李树学周波康天济陈飞仲维娜陈莹宋春燕（黑龙江中医药大学黑龙江哈尔滨150040）
【摘要】Langendorff离体心脏灌流装置是一套恒温恒压、受外界干扰因素较少的科研、教学实验装置，此实验装置能够排除在体实验中机体的神经和体液因素对心脏的影响，可控制性强，可以复制出不同的实验模型，也可运用于生理荮理病理生化等科研和实验教学中,对培养学生综合运用各科所学的知识和学生创新动手能力有着重要的意义，应将此应用于实验教学中。
【关键词】Langendorff离体实验教学应用
Langendorff离体心脏灌注装置是一套为小动物（如家兔、大鼠和豚鼠）心脏灌流而设计的一套实验装置，此装置对于心脏的内、外科研究具有非常重要的意义，同时在生理、电生理、病理生理、药理以及生物化学研究中已得到广泛地应用，对学生知识的综合运用、激发和培养学生的创新和创造能力也有着重要的意义，应该应用于学生的实验教学中，本文主要介绍langendorff离体心脏灌注装置在实验教学中的应用及其意义。
1Langendorff离体心脏灌注装置应用于实验教学的背景
1.1Langendorff离体心脏灌注装置的简介
Langendorff离体心脏灌注装置是一套为小动物（如家兔、大鼠和豚鼠）心脏灌流而设计的一套实验装置，在离体心脏灌流系统中，心脏被保存在具有温度控制系统的浴槽中，通过不同的控制环境（如一定的灌注压力、温度、酸碱度等）及各种因素（如营养物质、缺血、缺氧及药物等）观察对心脏活动的影响，还可以观察对冠脉流量的影响等，研究心脏功能的生理、电生理、病理生理、生物化学和药理学实验，对心脏的内外科研究有着重要的意义。
1.2Langendorff离体心脏灌注装置的现状及优势
Langendorff离体心脏灌注装置在南方著名的大学（如四川大学等）已经运用于科研及学生的实验教学中，对离体心脏的生理、病理、药理及生物化学等方面的研究认识有了长足的进展，对学校的科研进展、新药研发及经济效益等方面发挥了巨大的作用，对学生的科研能力、动手能力以及创造能力有着不可铭述的功勋。
Langendorff离体心脏灌注装置之所以有如此重要的地位，其在于此装置的用途广泛且能够用于研究学科的一些前沿研究。Langendorff离体心脏灌注装置可以运用于八大实验模式，都包括恒定灌注压力循环和非循环方式langendorff心脏系统实验和工作心脏系统实验；恒定灌注流量循环和非循环方式langendorff心脏系统实验和工作心脏系统实验，此八大实验模式能够满足所有离体心脏的科研以及实验教学，同时对学校的科研能力及实验中心的实验教学的发展发挥先进生产力的作用。
2Langendorff离体心脏灌注装置在实验教学中的具体应用
2.1Langendorff离体心脏灌注装置在生理及电生理教学中的应用
2.1.1离体心脏表面心电图
心电图是记录心脏的电活动,能够反映心脏的正常活动和异常活动,用于判断心脏的功能情况及心脏疾病,简洁方便准确,正常在体心电图早已投入临床使用供广大医师用于疾病的诊断以及指导临床用药,然而,离体心电图的引导比在体心电图困难,且研究发展较晚,但是离体心脏的心电图在判断离体心脏的情况以及诊判有着重要的意义,同时在判断心脏用药、药理作用及其作用机制等都有重要意义。
心脏表面心电图的引导方法如下，待离体心脏稳定灌流后，用铜丝缠绕于主动脉根部，用两根心电电极(Langendorff装置自带），一极接于缠绕主动脉根部的铜丝（这样能够除去外界电波的干扰，同时能够使电极与主动脉根部紧密连接以记录准确的心电图），一极接于心尖部，再通过心电导联线接于Medlab生物信号采集处理系统以模拟临床心电图标二导联的形式记录离体心脏表面心电图，实时反映心脏的功能情况及其模型复制、药物作用等情况。
2.1.2左室单相动作电位
单相动作电位分心室壁单层单相动作电位和多层心肌细胞的单相动作电位即跨膜动作电位，引导方法如下：
左心室外层单相动作电位的引导方法如下，待离体心脏稳定灌流后，采用自制的铂金丝吸附电极引导左心室外层单相动作电位，吸附电极能够准确的记录外层单相动作电位，插入式电极会因为手术者的操作等原因导致记录的不是外层单相动作电位，同时铂金为惰性电极，几乎不受外界干扰因素的干扰，记录准确的单相动作电位。
跨膜动作电位的引导是同步记录心室壁三层单相动作电位(MAP)，具体方法如下，设计跨心室壁三层单相动作电位(MAP)同步记录电极，以改造的12号不锈钢针头为外鞘，按先后顺序将彼此绝缘的外、中、内膜电极依次与外鞘组装，经过绝缘性、电导通性检测后，待家兔离体心脏稳定灌流后，记录了跨左心室壁内、中、外膜心肌的单相动作电位，此法能够清晰、有效的记录离体心脏跨心室壁各层的动作电位，可用于跨心室壁复极异质性的离体实验研究。
2.1.3左室内压
在此装置中，对离体心脏左心功能的检测主要采用球囊检测器压力等方法，本实验研究采用自制乳胶球囊通过左心耳进入左心房在进入左心室，连于压力换能器传感器通过Medlab生物信号采集处理系统记录并分析左心心功能。
2.1.4心肌张力
心脏的张力反映心脏的收缩舒张等情况，观察心脏的功能活动以及药物对心脏的作用，同时能够分析其离子调节情况。在生理实验中，有一个经典的离体心脏实验—蛙心灌流实验，此实验主要的目的是观察离子及药物对心脏活动的影响。本研究模仿蛙心灌流实验，用蛙心夹夹住家兔离体心脏心尖，通过压力传感器与Medlab生物信号采集处理系统与电脑相连，观察离体心脏的心肌张力以评价心脏的功能。
2.1.5冠脉流量
本研究采用记滴器实时记录离体心脏的冠脉流量，此方法有别于以往的用量筒量取流出液的体积来计算冠脉流量，这样能够记录每一时刻心脏流出液的变化情况，同时也采用量筒量取心脏流出液的体积的办法计算冠脉流量，较以往的方法更加精确同时更有说服力。
2.2Langendorff离体心脏灌注装置在病理生理中的应用
利用Langendorff离体心脏灌注装置的离体心脏灌流模型可以复制临床的多种疾病模型，模拟临床疾病的病理生理的改变，分析疾病的发病机制以及疾病发生发展过程和药物对疾病模型的治疗效果和治疗机制，为临床治疗疾病和用药提供实验依据。同时，离体实验的结束后，为了观察此离体心脏的生理变化和病理改变，我们可以利用此心脏做常规病理切片，病理染色，也可以做免疫组化，从微观结构观察动物疾病模型的生理病理变化。
2.3Langendorff离体心脏灌注装置在药理教学及生物化学中的应用
Langendorff离体心脏灌注装置是一套恒温恒压的离体灌流装置，此装置的离体心脏不受机体神经体液因素的影响，可控制性较强，灵活性也较大，并且作用明确，使药物对心脏的药理作用以及作用机制明确，没有机体的神经体液等因素的干扰，是心脏用药及新药研发研究不可缺少的实验装置。
3Langendorff离体心脏灌注装置应用于实验教学的意义
3.1培养学生综合应用各科所学知识的能力
Langendorff离体心脏灌注装置集生理、电生理、病理生理、药理以及生物化学于一体的综合性离体心脏实验装置。
通过对离体心脏表面心电图的记录以及实验过程中不同时间不同实验模型以及不同的实验用药对心脏的不同的作用反映于心电图上的波形也不一样,如急性心肌梗死模型的模型复制的时候,刚开始结扎心脏的冠状动脉时,心电图会有ST-T段抬高,心率加快,但是随着时间的推移,ST-T段会下移低平甚至倒置,同时也会有Q波的出现,不同的药物作用于心脏也会有不同的心电图。心电图的辨认能使学生对心电图的常规、分析及常见疾病的心电图的改变会明了于心，让学生由书本死的条条框框运用于实践中，为学生的临床铺下了奠基石。
单相动作电位的图形的解读以及机理的分析，会涉及到诸多学科，单相动作电位与心肌细胞钾钠钙离子的流动有关，这些内容会涉及到生理、病例生理和生化等学科的内容，同时心脏各个部位与血管走形，以及造模过程都需要解剖知识的支持，把生理、病理、解剖、生化等个系统的知识融合于一体，在学生头脑中不再是零散的知识。
3.2激发和培养学生的创新和创造能力
Langendorff离体心脏灌注装置是一套综合性的实验装置，我们对此装置的导管的连接方式简单的改变，就可以变为工作心脏的模式，此连接方式的改变就是对学生创新能力的考验和培养。另外对langendorff离体心脏关注装置的改装，还可以转换为其他的模式，此装置可以改装为八个实验模式，恒定灌注压力循环和非循环方式langendorff心脏系统实验和工作心脏系统实验；恒定灌注流量循环和非循环方式langendorff心脏系统实验和工作心脏系统实验，这些模式的变换都是对学生的考验。
左室内压的测定方法简单、意义较大，但是测量室内压的乳胶球囊制作对学生的动手能力和想象能力一个锻炼，同时也能够锻炼学生的合作能力，在现在科技飞跃的时代，合作体现的越来越重要，此球囊的制作需要学生的合作完成的。
冠脉流量的测定就是在单位时间内测量流出液的体积，这样不能够实时监测心脏的冠脉流量，并且误差较大对此，我们应用实验室现有的实验条件，用记滴器来检测心脏的实时冠脉流量，既节省时间又精确，动态的观察变化情况。
综上所述，Langendorff离体心脏灌注装置在科研和实验教学中有着重要的地位，对科研和实验教学实力的提高有着重要的实践意义。