董彦军　郑先杰　张国瑜　廖秋明　杨忠信　孙明飞　安小康　潘丽红　张双林

·临床研究·

硬膜外填充制备急性脑死亡模型的初步研究

董彦军1郑先杰1张国瑜1廖秋明2杨忠信1孙明飞1安小康1潘丽红1张双林1

目的 应用硬膜外骨蜡填充，制造颅内占位，建立急性脑死亡模型。方法 瑞典家猪30头随机分为脑死亡组（B组）和对照组（A组）。B组行开颅术，颅内放置40 m l骨蜡建立脑死亡模型，维持24 h；A仅行开颅；检测两组生命体征变化。结果 脑死亡组15头全部成功建立模型。B组心率（heart rate，HR）、平均动脉压（mean aortic pressure，MAP），颈动脉血流量（carotid arotic flow，CAF）、血氧饱和度（arterial oxygen saturation，SaO2）均呈特征性改变，有统计学差异。A组HR、MAP、CAF无明显变化。结论 成功建立一个急性猪脑死亡模型，脑死亡后生命体征呈特征性改变。

脑死亡模型；病理生理；猪

肺移植是迄今为止治疗各种终末期肺病的唯一有效手段。随着时代的发展，肺移植术相关技术不断进步[1］。肺移植供体的短缺成为制约肺移植术发展的瓶颈。如何最大可能保护、利用、优化脑死亡供体肺，成为可能解决该问题的一个出口[2］。国际标准化的器官来源是脑死亡器官捐献。我们围绕肺移植进行了一些基础研究[3］。本研究利用硬膜外填充制作颅内占位，以期获得一个急性脑死亡模型用于肺脏移植供体的研究。

1　材料与方法

1.1实验动物及分组

选取体质量约50 kg（48～52 kg）健康瑞典家猪30头。随机分为脑死亡组（B组）和对照组（A组），各15头。动物由瑞典隆德大学医院胸心外科试验中心提供。本研究得到瑞典隆德大学动物实验伦理委员会批准。

1.2动物模型制备

氯胺酮（30 mg/kg）、赛拉嗪（4 mg/kg）肌注麻醉诱导。气管切开插管，连接呼吸机，使用容量控制通气模式，7.5 L/min、20 breaths/min、PEEP=5 cm H2O、FiO2=0.25。左侧颈内动静脉插管，监测胸主动脉压（AP）和中心静脉压（CVP）。游离右侧颈动脉，将超声血流探头放在颈动脉周围测量CAF。氯胺酮5.3 mg/（kg·h）、泮库溴铵0.2 mg/（kg·h）静脉泵入全身麻醉[3］。在Pratschke等[4］进行改良建立猪脑死亡模型。脑死亡组（B组）：在猪颅顶部正中切开，暴露颅骨，使用骨钻正中线钻孔开颅，确保硬脑膜完整性，局部游离颅骨与硬脑膜间隙，于硬脑膜外腔迅速置入40 m l骨蜡同时封闭颅骨钻孔。对照组（A组）仅进行同B组准备手术后行开颅，维持麻醉24 h，不建立脑死亡模型。试验期间给予0.9%NaCl注射液100 m l/h，低分子右旋糖苷注射液20 m l/h，保持出入水量平衡。等待脑死亡成功后，根据尿量补充液体，保持出入水量平衡。

1.3猪脑死亡模型判断标准

根据国际现行标准和国内最新脑死亡标准[5］，制定如下标准：（1）昏迷；（2）瞳孔对光反射消失，角膜反射消失；（3）自主呼吸停止，血氧饱和度和血氧分压靠呼吸机维持（自主呼吸诱发试验证实无自主呼吸）；（4）脑电图呈电静息；（5）经颅多普勒超声无脑血流灌注现象；（6）阿托品实验阴性。

1.4测定指标

试验前、脑死亡即刻、术后1、6、12、24 h监测HR、AP、CVP、CAF、心电图、尿量。

1.5统计学方法

2　结果

2.1两组存活率比较

B组15头全部成功建立模型，无死亡；A组无死亡。

2.2两组HR变化

B组心率在脑死亡模型建立后迅速增加达到峰值，逐渐下降；A组实验过程中心率平稳，无明显变化，如表1。

表1　脑死亡后不同时间点HR变化（±s，n=15，次/分）

表1　脑死亡后不同时间点HR变化（±s，n=15，次/分）

注：BD：脑死亡；与A组比较，*P＜0.05

组别　加压前　峰值血压　BD 0 h　BD 1 h　BD 6 h　BD 12 h　BD 24 h A　95.21±5.84　94.36±6.08　97.36±4.13　95.45±5.45　95.77±5.56　93.76±4.45　94.43±3.76 B　98.23±6.72　263.93±8.09*　157.56±5.66*　152±6.46*　132±7.25*　125±3.65*　124±5.35*

2.3两组MAP变化

B组平均动脉压在脑死亡模型建立后迅速增高达到峰值，随后下降，1 h后已经降至基础水平以下；A组实验过程中血压平稳，无明显变化，如表2。

表2　脑死亡后不同时间点MAP变化（±s，n=15，mm Hg）

表2　脑死亡后不同时间点MAP变化（±s，n=15，mm Hg）

注：与A组比较，*P＜0.05

组别　加压前　峰值血压　BD 0 h　BD 1 h　BD 6 h　BD 12 h　BD 24 h A　106.33±6.84　104.36±3.72　107.36±4.84　105.45±6.52　102.77±7.42　101.76±4.73　105.43±3.28 B　106.57±6.72　233.93±28.09*　97.56±7.85*　82±6.25*　80.54±6.35*　79.43±4.35*　77.63±4.34*

2.4两组CAF变化

B组CAF在脑死亡模型血压峰值迅速增高，进而下降，脑死亡成功后1 h后，颈动脉血流消失；A组实验过程中CAF保持平稳，无明显变化，如表3。

表3　脑死亡后不同时间点CAF变化（±s，n=15，L/min）

表3　脑死亡后不同时间点CAF变化（±s，n=15，L/min）

注：与A组比较，*P＜0.05

组别　加压前　峰值血压时刻　BD 0 h　BD 1 h　BD 6 h　BD 12 h　BD 24 h A　2.1±0.14　2.05±0.12　2.15±0.32　2.2±0.26　1.99±0.53　1.96.56±0.71　1.93±0.48 B　2.15±0.22　3.43±0.59*　0.56±0.25*　0.13±0.04*　0*　0*　0*

3　讨论

在1963年Hardy进行了首例肺脏移植术。目前肺移植已经成为治疗终末期肺病的唯一有效手段[5-6］，随着时代发展，肺移植术也得到了突破性的进展。肺移植供体的短缺已经成为制约肺移植术发展的瓶颈[6］。国际通行的标准化的器官来源是脑死亡器官捐献[5］。研究者建立了许多脑死亡模型应用于移植供体的研究。本研究在Pratschke模型基础上加以改进，使骨蜡迅速进入硬膜外腔，产生显著占位效应颅内压快速增高，进而引发一系列的脑功能损害，最终脑死亡发生[7］。研究发现，急性脑死亡建立后，血流动力学发生了剧烈改变。心率、血压急剧升高而后下降，颈动脉血流量在此刻亦达到峰值，后迅速下降，脑死亡模型建成1 h后，几无有效颅内血流量。24 h后，心率仍维持于高于基础水平状态，而血压低于于基础水平状态，均归结于脑死亡后Cushing反应有关。该动物模型制作简单、重复性好，过程符合生理，模型稳定、安全、实用。

[1]HE W en-xin，JIANG Ge-ning，D ING Jia-an，et al. Lung transplantation in a Chinese single center: 7 years of experience[J］. China Med J，2011，124（7）：978-982.

[2]Thorsten wittwer，U lrich F.W. Franke，Antonia Fehrenbach，et al. Innovative pulmonary preservation of non-heart-beating donor grafts in experimental lung transplantation[J］. Eur J Cardiothorac Surg，2004，26（1）：144-150.

[3]张双林，赵松，徐敬，等. 人工低温对猪肺血管阻力的影响[J］.中华实验外科杂志，2013，28（8）：1256-1257.

[4]Pratschke J，wilhelm M J，Kusaka M，et al. A model of gradual onset brain death for transplan t-associated studies in rats[J］. Transplantation，2000，69（3）：427-430.

[5]卫生部脑死亡判定标准起草小组. 脑死亡判定标准（成人）（修订稿）[J］. 中国脑血管病杂志，2009，6（4）：220-224.

[6]朱艳红，昌盛，陈静瑜，等. 从多伦多经验谈肺移植进展[J］. 中华外科杂志，2007，45（2）：138-140.

[7]Pratschke J，wilhelm M J，Kusaka M，et al. Brain death and its influence on donor organ quality and outcome after transplantation[J］. Transplantation，1999，67（3）：343-348.

A New K ind of Brain Death M odel of Pig for Lung Transplantation

DONG Yanjun1ZHENG Xianjie1ZHANG Guoyu1LIAO Qiuming2YANG Zhongxin1SUN Mingfei1AN Xiaokang1PAN Lihong1ZHANG Shuanglin11 Department of Cardiovascular Thoracic Surgery， The First Affliated Hospital of He'nan University， Kaifeng He'nan 475001， China， 2 Department of Cardiovascular Surgery， Lund University Hospital， Lund Skåne län， Swden

Ob jective Buliding an acute brain death model by put bone wax into skull， measuring and analyise the chang of hemodynamics. Methods Thirty pigs were divided into two groups random ly: brain death model group （group B）， control group （group A）， for group B: dig a hole on pigs skull and put bone wax into the extradural space， for group A: digging a hole on pigs skull. Values of HR， SaO2， CVP， CAF would be recorded. Results All animals in group B showed a similar pattern in blood pressure registration during the induction of brain death. At the end of the induction，the registration showed a sharp peak. After the peak in MAP had occurred，a decline in heart rate to its basal level. The heart rate and MAP are stable. The CAF of group B showed a sharp peak as MAP. A fter a period of one hour ，CAF can not be observed. The CAF of group A is stable. Conclusion Acute brain death model is successful induced.

Brain death model， Pathophysiology， Pig

R 651.11

A

1674-9308（2016）25-0072-02

10.3969/j.issn.1674-9308.2016.25.043

1 河南大学第一附属医院胸心血管外科，河南 开封475001；2 瑞典lund大学医院胸心外科，斯科纳 隆德

张双林，E-mail：kfzhangshuanglin@126.com