一、神经外科常用手术
1.局限性脑损伤的模型复制(图5-13)
以Feeney等的大鼠自由落体硬膜外脑损伤装置为例叙述,损伤装置主要包括固定支架、垂直导管杆、重锤和击打锤。具体操作方法如下:
雄性SD大鼠,体重250~300g,麻醉后,俯卧位,固定头部以及四肢。头顶部备皮,常规消毒铺巾。沿中线矢装切开头皮,暴露颅骨,以左顶部打击为例,于中线左侧旁开3mm,冠状缝后4mm,2mm克氏钻头垂直反复旋转数次即可钻透颅骨,使用眼科巩膜咬开器或者微型咬骨钳扩大骨孔,使其成为直径5mm的圆形骨窗,注意保持硬脑膜完整,颅骨出血可以用骨蜡或者小片明胶海绵止血。击打锤置于骨窗上,紧贴硬脑膜,保持导杆垂直。采用不同质量的砝码从不同的高度沿垂直导杆下落,撞击置于硬脑膜上的击打锤,使脑发生挫裂伤,造成大脑半球不同程度的损伤。造成损伤结束后,动物从装置上移出,骨蜡封闭骨孔,缝合头皮,待动物清醒后继续分笼喂养或者进行下一步实验。
图5-13 局限性脑损伤的模型复制与装置
2.弥漫性脑损伤的模型复制
以大鼠弥漫性轴索损伤模型复制为例说明(图5-14),具体步骤如下:
雄性SD大鼠,体重250~300g,麻醉成功后,将其固定于致伤装置上,鼠头固定于横向固定杆,使大鼠的躯干和水平面成200角,身体下铺设20cm厚的海绵,待大鼠麻醉苏醒,开始挣扎后,按动扳机,实施快速旋转,使大鼠头沿冠状面逆时针旋转900,造成旋转暴力伤,损伤的部位集中在脑干(旋转参数为:瞬间旋转时间<2ms,鼠颅角速度为800r/s,角加速度2×105r/s),致伤后将大鼠卸下,观察数分钟至呼吸平稳。剔除死亡的动物。
图5-14 弥漫性脑损伤的模型复制与装置
3.手术复制犬囊状动脉瘤模型(静脉移植法)
杂种犬,雌雄不限,体重9~20kg,麻醉成功后,仰卧位,固定,取犬颈前正中切口,游离左侧颈外静脉,结扎静脉两端,依据所要求动脉瘤的大小数目,取中间段静脉,长2~3cm。一端用7号缝线结扎,为盲端,制成一游离静脉囊,肝素盐水中浸泡备用。解剖双侧的颈总动脉、颈内、外分叉处,并游离动脉的近端以及远端动脉3cm,橡皮筋控制。将显微镜移入术野,以下使用显微外科操作技术。动脉临时阻断夹控制颈总动脉的两端,根据静脉囊镶嵌到颈总动脉方式的不同,可以制作三种动脉瘤模型。
(1)单侧型:控制一侧颈总动脉的两端,选取颈总动脉外侧壁的中段,眼科剪剪开约0.5cm的切口,颈总动脉中段外侧纵向剪去一片管壁,长6mm,形成一个椭圆形缺口。修整血管缺口和静脉囊,使断面平整,内膜完整光滑。采用9/0的无损伤缝线,血管吻合技术,将静脉囊缝合在左颈总动脉缺口周围,即静脉囊与动脉壁的端一侧吻合,吻合完毕,放松动脉夹,可见静脉囊充盈,如吻合口漏,可以用明胶海绵垫棉片局部压迫,必要时缝合。
(2)分叉型:手术要求必须解剖并分离双侧的颈总动脉,以及颈内、外动脉。将左侧颈总动脉的近端10号线结扎,结扎线远端斜行切断,使近心端成盲端,切除部分血管壁,使远心端成楔形。游离气管后间隙,血管镊撑开一个“隧道”。注意勿损伤食管,将左侧颈内动脉远端由气管后间隙移至右颈总动脉中段内侧壁旁,右颈总动脉中段内侧壁旁纵形剪一个椭圆形缺口,长6mm,9/0无损伤缝线将左颈总动脉中段断面缝合在右颈总动脉内侧壁缺口周围,即将两侧颈总动脉行端一侧吻合,形成动脉分叉。然后将静脉囊缝合在左颈总动脉与右颈总动脉吻合口的内上方。开放血流后即形成一分叉处囊性动脉瘤。
(3)末梢型:分离左颈总动脉,用血管夹暂时阻断近、远端血流。在左颈总动脉中、远段交界处内侧处内壁剪一个椭圆形缺口,长6mm。将静脉囊缝合在左颈总动脉缺口周围。分离右颈总动脉。用血管镊在气管后开辟一个“隧道”。在左颈总动脉近、中段交界处剪断,左颈总动脉近端结扎,呈盲端。将左颈总动脉中远段连同缝合上的静脉囊穿过气管后“隧道”,移到右颈总动脉远端内侧壁旁。右颈总动脉近、远端用血管夹暂时阻断血流,在右颈总动脉中、远段交界处剪断。将移到器官右侧的左颈总动脉断端缝合在右颈总动脉断面。将正对着静脉囊的左颈总动脉中段管壁剪一个椭圆形缺口,长6mm。右颈总动脉中段断面缝合在静脉囊下方的左颈总动脉中段缺口周围。
4.大鼠肾性高血压脑动脉瘤模型
SD大鼠,雌雄不限,体重200~250g,麻醉后,仰卧,颈部正中切口,显微镜下解剖左颈总动脉,1号线结扎。动物俯卧,在最下肋骨与腰椎所形成的肋腰角处,用手指轻轻下按,触及滑动圆硬的肾脏,于其自然位置上方做切口。切口长约1cm,左侧切口较右侧切口稍低一些。手术时,首先切开或剪开皮肤,然后轻轻提起皮下的肌层,使之与腹膜外脏器分离,剪开肌层,小心勿使剪刀损伤肌层下的肾脏。从切口处可见褐色的肾脏。如肾脏周围脂肪层及结缔组织太多,可先分离去掉脂肪层即可看清肾脏。肾脏可从切口处拉出来,仔细辨认,肾动脉由腹主动脉发出,进入肾门处分为2支,其中位于后下较短的为后支。结扎或者双极电凝两侧肾动脉后支,迅速可见肾下极呈现缺血改变,肾脏还纳,缝合切口。待动物术后1周用1%的盐水代替饮用水,继续饲养至12周处死。诱发的动脉瘤多位于未结扎侧的大脑前动脉和嗅动脉的分叉处,囊状动脉瘤的发生率达80%以上,多为多发性动脉瘤。此外,可见术后2周,在动物食物中加入0.12%的β-氨基丙腈延胡索酸,可阻止胶原纤维和弹性纤维的合成,促成动脉瘤的形成。血管的脆性和高血压是动脉瘤的促发因素。
5.颈动脉粥样硬化及狭窄模型的复制
内皮损伤和脂质浸润是动脉粥样硬化病变发生的最根本、最常见的病因。为此,在动物高脂喂养同时,配合人为的血管损伤成为该模型快速、有效复制的主要干预措施。其中常见的方法包括血管腔内剥脱、动脉内膜气体干燥损伤等,以兔颈动脉内膜气体干燥损伤发为例说明。
新西兰白兔,雌雄不限,体重2~2.5kg,术晨禁食水。麻醉成功后,动物仰卧于手术床上,四肢及门齿绑缚固定,使头颈部固定,颈前皮肤硫化钠脱毛。常规消毒铺单,手术宜在显微镜下进行。取颈部正中纵形切口,切开皮肤,游离皮下组织。正中剪开颈阔肌向两侧分开,沿胸锁乳突肌内侧缘向深部游离,即可显露颈动脉鞘。剪开颈动脉鞘将颈动脉与迷走神经分离,游离颈总动脉约2cm。血管阻断夹阻断、孤立颈总动脉长约1.5cm,于阻断夹的远心夹近心侧2mm处将26G的静脉输液针刺入血管管腔,并向近心端推进,在距离近心夹约1mm处,穿出管腔,此针孔作为盐水冲洗时的排水孔和注入干燥气体的排气孔。针头缩回血管腔内,向阻断的管腔内注入生理盐水约2ml,将管腔内的残留血液冲洗干净后,静脉输液器的尾端接延长管,与精密玻璃转子气体流量表出口连接(气体流量表流入口与氮气瓶连接)。打开氮气瓶开关,调整气体流量至预定值(120ml/min)待气泡自近段动脉的排气孔冒出后开始计时。一段时间一定流量的干燥气体持续经过动脉管腔,即可对动脉壁造成干燥性损伤。达到预定时间后(10~15min)关闭氮气,由穿刺针头向该段血管腔内注入肝素盐水,置换管腔内的气体。拔出输液针头,准备少许止血纱布或者明胶海绵,外覆盖一干棉片,轻轻压在管壁上,松开血管阻断夹,恢复血流。此时穿刺点渗血,一般轻压2~3min即可止血。移走棉片,察看动脉血流通畅,可以继续进行对侧操作。缝合皮下、皮肤。动物继续高脂饲料喂养。
6.大鼠蛛网膜下腔出血模型(枕大池注自体血法)
雄性SD大鼠,体重250~300g,麻醉后,股部和枕部备皮,消毒。在股根部摸到股动脉搏动,做一横行切口,长1cm,钝性分离股动脉,在其远端穿过一细线,稍稍提起,让股动脉充分暴露。微量注射器在穿线近端缓缓刺入股动脉,抽取0.5~0.7ml新鲜血,一般0.3ml动脉血即可引起明显脑血管痉挛,但不足以出现脑缺血。鼠头前俯,稍微过屈位,在左右耳根连线可摸到枕外隆突,往下大约0.5cm可感觉一凹陷,为颅颈交界处(小脑延髓池形成的夹角)。在此处分开皮肤,钝性分离肌肉,找到环枕膜,其下即为枕大池。在解剖显微镜下,避开血管,将24C针头扎入1mm左右(当针穿过环枕膜时可感到有突破感),2min内把血缓慢注入,避免快速注射引起颅内压急剧变化。针孔压迫,贴一小片止血纱布,缝合肌肉以及皮肤切口,保持鼠俯卧位,头底300,维持30min,让血液靠重力作用下进入基底池,切口消毒,修剪大鼠的指甲,防止抓挠切口,分别放回笼中,清醒后,常规饲养。
二、耳鼻咽喉科常用手术
1.豚鼠膜迷路积水模型
目前梅尼埃病的病因及发病机制尚未完全明确,其主要病理表现为膜迷路积水,为了进一步探讨梅尼埃病的病因和发病机制,研究者在膜迷路积水模型方面做了大量的研究。内淋巴液主要产生于血管纹,在内淋巴囊重吸收,普遍认为膜迷路积水是由于内淋巴液产生于吸收之间的不平衡造成的。多种动物曾被研究者用于诱导膜迷路积水的研究,最早被人们广泛接受的膜迷路积水模型是在1965年由Kimura和Schuknecht提出的。他们用外科方法阻断内淋巴管,去除内淋巴囊,从而稳定地引起豚鼠的膜迷路积水。具体手术步骤如下:
豚鼠麻醉后,取屈颈位,暴露颈项部,备皮。进入全麻状态后在无菌条件下,枕颈部正中切口,暴露左侧枕骨。暴露时外侧达枕外隆起,内达正中隆起,向下勿过于接近枕骨大孔。在手术显微镜下暴露枕乳缝,在此缝下用电钻磨切乳突骨质,暴露乙状窦,将其向上内侧推移,在其中下可见一骨裂隙,为内淋巴导水管外口。裂隙内侧可见内淋巴囊窝之顶盖。用微型电钻在裂隙内磨切,使内淋巴囊与内淋巴管分离,内淋巴囊破坏后,囊窝呈一盲管。骨质缺损区用明胶海绵覆盖,切口缝合。
经上述方法形成的水肿模型,可观察到所有耳蜗上皮发生进行性退化,同时也观察到电生理方面的改变,但其耳蜗上皮的损伤与所观察到的人自发性水肿引起的损伤相比在程度和范围上都更为严重。也就是说,这一方法制造的模型与梅尼埃病的生理改变有一定的差别,造成这种差别的原因可能与手术引起内淋巴管和内淋巴囊不可逆的损伤有关。这就需要研究更为精细的模型,以保持内耳解剖结构的完整,使之与人梅尼埃病的膜迷路积水特征更为接近。改良的造模方法有很多,实验动物绝大多数为豚鼠,主要可分为三类:手术方法、注射药物方法以及手术与注射药物相结合的方法。下面列举改良手术方法。
改良的手术方法主要在于保留内淋巴管和部分内淋巴囊及其功能,因为绝大多数梅尼埃病患者的内淋巴管与内淋巴囊是存在的,并有一定功能。因此,通过这种改良的方法所制造出的动物模型相对更接近于实际情况。由于内淋巴囊的静脉缺乏将导致静脉压升高,若没有侧支静脉的形成将引起内淋巴液吸收和回流的障碍,因此Lee(1992)通过阻断前庭导水管外口上方的脑膜后动脉和乙状窦引起豚鼠中度的膜迷路积水。梅尼埃病患者的内淋巴囊组织(从行内淋巴囊切开术的患者得到)活检可见部分患者的内淋巴囊有纤维化。推测内淋巴囊周纤维化将可能影响内淋巴液重吸收而致耳蜗内液体积聚,从而引起膜迷路积水。Yazawa(1985)按经典模型的手术进路向囊组织内注射10%硝酸银溶液少量(20~30μl),此烧灼术使囊组织瘢痕形成和纤维化,可致不同程度的膜迷离积水。然而,在注射硝酸银的过程中药物弥散范围不易控制,且不易做到标准化。Dunnebier(1996)通过硬脑膜后外侧进路,全切或烧灼邻近乙状窦的内淋巴囊骨外部分,目的是阻断从囊到乙状窦的静脉回流,并使囊最远端部轻度纤维化。实验动物被分为2组:①切除内淋巴囊与乙状窦相邻的骨外部,并用橡胶插在囊与乙状窦中间将二者隔开,此法可引起膜迷路的中重度水肿,顶转水肿严重而底转较轻;②用硝酸银晶体烧灼内淋巴囊远端部,只引起膜迷路的轻度水肿,部位主要在顶转,水肿程度与烧灼程度无相关性。用结晶硝酸银虽比用硝酸银溶液烧灼能更好地控制范围与程度,但仍不能标准化。
2.豚鼠外淋巴灌流实验操作
由于耳蜗迷路屏障,因而对活体耳蜗生物学特征的研究受到一定限制。采取人工外淋巴灌流方法建立的动物模型,可以为耳蜗生物学特性的研究提供新的手段,同时利用人工淋巴灌流的方法可避开各种屏障,能在体直接给以药物,获得常规方法。包括离体细胞培养方法难以取得的真实可靠的结果。基本步骤为:
(1)实验动物筛选:豚鼠,花色雌雄不限,300~400g,耳廓反应灵敏。实验前重试耳廓反射,尤其是实验耳,要排除先天性聋或中耳炎,随机分组。
(2)麻醉:2%戊巴比妥钠0.2ml/100g,约10min起效。等动物进入麻醉状态后开始实验。
(3)备皮:剪去双下眼睑下方约1.5cm毛及颈前毛,以备固定气管切开及腹侧暴露听泡时方便。
(4)将给声小管缝于外耳小管缝于外耳道并固定于耳屏(先从外向内缝一针,穿小管,再从内外向外缝一针,打结固定)。
(5)用小圆刀(15号)沿下睑缘(双侧)下0.6~0.8cm处平行切口长约1cm,暴露上颌骨与颧骨交界处之小三角(尖指向前)。以打孔器在三角尖处开一约0.8mm小孔,勿太深,有落空感后即停,要防止损伤血管所引起的大出血。少量出血时可用棉棒压迫1~2min即可止血。
(6)以铁固定架固定豚鼠头部,上述小孔处与固定架上螺旋钉吻合,固定但勿使骨明显变形。门齿固定于架上。肌内注射氯化氯琥珀胆碱0.1ml,消除中耳肌的不自主活动。
(7)将豚鼠置于热水袋上保持动物体温37℃~39℃(肛内检测),头固定,双上肢固定,行气管切开,注意止血彻底,固定气管套管并调整位置至胸廓呼吸动度良好(过大会过度通气,引起呼吸性碱中毒;太小则通气不足,缺氧)。
(8)从腹侧暴露右侧听泡(左侧做正常对照),下颌缘支内侧,二腹肌与迷走神经、颈动脉之间。对应于外耳道位置暴露听泡,色白。将茎突折断,止血。乳突牵开器充分暴露。去除听泡表面骨膜,手钻开听泡,止血钳扩大,暴露耳蜗,注意勿伤及骨膜、耳蜗。
(9)下唇记录电极,乳突牵开器接地线,银丝电极钩于圆窗龛之骨缘,并固定。注意:勿伤及圆床膜,否则会致感音性耳聋。
(10)于解剖显微镜下用自制探针分别在耳蜗底回鼓阶和前庭阶的骨壁上各钻一小孔,作为灌流液的进水口和出水口。将无芯玻璃管拉制的玻璃微电极插入骨阶的孔,通过手术用生物胶将其封闭防止外渗,把聚乙烯管两端分别接在玻璃微电极和微量注射泵上。
(11)实验结束时可换做美蓝灌流,清楚显示蓝色液体由底回鼓阶进入,即刻出现蜗尖处蓝染,最后蓝色液体从另一孔前庭阶流出,各回耳蜗均被染成蓝色,证明实验成功。
三、口腔科常用手术
1.唾液腺瘘
健康成年犬禁食水12h,麻醉后行无菌手术,术前注射阿托品以减少唾液分泌。将狗的上唇外翻,在靠第2或第3臼齿处的颊黏膜处寻找一直径约1mm的隆起,其周围常着色较深可辨认。用钝头的细探针沿入口探入5cm以引导手术。然后以插入端为指标,绕开口部做直径1~1.5cm的切口。在切口前,按十字交叉在切缘做四牵引线,用黑白线标志前后上下位置,以免造瘘时缝合错位,使管道扭转以致堵塞。待管口的黏膜块剪下后,再继续分离导管3~4cm,然后以手术刀穿破颊黏膜至皮肤,由此引出腮腺导管后,以牵引线顺序缝合于皮肤表面。术后1周内每日以0.2%稀盐酸灌洗口腔,促进分泌。术后10d左右伤口愈合,造模完成。
2.家免下颌骨缺损动物模型
下颌骨缺损在颌面部骨缺损中十分常见,因此,也是动物实验研究的主要方向之一。在骨缺损复制过程中,要求应能防止骨膜在骨缺损中所起到的骨愈合作用,同时要求在缺损复制过程中,应尽量避免术后血肿,以防治血肿机化而成骨。
根据兔下颌骨解剖形态造模。兔下颌骨角以后至升支部骨板菲薄,无法形成骨缺损模型,而兔下颌切牙前倾,牙根伸向颌骨后方,因此,在制备缺损时又应同时注意勿伤及切牙牙根。故兔下颌骨可形成大约15mm长度的骨缺损。方法:选择健康的日本大耳白兔,静脉麻醉后,颌下区及颈部脱毛,在下颌骨下缘切口,于咬肌前缘分开骨膜向前,至两侧下颌骨连接处用牙科钻垂直下颌骨下缘做1cm骨切口,制备成15mm×10mm骨缺损。
3.唇腭裂动物模型
唇腭裂是人类常见的先天性缺陷之一,因此,唇腭裂防治在口腔颌面外科疾病防治中占有重要地位。有关唇腭裂模型的形成,主要有两种方法可以应用。利用动物复制唇腭裂畸形,建立唇腭裂畸形模型,模拟临床中的实际修复情况,用以观察手术的效果是目前研究唇腭裂畸形防治的重要手段。早在1965年Kochhar等已应用视黄酸诱导鼠腭裂的形成。现在有学者用糖皮质激素诱导怀孕小鼠生产腭裂畸形的小鼠。
选择大白鼠、兔为实验动物。实验方法:①先天腭裂形成,地塞米松是一种具有很强致畸作用的糖皮质激素,可诱导胎鼠发生腭裂。选用小白鼠20~25g,1:1交配,发现阴栓视为妊娠0d,于妊娠的10d,每天注射50mg/kg醋酸地塞米松。胚鼠腭裂发生率为100%。②后天形成唇腭裂,在戊巴比妥钠静脉麻醉下行无菌手术。单侧唇裂:在左侧上唇唇红中点至鼻底切口形成0.5cm裂隙,可以造成单侧完全唇裂;牙槽突裂:在左侧前颌骨、上颌骨骨缝处形成切除黏骨膜0.5cm,再以牙科高速钻切除0.5cm,即可形成牙槽突裂;完全腭裂:在腭部正中矢状位连接前处所形成的牙槽突裂即可形成完全性腭裂。术后进流食,7d后拆线。
四、眼科常用手术
1.猫视网膜脱离模型
一期手术:复方氯胺酮肌内注射麻醉,0.03ml/kg体重,阶段给药以维持制动。角膜缘内1mm处缝置灌注管,前房内灌注眼用平衡盐液;环行撕囊,直径7~8mm;10:00至2:00角膜缘内切口,娩出晶体核,8-0无损伤线连续缝合角膜,玻切头切除残余皮质和大部分玻璃体。
二期手术:2周后行二期手术,术前准备同一期手术。MVR刀于2:00及10:00角膜缘后2.5mm睫状体平坦部做巩膜穿刺口,宽1.5mm,分别进入导光纤维及尖端直径50~70μm的玻璃微穿刺针,选择鼻上方距视盘(视乳头)边缘约4PD的无血管区作为视网膜穿刺点,在眼用平衡盐液经微玻璃管持续灌注的情况下,将玻璃管向视网膜内缓慢刺入。当玻璃管达到视网膜间隙时,形成一个小泡,造成视网膜脱离。随后把眼用平衡盐液换成0.25%玻璃酸钠(Healon)0.15ml,经原穿刺口注入到视网膜下腔,将神经视网膜与RPE层分开,造成更大范围的脱离。
结果:利用微穿刺技术将Healon注入到视网膜下腔,造成视网膜脱离,其范围和高度以及脱离时间取决于注入Healon量的多少和浓度的大小。0.25%Healon可较长时间维持视网膜脱离,最长时间可维持6个月。
2.兔眼前部增殖性玻璃体视网膜病变(aPVR)模型的制作
采用北京青紫蓝兔,体重2.4kg+0.3kg。1%阿托品眼液及复方托酰胺眼液交替点眼,1/5min,共4次。复方氯胺酮0.2ml/kg肌内注射全麻,1:4000庆大霉素生理盐水冲洗术眼结膜囊,75%乙醇消毒术野皮肤,铺灭菌巾单。缝线开睑,上方沿角膜缘1200剪开球结膜,做以穹隆为基底的结膜瓣,分离上直肌并做牵引缝线。子午线10.30~11.30距角膜缘2.5mm做长约5mm的穿通伤,以6/0 prolene线穿过巩膜2/3厚度穿刺,仔细缝合。子午线2.00及10.00距角膜缘2.5mm分别做巩膜穿刺。将连有BSS(250ml中加肾上腺素0.1ml)的23号针头自2.00巩膜切口刺入晶体囊内灌注。玻璃体切割头自巩膜切口插入晶体内,做囊内切割,切割速度300r/min,最大吸力330mmHg。依次切除晶体核、皮质、前囊膜,保留晶体后囊膜。以6/0 prolene线缝合2.00巩膜切口,以微量进样器自10.00巩膜切口将0.2ml(含10万个)培养的兔皮肤成纤维细胞注入睫状突后方1周。关闭10.00巩膜切口。球结膜不缝合,结膜下注射庆大霉素2万U,结膜囊涂1%阿托品眼膏及0.5%金霉素眼膏。
术后4周可见睫状突后方灰白色增生膜,呈星状,牵拉睫状突,近锯齿缘部周边视网膜局限性牵引性脱离。