后再稱干重，計(jì)算肺含水量=(1-干重/濕重)100%。然后常規(guī)行左肺切除術(shù)，但要保留與左房相連左肺靜脈各支、較長的左肺總動(dòng)脈及左總支氣管，與供肺做吻合。結(jié)扎肺動(dòng)脈第1支，并在其遠(yuǎn)端切斷肺動(dòng)脈；距左主支氣管開口近端2個(gè)軟骨環(huán)處切斷左主支氣管，多留膜樣部，使成馬蹄袖狀，以免回縮影響吻合。移走左肺，手術(shù)野徹底止血

11、。 肝素(1 mg/kg)注入受體犬的左心耳后，將表面覆蓋冰屑的供肺放入胸腔。供體肺左房袖、左肺總動(dòng)脈及左總支氣管分別與受體肺的左房袖、左肺總動(dòng)脈及左總支氣管做依次吻合，用3-0或4-0的Prolene線連續(xù)縫合左房袖、左肺總動(dòng)脈及左總支氣管的膜部，間斷套入縫合總支氣管的軟骨部，將供體右總支氣管套入受體右總支氣管內(nèi)。在靜脈吻合口打結(jié)之前，開放肺動(dòng)脈，自靜脈吻合口排氣。依氣管、左心房、肺動(dòng)脈順序去夾鉗，移植肺色澤即可由白漸變?yōu)榉奂t色，隨呼吸其頻率而呼吸。檢查移植肺血管充盈飽滿、吻合口無漏血、氣管不漏氣，左下胸腔放置引流管一根即可關(guān)胸。縫合過程中于左胸內(nèi)放入4 6 鹽水保護(hù)供肺。 1.5 肺功能評

12、估 移植后，受體置于仰臥位，潮氣量20 ml/kg，雙肺機(jī)械通氣。給予5 cm H2O的PEEP。吸入氧分?jǐn)?shù)1.0，呼吸次數(shù)15次/min。靜脈給予戊硫代巴比妥維持麻醉。經(jīng)第5肋間右側(cè)小切口結(jié)扎右肺動(dòng)脈使所有心輸出量都灌入移植肺。結(jié)扎右肺動(dòng)脈后觀察受體犬3 h。持續(xù)記錄平均主動(dòng)脈壓、平均肺動(dòng)脈壓、平均中心靜脈壓和肺阻力。在結(jié)扎右肺動(dòng)脈后30，60，120和180 min分別測心輸出量和動(dòng)脈血?dú)夥治觯? h結(jié)束時(shí)獲取移植肺進(jìn)行肺含水量測定，并留取標(biāo)本做病理學(xué)檢查。采用均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差（s）記錄數(shù)據(jù)。 1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 結(jié)果用平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差（s）表示，所得數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對組間樣本進(jìn)行t檢驗(yàn)比較分

13、析，P0.05，認(rèn)為差異有顯著性。 2 結(jié)果 全組無手術(shù)死亡。7次供肺采取手術(shù)時(shí)間3040 min，平均（350.42）min；冷缺血時(shí)間2060 min，平均（440.25）min；肺動(dòng)脈灌注時(shí)間630 min，平均（190.71）min。供肺均順利獲得，于4 EC液中修剪后順利植入受體犬。供體肺植入的受體手術(shù)順利，吻合后肺動(dòng)靜脈充盈良好，無狹窄，肺組織由白色恢復(fù)淡紅色。支氣管吻合后皆無漏氣，肺膨脹佳。一般吻合時(shí)間肺動(dòng)脈812 min，左房袖或肺靜脈1318 min，左總支氣管1520 min。單肺移植后均能耐受肺動(dòng)脈阻斷后術(shù)側(cè)肺功能測試，血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。術(shù)后動(dòng)脈血?dú)夥治鲑Y料及呼吸參數(shù)的各時(shí)

14、間組間及各時(shí)間組與術(shù)側(cè)自體肺切除前組間對照差異無顯著性（見表1），提示移植肺功能良好。表1 移植后左肺動(dòng)脈結(jié)扎時(shí)受體肺和心臟功能評估 （略）注：PaO2血氧分壓；PaCO2二氧化碳分壓；AoP主動(dòng)脈壓；PAP肺動(dòng)脈壓；CVP中心靜脈壓；CO心輸出量；LR肺阻力 3 討論 通過本實(shí)驗(yàn)掌握了同種異體犬單肺移植供肺切取、修剪、保存以及移植肺植入的全過程，既溫習(xí)了過去文獻(xiàn)所報(bào)道的經(jīng)驗(yàn)，又對手術(shù)的整個(gè)過程有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，為進(jìn)一步做人體肺移植打下了良好的基礎(chǔ)。移植肺手術(shù)前后的肺功能評價(jià)顯示移植后肺功能良好，從而證實(shí)手術(shù)方法步驟切實(shí)可行。現(xiàn)將認(rèn)識(shí)和體會(huì)討論如下。 3.1 供體肺切取及修剪 在犬的供肺

15、采取過程中發(fā)現(xiàn)，犬的胸腔與人類的有所不同，其前后徑較長、空間較小，術(shù)者僅能一只手進(jìn)入胸腔，操作相對困難。本組全部采用U字型切口切斷雙側(cè)肋軟骨及翻開胸骨的手術(shù)路徑，操作簡單，顯露良好，無需特殊器械，安全迅速可靠，未出現(xiàn)損傷胸廓內(nèi)動(dòng)脈出血現(xiàn)象。在切取整塊心肺時(shí)，應(yīng)力爭避免損傷食管，以防止受體植入肺手術(shù)后產(chǎn)生胸腔內(nèi)感染。 供肺修剪時(shí)，應(yīng)注意犬肺葉與人類不同，左右均有三葉，故修剪供肺時(shí)一定要鑒別清楚，并注意犬可能存在的動(dòng)脈導(dǎo)管未閉。沿房室溝切除心室再行左房修剪的方法既保證了直視下修剪的方便，又留有足夠的左心房組織做成“左房袖”，使左心房吻合時(shí)更為方便1。雖然該修剪方法是保持供肺質(zhì)量的一種好方法，但筆者

16、認(rèn)為這樣卻浪費(fèi)了一個(gè)心臟的供體，隨著我國移植技術(shù)的不斷發(fā)展及法律的不斷健全，我們應(yīng)當(dāng)研究并實(shí)踐一個(gè)供體同時(shí)為兩個(gè)患者分別行心臟及肺移植，并且應(yīng)當(dāng)從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中首先熟練使用更好的左房修剪方法。 3.2 供肺保護(hù) 采用肺動(dòng)脈縫荷包線，用尖刀切開肺動(dòng)脈約2 mm切口，然后將特制內(nèi)徑較粗灌注管直接插入肺動(dòng)脈內(nèi)、荷包線打結(jié)固定的方法，確保快速的灌注速度，使肺組織迅速變白，灌注效果明顯改善。灌注前結(jié)扎上下腔靜脈，可阻止較高溫度的體靜脈血流入胸腔，從左心耳流回的冷灌注液使肺組織及整個(gè)胸腔較快降溫。以上方法保證使肺熱缺血時(shí)間幾乎為零。剪開心包牽向兩側(cè)后經(jīng)周圍靜脈注射肝素3 mg/kg抗凝，肺動(dòng)脈在灌注EC溶液前

17、注入前列腺素，EC溶液中亦加入肝素1 mg/kg，這些皆有利于在肝素化及肺血管擴(kuò)張狀態(tài)下灌注肺動(dòng)脈，使肺組織完全被EC液洗凈而無血液成分殘留。 采用這種低溫肺動(dòng)脈沖灌洗加表面降溫的肺保存技術(shù)取得了滿意的效果，在冷缺血情況下移植后供肺仍有較好的換氣功能。但在灌注中應(yīng)注意:(1)仔細(xì)控制灌注速度和灌注壓力，避免可能導(dǎo)致的肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。(2)肺動(dòng)脈灌注管縫荷包線打結(jié)固定要可靠，避免可能發(fā)生灌注管脫落。(3)灌注過程中停止手術(shù)操作，控制肺組織不要過度膨脹。注意雙側(cè)肺要均勻灌注，避免一側(cè)肺灌注延遲或壓力不均勻，導(dǎo)致熱缺血時(shí)間延長。(4)插灌注管過程中注意勿損傷肺動(dòng)脈，注意留有主肺動(dòng)脈干的阻斷位置。 3.3 供肺植入 采用與經(jīng)典的吻合順序（左心房-肺動(dòng)脈-支氣管2）不同的（支氣管-肺動(dòng)脈-左心房）吻合順序，先吻合的支氣管確能起到固定作用，其他吻合對位也更準(zhǔn)確更方便。為避免術(shù)后心房吻合口狹窄，應(yīng)在上、下肺靜脈根部之間切開受體心房以形成較大的心房袖。支氣管吻合方法采用套入法吻合。在切取供肺及切除受體病肺時(shí)，應(yīng)盡可能保留支氣管周圍組織以保證其血供。適當(dāng)修剪肺動(dòng)脈吻合