局灶性腦缺血動物模型

大腦中動脈(Middle cerebral artery, MCA)是人類腦卒中的多發部位，大腦中動脈閉塞(Middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型被普遍認為是局灶性腦缺血的標準動物模型，主要方法有線栓法、電凝法、光化學法和血栓栓塞法。

1 線栓法(thread occlusion of the middle cerebral artery)

(1)復制方法  雄性SD大鼠，體重為250～300g。經腹腔注射水合氯醛(350～400mg/kg體重的劑量)或戊丨巴丨比丨妥丨鈉(50～60mg/kg體重的劑量)麻醉，仰臥位固定，剃除頸部毛發，手術區域皮膚常規消毒。切開右側頸部皮膚，鈍性分離胸鎖乳突肌和胸骨舌骨肌，顯露右側OCA及迷走神經。結扎 CCA、頸外動脈(exterial cerebral artery, ECA)及其分支動脈。分離右側頸內動脈(interial cerebral artery, ICA)，至鼓泡處可見其顱外分支翼腭動脈，于根部結扎該分支。在ICA近端備線、遠端放置動脈夾，在ECA結扎點(距頸內、頸外動脈分叉5mm處)剪一小口，將一直徑為0.22～0.249mm(4-0號)的尼龍線經ECA上剪口插入。插入前加熱處理使插入端變鈍(也可在尼龍線頭端用L-多聚賴氨酸涂抹后置肝素中浸泡，使成功率增高，梗塞面積恒定)，并做好進入線長度標記。扎緊備線，松開動脈夾，將尼龍線經ECA、ICA分叉處送入ICA，向前進入17～19mm時會有阻擋感，說明栓線已穿過MCA，到達大腦前動脈的起始部，堵塞MCA開口，造成腦組織局部缺血。1～3h后可緩慢退出尼龍線實施再灌注。

(2)模型特點  線栓法的優點為：無須開顱，動物損傷小，MCA閉塞效果較為理想，目前該模型被認為是惟一能觀察到再灌流的局灶性腦缺血模型，近年來較為常用。注意點：線選擇極為重要，較細時不容易穿到MCA，且缺血不明顯；較粗時缺血重，容易造成實驗動物的死亡。線要有的剛性，才能穿進ICA并穿進顱內，鋼性過強則容易穿透動脈引起顱內出血。穿線位置也應當根據實驗條件摸索。為提高線拴法大鼠局灶性腦缺血模型的成功率和穩定性，有學者研究了大鼠體重、拴線插入長度和直徑與MCAO模型成功的關系，用正交試驗法得出造模型的方案是采用大鼠體重為250～300g，線長為17m/n或18mm，線直徑為0.28mm制作MCAO模型。成功率高、重復性較好。

2 電凝法(electric coagulate)

(1)復制方法  SD大鼠，雌雄不拘，體重為250～300g。經腹腔注射水合氯醛(350～400mg/kg體重的劑量)或戊丨巴丨比丨妥丨鈉(50～60mg/kg體重的劑量)麻醉后右側臥位，剃除頸部毛發，手術區域皮膚常規消毒。在左側眼外眥到左外耳道連線的中點，垂直于連線切開皮膚約2cm。沿顴弓下緣依次切斷咬肌和顳肌，將這些肌肉推向前上，操作時避免損傷面神經及動脈。用牙科鉆在顴骨和磷狀骨前聯合前內2mm處鉆孔開顱。在手術顯微鏡下切開硬腦膜，暴露并游離MCA。用雙電極(電壓12V)電灼損毀大腦動脈環起始至嗅溝段的MCA。為防止電極的電流對腦組織造成電損傷，在操作過程中不斷向MCA周圍滴加生理鹽水并盡量減少電極在MCA上的作用時間。

(2)模型特點  開顱法的優點是實驗條件較穩定，缺血效果可靠，是經典性缺血模型，在程度上模擬了人類一側大腦半球缺血性梗死的情況。缺點是開顱法干擾了腦脊液動力學，易感染、創傷大，且閉塞后無法進行再灌注損傷。電凝并切斷MCA起始部至大腦下靜脈之間或嗅束內側2mm至大腦下靜脈之間的一段MCA后，可阻斷豆紋動脈及近端小皮質支的側支血流，在基底核區和皮質形成較恒定的梗死灶，梗死發生率可達100％。因此大鼠出現嚴重的神經功能缺失體征，且與梗死范圍有顯著相關性，從而為研究不可逆性腦缺血提供了可靠的動物模型。

3 光化學法(photochemistry)

光化學刺激可造成嚴重的血管內皮損傷，在短時間內光照區內的血管即可發生性血栓形成，進而形成局灶性的梗死灶。實驗動物可選用兔、大鼠或豚鼠等造模。

(1)復制方法  動物麻醉后固定于腦立體定位儀上，剪除手術區域毛發，皮膚常規消毒。在左側眼外眥到左外耳道連線的中點，垂直于連線切開皮膚約2cm，去處顳肌，顯微手術鏡下用鉆頭打開一直徑6mm的骨窗，保留硬膜。將直徑3mm的光導纖維遠端置于顱底MCA經過嗅束的起始處，靜脈注射化學熒光染料四碘四氯熒光素二鈉，同時打開光源引導波長520～620mm的冷光照射。光線透過顱骨與血管內的染料接觸，激發光化學反應，引起照射部位皮質血管內皮細胞毒性腦水腫，從而導致腦梗死。同時用多普勒激光探頭監測腦組織血流量。

(2)模型特點  這一模型的優點為：①較好地模擬了人類腦血栓形成的動態過程，符合目前臨床治療理論的新發展，為臨床治療提供了有效的實驗工具。②在硬腦膜外操作，不影響顱內壓和顱內環境。③給藥方式靈活且針對性強，既可預防性給藥，觀察藥物提高血管抗損傷的效能，又可治療性給藥，評價抗血栓藥、溶栓藥和血管保護劑的藥理作用和療效。

Suzuki等用豚鼠光化學腦梗死模型觀察到，這一模型在實施過程中存在反復缺血再灌注現象，表明這一模型在研究血栓形成缺血再灌注方面有獨丨一丨無丨二的優勢。不足之處為光敏物質對血液系統有影響，微血管明顯損傷、血一腦屏障早期開放、血管源性腦水腫均為大血管閉塞的非典型表現，而非人類腦血栓形成的表現特征。

4 血栓法(autologous blood emboli)

(1)復制方法

1)血栓的制作  SD大鼠，經腹腔注射水合氯醛(350～400mg/kg體重的劑量)或戊丨巴丨比丨妥丨鈉(50～60mg/kg體重的劑量)麻醉后使大鼠仰臥位固定于手術臺上，剪除手術區域毛發，皮膚常規消毒。切開左下肢皮膚。找到股靜脈，穿刺抽靜脈血0.5ml加入0.15ml凝血酶(200U加0.4ml生理鹽水)后立即混勻，隨后注入2根連續硬膜外麻醉導管內，靜置15～20min。縫合完皮膚后，將導管內的血凝塊用注射器緩緩移入生理鹽水中，清洗2～3遍以去掉血栓表面的紅細胞。在顯微鏡下觀察，選擇富含纖維素的血栓剪成14～18個2mm長的小段，然后將這些被選擇的片段置于pH 7.4的磷酸鹽緩沖液(或生理鹽水)中。在磷酸鹽緩沖液中靜置4～5h，使其完成凝縮后，將血栓連同磷酸鹽緩沖液一起吸入一根透明的連續硬膜外麻醉導管備用，注意避免導管內吸入空氣。(也可在導管兩端各接一裝有生理鹽水的注射器，使鹽水反復通過導管沖洗血栓5min)。

2)鼠腦栓塞模型制作  待血栓凝縮4h后，將大鼠再次麻醉，手術區域皮膚消毒。頸正中偏左切開皮膚，鈍性分離出左側CCA，ICA和ECA。結扎ECA的2個分支，穿2根線于ECA，將ECA遠心端結扎。結扎ICA分支翼突腭動脈。動脈夾夾閉CCA和ICA，在ECA遠端剪一“V”形切口，將22號套管針由ECA遠端向近端插管。插管成功后拔出針芯，將插入的套管置入CCA分叉處，用線固定套管，將含血栓的透明導管用20號套管針芯連接于22號套管，松開頸內動脈夾，緩緩將導管內的血栓和磷酸鹽緩沖液注入ICA(30s)后拔出套管。結扎ECA近心端，松開頸總動脈夾，縫合皮膚。整個操作過程注意保持大鼠體溫，肛溫保持在36～37℃。

(2)模型特點  該模型產生了顯著而持久的供血中斷，并形成了范圍恒定和邊界清楚的梗死灶。在確定血栓注射入ICA后，造模成功率達80％以上。這種模型類似人類的自然梗死現象，手術創傷小，成功率高。血栓富含纖維蛋白，既適用于介入治療和溶栓降纖治療的研究，也適用于局灶性腦缺血藥物保護機制的研究，以及血小板微血栓形成后的腦病理改變研究。該模型相對于線栓法和光化學法更貼近于臨床上的腦栓塞。缺點是不易預見缺血部位和范圍，不能再通，栓塞動脈對側也可能受累，并可能導致外源性物質引起的炎癥反應等。

5 局灶性腦缺血再灌注(reperfusion after local cerebral ischemia)

局灶性腦缺血再灌注選用多的模型是線栓法。按照上述方法阻斷CCA，ECA和ICA，用栓線(尼龍線)阻斷 MCA，造成腦組織局部缺血。1～3h后可緩慢退出尼龍線實施再灌注。

由于豚鼠光化學腦梗死模型的實施過程中存在反復缺血再灌注現象，因此這一模型可用于血栓形成缺血再灌注的研究。