2022年6月16日
由于心脏解剖结构复杂,要实施一种可稳定重复的心脏样本分离与采集方案具有挑战性。本文介绍了几种标准心脏解剖方案的关键要素,重点说明常用于组织病理学检查的大体检查方法及取样部位。
不同物种及个体间心脏结构的差异,以及文献中的不一致之处,要求研究者必须充分理解心脏解剖结构,并严格遵循标准化操作方法。该技术有助于提高观察者之间的一致性,增强心血管疾病实验研究的可比性和可重复性。对于不熟悉该技术的操作人员,可能难以准确识别心脏的全部结构组分。
我的建议是花一些时间熟悉心脏的解剖结构。由于心脏的解剖结构复杂,难以理解,因此需要通过可视化的方式展示该方法。首先,在将实验动物置于解剖台左侧之前,应称量其体重。
然后通过视诊和触诊皮肤及黏膜,对外部体表进行检查,记录颜色、质地和体积的所有变化。接着,使用手术刀在右侧腋窝处做一个精确的7厘米切口。找到髋股关节后,用手术刀切开关节囊,并切断股骨头韧带。
将腋窝处的皮肤切口向前延伸至下颌联合,向后延伸至会阴部。用手术刀去除皮肤,暴露从腹侧正中线至椎体横突水平的胸腹壁。接着,使用手术刀和镊子,在右侧肋弓腹侧偏后方的腹壁上制作一个皮瓣。
然后,沿右侧季肋部的尾侧,用剪刀切开腹腔。继续沿右侧腰旁区向尾侧延伸切口,直至髂外嵴。随后,将切口延伸至白线的耻骨附着处,并简要原位检查腹腔器官,观察其颜色、质地、体积和位置是否有任何改变。
接下来,使用手术刀和镊子,在膈肌的最高点处进行穿刺。然后使用骨剪,先切断胸骨旁的软骨部分,再切断靠近肋椎关节处肋骨的背侧部分,以移除右侧肋骨。原位检查心脏,观察其大小、颜色、位置以及与邻近组织的连接情况。
同时,通过触诊检查质地是否有任何变化。然后,使用剪刀从心脏基底部向心尖作纵向切口,打开心包腔。检查心包腔和心外膜的颜色、质地和体积是否有任何异常改变。
接下来,使用剪刀在上腔静脉进入右心房处至少一厘米以上的位置进行切断,以分离心脏,保留界嵴,并获得主动脉、肺动脉干以及上下腔静脉的横断面。观察器官的外部轮廓、心外膜的外观、透过心外膜所见的心肌状况,以及大血管的外部形态。为实施心脏解剖的流入-流出法,将心脏置于心房面朝上的位置,使用剪刀和无齿镊,从下腔静脉广泛剪开至右心房。
从右心耳处剪开心脏以暴露界嵴或窦房结后,从背侧观察三尖瓣。然后,从右心房向右心室与室间隔的连接处剪开,显露右房室瓣。接着,沿室间隔方向切开右心室游离壁,直至肺动脉干起始处。
彻底检查右房室瓣,包括腱索和乳头肌后,切断腱索。接着,将镊子沿肺动脉干放置,纵向切开肺动脉干,以检查肺动脉流出道、肺动脉干起始部及半月瓣。为从背侧观察二尖瓣,需从肺静脉处向左心耳尖端切开左心房。
接下来,将心脏放置,使室间隔朝下,并从心室底部至心尖在心室游离壁上做一个较大的切口。然后,剪断左房室瓣瓣叶的腱索。最后,通过左心室流出道插入镊子,切开主动脉。
使用生理盐水清除所有血凝块后称量心脏。进行组织学取样时,首先用手术刀在右心房、三尖瓣及右心室游离壁区域做两条纵向平行切口,切口间距约为5毫米。接着,在左心房、二尖瓣、后乳头肌和左心室区域做两条类似的平行切口。
在心脏背侧上三分之一处,沿包含室间隔、右心房、主动脉、主动脉瓣和三尖瓣的连线横向切开心脏基底部。然后,做两个平行的纵向切口,分别涉及主动脉基底部和室间隔。接着,修剪围绕界嵴周围的右心房组织。
为获取六个窦房结组织块,沿界嵴的长轴方向作数个横向平行切面,切面间距约为三至四毫米。随后,将所获组织修剪后置于组织学包埋盒中,并浸入10%中性缓冲福尔马林溶液中固定至少48小时。取材冠状动脉时,使用镊子和手术刀从锥旁沟分离冠状动脉,并将其置于10%中性缓冲福尔马林溶液中过夜固定。
如有需要,将组织置于8%甲酸与盐酸等体积混合液中进行脱钙。随后,每隔约三毫米做数个横向切口。将组织片放入组织学包埋盒中,并将包埋盒置于10%中性缓冲福尔马林溶液中固定,以备包埋。
将心脏置于10%中性缓冲福尔马林中固定至少48小时后,使用两把无齿直解剖镊。一把经上腔静脉、右心房、三尖瓣和右心室插入;另一把经肺静脉、左心房、二尖瓣和左心室插入。
以镊子之间的空隙作为引导,使用切割刀片从心脏基底部向心尖进行切割。间隔约5毫米,再切割另一纵向心脏节段,该节段需包含主动脉。随后,将心脏基底部与心尖完全分离。
将每个组织片段放入组织学包埋盒后,将包埋盒置于10%中性缓冲福尔马林溶液中固定,直至包埋。该方案能够成功显示心脏的外部特征和内部结构。利用此技术,可从犬、猫等不同动物成功采集心脏组织样本用于组织学研究。
在释放心脏时务必小心谨慎,以免损伤某些感兴趣的结构。同时,在分离、采集和包埋窦房结的过程中也需注意。尽管该方法最初旨在用于诊断心律失常模型、肥厚型心肌病、心肌梗死和心脏中毒,但它也可用于诊断任何心脏疾病。
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本文讨论了由于心脏复杂的解剖结构而带来的心脏解剖挑战。介绍了标准的解剖操作流程,并强调了组织病理学检查的关键取样部位。
大型动物心脏的标准化解剖和组织学取样方案对于心血管疾病研究中的可重复性和数据可比性至关重要。一致的解剖取样可减少观察者间的变异,支持临床前模型中靶点验证的可靠性。这些方案为心血管药物研发中的可靠转化研究和项目决策提供了基础。
这些解剖与取样方案位于临床前模型表征与转化研究的交汇点,支持从早期发现到先导物鉴定及临床前验证的全流程工作。