犬异体单肺移植的实验研究

　　作者：木沙由夫·吾买尔, 齐海, 哈里木·克里木, 王磊, 李元明 作者单位：新疆医科大学第二附属医院胸外科, 新疆乌鲁木齐830000

　　【摘要】目的：通过犬异体单肺移植，掌握供肺的灌注、切取、保存、修剪的方法以及受体单肺移植的手术方法。方法: 杂种犬10只，分为供体和受体，进行5次动物实验，其中异体左肺移植4例，异体右肺移植1例。先吻合支气管，后吻合肺动脉，最后心房袖，移植后于不同时点暂阻断对侧肺动脉并检测植入肺的功能参数。结果：所有移植肺通气和换气功能均正常，移植后犬恢复自主呼吸，能站立行走。术后1例存活5 d，供体肺冷缺血时间4 h;另1例存活3 d，供体肺冷缺血时间17 h;余3例均在24 h内死亡。结论: 犬异体单肺移植早期犬死亡的主要原因是移植肺的缺血再灌注损伤。

　　【关键词】 犬; 肺移植; 实验研究

　　Experimental study on single lung transplantation in canine

　　Mushayoufu·Wumaier,　QI Hai, Halimu·Kelimu,　et al

　　(Department of Thoracic Surgery, Second Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, China)

　　Abstract：Objective: To master the techniques of the lung harvesting, perfusion and preservation through the single lung transplantation surgery in canine.Methods: Ten mongrel dogs were divided into the donor and the receptor group in which the left lung allograft transplantation were done in four dogs whereas the allograft right singlelung transplantation was done in one. After the first order of pulmonary bronchial anastomosis the pulmonary artery blockage were done at different time points in which the contralateral lung and pulmonary function parameters were observed. Results: Pulmonary function of the transplanted dogs was normal and one dog survived for five days for which the donor lung cold ischemic time was four hours. The other one dog survived for three days for which the donor lung cold ischemia time was 17 hours whereas the other three dogs died within 24 hours. Conclusion: Early ischemiareperfusion injury was the leading cause of death.

　　Key words: dogs; lung transplanting; experiment study

　　肺移植是治疗晚期肺血管和肺实质性疾病的唯一有效方法。在我国每年死于肺气肿、肺囊性病变、矽肺、支气管扩张等各种良性肺部疾病所引起的呼吸衰竭的人不计其数。目前，国外已完成大量单肺移植手术，取得可喜的成果，双肺移植、心肺联合移植均获成功。随着社会经济的发展，人们对健康生活的追求也越来越高，要求做肺移植的患者也越来越多，新疆地区要求进行肺移植的患者也有所增加。我科2004年6月～2005年10月进行了犬异体单肺移植的动物实验外科程序方面的研究，为开展人体肺移植提供实验依据。

　　1材料与方法

　　1.1实验动物选用体重相配的健康杂种犬10只，体重20～27 kg，平均22.2 kg。每次实验2只，共进行5次异体单肺移植动物实验(异体左肺移植4例，异体右肺移植1例)。

　　1.2切取供肺实验前24 h备皮，禁食12 h，诱导麻醉取平卧位，静脉复合及支气管插管麻醉，芬太尼3 μg/kg+仙林0.1 mg/kg维持麻醉，潮气量为10 ml/kg，呼吸频率为12～14次/min，吸入100%氧气,经股静脉维持静脉输液通道。消毒、铺巾，取双侧第4肋间横断胸骨切口，经纵隔进入两侧胸腔，纵行切开心包膜，分别游离主动脉、肺动脉及上、下腔静脉，经周围静脉注射肝素，全身肝素化(1 mg/kg)，肺动脉内注入前列腺素E1 500 μg。距肺动脉起始部远端约1～1.5 cm处用尖刀切开肺动脉约2 mm切口，用静脉输血管前端略细处切断(直径约2 mm)后直接插入肺动脉内，荷包线打结固定，用LPD溶液灌注入肺动脉远端内，灌注量60 ml/kg，灌注压力40 cm H2O，左心耳剪开引流灌注液,灌注至肺表面迅速呈粉白色为止。灌注期间呼吸机持续呼吸，胸腔内冰屑覆盖肺表面降温。灌注完毕后，心包外切断上、下腔静脉、主动脉，使肺膨胀到2/3状态下，夹闭气管,切除整体心、肺，注意防止损伤食管以免引起污染，将整体心、肺置入冷灌液中修剪保留0.5 cm心房袖，左、右肺动脉起始部切断肺动脉，距隆突两个气管环切断左、右主支气管，修剪的肺于灌注液中保存。

　　1.3受体犬单肺移植受体犬气管插管静脉复合麻醉后，取侧卧位，经第5肋间进胸，先游离肺动脉绕过纱带，套入阻断器，然后作全肺切除术。先结扎上、中、下肺静脉,在肺动脉根部用无创血管钳夹闭，于第I动脉分支远端切断，最后游离处理支气管，切下左或右全肺。供、受体按支气管、肺动脉、心房袖的顺序吻合：用40Prplone线连续对端缝合支气管后壁与前壁，用50Prplone线以同样方法先后行缝合肺动脉后壁与前壁，最后用40Prplone 线行心房袖端端吻合。吻合期间用肝素溶液间断冲洗血管吻合口，以防止血栓形成，血管吻合完毕开放肺动、静脉并排气。移植肺给予通气，盐水冲洗判断有无漏气，肺动脉血行血气分析。检查胸内无活动性出血，置放胸腔引流管，关胸。

　　2结果

　　在5次实验中，共吻合5个肺动脉及肺静脉或左房袖，吻合后肺动、静脉充盈良好，无狭窄，共吻合5个支气管。供肺采取时间：11～66 min，平均24 min;支气管吻合时间：10～26 min，平均17 min;肺动脉吻合时间：13～20 min，平均14 min;心房袖吻合时间18～63 min，平均34 min;移植肺冷缺血时间：249～1 050 min，平均722 min。犬肺移植手术成功，开放肺动脉及支气管通气后，肺组织由白色恢复至淡红色，与正常肺组织颜色相近，支气管通气良好。肺移植完成后，受体犬呼吸均恢复，血压平稳，犬挣扎、抬头，术后1～2 h脱离呼吸机，拔除气管插管，待胸腔引流量少、无气体逸出时拔除胸腔引流管、动脉测压管，留置股静脉输液管，予以圈养。移植后动、静脉血气分析显示移植肺早期功能良好，有2例受体犬分别存活3 d和5 d，供体肺冷缺血时间分别为17 h和4 h。死亡原因：犬出现咳嗽、厌食等症状死亡，尸检示受体犬的移植肺变成黑色，肺动脉吻合口血栓形成。有3例为术后24 h内死亡，其中1例犬术后自行活动，胸引管脱落，死于气胸。其余2例死亡原因：再灌注损伤，急性肺水肿。

　　3讨论

　　肺移植的近、远期效果与其它器官移植相比明显较差，其原因是多方面的，包括供肺保护是否满意，术中吻合是否满意，术后是否有效控制感染、排斥反应，围手术期的处理以及支气管并发症的防治[1]。总的来说，手术操作是否得当是影响手术效果最重要的因素。为了积累经验以开展人体肺移植，本实验进行了5次犬肺移植，前2次实验主要是熟悉犬的解剖生理以及麻醉、手术步骤，后3次对受体犬进行了全面检测和治疗，为观察肺移植功能的情况，采用对侧肺动脉定期暂阻断每小时10～15 min，连续6～7 h对肺动脉阻断前、后血氧饱和度血气进行分析，显示移植肺的血气分析和血氧饱和度变化不大，说明移植肺早期功能正常，由于存活期较短，未能对远期功能进行进一步研究。

　　3.1供肺保护供肺保护直接关系到肺移植成败[2]。减少缺血时间、改良灌注液、改善灌注方法是减轻再灌注损伤的关键。本组所有动物开胸时心脏跳动有力，色泽鲜红，主要是使供肺热缺血时间为零，对存活起重要作用。第4肋间横断胸骨，速度快，显露好，也缩短了热缺血时间。供肺采取低温动脉灌洗取得了满意的效果，使供肺在冷缺血情况下移植后仍有较好的换气功能。切开心包膜后经周围静脉全身注射肝素化，有利于在肝素化状态下灌注肺动脉，使肺组织完全被LPD溶液洗净而无血液成分残留[3]。肺动脉在灌注LPD溶液前注入前列腺素也是类似目的。前列腺素是一种强有力的血管扩张剂，利于LPD溶液在供肺内均匀分布及降温，同时可扩张细小支气管，具有调节白细胞及血小板的功能。在损伤组织中减少白细胞参与，抑制血小板聚集，并防止溶酶释放及超氧离子产生，降低血管通透性，具有保护细胞的作用，共同参与保护移植肺的功能[4]。本次实验采取顺行灌注或逆行灌注的方法，逆行灌注可对支气管循环进行灌注，同时可将顺行灌注后留下的血凝块及末梢血管的血栓冲洗掉。另外逆性灌注能增强肺表面活性物质的功能[5]。

　　3.2供肺修剪犬肺支气管管壁较薄，血供较差[6]，因此，供肺修剪时，应尽可能多地保留支气管周围组织，受体全肺切除时应尽量少解剖游离肺门的结缔组织，以保证其血供来自自身的支气管动脉，提供较多的软组织包埋吻合口，促进吻合口愈合，防止并发症的发生。在修剪供肺肺静脉时应多保留周围的心房组织，受体心房切口则相应大些，在上、下肺静脉根部之间切开心房，形成较大的心房袖，可有效地避免术后吻合口狭窄。

　　3.3吻合技术吻合是否得当直接影响手术效果。支气管吻合时，用小儿摩非氏导尿管插入到受体支气管口内，球囊充气，以防漏气和血液流入对侧[7]。在吻合心房袖、肺动脉时应外翻缝合，保证内壁光滑，防止血管扭曲及血栓形成。将受体肺静脉的最上支结扎，剩下的两支之间剖开和供肺左房袖吻合，其优点是既扩大了吻合口径又减少了对左房和右肺静脉的影响。肺动脉吻合口修剪应适当，要避免切除太少而产生动脉扭曲，切除太多会产生吻合口张力，切除的标准位置在第一分支远端，这样供体肺与受体肺第一分支可作为对合的标志。吻合的顺序宜先将支气管的位置对好，作为一个相对固定的支架[8]，然后摆好肺动脉和肺静脉的吻合位置后，先吻合支气管，再吻合肺动脉和左房袖，可避免肺血管的扭曲。

　　3.4受体吻合部位修剪犬左肺静脉一般有3个分支，三者相距较远，本实验全部保留修剪成左房袖，但吻合势必造成左房壁钳夹过多影响其功能，其至影响对侧肺静脉回流，故先结扎左肺上叶静脉，无损伤血管钳夹左房壁切断左肺中、下叶静脉并纵行剪开修成左房袖，与供体左房袖直接吻合。犬右肺静脉有4个分支，因第一、二支与第三、四支相距较远，故不能形成右房袖，手术中第一、二支肺静脉结扎，第三、四支肺静脉纵行剪开修成右房袖与供体右房袖进行吻合。本实验掌握了犬肺移植供肺采取的全过程，对肺动脉灌注的方法及技巧有新的认识，为进一步行人体肺移植采取供肺打下了良好的基础。通过犬异体肺移植供肺采取，熟悉了犬的胸部(包括胸壁、胸腔及心、肺)的结构，犬的胸腔小，尤其是前后径较长，所以在采取心、肺时空间较小，手术者仅能一只手进入胸腔，操作相对困难，另外犬肺组织较脆易受压，因此操作应轻柔、仔细[9]。犬肺移植后各血管吻合口容易出现血栓，这可能与手术操作有关，另外也与犬的高凝生理状态有关，因此我们对术中的肝素化不予强有力的拮抗，术后继续给予适量的抗凝处理，达到半肝素化程度 。

　　【参考文献】

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　　[2]张志泰，陈玉平，宋飞强，等.单肺移植供肺采取及保护[J].中华器官移植杂志，1997,18(4):202.

　　[3]Hopkinson DN, Bhabra MS, Hooper TL. Pulmonar graft preservation: a worldwide suevey of current clinical practice[J]. J Heart Lung Transplant,1998,17:525531.

　　[4]Aiba M, Takeyoshi I, Sunose Y, et al. FR167653 ameliorates pulomonary damage in ischemiareperfusion injury in a canine lung transplantation mode[J]. J Heart Lung Transplant,2000,19(9):879886.

　　[5]Struber M, Hohlfeld JM, Kofidis T, et al. Surfactant function in lung transplantation after 24 hours of ischemia:advantage of retrograde flush perfusion for preservation[J]. J Thorac Cardiovasc Surg,2002,123:98.

　　[6]周仑，陈椿.肺移植的动物实验研究[J].福建医学杂志，2001，16(3)：46.

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　　[8]孟辉，陈钢.肺移植研究进展[J].第一军医大学学报，2001，21(3)：224227.

　　[9]Aigner C, Seebacher G, Klepetko W. Lung transplantation. Donor selection[J]. Chest Surg Clin N Am,2003,13(3):429442.