动物模型构建与评估丨大鼠体外膜肺氧合实验动物模型

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《动物行为实验指南》共674页，涵盖了常见的实验动物，如小鼠、大鼠和斑马鱼，详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导，帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段，减少了查阅文献和寻找方法的时间，成为各类科研人员的重要参考资料。

《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型，包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下，都详细介绍了多个经典的实验范式，涵盖了超过100种实验方法。

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动物体外膜肺氧合（Extracorporeal Membrane Oxygenation, ECMO）实验动物模型是用来研究ECMO技术的一种重要手段。ECMO是一种高级的生命支持技术，用于暂时替代心脏和/或肺部功能，为患有严重心肺衰竭的患者提供支持。动物因其成本较低、易于处理以及生理特征与人类有一定的相似性，成为研究ECMO的理想模型之一。近年来，因动物具有解剖结构与人类几乎相同、体积小、成本低、建模过程相对简单、重复性高等优点而被广泛用于ECMO实验模型的建立。

Fig1 小鼠ECMO模型的基本构造

在这个模型中，血液从下腔静脉被抽取出来，经过体外循环系统进行氧合，然后重新注入到上腔静脉中。具体来说，左侧颈静脉被用来作为血液的引流端口，而右侧颈静脉则被用作血液的再灌注端口。这种布局允许血液在体外完成氧合过程，然后重新输送到体内，以支持心肺功能。 

动物ECMO模型的建立：

1. 静脉动脉ECMO (VA ECMO) 模型：

原理：通过将血液从静脉引出，经过氧合后再返回动脉，以支持心肺功能。

使用5%七氟烷进行麻醉。经口气管插管并连接呼吸机，在右侧股动脉置入22G静脉留置针作为动脉灌注端。在同侧颈静脉置入自制静脉引流管作为静脉引流端，监测血压、心率等生理参数。在术前、术后不同时间点检测血气分析和心肌酶学变化。

2.静脉ECMO (VV ECMO) 模型：

原理：仅支持肺功能，血液从静脉引出，经过氧合后再返回另一条静脉。

使用5%七氟烷进行麻醉，之后维持2%七氟烷麻醉。气管插管并连接小动物呼吸机，在颈静脉置入引流管和灌注管。全程监测血压、心率等生理参数。在术前、术后不同时间点检测血气分析。

详细步骤：

开始对动物实施ECMO，开启泵并设置初始流速为0.1毫升/分钟。在接下来的2分钟内调整泵的流速至3-5毫升/分钟；

如果通过插管部位出现流入空气的情况，请减慢流速，并向电路中添加0.1毫升的预充溶液，通过一个捕捉空气的储液器加入；

在稳定的流速下，继续通过数据采集设备实时监控所有生命体征。 

不断观察静脉引流的回流情况，并监测储液器中血液的水平；

收集任何从伤口泄漏出来的血液，使用1毫升注射器配以24号针头收集，并通过空气捕捉储液器将其返回到ECMO电路中；

对于血气分析(BGA)，使用血样采集盒，在以下时间和位置收集大约75微升的动脉血：开始ECMO 10分钟后，从下腔静脉（IVC）通过预先安装的一个额外导管采集血液样本，在氧合器之后的相似额外导管（对照）处，以及直接从股动脉采集；

开始ECMO 30分钟后，从股动脉采集血液样本；

每隔45分钟通过空气捕捉储液器或股动脉导管，或者通过血液引流导管吸出气泡的方式，补充0.1毫升的预充溶液以补偿血管内的液体损失；

对于血气分析(BGA)，使用血样采集盒收集大约75微升的动脉血：

开始ECMO 1小时后，从股动脉采集血液样本。

开始ECMO 2小时后，从下腔静脉通过预先安装的一个额外导管采集血液样本，在氧合器之后的相似额外导管（对照），以及直接从股动脉采集。

2小时后，逐渐减慢泵的流速（耗时5分钟），从而停止ECMO。

继续记录生命体征另外10分钟。

应用方向：

1. 研究ECMO的最佳治疗方案：通过改变ECMO参数（如流量、温度等）来优化治疗效果。

2. 研究并发症的防治策略：评估不同的管理措施对预防ECMO相关并发症的效果。

3. 评估新型ECMO设备：测试新型ECMO设备的安全性和有效性。 

4. 药物和治疗策略的评估：评估不同药物和治疗策略对ECMO支持患者的影响。

评估方法：

1. 生理学参数：血压、心率、血氧饱和度等。

2. 血气分析：监测血液中的氧气和二氧化碳水平。

3. 心肌酶学变化：检测心肌损伤的标志物。

4. 组织学检查：通过病理学检查评估组织损伤程度。

5. 分子生物学检测：评估ECMO期间的炎症反应、基因表达变化等。