线栓法复制局灶性脑缺血模型影响因素探讨
作者：曹霞 曹秉振 赵玉武 郭述苏
单位：(济南军区总医院神经内科，山东 济南 250031)
关键词：大鼠；脑；局部缺血；动脉
中国病理生理杂志000217
[摘 要] 目的：探讨影响大鼠大脑中动脉局灶性脑缺血模型成功率及稳定性因素。方法：采用Wistar大鼠75只，比较翼腭动脉结扎与不结扎条件下，聚已烯醇栓线和硅胶栓线对模型成功率及梗塞体积的影响。结果：翼腭动脉结扎组动物的模型出现率较不结扎翼腭动脉组的高。模型成功动物栓线进入颅内长度多在7 mm左右，而不成功动物则多在4 mm以下。聚已烯醇栓线组较硅胶栓线组神经缺损症状出现早，同一时间内的梗塞体积显著增大。结论：翼腭动脉结扎与否是影响模型成功率高低的重要因素，栓线进入大脑中动脉的深度是模型成功的关键。
, http://www.100md.com
[中图分类号] R332 [文献标识码] A
[文章编号] 1000-4718(2000)02-0157-03
Affecting factors of nylon monofilament induced focal cerebral ischemia in rats
CAO Xia, CAO Bing-zhen, ZHAO Yu-wu, GUO Shu-su
(Department of Neurology, Jinan General Military Hospital, Jinan 250031， China)
[Abstract] AIM: To study factors affecting the stability of nylon monofilament for intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.METHODS:Successful rates and infarct volume of ischemic model were compared by polyvinyl alcohol (PVA) coated and silicon coated nylon monofilament intraluminal occlusion of middle cerebral artery under condition of ligation and without ligation of peterygopalatine artery.RESULTS:The successful rates were 60% and 53% in two groups under condition of ligation of peterygopalatine artery, and 20% and 27% in other two groups under condition of without ligation of peterygopalatine artery respectively. The intracranial length of nylon monofilament were about 7 mm in successful model and 4 mm in failure model. Animals in the PVA coated nylon monofilament group showed neurological dificit signs earlier, and had a significantly larger infarct volume at 12 hours of ischemia than those in the silicon coated group.CONCLUSIONS:The ligation of peterygopalatine artery is critical in the success of making this kind of ischemic model. The appropriate position of nylon monofilament entering crania and the good expansibility of PVA play an important role in occlusion of blood flow. Because of the relatively lower successful rate, a new substitute with unique quality, proper hardness and better elasticity needs to be explored in the future.
, 百拇医药
[MeSH] Rats; Brain; Ischemia; Arteries
建立一种稳定、可重复、损伤小的动物脑缺血模型，对于实验性缺血性中风病理机制及治疗评价的研究，具有重要价值。1986年Koizumi首次采用不开颅经颈总动脉栓入尼龙线致大脑中动脉闭塞获得成功[1]，后经Zea Longa对此法适当改进后被广泛用于实验性脑缺血研究[2]。但目前来自不同实验室报告有关该模型梗塞大小、动物早期死亡率均有较大差异，提示该模型的手术方法尚待进一步改进。我们对影响大鼠大脑中动脉局灶性脑缺血模型成功及稳定性因素进行了研究，现将结果报告如下。
材 料 和 方 法
一、动物及分组
雄性Wistar大鼠75只；体重260～350 g，由山东医科大学实验动物中心提供，实验前自由进食。共分5组(n=15)，A组：颈外动脉结扎(external carotid artery occlusion, ECAO)+翼腭动脉结扎(pterygopal artery occlusion, PPAO)+聚已烯醇栓线；B组：ECAO+PPAO+硅胶栓线；C组：ECAO+聚已烯醇栓线；D组：ECAO+硅胶栓线；E组：假手术组。
, 百拇医药
二、栓线处理
均采用外科尼龙4～0缝线，尖端经火烧成园头，分别用加热溶解的聚已烯醇和硅胶均匀涂于尖端5 mm备用。
三、手术操作
用1%戊巴比妥纳(30 mg/kg ip)麻醉。取颈旁侧切口切开皮肤及皮下组织，分离左侧颈总动脉，缝扎颈外动脉，切断二腹肌肌腹，暴露翼腭动脉，根据分组要求，翼腭动脉结扎组采用丝线缝扎。
近心端结扎颈总动脉，血管夹夹闭颈总动脉远端，在颈总动脉上剪一小口，边松血管夹，边进线，至有阻力不能再进为止。假手术组手术和结扎动脉与缺血动物相同，但颈内动脉内不栓线。
全部动物均记录其症状及出现时间，以典型症状出现作为模型成功标准，并分别在3、6、12 h记录其模型出现率。存活动物均在12 h断头，取脑组织时注意观察有无蛛网膜下腔出血，并测量栓线进入颅内距离。脑组织取出后即置于-22℃低温冰箱快速冷冻后，由前向后每隔1 mm切取组织片10片，置2%氯化-2，3-5三苯基四氮唑(triphenyltetrazolium chloride， TTC)溶液中37℃孵育待完全显色后置福尔马林液固定。手术显微镜下将每片组织照相，对其不显色部分经图像分析系统处理后计算其梗塞体积(mm3)。
, 百拇医药
四、统计处理
各个时点模型出现率及TTC染色阳性率由χ2检验，各组梗塞体积采用方差分析或t检验。
结 果
一、全部动物在规定时间内均无死亡。典型神经症状表现为精神萎靡，同侧霍纳氏症，对侧前肢下垂，行走时向右侧旋转。其不同时间症状出现频率见表1。
二、全部动物均在12 h后断头，经探查均未见有蛛网膜下腔出血，TTC染色阳性率及梗塞体积见表2。另外对栓线进入颅底后的距离测量表明：TTC染色阳性动物(n=24)的栓线长度平均为7.6 mm(6～11 mm)，而TTC阴性动物的栓线长度平均为3.9 mm(0～7 mm)。
表1 各组动物不同时点症状出现率
Tab 1 The incidence of symptoms at different time point (n=15)
, 百拇医药
A-group
B-group
C-group
D-group
E-group
3 h
40%(6)
20%(3)
20%(3)
15%(2)
0
6 h
53%(8)
, 百拇医药
33%(5)
20%(3)
20%(3)
0
12 h
60%(9)*
53%(8)
20%(3)
27%(4)
0
*P<0.05, vs C group表2 各组动物TTC染色阳性率及梗塞体积
Tab 2 The positive rates with TTC staining and infarct
, 百拇医药
volume (
±s，n=15)
A-group
B-group
C-group
D-group
E-group
Positive rates
9(60%)
8(53%)
3(20%)
4(27%)
, 百拇医药
0
Infarct volume
267.3
191.0
248.3
181.7
0
(mm3)
±37.6*
±23.8
±45.0
±20.1
, http://www.100md.com
0
*P<0.01， vs B group讨 论
本研究结果表明翼腭动脉的结扎是模型成功的重要因素。翼腭动脉结扎两组的模型出现率分别为60%和53%，而不结扎翼腭动脉两组动物的模型出现率分别为20%和27%，其原因为颈内动脉在进入颅内之前有翼腭动脉支向前外侧分出，而翼腭动脉较粗，与颈内动脉夹角小，栓线容易进入翼腭动脉造成模型失败。
影响模型成功的另一重要因素是栓线的长度及所达到的位置。60只动物中有24只模型成功，栓线进入颅内深度均达到了6～11 mm，多在7 mm左右，该长度可能为颅内颈内动脉至大脑前动脉分叉部的距离。当栓线长度适宜堵塞大脑中动脉根部并阻断来自前后动脉的侧枝循环时，即可形成模型，而不成功模型其栓线进入颅内的长度则多4 mm以下。
涂胶线对血流的阻断有重要作用。本研究对比了翼腭动脉结扎条件下，采用聚已烯醇栓线和硅胶栓线对模型的影响，结果表明前者动物神经损害症状出现早，TTC染色示梗塞体积亦较后者大。聚已烯醇栓线的体外实验表明，常温下一分钟能使其直径膨胀一倍，其良好的膨胀性可能是使血流阻断的重要原因。但聚已烯醇栓线的一个缺点是栓线缺乏一定硬度，进线较为困难，且因聚已烯醇遇血后膨胀过快，进线不顺利时常需要换栓线。硅胶能使栓线有一定硬度，但硅胶膨胀能力很弱，即使其达到正常位置亦可因血流阻断不完全而致其有残余血流。有报告认为，栓线在血管内可诱发血小板、白细胞粘附，并可因损伤或刺激血管内皮细胞而致某些活性物质释放而诱发血栓形成[1，3～5]，此提示栓线法局灶性脑缺血仍呈一渐进性过程。
, http://www.100md.com
另外本研究即使是翼腭动脉结扎组亦有半数动物不能形成模型，其原因与栓线进入深度不够有关。因尼龙线在有一定温度的液体中变软，在血管转弯处易停止，使栓线不能到达指定位置，是造成模型成功率不高的重要因素。因此寻找一种内在性质均一，具有一定硬度的栓线是进一步提高模型成功率的关键。
[参 考 文 献]
[1] Koizumi J, Yoshida Y, Nakazawa T, et al. Experimental studies of ischemic brain edema. A new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area [J]. Jpn J Stroke, 1986, 8:1～8.
[2] Zea Longa E, Weinsten PR, Carlson S, et al. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats [J]. Stroke, 1989，20：84～91.
, 百拇医药
[3] del Zoppo GJ, Schmid-schonbein WG, Mori E, et al. Polymorphonuclear leukocytes occlude capillaries following middle cerebral artery occlusion and reperfusion in baboons [J]. Stroke, 1991, 22:1276～1283.
[4] Garcia JH, Liu KF, Yoshida Y, et al. Influx of leukocytes and platelets in an evolving brain infarct (Wistar rat) [J].Am J Pathol, 1994, 144:188～199.
[5] Garcia JH, Liu KF, Yoshida Y, et al. Brain microvessels: factors altering their patency after the occlusion of a middle cerebral artery (Wistar rat)[J]. Am J Pathol, 1994, 145:728～740.
[收稿日期] 1998-11-07 [修回日期] 1999-04-26, 百拇医药
单位：(济南军区总医院神经内科，山东 济南 250031)
关键词：大鼠；脑；局部缺血；动脉
中国病理生理杂志000217
[摘 要] 目的：探讨影响大鼠大脑中动脉局灶性脑缺血模型成功率及稳定性因素。方法：采用Wistar大鼠75只，比较翼腭动脉结扎与不结扎条件下，聚已烯醇栓线和硅胶栓线对模型成功率及梗塞体积的影响。结果：翼腭动脉结扎组动物的模型出现率较不结扎翼腭动脉组的高。模型成功动物栓线进入颅内长度多在7 mm左右，而不成功动物则多在4 mm以下。聚已烯醇栓线组较硅胶栓线组神经缺损症状出现早，同一时间内的梗塞体积显著增大。结论：翼腭动脉结扎与否是影响模型成功率高低的重要因素，栓线进入大脑中动脉的深度是模型成功的关键。
, http://www.100md.com
[中图分类号] R332 [文献标识码] A
[文章编号] 1000-4718(2000)02-0157-03
Affecting factors of nylon monofilament induced focal cerebral ischemia in rats
CAO Xia, CAO Bing-zhen, ZHAO Yu-wu, GUO Shu-su
(Department of Neurology, Jinan General Military Hospital, Jinan 250031， China)
[Abstract] AIM: To study factors affecting the stability of nylon monofilament for intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.METHODS:Successful rates and infarct volume of ischemic model were compared by polyvinyl alcohol (PVA) coated and silicon coated nylon monofilament intraluminal occlusion of middle cerebral artery under condition of ligation and without ligation of peterygopalatine artery.RESULTS:The successful rates were 60% and 53% in two groups under condition of ligation of peterygopalatine artery, and 20% and 27% in other two groups under condition of without ligation of peterygopalatine artery respectively. The intracranial length of nylon monofilament were about 7 mm in successful model and 4 mm in failure model. Animals in the PVA coated nylon monofilament group showed neurological dificit signs earlier, and had a significantly larger infarct volume at 12 hours of ischemia than those in the silicon coated group.CONCLUSIONS:The ligation of peterygopalatine artery is critical in the success of making this kind of ischemic model. The appropriate position of nylon monofilament entering crania and the good expansibility of PVA play an important role in occlusion of blood flow. Because of the relatively lower successful rate, a new substitute with unique quality, proper hardness and better elasticity needs to be explored in the future.
, 百拇医药
[MeSH] Rats; Brain; Ischemia; Arteries
建立一种稳定、可重复、损伤小的动物脑缺血模型，对于实验性缺血性中风病理机制及治疗评价的研究，具有重要价值。1986年Koizumi首次采用不开颅经颈总动脉栓入尼龙线致大脑中动脉闭塞获得成功[1]，后经Zea Longa对此法适当改进后被广泛用于实验性脑缺血研究[2]。但目前来自不同实验室报告有关该模型梗塞大小、动物早期死亡率均有较大差异，提示该模型的手术方法尚待进一步改进。我们对影响大鼠大脑中动脉局灶性脑缺血模型成功及稳定性因素进行了研究，现将结果报告如下。
材 料 和 方 法
一、动物及分组
雄性Wistar大鼠75只；体重260～350 g，由山东医科大学实验动物中心提供，实验前自由进食。共分5组(n=15)，A组：颈外动脉结扎(external carotid artery occlusion, ECAO)+翼腭动脉结扎(pterygopal artery occlusion, PPAO)+聚已烯醇栓线；B组：ECAO+PPAO+硅胶栓线；C组：ECAO+聚已烯醇栓线；D组：ECAO+硅胶栓线；E组：假手术组。
, 百拇医药
二、栓线处理
均采用外科尼龙4～0缝线，尖端经火烧成园头，分别用加热溶解的聚已烯醇和硅胶均匀涂于尖端5 mm备用。
三、手术操作
用1%戊巴比妥纳(30 mg/kg ip)麻醉。取颈旁侧切口切开皮肤及皮下组织，分离左侧颈总动脉，缝扎颈外动脉，切断二腹肌肌腹，暴露翼腭动脉，根据分组要求，翼腭动脉结扎组采用丝线缝扎。
近心端结扎颈总动脉，血管夹夹闭颈总动脉远端，在颈总动脉上剪一小口，边松血管夹，边进线，至有阻力不能再进为止。假手术组手术和结扎动脉与缺血动物相同，但颈内动脉内不栓线。
全部动物均记录其症状及出现时间，以典型症状出现作为模型成功标准，并分别在3、6、12 h记录其模型出现率。存活动物均在12 h断头，取脑组织时注意观察有无蛛网膜下腔出血，并测量栓线进入颅内距离。脑组织取出后即置于-22℃低温冰箱快速冷冻后，由前向后每隔1 mm切取组织片10片，置2%氯化-2，3-5三苯基四氮唑(triphenyltetrazolium chloride， TTC)溶液中37℃孵育待完全显色后置福尔马林液固定。手术显微镜下将每片组织照相，对其不显色部分经图像分析系统处理后计算其梗塞体积(mm3)。
, 百拇医药
四、统计处理
各个时点模型出现率及TTC染色阳性率由χ2检验，各组梗塞体积采用方差分析或t检验。
结 果
一、全部动物在规定时间内均无死亡。典型神经症状表现为精神萎靡，同侧霍纳氏症，对侧前肢下垂，行走时向右侧旋转。其不同时间症状出现频率见表1。
二、全部动物均在12 h后断头，经探查均未见有蛛网膜下腔出血，TTC染色阳性率及梗塞体积见表2。另外对栓线进入颅底后的距离测量表明：TTC染色阳性动物(n=24)的栓线长度平均为7.6 mm(6～11 mm)，而TTC阴性动物的栓线长度平均为3.9 mm(0～7 mm)。
表1 各组动物不同时点症状出现率
Tab 1 The incidence of symptoms at different time point (n=15)
, 百拇医药
A-group
B-group
C-group
D-group
E-group
3 h
40%(6)
20%(3)
20%(3)
15%(2)
0
6 h
53%(8)
, 百拇医药
33%(5)
20%(3)
20%(3)
0
12 h
60%(9)*
53%(8)
20%(3)
27%(4)
0
*P<0.05, vs C group表2 各组动物TTC染色阳性率及梗塞体积
Tab 2 The positive rates with TTC staining and infarct
, 百拇医药
volume (
±s，n=15)A-group
B-group
C-group
D-group
E-group
Positive rates
9(60%)
8(53%)
3(20%)
4(27%)
, 百拇医药
0
Infarct volume
267.3
191.0
248.3
181.7
0
(mm3)
±37.6*
±23.8
±45.0
±20.1
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0
*P<0.01， vs B group讨 论
本研究结果表明翼腭动脉的结扎是模型成功的重要因素。翼腭动脉结扎两组的模型出现率分别为60%和53%，而不结扎翼腭动脉两组动物的模型出现率分别为20%和27%，其原因为颈内动脉在进入颅内之前有翼腭动脉支向前外侧分出，而翼腭动脉较粗，与颈内动脉夹角小，栓线容易进入翼腭动脉造成模型失败。
影响模型成功的另一重要因素是栓线的长度及所达到的位置。60只动物中有24只模型成功，栓线进入颅内深度均达到了6～11 mm，多在7 mm左右，该长度可能为颅内颈内动脉至大脑前动脉分叉部的距离。当栓线长度适宜堵塞大脑中动脉根部并阻断来自前后动脉的侧枝循环时，即可形成模型，而不成功模型其栓线进入颅内的长度则多4 mm以下。
涂胶线对血流的阻断有重要作用。本研究对比了翼腭动脉结扎条件下，采用聚已烯醇栓线和硅胶栓线对模型的影响，结果表明前者动物神经损害症状出现早，TTC染色示梗塞体积亦较后者大。聚已烯醇栓线的体外实验表明，常温下一分钟能使其直径膨胀一倍，其良好的膨胀性可能是使血流阻断的重要原因。但聚已烯醇栓线的一个缺点是栓线缺乏一定硬度，进线较为困难，且因聚已烯醇遇血后膨胀过快，进线不顺利时常需要换栓线。硅胶能使栓线有一定硬度，但硅胶膨胀能力很弱，即使其达到正常位置亦可因血流阻断不完全而致其有残余血流。有报告认为，栓线在血管内可诱发血小板、白细胞粘附，并可因损伤或刺激血管内皮细胞而致某些活性物质释放而诱发血栓形成[1，3～5]，此提示栓线法局灶性脑缺血仍呈一渐进性过程。
, http://www.100md.com
另外本研究即使是翼腭动脉结扎组亦有半数动物不能形成模型，其原因与栓线进入深度不够有关。因尼龙线在有一定温度的液体中变软，在血管转弯处易停止，使栓线不能到达指定位置，是造成模型成功率不高的重要因素。因此寻找一种内在性质均一，具有一定硬度的栓线是进一步提高模型成功率的关键。
[参 考 文 献]
[1] Koizumi J, Yoshida Y, Nakazawa T, et al. Experimental studies of ischemic brain edema. A new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area [J]. Jpn J Stroke, 1986, 8:1～8.
[2] Zea Longa E, Weinsten PR, Carlson S, et al. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats [J]. Stroke, 1989，20：84～91.
, 百拇医药
[3] del Zoppo GJ, Schmid-schonbein WG, Mori E, et al. Polymorphonuclear leukocytes occlude capillaries following middle cerebral artery occlusion and reperfusion in baboons [J]. Stroke, 1991, 22:1276～1283.
[4] Garcia JH, Liu KF, Yoshida Y, et al. Influx of leukocytes and platelets in an evolving brain infarct (Wistar rat) [J].Am J Pathol, 1994, 144:188～199.
[5] Garcia JH, Liu KF, Yoshida Y, et al. Brain microvessels: factors altering their patency after the occlusion of a middle cerebral artery (Wistar rat)[J]. Am J Pathol, 1994, 145:728～740.
[收稿日期] 1998-11-07 [修回日期] 1999-04-26, 百拇医药