文献分享 | Pub Med | 通过左胸切开术利用体外循环在猪心脏瓣膜手术模型中提高术后长期存活率：单中心经验分享与见解

体外循环预充液由500毫升羟乙基淀粉130/0.4氯化钠注射液和1000毫升林格液按1:2的比例（500毫升:1000毫升）混合而成。术中，活化凝血时间（ACT）维持在500至600秒之间；血流量为40–60毫升/千克；平均动脉压维持在60–80毫米汞柱范围内。术中根据血气值进行调整，依据血流动力学参数滴定血管活性药物，并在整个手术过程中使用自体输血装置。

切口与位置

猪被置于右侧卧位，四肢用绳索固定在手术台上。手术部位进行了消毒和铺巾。在左侧第四肋间做了约 15-20 厘米的切口，对应左侧前肢根部下方。通过皮肤、皮下脂肪组织和肌肉层进行连续解剖，以进入胸腔（图 1A,B）。

▲ (A) 展示猪在右侧卧位，四肢固定于手术台上，并标明在身体表面对应左侧第四肋间隙、左侧前肢根部下方进行手术入路的位置。 (B) 描述通过猪胸部第四肋间隙进行左侧胸廓切开术，展示皮肤、皮下脂肪组织和肌肉层的连续解剖过程，以进入胸腔。 (C) 展示在建立心肺转流（CPB）过程中使用的主动脉导管，突出其特征和在手术设置中的位置。 (D) 展示使用导丝辅助技术成功将升主动脉导管插入主动脉的过程，并详细描述插入过程和导管的固定。

导丝辅助升主动脉插管过程

切开猪的心包，暴露升主动脉和主动脉弓；切除多余脂肪组织，使用 4-0 Surgipro II 聚丙烯缝线在主动脉弓处作双荷包缝合；插入空垫片，随后放置缝合器备用；确认 ACT 超过 480 秒后，用穿刺针在荷包缝合中心穿刺，插入硬质导丝；拔出穿刺针，沿导丝插入 18F 股动脉插管，插入深度约 5 厘米；收紧缝合器，并用 1-0 丝线结扎固定插管（图 1C、D）。

腔房导管静脉插管

用心房钳夹取部分右心耳，使用 4-0 Surgipro II 聚丙烯缝线在右心耳处作荷包缝合，插入带空垫片的缝合器备用；用尖刀切开荷包缝合中心，插入 28-32F 静脉插管；左手触摸下腔静脉开口，引导插管进入下腔静脉并调整至合适深度；收紧缝合器，并用 1-0 丝线结扎固定插管。

展示了使用腔房引流导管进行右心房静脉引流的过程，该导管可替代单独的上、下腔静脉插管，强调了其在静脉引流手术技术中的作用；（B）展示了腔房导管成功插入右心房的状态，标注了导管的正确位置和插入深度（这对手术中建立有效静脉引流至关重要）；（C）展示了二尖瓣置换术过程，使用 2-0 Ticron 缝线采用水平褥式缝合植入人工机械瓣膜；（D）展示了 OZAKI 手术的关键步骤 —— 使用牛心包补片重建主动脉瓣的三个瓣叶。

心脏停跳液灌注

体外循环启动后，确认腔房导管静脉引流充分（以肺动脉塌陷为引流充分的标志，便于暴露升主动脉）；使用 4-0 Surgipro II 聚丙烯缝线（辅以毛毡垫片加强）在升主动脉中段精密作荷包缝合；完成荷包缝合后，插入心脏停跳液灌注针；收紧缝合器，并用 1-0 丝线结扎固定荷包缝线；连接心肌保护灌注装置，术中使用 DelNido 心脏停跳液进行心肌保护，灌注速率为 30 毫升 /（千克・分钟），灌注时间 5-8 分钟；灌注完成后，在心包周围放置纱布和冰屑。

 二尖瓣置换术

在左心耳中段作切口，向左肺下静脉插入左心房插管进行静脉引流；手术视野清晰后，切除二尖瓣前瓣叶及腱索，保留后瓣叶；使用瓣膜测径器确定合适的人工瓣膜尺寸；沿二尖瓣瓣环，用 2-0 Ticron 缝线（辅以毛毡垫片加强）作 12-14 针水平褥式缝合，固定人工瓣膜；结扎缝线后，用 5-0 Surgipro II 聚丙烯缝线关闭左心房；排出心腔内气体（排气）后，恢复心肌再灌注（图 2C）。

二尖瓣修复术

在左心耳中段作切口，向左肺下静脉插入左心房插管；手术视野清晰后，沿二尖瓣瓣环用 2-0 Ticron 聚酯缝线作 8-12 针缝合；植入 C 型瓣环成形环并缝线固定；向左心室注水确认无瓣膜反流后，用 5-0 Surgipro II 聚丙烯缝线关闭左心房；排气后恢复心肌再灌注。

主动脉瓣置换术

横行切开升主动脉，暴露主动脉瓣；沿瓣环切除三个主动脉瓣叶；使用瓣膜测径器确定合适的人工瓣膜尺寸；用 2-0 Ticron 缝线（辅以毛毡垫片加强）作 12-14 针水平褥式缝合；结扎缝线后，用 5-0 Surgipro II 聚丙烯缝线关闭升主动脉；排气后恢复心肌再灌注。

OZAKI 手术

横行切开升主动脉，暴露主动脉瓣；沿瓣环切除三个主动脉瓣叶；使用 OZAKI 瓣膜测径器测量确定合适的瓣叶尺寸；依据 OZAKI 手术方法，用 5-0 Surgipro II 聚丙烯缝线连续缝合三个瓣叶，并用 4-0 Surgipro II 聚丙烯缝线在瓣交界处以加强缝合；将缝线穿过主动脉壁，用毛毡垫片固定；确认瓣叶对合良好后，用 5-0 Surgipro II 聚丙烯缝线关闭升主动脉；排气后恢复心肌再灌注（图 2D）。

升主动脉置换术

横行切除一段升主动脉；将人工血管修剪至合适长度，用 5-0 Surgipro II 聚丙烯缝线连续缝合，将人工血管与自体主动脉两端吻合；排气后松开血管钳，恢复心肌再灌注；检查吻合口有无出血。

左心室辅助装置植入术

在心脏 apex（心尖）处，用 3-0 Surgipro II 聚丙烯缝线（辅以毛毡垫片加强）作 8-12 针带垫片缝合；将缝线穿过辅助装置底座并结扎固定；用专用打孔器在底座处打一个直径约 10 毫米的孔，切除周围心肌组织；将辅助装置插入并固定于底座；用主动脉打孔器在主动脉根部打一个直径约 8 毫米的圆孔；用 5-0 Surgipro II 聚丙烯缝线将人工血管与主动脉行端侧吻合，实现辅助装置与主动脉的连接；排气后恢复心肌再灌注。

其他步骤

心内手术完成后，彻底排出心腔内气体，重新暴露升主动脉；待心律和血流动力学恢复稳定后，逐渐停用体外循环机；拔除插管，用硫酸鱼精蛋白注射液中和肝素；仔细止血后，插入胸腔引流管，逐层关闭胸腔；连接负压引流球，引流 1-3 天。随后将实验猪转移至复苏台进行复苏，待其完全清醒后拔除气管插管，转入单独笼舍饲养。术后至少 24 小时监测股动脉有创血压，血流动力学稳定后停用；中心静脉通路保留 1-3 天，实验猪恢复正常进食后拔除。手术当天禁食，24 小时后恢复进食，根据猪的身体状况调整饮食，以少量多餐为宜。术后 7 天内，每天为实验猪肌肉注射 80 万单位青霉素 G，每日 2 次；定期对伤口进行消毒，预防感染。实验猪达到预期术后随访周期后，对其实施安乐死。

本研究共纳入 196 头实验猪，所有猪均存活，无死亡案例；最长存活时间为 24 个月，达到实验设计的最大存活周期。平均手术时长为 168.55±38.75 分钟，体外循环时间为 114.89±32.11 分钟，主动脉阻断时间为 76.75±21.33 分钟；无不停跳手术案例。125 头（63.8%）实验猪实现心脏自主复跳，71 头（36.2%）需通过电除颤或心脏按压恢复心跳。术后机械通气时间为 2.44±0.58 小时，术后 2 小时平均引流量为 27.50±9.70 毫升。所有实验猪均无术后出血并发症，无需输血；仅 3 头（1.5%）实验猪出现手术部位感染。

猪的心脏解剖结构与人类高度相似，因此被广泛认为是各类心脏手术动物实验的最佳选择（6, 7）。本研究选择中国大白猪作为实验对象，主要因其体型与人类成人接近，非常适合心血管产品的临床前试验；同时，中国大白猪对疾病的耐受性强，即使经历较大手术创伤，死亡率仍相对较低，这些特点使其在心血管研究中具有很高的实验价值（8, 9）。

但需注意的是，尽管猪与人类存在诸多相似性，作为不同物种，二者的胸腔和心脏在形态结构上仍存在一定差异。以往研究表明，这些差异导致人类心脏直视手术模型无法直接复制到猪模型上（8, 10）。例如，我们最初尝试采用胸骨正中切开术为猪进行瓣膜手术时，难以充分暴露瓣膜位置，进而影响各类瓣膜手术的顺利完成。相比之下，后续探索的肋间胸切开术不仅成功建立了体外循环模型，还能理想地暴露主动脉瓣和二尖瓣。不过，对于冠状动脉搭桥术或心脏移植术等手术，胸骨正中切开术仍可能是可行选择（11）。

转向肋间胸切开术的一大显著优势是减少了手术创伤，这有利于实验猪术后长期存活。据我们所知，目前尚未有与本研究瓣膜手术模型相似的文献报道，这凸显了本研究的创新性。

除手术方式外，我们还优化了麻醉和体外循环方案：麻醉过程中特意避免使用肌肉松弛剂，这一决策基于以往研究 —— 该方式可促进实验猪术后快速苏醒和拔管，且无术后呼吸相关并发症（12, 13）。此外，与人类相比，猪的有效循环血量更少，血管内皮通透性更高，更易发生水肿（14, 15）。为解决这一问题，参考猪模型相关生理研究的建议，我们采用了晶体液与胶体液比例为 1:2 的预充液（16）。考虑到猪有 15 种血型，交叉配血复杂，我们采取措施减少血液稀释（17）：具体建议缩短循环时间、使用一体化膜肺，同时术中采用自体输血技术减少失血。通常情况下，当血红蛋白水平高于 6 克 / 分升时，无需输血。由于猪的体温较高，我们将预充液预热至 32℃，术中将体温维持在 30-34℃，术后逐渐复温至 38℃。这些综合措施已被证实能显著减少体外循环相关并发症，加速实验猪的恢复（18）。

猪心脏手术的技术改良也至关重要：首先，由于猪的升主动脉短且脆弱，我们采用导丝辅助升主动脉插管技术，操作时需特别注意插管深度，避免术后并发症；其次，对于无需打开右心房的手术，静脉引流采用腔房插管技术 —— 这是因为通过左胸切开术进行单独的上、下腔静脉插管难度较大，操作过程中需仔细分离并结扎奇静脉，同时小心分离膈神经以防损伤（19）；第三，专项手术技术包含多个关键点，例如：合理操作升主动脉套囊以提高视野清晰度、小心插入腔房导管并控制深度、使用二氧化碳有效排气、将心内除颤电极与心脏长轴平行放置、使用更细的聚丙烯缝线以适应猪脆弱的组织（19, 20）。

术后护理对减少实验猪并发症、提高存活率起着关键作用。由于猪与人类生理特征不同，专项护理不可或缺：复苏期间，除非需持续监测，否则应及时拔除导管；若需持续监测，需使用稳固的固定装置并采用单独笼舍饲养，防止动静脉管路意外脱落（20）。维持液体平衡也很关键，需持续评估实验猪的进食、饮水和排尿情况，必要时及时补充液体。抗生素治疗至少持续 7 天，同时定期进行伤口护理和消毒，防止敷料移位。肋间切口的感染风险通常低于胸骨切开术切口，这不仅是因为避免了胸骨劈开，还因为胸侧壁强健肌肉的血供丰富 —— 正如以往猪模型感染相关研究所示，丰富的血供可有效抵御细菌侵袭。

猪饲养环境的院内感染风险较低，且实验猪通常健康状况良好，这降低了感染性休克等并发症的发生概率。需密切监测引流液的颜色和量，若出现异常增多需立即排查原因；还需在麻醉状态下定期为实验猪进行超声或影像学检查。此外，保持猪舍卫生至关重要，需及时清洁和清除废弃物，确保伤口不接触水（图 3）。

尽管本研究凭借标准化操作流程和高技能手术团队，实现了三年零死亡的记录，但仍存在局限性：左胸切开术虽对瓣膜手术有利，却并非适用于所有心脏手术，因此需根据具体手术类型选择合适术式；手术技术水平会因研究机构而异，可能影响本研究结果的可重复性；此外，猪这类大型动物模型的资金和空间成本较高，可能会限制部分研究机构使用该模型；在该研究背景下，开展前瞻性随机对照试验也存在难度。同时，由于不同动物的解剖结构存在差异，该手术方式在其他动物模型中的适用性仍需进一步探索。

综上，左胸切开术已被证实能有效显著提高猪心脏手术的长期存活率。未来，我们将持续改进手术技术，减少术后并发症，进一步提升该术式的整体效果和适用性。后续研究可重点探索不同动物的解剖差异对手术效果的影响，以明确该术式的更广泛应用范围。

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