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病理生理学教研室
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实践教学
2016-06-22 17:48   审核人:

一、目的和任务

1.了解和初步掌握复制人类疾病动物模型的基本方法和实验操作的基本技能。学会观察,记录,分析实验结果及书写实验报告的基本方法。

2.通过实验操作和实验设计以及对所得结果的综合分析,培养独立思考和独立工作的能力、为今后进行科学研究打下一定基础。

3.通过疾病模型的复制,观察,测定其机能,代谢乃至形态结构的变化,分析,验证和巩固课堂讲授的疾病原因,条件及其发生,发展机制等部分理论知识,培养理论联系实际的能力。了解获得实验资料一致性和可靠性的一些基本原则,以培养严肃的科学态度,严密的科学思维方法和严谨的科学作风。

三、形式

病理生理学是一门实验性很强的学科。实验研究是病理生理学的基本研究方法之一、更是其基础性研究的重要手段。要研究某种疾病(或病理过程)的发展,转归规律,探索疾病过程中机体的机能,代谢变化的机制,首先必须在动物身上复制相应的疾病模型,然后才进行实验观察。在病理生理学的教学中,为了帮助学生更好地认识和掌握疾病与病理过程的发生发展机制,熟悉机体患病时的机能和代谢变化,培养学生从事临床工作和科学实验研究的基本技能及思维能力。因此,开设一定的动物实验课程。病理生理学教学实验以动物实验为主,其形式有两种:

1.急性实验

在局麻或全麻的情况下,按照实验的需要进行手术(如剥离血管,神经,暴露器官,打开胸腔或腹腔等)、给动物机体造成损害后,在短时间内观察,测定机体所发生的机能、代谢、形态变化,阐明一些现象和理论。这种实验需时短、无须严格的无菌操作,方法简便,所以是病理生理学实验课最常用的实验方法。但这种实验因麻醉和手术,是动物机体脱离了常态、故实验结果有时不能全面反应整体动物在正常生活条件下机能活动的规律。又因观察时间短、使观察不够全面。因此,这种实验适用于某些病程较短的疾病或用于观察疾病过程中某一阶段的改变。同时,对这种实验的结果,必须加以适当的分析判断,才能如实反映患病机体的客观规律。

2.慢性实验

在无菌条件下通过手术或将一定治病救人因素作用于动物,对动物造成短期或长期损害,待其恢复后,在接近自然生活条件下,对疾病过程中的机能,代谢等变化进行观察和研究。虽然这种实验的结果比较符合客观实际、但因需时长等原因,在教学实验中很少用,大多用于科学研究。

不论哪种方法,都有其优缺点。要得到正确的结论、常需用多种方法进行深入的研究分析,并将实验结果与临床观察的资料进行比较分析,才能更全面地认识人类疾病的本质。

三、实验教学内容

实验一 家兔高钾血症

(一)实验目的

1.掌握家兔高钾血症模型的复制方法。

2.观察高钾血症家兔心电图变化的特征。

3.自行设计和实施抢救治疗方案。

4.了解血钾升高后,对心肌细胞的毒性作用。 

(二)实验动物、药品与器材

1.动物:家兔,雌雄不拘,体重2.03.0 kg

2.药品:2.5% 戊巴比妥钠溶液,肝素生理盐水溶液(125U肝素/ml生理盐水),2%5%10%氯化钾生理盐水溶液,10%氯化钙溶液,4%碳酸氢钠溶液,葡萄糖胰岛素溶液(每4ml50%葡萄糖加1U胰岛素)。

3.器材:计算机实验系统,心电记录与转换设备,一般手术器械,静脉输液装置,5 mll0 ml20ml注射器,小儿头皮针,抗凝试管。

(三)观察指标

精神神经状态(是否兴奋、躁动、昏迷、痉挛),呼吸频率、深度和节律,心电图变化,血浆钾浓度。

(四)实验方法

1.动物的麻醉与手术 

动物称重后,用2.5%戊巴比妥钠,按2.5mlkg剂量给药,由耳缘静脉缓慢注入。注射期间注意观察动物肌张力、呼吸频率和角膜反射的变化,防止麻醉过深。麻醉后动物仰卧固定在家兔手术台上。

颈部剪毛,沿甲状软骨下正中切开皮肤约6 cm,分离左侧颈总动脉和右侧颈外静脉并插管。颈动脉导管用于取血;颈外静脉导管用三通管连接静脉输液装置,缓慢输入生理盐水(510滴/min),以保持管道通畅。

2.测血钾

用抗凝试管通过颈总动脉取血l ml,用电解质测量仪测量动物实验前的血浆钾浓度。

3.心电描记

将针型电极分别插入四肢踝部皮下。导联线按右前肢(红)、左前肢(黄)、左后肢(蓝)、右后肢(黑)的顺序连接,通过计算机和心电记录系统描记实验前的心电图波形。

用头胸导联可描记出比普通导联更为高大清晰的心电图波形。方法是将胸导联电极插入胸部皮下,将头部导联电极插入下颏部皮下,将心电转换盒上的导联旋钮旋到头胸导联位置。这样记录的心电图高大清晰,高血钾的异常心电图波形出现早而清晰。

4.高钾血症的复制

通过颈外静脉和输液装置,缓慢(20-30)滴注2%的氯化钾生理盐水溶液,同时密切观察和记录心电图变化。出现P波低平、增宽,QRS波群低压变宽和高尖T波后,立即取血1 ml作血钾测定(离心机1000转,10分钟后,取上清液测钾离子浓度),并开始实施抢救。

如果用2%的氯化钾生理盐水溶液滴注不出现典型心电图改变,可改用5%的氯化钾生理盐水溶液滴注,并密切观察,及时记录。

5.高钾血症的抢救 

在滴注氯化钾生理盐水溶液之前,必须选择并准备好抢救药物(10%氯化钙2 mlkg4%碳酸氢钠5mlkg,或葡萄糖胰岛素溶液7mlkg),并用头皮针准备好耳缘静脉输注通道。在心电图出现典型高血钾改变后立即实施抢救,通过耳缘静脉快速推注抢救药物。如果10s内无法输入抢救药物,救治效果欠佳。

待心电图基本恢复正常时再次由颈总动脉采血1 ml,测定救治后的血浆钾浓度。

最后,注入致死计量的10%氯化钾(8 ml/kg),开胸观察心肌纤颤及心脏停搏时的状态。

(五)注意事项

1.动物麻醉深浅要适度,麻醉过深易抑制呼吸,过浅时动物疼痛则易引起肌肉颤动,对心电图记录造成干扰。

2.保持动、静脉导管的通畅,确保各种液体能及时、准确地输入。

3.设置计算机记录存盘时间要足够长,以免丢失典型心电图改变的信息。

4.心电干扰波的处理。实验前要接好心电转换盒的地线;针形电极刺入部位要对称,位于皮下;安置导线时避免纵横交错;实验台上的液体要及时清除。

5.由于动物的个体差异,有时T波会融合在S-T段中而不出现正向波。此时要通过更换导联方式,如改用头胸导联、肢体标导联或aVF导联中务求在正常时描记出正向T波,否则很难观察到典型的高尖T波,需要更换动物。

(六)思考题

高钾血症时,动物心电图的变化特征是什么?并用相关理论加以说明。

实验

实验二  实验性肺水肿

(一)实验目的

1.复制实验性肺水肿

2.了解肺水肿的表现及其发生的机理

(二)实验动物、药品与器材

1.实硷动物:家兔

2.药品:生理盐水,1%普鲁卡因,肾上腺素生理盐水(1%肾上腺素1m1十生理盐水9ml)20%磺基水杨酸溶液,肝素溶液(1250单位/毫升)

3.器材:动物呼吸血压描记装置一套、动物急性实验手术用品一套、输送装置一套,听诊器、滤纸、天平、婴儿称、吸管一个,载玻片三张。

(三)实验方法

1.取家兔一只,称体重后,背部固定,在1%普鲁卡因局麻下切开颈部皮肤,按常规操作,分离出气管,一侧颈总动脉、另侧颈外静脉。插好气管插管并与玛利氏气鼓相连,由耳缘静脉注入肝素溶液(1250单位/公斤),插入已连接好血压描记装置的动脉插管,准备描记呼吸、血压。把静脉插管与输液装置相连,注意排除管道中的气体,用动脉夹阻断颈外静脉之近心端,使静脉充盈后,结扎远心端,于靠近远心端结扎处剪一小口,并插入静脉插管,结扎固定,准备输液。可打开静脉输液装置的螺旋夹。如输液畅通时,即拧紧螺旋夹。

2.描记一段正常呼吸,血压曲线,并用听诊器听肺的正常呼吸音。然后自颈外静脉输入37-38生理盐水(输入总量1OOml/kg,输液速度为180-200/分),待注入量将完毕时将生理盐水输液速废加快,几乎成柱,直至肺水肿形成。

3.密切观察呼吸、血压改变和气管插管内是否有粉红色泡沫样液体流出。并用听诊器听诊肺部有无湿性罗音出现。当证明肺水肿出现时,用小试管接取少量气管插管溢出之水肿液,备用以作水肿液蛋白质定性实验。夹住气管,处死动物,打开胸腔,用粗线在气管分叉上方1厘米处结扎气管(防止水肿液流出),并于结扎线上端切断气管。观察胸腔内及心包腔内积液挤至一端,用注射器抽出少量积液备用。然后小心将心肺提起离断腔静脉及主动脉后,把肺取出,并于肺动脉与肺静脉近肺端以一粗线结扎之,剪断血管以离断心脏。用滤纸吸去肺表面的液体后称取肺重;计算肺系数。然后肉眼观察肺大体的改变。切开肺脏,注意有无泡沫样液体流出。

对气管插管中溢出之水肿液、腹腔积液和心包积液进行蛋白质定性试验,以了解微血管壁通透性的改变。

剖开腹腔(注意一定要从腹白线切开,以防止出血),观察有无腹水 ,可用吸管吸出少量腹水备用。同时观察腹腔器官有无水肿。

(四)注意事项

1.实验兔与对照兔的输液速废应基本一致,不要太快或太慢,以控制在180-200/分为宜。

2.解剖取肺时,注意勿损伤肺表面和挤压肺组织,以防止水肿液流出,影响肺系数值。

(五)肺系数计算公式

                肺系数=肺重量(克)/体重量(公斤)

实验三   

(一)几种不同类型缺氧

1.实验目的

1)在动物身上复制缺氧性、血液性、组织中毒性缺氧,以了解各种类型缺氧对机体影响及其表现特点。

2)观察缺氧时动物的一般情况,呼吸和内脏血液颜色的变化。

2.实验动物、药品与器材

1)实验动物:小白鼠

2)药品与器材

钠石灰(NaOH·OaO),甲酸,浓硫酸,5%亚硝酸钠,1%美兰,0.1%氰化钾,生理盐水。小白鼠缺氧瓶(100-125ml带塞锥形瓶或广口瓶)CO发生装置。广口瓶,5ml2ml刻度吸管,lml注射器,酒精灯,剪刀,锤子。

3.实验方法

1)缺氧性缺氧

1)取钠石灰少许(5)及小白鼠一只放入缺氧瓶内,观察动物的一般情况,呼吸频率、深度、皮肤和口唇的颜色,然后塞紧瓶塞,记录时间,观察动物缺氧后的表现与正常有何不同,直到动物死亡为止。记录死亡时间。

2)保留动物尸体,待234实验做完后,再依次打开其腹腔,比较血液和内脏的颜色。

2)一氧化碳中毒性缺氧

1)装好CO发生装置

2)将小白鼠一只放入广口瓶中,观察其正常表现,然后与CO发生装置连接。

3)取甲酸3ml放入试管内,加入浓硫酸2ml,塞紧,CO产生不足,可用酒精灯在试验管底部加热,加速CO的产生,但不可以过热至液体沸腾,以防试管爆炸或CO产生过多过快,动物死亡,血液颜色改变不明显。

4)观察指标与方法同上。

3)亚硝酸钠中毒性缺氧

1)取体重相近的两只小白鼠,观察正常表现后,向腹腔注入5%亚硝酸钠0.3ml,其中一只注入亚硝酸钠后,立即再向腹腔内注入1%美兰溶液0.3ml,另一支再注入生理盐水0.3ml

2)观察指标与方法同上,比较两鼠表现及死亡时间有无差异。

5.注意事项

1)缺氧瓶一定要密闭,可用凡士林油涂在瓶塞边缘。

2)小白鼠腹腔注射,应稍靠左下腹,勿损伤肝脏,也应避光将药液注入肠腔及膀胱内。

(二)影响缺氧耐受性的因素

1.实验目的

观察神经系统机能状态的改变,外界环境温度的变化。了解条件因素在缺氧发病中的重要性,以及临床应用冬眠和低温治疗的实用意义。

2.实验动物、药品与器材

1)实验动物:小白鼠

2)药品与器材

1%普鲁卡因,0.25%氯丙嗪,生理盐水,钠石灰,碎冰块。小白鼠缺氧瓶(1),温度计,粗天平,剪刀,镊子,注射器、

3.实验方法

1)环境温度变化对缺氧耐受性影响

1)取小白鼠缺氧瓶三个。各放入钠石灰少许。

2)取500m1烧杯(或小搪瓷盆)二个,一个加碎冰块和冷水、将其水温调到0-4,另一个加入热水,其温度调到40-42

3)取体重相近的小白鼠三只,称重后,分别装入缺氧瓶内,另一只置于室温中,瓶塞盖紧后开始计时。

4)持续观察各鼠在瓶中的活动情况,待小鼠死亡后,计算存活时间。比较三只小白鼠表现及死亡时间有无差异。

2)神经系统机能状态不同对缺氧耐受性的影响

1)取体重相近的小白鼠三只

甲鼠:腹腔注射咖啡因0.1m1/10克体重。

乙鼠:腹腔注射0.25%氯丙嗪0.1m1/10克体重 .

丙鼠:腹腔注射0.25%生理盐水0.1m1/10克体重。

 2)约15-20分钟后,将三只小白鼠分别放入有钠石灰的缺氧瓶内,密闭后开始计算存活时间。比较三只小白鼠有何差异。

4.注意事项

1)广口瓶一定要密闭,用凡士林涂在瓶盖外面,防止外界空气渗透入广口瓶内。

2)进行亚硝酸钠和氰化钾中毒实验时,要事先用注射器准备好抢救药品,以便及时解毒。

3)氰化钾(钠)有剧毒,勿沾染皮肤、粘膜,特别是有破损处。实验后,将物品洗涤干净;将动物交给教师,进行特殊的处理。

4)给小鼠腹腔注射时,应稍靠左下腹,勿损伤肝脏,但也应避免将药液注入肠腔或膀胱。

5.思考题

各类型缺氧时,动物表现形式有何不同?为什么?

实验四 家兔失血性休克

(一)实验目的

1)复制家兔失血性休克。

2)观察失血性休克时动物的一般表现、主要生理学指标及肠系膜微循环变化。

3)了解失血性休克发病机制及各种急救治疗的不同效果。

(二)实验动物、药品与器材

1.实验动物:成年家兔,体重2.03.0 kg,雌雄不拘。

2.药品与器材:20% 乌拉坦、0.2% 肝素生理盐水、生理盐水、克氏液、蒸馏水。计算机实验记录系统、压力换能器、一般手术器械、输液输血装置、动脉和静脉压测定装置、动脉和静脉导管和三通管、微循环观察装置、恒温灌流设备,1 ml5 ml20 ml30 ml注射器。

(三)观察指标  

1.一般指标  皮肤粘膜颜色,一般状态。

2.血流动力学指标  血压、中心静脉压、心率、脉压差(间接获得)。

3.肠系膜微循环观察指标  口径、流速、毛细血管开放与否、血细胞流态和白细胞粘附的情况。

4.呼吸系统观察指标 呼吸频率、深度、形式。     

(五)实验方法

1.麻醉:动物称重后,用20%乌拉坦溶液3 mlkg由耳缘静脉缓慢注入。注射期间注意观察动物肌张力、呼吸频率和角膜反射的变化,防止麻醉过深。麻醉后动物仰卧固定在家兔手术台上。

2.手术:颈部剪毛,沿甲状软骨下正中切开皮肤约6 cm,分离左侧颈总动脉和右侧颈外静脉。插入颈动脉导管,用于记录血压。从右侧颈外静脉插入56 cm长的静脉导管,导管用三通管连接中心静脉压测压计和输液装置。不测压时,将导管与输液装置连通,缓慢输入生理盐水510滴/min,保持导管通畅。

左侧或右侧股三角区剪毛,在触及股动脉搏动处沿动脉走向做长约3 cm切口;游离股动、静脉,经股动脉插入导管,将血管导管连接到三通管上以备作取血用。

3.模型复制

1)打开股动脉插管与注射器相通的开关,使血液自然流入装有肝素生理盐水的注射器内,一直放血至血压5.33 kPa40 mmHg),调节注射器内放出的血量,使血压维持在该水平。

2)维持动物血压在5.33kPa40 mmHg)水平约20 min,观察失血期间动物上述各项指标的变化。如果时间允许,可以延长观察时间。

4.抢救

通过输血输液装置,经右侧颈外静脉滴注原血,进行回输血抢救,在810 min内输注完毕。于输注后立即、15 min30 min分别记录各项指标。如果没有完全恢复,可以继续输注生理盐水,继续观察。

(六)注意事项

1.动物麻醉深浅要适度,过深会严重抑制呼吸;过浅时动物疼痛挣扎,影响观察结果,甚至引发神经源性休克。

2.本实验手术多,要尽量减少手术性失血,以免过早造成失血性休克。

3.各导管和注射器均应用肝素抗凝,2ml/kg(不能肯定),并注意各导管通畅,随时缓慢推注,以防凝血。

4.牵拉肠袢时动作要轻,以免引起动物低血压,造成外周循环衰竭。观察微循环时,分清动脉、静脉和毛细血管,选好标志血管,固定视野。

(七)思考题

家兔失血性休克不同时间血压、微循环口径有何变化?为什么?

实验六 家兔实验性气胸

(一)实验目的

了解家兔发生气胸时机体呼吸功能不全的一般表现、发生机制及其后果;了解气胸时循环系统可能发生的变化和特征。

(二)实验动物、药品和器材

1.实验动物:家兔,雌雄不拘,2.53.0 kg   

2.药品:20%乌拉坦、0.1%肝素生理盐水、生理盐水、蒸馏水。

3.器材:血气分析仪,胸腔穿刺针头,水柱检压计,呼吸描记装量(可用计算机实验记录系统),一般手术器械,水封瓶。1 ml注射器4个,2m1100 ml注射器各1个,带有橡皮块的针头4个,系有胶皮指套的粗针头1个。

(三)观察指标

1.动物的一般表现:有无呼吸困难、口唇发绀。

2.肺通气情况:呼吸曲线幅度及频率的改变。

3.胸膜腔内压的改变。

4.血气分析(pHPaCO2PaO2BBBESB等)。

5.动脉血压、心率和心输出量的变化。

(四)实验方法

1.动物的麻醉与手术

动物称重后,用20%乌拉坦(3 mlkg体重)由耳缘静脉缓慢注射。注射期间注意观察动物肌张力、呼吸频率和角膜反射的变化,防止麻醉过深。麻醉后动物仰卧固定在家兔手术台上。

颈部剪毛,沿甲状软骨下正中切开颈部皮肤,分离气管,插入气管插管,描记一段正常呼吸曲线,观察动物一般状态、嘴唇颜色及呼吸运动情况;分离左侧颈总动脉,插入颈动脉导管,描记血压,记录心率。 

2.穿刺胸腔

在右腋中线第67肋间处用连接水柱检压计的针头穿刺胸腔,若针头已进入胸膜腔,可见水柱检压计U形管液面在负压水平下随呼吸而波动,即可测定正常胸膜腔内压,记录其数值。

3.测量血气

2 ml注射器抽出动脉插管内的死腔液。然后,用填允有肝素生理盐水的1 ml注射器取血,迅速套上带橡皮块的针头送血气分析。

4.模拟闭合性气胸

关闭检压计,用注射器注入空气约50 ml到胸膜腔,使胸膜腔内压接近正压水平约10 min后观察各项指标的变化。取动脉血作血气分析;打开检压计测量胸内压。

5.模拟张力性气胸

再次关闭检压计,继续注入空气使胸膜腔内压大于正压水平约10 min后,观察各项指标变化。打开检压汁测量胸膜腔内压,取动脉血作血气分析。呼吸停止时,立即进行抢救。可分别通过锁骨中线第2肋间做指套针穿刺,或在锁骨中线第2肋间处切口插入导管,将导管接入水封瓶做闭式引流。观察抢救后各项指标的变化。

6.模拟开放性气胸

剪开右侧胸廓,观察上述各项指标变化外,并直接观察纵隔的摆动,然后用纱布密盖胸腔的伤口,观察各项指标变化。

(五)注意事项

1)穿刺胸腔时,针头应与胸壁垂直,顺肋骨上缘插入,以免损伤肋间动脉,注意不要插得过深或过浅(约O.5 cm)。进针时不可用力过猛,以免穿破胸膜脏层。

2)注入和抽出空气时应先将通检压计的胶管关闭,以免检压计内的液体溢出而影响实验的进行。

(六)思考题

1.在本实验中,胸膜腔穿刺成功的标记是什么?

2.动物在气胸后出现哪些代偿活动?何类型气胸的临床后果最严重?为什么?

3.气胸发生机制是什么?最有效的治疗措施是什么?

4.根据实验的观察,说明依据什么症状及体征来诊治临床上的气胸?

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