心脏灌流
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特点： 灌流途径按正常循环途径 设计，一根蛙心插管插入左肝 静脉并进入静脉窦，另一根蛙 心插管仅插入主动脉，并不穿 过主动脉瓣进入心室腔内，可 以根据实验要求设定不同的前
负荷和后负荷。
注意事项
① 不能损伤或结扎静脉窦； ② 主动脉内的插管不要过深以免抵住主动脉瓣 ③ 两根插管有一定相对位置，插管前要考虑好方向， 插管后应避免血管扭曲，保证灌流畅通 ④ 避免气泡进人心脏。
4. 连接记录装置：
将一特制的金属小钩固定在心尖部，利用张力传
感器与多导记录仪相连并描记心脏收缩曲线和测定
收缩力等指标。
Langendorff 离体心脏灌流装置可用于测定不同
种生理学试剂和药物的直接效应，以及对这些药物
的拮抗作用。还可观察冠脉流量的变化。
注意事项
取心脏和插管操作需迅速。 插管不易过深，以免损伤主动脉瓣。
• 配合不同的测量装置可测量： 左室压（LVP) 心电 温度 心肌张力 心输出量 灌注压 冠脉血流 新陈代谢 离子 转基因研究
冠状动脉结扎与心肌缺血再灌
Scholz 等(1992,1993)在进行心肌缺血再灌实验 时，用65 mmHg恒定压力灌注离体工作心脏20 min ( 缺血前期) 后，夹闭左冠状动脉近端 15 min，造成
3. 灌流：
将心脏转移到一个双层壁的玻璃浴槽（类似于做离体
小肠平滑肌灌流用的恒温浴槽或麦氏浴槽）中，浴槽内加
入 Ringer’s 液或 Krebs—Henseheit 缓冲液，利用恒温水浴
使这一装置保持在37℃。 经 主 动 脉 插 管 灌 注 氧 饱 和 的 Ringer’s 液 或 Krebs— Henseheit缓冲液，持续保持适当的灌注压。
则可研究压力－容积作功关系。
Gottlieb等的改进(1904)
将可充水的小球囊固定在一根导管末端，经肺静脉、
左心房和二尖瓣放入左心室。
球囊内注水量与左心室容积相等，相当于前负荷大
小，可根据实验要求选择预定的前负荷或改变前负荷。
心脏收缩舒张过程给球囊一个有节律的压力，传导 到压力传感器上。 优点：压力变化和前负荷大小可以读出 (mmHg)，可 记录左心室收缩曲线，并记录心率。
灌流压大小恰当，压力过低则冠状动脉灌流量不足，
过高则因主动脉根部过于扩张导致主动脉瓣关闭不全。
灌流液温度恒定：37 ℃ (95% O2 + 5% CO2饱和)。
Langendorff 法的缺陷与改进
由于在实验过程中心室不充盈，心室不按照容
量－压力曲线作功。
后来其实验方法被不断改进，以适应各种不同研 究的需要，如在按上述灌流方法进行灌流以保持心脏 存活的同时，在用另一根插管插入右心房灌流心脏，
急性心肌缺血 (缺血期)，再重新开放血管夹再灌注
并监测30 min (再灌注期)。再灌注期发生室颤。
取冠状动脉流出液检测乳酸、乳酸脱氢酶 (LDH) 和
肌酸激酶 (CK) 。实验完成后，可测量心肌组织中的糖
原、乳酸、ATP和磷酸肌酐。 在缺血前或再灌注前 5 min通过灌注液给予药物观 察其对肌缺血再灌损伤的影响。 在间接体内试验中，在准备处死大鼠制备离体心脏
在离体条件下观察并记录心脏的生理活动、 病理变化以及各种药物和试剂等施加因素对其 生理生化及形态变化的影响。
离体心脏灌流的优点
1. 排除在整体情况下体内各种复杂因素的干扰，直
接观测离体心脏标本的各项指标。
2. 易于严格控制实验环境，方法简便精确，有利于
分析作用机制及对药物的药效作定量研究。
3. 易于获得准确、精细的结果。
பைடு நூலகம் 特点
• 适用于大鼠、豚鼠以及兔的离体心脏灌流实验; • u 设计科学，结构简洁，可操作性强; • u 完善预热系统，可与超级恒温水浴相连，充分 保证实验恒温环境; • u 充氧采用上进气模式，有效避免传统下进气模 式因药物沉淀底部所导致的气路阻塞; • u 提供外径为1.8mm和2.2mm两种规格的主动脉 插管; • u 可通过压力换能器连入生物信号采集系统来观 察有关指标的变化。
离体心脏灌流
Cardiac Perfusion in Vitro
南京医科大学 生理学系 韩莹
离体心脏灌流的基本原理
将动物的心脏从体内取出放入特定的生理代
用液中，根据不同的实验目的和不同种属动物特
点进行恒温、通氧或恒温灌流及建立与动物机体
内环境基本相似的人工环境，以保证心脏维持正 常活动状态。
离体心脏灌流的意义
在任氏液中滴加1% KCl 1-2滴
在任氏液中滴加1:10000 肾上腺素1-2滴
在任氏液中滴加1:10000 乙酰胆碱1-2滴
注
① 不能损伤或结扎静脉窦 ② 插管一定要进入心室腔
意
③ 出现作用后立即用新鲜任氏液换洗三次，以免心肌受损
④ 蛙心插管内液面应保持恒定，以免影响结果
八木法离体蛙心灌流
Necly等的改进(1967)
在肺静脉或左心房内插入另一根导管，灌流液经 此导管进入左心房，并通过二尖瓣进入左心室，左 心室收缩时将灌流液通过主动脉泵出，该方法可改 变心脏的前后负荷，测定心输出量、压力－容积作 功关系等。
Bardenheuer等的改进(1983)
小球囊插入左心室，通过一个插管将球囊内的液体泵
前1 h经口服给予实验药物观察其对肌缺血再灌损伤的
影响。
Radnoti 离体工作心脏灌流系统 (Working Heart System)
可进行工作心脏实验， LANGENDORFF 恒 压，恒流，循环或非循环实验。实验可以是 起博或自发心跳状态。
灌流液从左心耳流入左心室，左心室收缩克服 主动脉阻力将心室内液体射入模拟主动脉管道， 使心脏在生理状态下进行灌流实验。在此装置 中，左心室充盈压（前负荷）及主动脉柱压 （后负荷）可以保持恒定，心率亦可通过电起 搏装置加以控制。因此，可以根据需要将三者 同时进行控制，观察药物对心肌收缩性能的影 响，或控制其中两项，观察心肌收缩性与另一 项的关系。此外通过测定冠脉流出液中某些物 质，可以了解药物或其它因素对心脏生化方面 的影响。
哺乳类动物离体心脏灌流
——Langendorff 法
Langendorff首次描述了保持哺乳动物离体心
脏存活的方法，采用恒压或恒流方式，从主动脉
根部逆向用含氧灌流液灌流心脏，这种方式的逆
向灌注关闭了主动脉瓣，使得灌注液经冠状动脉
分布，并流入冠状窦和右心房。
• 离体心脏灌流实验将动物 心脏取出，连接到特定的 灌流装置，用灌流液灌注 ，排除了神经和体液的控 制，配合特别分析软件记 录心室内压、动脉血压和 心电信号，自动分析各项 生理参数，用于病理生理 情况下的心功能与血流动 力学改变等研究，在生理 、病理生理以及药理学研 究中已得到广泛地应用。
灌流途径与正常循
环途径不同，蛙心插管 通过主动脉瓣直接插入 心室腔内，灌流液通过 同一蛙心插管进入心室
腔和流出，前负荷和后
负荷相等。
方
1.破坏脑脊髓，暴露心脏。 2. 心室插管 3. 结扎静脉窦，游离蛙心 4. 使用张力传感器
法
5. 改变灌流液成分
正常的蛙心搏动曲线 用0.65％ NaCl替换任氏液 在任氏液中滴加2％ CaCl2 1-2滴
人一个体外的闭合循环通路中，并由两个弹性瓣膜控制其
单向流动。
每次心脏收缩时，由球囊排除的液体量相当于心脏的
每搏输出量，可以通过顺序连接的一个流量计探头和一个 积分仪进行测量。前负荷和后负荷可以分别调整。经主动 脉逆灌进入冠状动脉的灌注液流量也可单独记录下来。
其它改进
将微型压力传感器经肺静脉、左心房和二尖瓣放入左
缺点和局限性
失去了机体完整统一的内环境和神经体液 调控作用，失去了体内各种组织、细胞之间
的相互关系，不能完全反映心脏在整体情况
下的活动规律与正常整体情况。
离体心脏灌流方法
两栖类动物： 蟾蜍、青蛙等 Straub法、八木法
哺乳类动物：大鼠、家兔、猫等
Langendroff 法
经典的离体蛙心灌流——Straub法
哺乳类动物离
体心脏灌流
——
Langendorff
法
能够进行精确恒压或恒流灌 注。完善的预热系统和充氧 通路能够保证恒温环境和灌 流液氧饱和状态，从而有效 保持离体心脏的生理活性， 使实验顺利进行。可测定心 输出量、冠脉流量、左室内 压、心率、心电及心肌收缩 性能等相关指标，观察药物 对哺乳类动物离体心脏活动 的影响，研究心肌缺血、缺 氧病理损伤机制等。
心室腔直接记录和测定左心室内压力变化，如左心室 收缩压（LVSP）、左心室舒张末期压（LVEDP）和左 心室压力变化速率（LV dP/dP）等； 利用放入肺动脉内的导管连接到PMH 73酸碱／血气检
测仪上的电极测定冠状静脉的 Po2, 并可结合灌流液的
Po2和冠状动脉流量计算心肌耗氧量； 经过两根固定在心脏表面的电极可记录心外膜心电图； 心脏内埋藏电极记录希氏束电图等。
实验方法
1.麻醉、取出心脏：在戊巴比妥钠麻醉和人工呼吸
的 情 况 下 迅 速 取 出 心 脏 ， 置 于 盛 满 37 ℃ 氧 饱 和 的
Ringer’s液的盘中，去除粘附的心包和肺组织，确定主 动脉的位置，并恰好在其分支下方切断。 2. 主动脉插管：将一个玻璃或塑料的插管插入主 动脉，注意插管不要过深以免损伤主动脉瓣，结扎固 定。
负荷和后负荷。
注意事项
① 不能损伤或结扎静脉窦； ② 主动脉内的插管不要过深以免抵住主动脉瓣 ③ 两根插管有一定相对位置，插管前要考虑好方向， 插管后应避免血管扭曲，保证灌流畅通 ④ 避免气泡进人心脏。
4. 连接记录装置：
将一特制的金属小钩固定在心尖部，利用张力传
感器与多导记录仪相连并描记心脏收缩曲线和测定
收缩力等指标。
Langendorff 离体心脏灌流装置可用于测定不同
种生理学试剂和药物的直接效应，以及对这些药物
的拮抗作用。还可观察冠脉流量的变化。
注意事项
取心脏和插管操作需迅速。 插管不易过深，以免损伤主动脉瓣。
• 配合不同的测量装置可测量： 左室压（LVP) 心电 温度 心肌张力 心输出量 灌注压 冠脉血流 新陈代谢 离子 转基因研究
冠状动脉结扎与心肌缺血再灌
Scholz 等(1992,1993)在进行心肌缺血再灌实验 时，用65 mmHg恒定压力灌注离体工作心脏20 min ( 缺血前期) 后，夹闭左冠状动脉近端 15 min，造成
3. 灌流：
将心脏转移到一个双层壁的玻璃浴槽（类似于做离体
小肠平滑肌灌流用的恒温浴槽或麦氏浴槽）中，浴槽内加
入 Ringer’s 液或 Krebs—Henseheit 缓冲液，利用恒温水浴
使这一装置保持在37℃。 经 主 动 脉 插 管 灌 注 氧 饱 和 的 Ringer’s 液 或 Krebs— Henseheit缓冲液，持续保持适当的灌注压。
则可研究压力－容积作功关系。
Gottlieb等的改进(1904)
将可充水的小球囊固定在一根导管末端，经肺静脉、
左心房和二尖瓣放入左心室。
球囊内注水量与左心室容积相等，相当于前负荷大
小，可根据实验要求选择预定的前负荷或改变前负荷。
心脏收缩舒张过程给球囊一个有节律的压力，传导 到压力传感器上。 优点：压力变化和前负荷大小可以读出 (mmHg)，可 记录左心室收缩曲线，并记录心率。
灌流压大小恰当，压力过低则冠状动脉灌流量不足，
过高则因主动脉根部过于扩张导致主动脉瓣关闭不全。
灌流液温度恒定：37 ℃ (95% O2 + 5% CO2饱和)。
Langendorff 法的缺陷与改进
由于在实验过程中心室不充盈，心室不按照容
量－压力曲线作功。
后来其实验方法被不断改进，以适应各种不同研 究的需要，如在按上述灌流方法进行灌流以保持心脏 存活的同时，在用另一根插管插入右心房灌流心脏，
急性心肌缺血 (缺血期)，再重新开放血管夹再灌注
并监测30 min (再灌注期)。再灌注期发生室颤。
取冠状动脉流出液检测乳酸、乳酸脱氢酶 (LDH) 和
肌酸激酶 (CK) 。实验完成后，可测量心肌组织中的糖
原、乳酸、ATP和磷酸肌酐。 在缺血前或再灌注前 5 min通过灌注液给予药物观 察其对肌缺血再灌损伤的影响。 在间接体内试验中，在准备处死大鼠制备离体心脏
在离体条件下观察并记录心脏的生理活动、 病理变化以及各种药物和试剂等施加因素对其 生理生化及形态变化的影响。
离体心脏灌流的优点
1. 排除在整体情况下体内各种复杂因素的干扰，直
接观测离体心脏标本的各项指标。
2. 易于严格控制实验环境，方法简便精确，有利于
分析作用机制及对药物的药效作定量研究。
3. 易于获得准确、精细的结果。
பைடு நூலகம் 特点
• 适用于大鼠、豚鼠以及兔的离体心脏灌流实验; • u 设计科学，结构简洁，可操作性强; • u 完善预热系统，可与超级恒温水浴相连，充分 保证实验恒温环境; • u 充氧采用上进气模式，有效避免传统下进气模 式因药物沉淀底部所导致的气路阻塞; • u 提供外径为1.8mm和2.2mm两种规格的主动脉 插管; • u 可通过压力换能器连入生物信号采集系统来观 察有关指标的变化。
离体心脏灌流
Cardiac Perfusion in Vitro
南京医科大学 生理学系 韩莹
离体心脏灌流的基本原理
将动物的心脏从体内取出放入特定的生理代
用液中，根据不同的实验目的和不同种属动物特
点进行恒温、通氧或恒温灌流及建立与动物机体
内环境基本相似的人工环境，以保证心脏维持正 常活动状态。
离体心脏灌流的意义
在任氏液中滴加1% KCl 1-2滴
在任氏液中滴加1:10000 肾上腺素1-2滴
在任氏液中滴加1:10000 乙酰胆碱1-2滴
注
① 不能损伤或结扎静脉窦 ② 插管一定要进入心室腔
意
③ 出现作用后立即用新鲜任氏液换洗三次，以免心肌受损
④ 蛙心插管内液面应保持恒定，以免影响结果
八木法离体蛙心灌流
Necly等的改进(1967)
在肺静脉或左心房内插入另一根导管，灌流液经 此导管进入左心房，并通过二尖瓣进入左心室，左 心室收缩时将灌流液通过主动脉泵出，该方法可改 变心脏的前后负荷，测定心输出量、压力－容积作 功关系等。
Bardenheuer等的改进(1983)
小球囊插入左心室，通过一个插管将球囊内的液体泵
前1 h经口服给予实验药物观察其对肌缺血再灌损伤的
影响。
Radnoti 离体工作心脏灌流系统 (Working Heart System)
可进行工作心脏实验， LANGENDORFF 恒 压，恒流，循环或非循环实验。实验可以是 起博或自发心跳状态。
灌流液从左心耳流入左心室，左心室收缩克服 主动脉阻力将心室内液体射入模拟主动脉管道， 使心脏在生理状态下进行灌流实验。在此装置 中，左心室充盈压（前负荷）及主动脉柱压 （后负荷）可以保持恒定，心率亦可通过电起 搏装置加以控制。因此，可以根据需要将三者 同时进行控制，观察药物对心肌收缩性能的影 响，或控制其中两项，观察心肌收缩性与另一 项的关系。此外通过测定冠脉流出液中某些物 质，可以了解药物或其它因素对心脏生化方面 的影响。
哺乳类动物离体心脏灌流
——Langendorff 法
Langendorff首次描述了保持哺乳动物离体心
脏存活的方法，采用恒压或恒流方式，从主动脉
根部逆向用含氧灌流液灌流心脏，这种方式的逆
向灌注关闭了主动脉瓣，使得灌注液经冠状动脉
分布，并流入冠状窦和右心房。
• 离体心脏灌流实验将动物 心脏取出，连接到特定的 灌流装置，用灌流液灌注 ，排除了神经和体液的控 制，配合特别分析软件记 录心室内压、动脉血压和 心电信号，自动分析各项 生理参数，用于病理生理 情况下的心功能与血流动 力学改变等研究，在生理 、病理生理以及药理学研 究中已得到广泛地应用。
灌流途径与正常循
环途径不同，蛙心插管 通过主动脉瓣直接插入 心室腔内，灌流液通过 同一蛙心插管进入心室
腔和流出，前负荷和后
负荷相等。
方
1.破坏脑脊髓，暴露心脏。 2. 心室插管 3. 结扎静脉窦，游离蛙心 4. 使用张力传感器
法
5. 改变灌流液成分
正常的蛙心搏动曲线 用0.65％ NaCl替换任氏液 在任氏液中滴加2％ CaCl2 1-2滴
人一个体外的闭合循环通路中，并由两个弹性瓣膜控制其
单向流动。
每次心脏收缩时，由球囊排除的液体量相当于心脏的
每搏输出量，可以通过顺序连接的一个流量计探头和一个 积分仪进行测量。前负荷和后负荷可以分别调整。经主动 脉逆灌进入冠状动脉的灌注液流量也可单独记录下来。
其它改进
将微型压力传感器经肺静脉、左心房和二尖瓣放入左
缺点和局限性
失去了机体完整统一的内环境和神经体液 调控作用，失去了体内各种组织、细胞之间
的相互关系，不能完全反映心脏在整体情况
下的活动规律与正常整体情况。
离体心脏灌流方法
两栖类动物： 蟾蜍、青蛙等 Straub法、八木法
哺乳类动物：大鼠、家兔、猫等
Langendroff 法
经典的离体蛙心灌流——Straub法
哺乳类动物离
体心脏灌流
——
Langendorff
法
能够进行精确恒压或恒流灌 注。完善的预热系统和充氧 通路能够保证恒温环境和灌 流液氧饱和状态，从而有效 保持离体心脏的生理活性， 使实验顺利进行。可测定心 输出量、冠脉流量、左室内 压、心率、心电及心肌收缩 性能等相关指标，观察药物 对哺乳类动物离体心脏活动 的影响，研究心肌缺血、缺 氧病理损伤机制等。
心室腔直接记录和测定左心室内压力变化，如左心室 收缩压（LVSP）、左心室舒张末期压（LVEDP）和左 心室压力变化速率（LV dP/dP）等； 利用放入肺动脉内的导管连接到PMH 73酸碱／血气检
测仪上的电极测定冠状静脉的 Po2, 并可结合灌流液的
Po2和冠状动脉流量计算心肌耗氧量； 经过两根固定在心脏表面的电极可记录心外膜心电图； 心脏内埋藏电极记录希氏束电图等。
实验方法
1.麻醉、取出心脏：在戊巴比妥钠麻醉和人工呼吸
的 情 况 下 迅 速 取 出 心 脏 ， 置 于 盛 满 37 ℃ 氧 饱 和 的
Ringer’s液的盘中，去除粘附的心包和肺组织，确定主 动脉的位置，并恰好在其分支下方切断。 2. 主动脉插管：将一个玻璃或塑料的插管插入主 动脉，注意插管不要过深以免损伤主动脉瓣，结扎固 定。