實驗概要:
Langendorff 灌流系統(tǒng)是研究離體心臟電生理活動的經(jīng)典技術(shù)。相較于在體心臟研究,該系統(tǒng)可排除神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)的干擾,具有影響因素少、可控性強(qiáng)的顯著優(yōu)勢 —— 能夠精準(zhǔn)調(diào)控前負(fù)荷、后負(fù)荷、營養(yǎng)液成分、溫度等關(guān)鍵實驗條件。本文將圍繞豬心臟 Langendorff 離體灌流實驗,從前期準(zhǔn)備、心臟獲取與處理、離體灌流操作、多通道電生理標(biāo)測記錄及實驗注意事項等方面展開詳細(xì)闡述,以期為科研工作者提供清晰、實用的實驗指導(dǎo)。
實驗?zāi)康模?/strong>
利用Langendorff離體心臟灌流技術(shù)維持豬心臟在離體狀態(tài)下的正常生理活動;利用多通道電生理標(biāo)測技術(shù)檢測離體豬心臟ECG、場電位傳導(dǎo)方向、傳導(dǎo)速度、傳導(dǎo)離散度等電生理指標(biāo)。
實驗動物:
巴馬豬、成年豬、羊等大動物(本次分享為巴馬豬、成年豬實驗案例)
實驗方法:
Langendorff離體心臟灌流技術(shù)、多通道電生理標(biāo)測技術(shù)。
實驗原理:
1、Langendorff離體心臟灌流技術(shù)原理:離體動物心臟在恒溫恒壓條件下,將心臟套管插入主動脈,逆行灌流含氧的灌注液,由冠狀動脈灌流心肌,灌流液經(jīng)冠狀靜脈竇從右心房、右心室、肺動脈端流出,以維持離體心臟在外界正常的生理活動。
2、多通道電生理標(biāo)測技術(shù)原理:不同通道數(shù)的矩陣式記錄電極緊密貼附在可興奮樣本表面,記錄可興奮樣本電活動并將獲得的信號輸送至放大器,對信號進(jìn)行采集。
Protocol(巴馬豬實驗案例)
一、實驗前準(zhǔn)備
(一)主要試劑:
肝素鈉溶液、KH液、舒泰50、氯化鉀溶液。
(二)主要器材:

玻璃皿、扎帶、留置針、注射器、眼科鑷、眼科剪、手術(shù)刀、止血鉗、醫(yī)用肋骨剪、大動物L(fēng)angendorff 灌流系統(tǒng)、多通道電生理標(biāo)測系統(tǒng)(配備筆狀電極)等。
(三)主要溶液配方:
1、KH液

2、肝素鈉溶液:生理鹽水配制,1000 U/mL
3、氯化鉀溶液:生理鹽水配制,2M
二、豬心臟獲取與處理
1、實驗豬的體重:8~15kg,肌肉注射舒泰50(0.1mL/kg)。待實驗豬麻醉后耳緣靜脈注射肝素鈉溶液(1000 U/kg),15 min后靜脈注射2M氯化鉀溶液(1mL/kg)處死。
2、將實驗豬仰臥固定于實驗臺上,倒“T”形開胸,暴露心臟。提起肺葉,沿肺后部快速剪下心臟, 并置于預(yù)冷的KH液中。
3、迅速找到主動脈,剪去多余組織;在鑷子輔助下迅速將主動脈連接到灌流針上,用扎帶固定心臟,注入含氧(95%O2,5%CO2)KH液逆行灌注使心臟復(fù)跳。
三、Langendorff離體心臟灌流
1、將心臟轉(zhuǎn)移至 Langendorff灌流系統(tǒng),打開調(diào)試好的灌流系統(tǒng)開始灌流,進(jìn)行后續(xù)實驗。
灌流速率:40~60 mL/min,灌流溫度:37±0.3 ℃。
四、多通道電生理標(biāo)測記錄
1、心臟穩(wěn)定 15 min后,將ECG電極放置在心臟的右心房與左心室,兩個 64 通道筆式電極分別貼附到左右心房和左右心室,記錄離體心臟自發(fā)節(jié)律下ECG、場電位傳導(dǎo)方向、傳導(dǎo)速度、傳導(dǎo)離散度等電生理指標(biāo)。
https://mp.weixin.qq.com/s/33QT0F1z1jNcGPViMVXTgw
Protocol(成年豬實驗案例)
一、實驗前準(zhǔn)備
(一)主要試劑:
舒泰注射液、肝素鈉溶液、灌注液等。
(二)主要器材:
胸骨鑿、胸腔牽開器、洗心杯、采血桶、天平、測量尺、量筒、除顫儀、大動物L(fēng)angendorff 灌流系統(tǒng)、64通道電生理標(biāo)測系統(tǒng)(配備薄膜電極)等。
(三)主要溶液配方:
灌注液:克-亨氏液(500mL)+ 白蛋白(20% 白蛋白 200mL)+ 肝素化血液(1.5L血液 +20000IU 肝素鈉)+多種維持心臟穩(wěn)定狀態(tài)的藥物(肝素化血液為保證紅細(xì)胞壓積-Hct≥20%和血紅蛋白濃度-cHg≥40g/L,要根據(jù)實驗具體情況調(diào)整配比,保障供氧)。
二、豬心臟獲取與處理
(一)稱重與麻醉
1、實驗豬的體重:90kg左右,計算麻醉用藥量。
2、舒泰注射液 (規(guī)格:250mg/5ml,用量:0.05-0.1ml/kg 體重) 麻醉。
(二)肝素化、采血
1、經(jīng)耳緣靜脈注射肝素鈉溶液 12500IU 對豬進(jìn)行肝素化。
2、割斷頸部血管(也可采用 8F 一次性使用導(dǎo)管鞘套裝從股動脈采血),采集血液至肝素化的采血桶內(nèi)(100mL 冷的克-亨氏液和 12500IU 肝素鈉溶液混合)。
(三)開胸取心臟
1、行中線胸骨切開術(shù):手術(shù)刀沿中線切開最外層皮膚,分離肌肉組織直至找到劍狀軟骨,并用手術(shù)刀將其切除以暴露胸骨體。接著,使用長止血鉗從胸骨體位置水平戳進(jìn)胸腔,鈍性分離心臟與胸腔壁,防止切胸骨時損傷心臟。錘擊胸骨鑿切開胸骨,使用胸骨牽張器暴露胸腔后,緩慢剪開心包膜以暴露心臟,為取心手術(shù)做準(zhǔn)備。
2、離斷主要血管,將心臟與肺葉一并摘取,放入含肝素的無菌低溫 KH 液中,沖洗去除殘留血液。剝離肺葉及多余組織,把心臟縮短主動脈至4cm,肺動脈至 3~3.5cm。
3、在鑷子輔助下將主動脈通過絲線、扎帶固定到灌流針上,然后使用注射器灌流(含氧溫?zé)酜H液)心臟使心臟泵出殘血及恢復(fù)跳動。
三、Langendorff離體心臟灌流
1、將心臟主動脈連接到主動脈插管上,并用手術(shù)縫合線系緊。打開調(diào)試好的灌流系統(tǒng)開始灌流,進(jìn)行后續(xù)實驗。
四、多通道電生理標(biāo)測記錄
1、將薄膜電極緊密貼附在心臟表面,利用多通道電生理標(biāo)測系統(tǒng)對離體豬心臟心外膜的場電位傳導(dǎo)方向、傳導(dǎo)速度、傳導(dǎo)離散度等電生理指標(biāo)進(jìn)行檢測。
https://mp.weixin.qq.com/s/33QT0F1z1jNcGPViMVXTgw
五、注意事項
1、用去離子水沖洗系統(tǒng)(冷-熱-冷),使系統(tǒng)保持潔凈,并通過調(diào)節(jié)蠕動泵,使出液口達(dá)到相應(yīng)的灌流速度;
2、KH液使用前需要提前充氧( 95% O2 +5% CO2 )飽和,使灌流液達(dá)到氧飽和狀態(tài);
3、排出灌流系統(tǒng)內(nèi)空氣,使灌流液充滿整個管路;
4、打開循環(huán)水加熱系統(tǒng),調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度,使流出的灌流液溫度為 37 ℃左右。