大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法及設(shè)備，具體涉及一種豬或大型犬等大型實驗動物離體工作心雙通道灌流實驗方法及設(shè)備。本發(fā)明具有節(jié)約富氧抗凝血使用量，能更全面測試心臟工作性能，所需設(shè)備簡單的優(yōu)點。本發(fā)明的大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法，其特征在于：取動物心臟，并使其停搏，對雙冠脈、肺動脈、肺靜脈和主動脈進(jìn)行插管，通過雙冠脈插管對冠脈系統(tǒng)以富氧抗凝血進(jìn)行灌流；并回收由右心室的肺動脈搏出血液，進(jìn)行實驗設(shè)備測定后充氧，充氧后的富氧抗凝血再對冠脈進(jìn)行灌注，形成抗凝血閉合環(huán)路；用恒溫生理溶液通過肺靜脈的插管進(jìn)行灌流，并通過主動脈的插管進(jìn)行生理溶液的回收，形成生理溶液閉合環(huán)路；然后，通過電刺激使心臟復(fù)搏。
【專利說明】大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種豬或大型犬等大型實驗動物離體工作心雙通道灌流實驗方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]離體工作心實驗是心血管實驗常用技術(shù)，能夠排除神經(jīng)、呼吸、內(nèi)分泌等系統(tǒng)的影響，觀察心臟本身對于各種環(huán)境因素或藥物因素的反應(yīng)，是循環(huán)學(xué)實驗中器官水平的最佳實驗方法。
[0003]經(jīng)典的工作心實驗方法中，心臟將含氧生理溶液泵出后，由于后負(fù)荷壓力，使得部分生理溶液灌注入冠脈循環(huán)，這部分的生理溶液保持工作心臟的供血和供氧。這樣的實驗方法在小動物工作心實驗中，由于心臟體積小，心肌薄，耗氧量少，一般使用無機(jī)鹽和葡萄糖配置的生理溶液，用氧氣以吹氣的方式直接充氧，即可使小動物心臟維持活性。
[0004]經(jīng)典的離體工作心實驗方法在既往的研究中，為醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步積累了大量的資料，極大的推進(jìn)了循環(huán)系統(tǒng)生理學(xué)、病理學(xué)和藥理學(xué)的發(fā)展。但是隨著科學(xué)的進(jìn)步，小型實驗動物的種屬局限性就日漸凸顯了出來。常用于離體工作心實驗的小型實驗動物主要有小鼠、大鼠、豚鼠和家兔，前三者屬于嚙齒類動物，家兔屬于兔形目動物，均屬于比較低等的哺乳動物，在心臟的解剖、生理、病理和藥理方面與人類的差異較大?，F(xiàn)普遍認(rèn)為，犬和豬等大中型實驗動物在心血管各方面與人類更為接近，尤其在移植醫(yī)學(xué)等醫(yī)學(xué)新興領(lǐng)域，使用豬作為實驗動物能更好的反應(yīng)各種處理條件和疾病等因素在人體的變化。
[0005]但由于大型動物的心臟體積大，心肌層厚，耗氧量大，需要使用抗凝血灌流。而使用抗凝血灌流就要求使用人工肺系統(tǒng)保持的氧交換，在大動物Iangendorff心臟灌流實驗中，一般需要富氧抗凝血300~600ml/min。而按照理論計算，當(dāng)使用離體工作心實驗方法時，需要的富氧抗凝血量約為5L/min以上，使用的人工肺系統(tǒng)的交換面積更是大到實驗室條件無法實現(xiàn)。這使得大動物離體工作心實驗難以實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種節(jié)約富氧抗凝血使用量，能更全面測試心臟工作性能，所需設(shè)備簡單的大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法，以及該灌流實驗方法所使用的設(shè)備。
[0007]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明的大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法，其特征在于:取動物心臟，并使其停搏，對雙冠脈、肺動脈、肺靜脈和主動脈分別進(jìn)行插管，通過雙冠脈的插管對冠脈系統(tǒng)以富氧抗凝血進(jìn)行灌流；并回收由右心室的肺動脈搏出的血液，進(jìn)行實驗設(shè)備測定后充氧，充氧后的富氧抗凝血再對冠脈進(jìn)行灌注，形成抗凝血閉合環(huán)路；用恒溫的生理溶液通過肺靜脈的插管進(jìn)行灌流，并通過主動脈的插管進(jìn)行生理溶液的回收，形成生理溶液閉合環(huán)路；然后，通過電刺激使心臟復(fù)搏。
[0008]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法的一種優(yōu)選方案:在主動脈內(nèi)部開口處對雙冠脈進(jìn)行插管。
[0009]本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，包括抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備和生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備，以及同抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備和生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備相連的恒溫系統(tǒng)，其特征在于:所述抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備包括肺動脈管，肺動脈管依次同第一測試儀器、具有供氧裝置的人工肺機(jī)、血泵、冠脈灌注柱和冠脈管相連；所述生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備包括主動脈管，主動脈管依次同后負(fù)荷柱、第二測試儀器、生理溶液泵、前負(fù)荷柱和肺靜脈管相連；所述恒溫系統(tǒng)分別同冠脈灌注柱、后負(fù)荷柱和前負(fù)荷柱相連；所述恒溫系統(tǒng)還包括恒溫槽。
[0010]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，所述冠脈灌注柱上部設(shè)置有同血泵入口連通的第一限高回流管路；所述前負(fù)荷柱的上部設(shè)置有同生理溶液泵入口連通的第二限高回流管路。
[0011]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的另一種優(yōu)選方案，所述后負(fù)荷柱上，豎直排布有至少兩個與第二測試儀器連通的后負(fù)荷限高支路，每個后負(fù)荷限高支路上均設(shè)置有開閉閥。
[0012]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的第三種優(yōu)選方案，所述冠脈管設(shè)置于主動脈管內(nèi)，所述主動脈管包括通過螺紋連接的上管和下管。
[0013]進(jìn)一步的，所述冠脈管包括設(shè)置于主動脈管內(nèi)的硬質(zhì)直管，硬質(zhì)直管的下端設(shè)置有兩軟管，兩軟管端部均設(shè)置有插管頭，所述軟管內(nèi)設(shè)置有硬質(zhì)閉環(huán)狀或螺旋狀龍骨。
[0014]一、本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法的有益效果:1、采用獨(dú)立的冠脈灌流環(huán)路，極大的節(jié)省了富氧抗凝血液的使用量，僅需使用300~600ml/min的富氧抗凝血液即可，使得大動物工作心實驗變?yōu)榭赡堋?br> [0015]2、獨(dú)立的冠脈灌流環(huán)路:①可測試工作狀態(tài)下心臟營養(yǎng)性灌流液代謝產(chǎn)物和氧氣能量代謝水平。
[0016]②可測試在不同冠脈灌注條件下，對于工作中的心臟的影響。
[0017]③可在使用少量藥品的情況下(約經(jīng)典離體工作心方法的十分之一)，達(dá)到要求的藥物濃度，在極大節(jié)省藥品的情況下，觀察藥品對離體心臟工作性能的影響。
[0018]3、獨(dú)立的生理溶液閉合環(huán)路:①可測試不同的前后負(fù)荷對于工作的心臟的影響。
[0019]②由于生理溶液閉合環(huán)路不影響心臟的供能，可以使用物理性質(zhì)的溶液以測定血液流體學(xué)指標(biāo)變化對于心臟工作性能的影響。
[0020]4、通過在主動脈內(nèi)部開口處對雙冠脈進(jìn)行插管，而不是從心臟外壁游離冠脈插管，可避免插管位置遠(yuǎn)離冠脈起始端，使得部分分支得不到灌流。
[0021]二、本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的有益效果:1、本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備通過設(shè)置抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備和生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備，將冠脈灌流環(huán)路和生理溶液灌流環(huán)路分離為兩部分，可節(jié)約大量富氧抗凝血液；并且，通過獨(dú)立設(shè)置的冠脈灌流環(huán)路和生理溶液灌流環(huán)路，可分別進(jìn)行多種不同的生理測試。
[0022]2、通過在冠脈灌注柱上部設(shè)置第一限高回流管路；在前負(fù)荷柱的上部設(shè)置第二限高回流管路，可以使冠脈灌注柱和前負(fù)荷柱內(nèi)液體過高部分回流，防止血泵和生理溶液泵工作功率改變而影響心臟灌流前負(fù)荷。
[0023]3、通過后負(fù)荷柱上的后負(fù)荷限高支路，便于調(diào)節(jié)工作心的后負(fù)荷，可以用于觀察不同后負(fù)荷心臟的工作情況。
[0024]4、本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的冠脈管設(shè)置于主動脈管內(nèi)，并將主動脈管設(shè)置為通過螺紋連接的上管和下管；在進(jìn)行冠脈插管時，可先將下管通過螺紋固定于高處；待雙冠脈完成插管后，再將下管固定于低處，并與主動脈進(jìn)行插管，使用方便。
[0025]5、通過將冠脈管設(shè)置為具有龍骨的軟管，既便于對冠脈進(jìn)行插管工作，又可避免冠脈管受到主動脈管內(nèi)壓力的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是心臟插管狀態(tài)示意圖。
[0028]圖3是主動脈管和冠脈管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4是冠脈管的軟管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖中I為恒溫系統(tǒng)、2為恒溫槽、3為肺靜脈管、4為主動脈管、5為恒溫水套、6為冠脈管、7為前負(fù)荷柱、8為第二測試儀器、9為開閉閥、10為生理溶液泵、11為第二限高回流管路、12為后負(fù)荷限高支路、13為后負(fù)荷柱、14為肺動脈管、15為冠脈灌注柱、16為第一限高回流管路、17為血泵、18為第一測試儀器、19為人工肺機(jī)、20為供氧裝置、21為插管頭、22為軟管、23為下管、24為卡塊、25為硬質(zhì)直管、26為螺紋、27為龍骨、28為上管。
[0031]圖2中100為心臟的肺動脈、200為心臟的肺靜脈、300為心臟的冠脈、400為心臟的主動脈。
【具體實施方式】
`[0032]本發(fā)明的大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法，其特征在于:取動物心臟，并使其停搏，對雙冠脈、肺動脈、肺靜脈和主動脈分別進(jìn)行插管，通過雙冠脈的插管對冠脈系統(tǒng)以富氧抗凝血進(jìn)行灌流；并回收由右心室的肺動脈搏出的血液，經(jīng)第一測試儀器18進(jìn)行測定后充氧，充氧后的富氧抗凝血再對冠脈進(jìn)行灌注，形成抗凝血閉合環(huán)路；用恒溫的生理溶液通過肺靜脈的插管進(jìn)行灌流，并通過主動脈的插管進(jìn)行生理溶液的回收，回收的生理溶液經(jīng)第二測試儀8器測定后，再對肺靜脈的插管進(jìn)行灌流，形成生理溶液閉合環(huán)路；然后，通過電刺激使心臟復(fù)搏。
[0033]所述第一測試儀器18可為回收液成分檢測器，可測定心臟對富氧抗凝血內(nèi)營養(yǎng)及氧氣能量的吸收與利用；所述第二測試儀8器可為流量計，測定生理溶液的流量，從而確定心臟搏出的工作狀況。
[0034]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法的一種優(yōu)選方案:在主動脈內(nèi)部開口處對雙冠脈進(jìn)行插管。
[0035]本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，包括抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備和生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備，以及同抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備和生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備相連的恒溫系統(tǒng)1，其特征在于:所述抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備包括肺動脈管14，肺動脈管14依次同第一測試儀器18、具有供氧裝置20的人工肺機(jī)19、血泵17、冠脈灌注柱15和冠脈管6相連；所述生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備包括主動脈管4，主動脈管4依次同后負(fù)荷柱13、第二測試儀8器、生理溶液泵10、前負(fù)荷柱7和肺靜脈管3相連；所述恒溫系統(tǒng)I分別同冠脈灌注柱15、后負(fù)荷柱13和前負(fù)荷柱7相連；所述恒溫系統(tǒng)I還包括恒溫槽2。
[0036]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的一種優(yōu)選方案，所述冠脈灌注柱15上部設(shè)置有同血泵17入口連通的第一限高回流管路16 ;所述前負(fù)荷柱7的上部設(shè)置有同生理溶液泵10入口連通的第二限高回流管路11。
[0037]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的另一種優(yōu)選方案，所述后負(fù)荷柱13上，豎直排布有至少兩個與第二測試儀8器連通的后負(fù)荷限高支路12，每個后負(fù)荷限高支路12上均設(shè)置有開閉閥9。
[0038]作為本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的第三種優(yōu)選方案，所述冠脈管6設(shè)置于主動脈管4內(nèi)，所述主動脈管4包括通過螺紋26連接的上管28和下管23。
[0039]所述下管23的內(nèi)表面上端設(shè)置有螺紋26，所述上管28外表面下部和上部分別設(shè)置有螺紋26。便于下管23的上下移動。
[0040]所述上管28的下端設(shè)置有同上管28上端配合的卡塊24?？▔K24可防止下管23掉落，使用方便。
[0041]進(jìn)一步的，所述冠脈管6包括設(shè)置于主動脈管4內(nèi)的硬質(zhì)直管25，硬質(zhì)直管25的下端設(shè)置有兩軟管22，兩軟管22端部均設(shè)置有插管頭21，所述軟管22內(nèi)設(shè)置有硬質(zhì)閉環(huán)狀或螺旋狀龍骨27。
[0042]所述軟管22可由硅膠制成。
[0043]所述恒溫系統(tǒng)I包括恒溫水循環(huán)裝置，恒溫水循環(huán)裝置同設(shè)置于冠脈灌注柱15、前負(fù)荷柱7和后負(fù)荷柱13外的恒溫水套5相連。
[0044]下面結(jié)合附圖`說明本發(fā)明大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備的使用過程:準(zhǔn)備實驗藥品、試劑，填充各管路中的液體，打開人工肺機(jī)19給抗凝血充氧，打開恒溫系統(tǒng)I平衡體系溫度。
[0045]取動物心臟，迅速置于4°C任氏液中停搏，然后將下管23同上管28上端的螺紋26連接，下管23固定于較高位置，將冠脈管6暴露出來；仔細(xì)排出冠脈管6中的空氣，進(jìn)行雙冠脈插管，并稍作固定；再將下管23同上管28下端的螺紋26連接，然后將下管23插入主動脈中；同時，將肺動脈管14同肺靜脈相連，將肺靜脈管3同肺靜脈相連。
[0046]將心臟掛起，調(diào)整壓力，開始灌流，并用電刺激使心臟復(fù)搏。
[0047]富氧抗凝血由冠脈管6灌注入心臟的冠脈中，為心臟提供營養(yǎng)和氧氣能量；抗凝血由肺動脈搏出，通過肺動脈管14進(jìn)入第一測試儀器18進(jìn)行檢測，檢測后的抗凝血進(jìn)入人工肺機(jī)19充氧，充氧后的富氧抗凝血在血泵17作用下進(jìn)入冠脈灌注柱15 ;冠脈灌注柱15維持冠脈灌注環(huán)路的灌注壓，冠脈灌注柱15內(nèi)的富氧抗凝血由冠脈灌注柱15的下端流出，并通過冠脈管6對心臟的冠脈進(jìn)行灌流，完成冠脈灌流循環(huán)。
[0048]生理溶液由肺靜脈管3注入心臟的肺靜脈中，再由主動脈搏出，經(jīng)主動脈管4進(jìn)入后負(fù)荷柱13內(nèi)，再由后負(fù)荷柱13依次進(jìn)入第二測試儀8器、生理溶液泵10和前負(fù)荷柱7，前負(fù)荷柱7維持生理溶液灌注管路的灌注壓，生理溶液由前負(fù)荷柱7的下端流出，并通過肺靜脈管3對心臟的肺靜脈進(jìn)行灌流，完成生理溶液灌流循環(huán)。
[0049]實驗時，可通過開啟不同高度的后負(fù)荷限高支路12，給心臟提供不同的后負(fù)荷，從而便于研究不同情況下心臟的工作狀況。
[0050]可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。`
【權(quán)利要求】
1.大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法，其特征在于:取動物心臟，并使其停搏，對雙冠脈、肺動脈、肺靜脈和主動脈分別進(jìn)行插管，通過雙冠脈的插管對冠脈系統(tǒng)以富氧抗凝血進(jìn)行灌流；并回收由右心室的肺動脈搏出的血液，經(jīng)第一測試儀器(18)進(jìn)行測定后充氧，充氧后的富氧抗凝血再對冠脈進(jìn)行灌注，形成抗凝血閉合環(huán)路；用恒溫的生理溶液通過肺靜脈的插管進(jìn)行灌流，并通過主動脈的插管進(jìn)行生理溶液的回收，回收的生理溶液經(jīng)第二測試儀(8)器測定后，再對肺靜脈的插管進(jìn)行灌流，形成生理溶液閉合環(huán)路；然后，通過電刺激使心臟復(fù)搏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法，其特征在于:在主動脈內(nèi)部開口處對雙冠脈進(jìn)行插管。
3.一種進(jìn)行如權(quán)利要求1或2所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗方法的設(shè)備，包括抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備和生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備，以及同抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備和生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備相連的恒溫系統(tǒng)(1)，其特征在于:所述抗凝血閉合環(huán)路設(shè)備包括肺動脈管(14)，肺動脈管(14)依次同第一測試儀器(18)、具有供氧裝置(20)的人工肺機(jī)(19)、血泵(17)、冠脈灌注柱(15)和冠脈管(6)相連；所述生理溶液閉合環(huán)路設(shè)備包括主動脈管(4)，主動脈管(4)依次同后負(fù)荷柱(13)、第二測試儀(8)器、生理溶液泵(10)、前負(fù)荷柱(7)和肺靜脈管(3)相連；所述恒溫系統(tǒng)(I)分別同冠脈灌注柱(15)、后負(fù)荷柱(13)和前負(fù)荷柱(7)相連；所述恒溫系統(tǒng)(I)還包括恒溫槽(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，其特征在于:所述冠脈灌注柱(15)上部設(shè)置有同血泵(17)入口連通的第一限高回流管路(16);所述前負(fù)荷柱(7)的上部設(shè)置有同生理溶液泵(10)入口連通的第二限高回流管路(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，其特征在于:所述后負(fù)荷柱(13)上，豎直排布有至少兩個與第二測試儀(8)器連通的后負(fù)荷限高支路(12)，每個后負(fù)荷限高支路(12)上均設(shè)置有開閉閥(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，其特征在于:所述冠脈管(6)設(shè)置于主動脈管(4)內(nèi)，所述主動脈管(4)包括通過螺紋(26)連接的上管(28)和下管(23)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，其特征在于:所述下管(23)的內(nèi)表面上端設(shè)置有螺紋(26)，所述上管(28)外表面下部和上部分別設(shè)置有螺紋(26)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，其特征在于:所述上管(28)的下端設(shè)置有同上管(28)上端配合的卡塊(24)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，其特征在于:所述冠脈管(6)包括設(shè)置于主動脈管(4)內(nèi)的硬質(zhì)直管(25)，硬質(zhì)直管(25)的下端設(shè)置有兩軟管(22)，兩軟管(22)端部均設(shè)置有插管頭(21)，所述軟管(22)內(nèi)設(shè)置有硬質(zhì)閉環(huán)狀或螺旋狀龍骨(27)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大動物離體工作心雙通道灌流實驗設(shè)備，其特征在于:所述恒溫系統(tǒng)(I)包括恒溫水循環(huán)裝置，恒溫水循環(huán)裝置同設(shè)置于冠脈灌注柱(15)、前負(fù)荷柱(7)和后負(fù)荷柱(13)外的恒溫水套(5)相連。
【文檔編號】A01N1/02GK103750905SQ201410025179
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】賈連群, 楊關(guān)林, 王俊巖, 李寧, 張立德, 陳陽, 張會永, 朱美林 申請人:遼寧中醫(yī)藥大學(xué)