王 舫 苗琳莉 王 璐 勞繼紅 Guidoin Robert

(1.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海，201620;2.東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海，201620;3.Department of Surgery，Laval University and Research Center CHU，Quebec，Canada)

1 疝修復(fù)與疝修補(bǔ)片概況

疝是普外科的常見病和多發(fā)病之一，是體內(nèi)組織或器官突出體膜破損所致，包括腹股溝疝、股疝、臍疝和腹壁切口疝等，在全球范圍內(nèi)有較高的發(fā)病率。據(jù)北美和歐洲國家有關(guān)流行病學(xué)資料統(tǒng)計(jì)，腹壁疝的發(fā)病率為2%～10%，腹股溝疝的發(fā)病率為0.11%～0.15%。在我國，據(jù)上海華東醫(yī)院的調(diào)查，60歲以下人群腹股溝疝的發(fā)病率為0.016%，60歲以上人群腹股溝疝的發(fā)病率為1.18%［1］，明顯高于發(fā)達(dá)國家的發(fā)病率。如今，人口老齡化已經(jīng)成為世界各國面臨的一大問題，全世界60歲以上的老年人口總數(shù)已達(dá)6億。截至2013年底，我國60歲及以上人口為20 243萬，占總?cè)丝诘?4.9%。以1.18%的發(fā)病率計(jì)算，我國60歲及以上疝氣患者達(dá)238.76萬。但目前能夠接受疝修復(fù)的人數(shù)相當(dāng)有限，有研究顯示，我國80%以上的疝氣患者都沒有得到有效的治療。

疝修復(fù)手術(shù)經(jīng)歷了傳統(tǒng)的有張力疝修復(fù)、開放式無張力修復(fù)和腹腔鏡修復(fù)三個(gè)階段。無張力修復(fù)方式使疝修復(fù)術(shù)后的復(fù)發(fā)情況得到明顯改善［2］，目前主要以開放式無張力疝修補(bǔ)術(shù)和腹腔鏡疝修補(bǔ)術(shù)為主要治療手段［3］。

在疝修復(fù)手術(shù)中使用生物假體材料是非常普遍的，在美國和歐洲有超過90%的腹股溝疝和腹壁疝修復(fù)手術(shù)中使用了假體材料［4］。通常情況下，腹部切口手術(shù)后發(fā)生切口疝的概率大約為13%，而術(shù)后傷口感染會(huì)使疝氣發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加5倍。有研究表明，沒有使用假體材料的手術(shù)復(fù)發(fā)率高達(dá)51%［5］，使用假體材料可以將復(fù)發(fā)率降低到 1%～32%［6］。

如今，假體材料的種類非常多，有很多材料為了適應(yīng)市場(chǎng)需求進(jìn)行各種改性以適合不同的類型疝修復(fù)。相當(dāng)多的疝修復(fù)都是由人工合成材料補(bǔ)片來完成的，因?yàn)樗哂辛己玫寞熜Ф玫搅舜蟊姷恼J(rèn)可［7-8］。疝修復(fù)補(bǔ)片從材料層面來分，有可吸收與不可吸收兩大類;從結(jié)構(gòu)層面來分，有單層補(bǔ)片和復(fù)合補(bǔ)片之分。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前臨床使用的補(bǔ)片主要有聚丙烯補(bǔ)片、聚酯補(bǔ)片、聚四氟乙烯補(bǔ)片、可吸收補(bǔ)片以及復(fù)合補(bǔ)片。聚丙烯補(bǔ)片能刺激纖維組織增生，具有較好的抗感染能力，抗張強(qiáng)度高［9］，價(jià)格低廉［10］，但表面粗糙，局部炎癥反應(yīng)嚴(yán)重，要避免與腹腔臟器直接接觸［11］，否則會(huì)引起嚴(yán)重的腹腔粘連，且后期疤痕收縮明顯，造成補(bǔ)片扭曲、感染及皮膚竇道的形成［12］。聚酯補(bǔ)片較柔軟，不易產(chǎn)生粘連，組織疤痕收縮?。?3］，但強(qiáng)度較差，抗張性不理想，手術(shù)并發(fā)癥比較多，復(fù)發(fā)率較高［14］。聚四氟乙烯補(bǔ)片是微孔結(jié)構(gòu)，與腹腔臟器直接接觸時(shí)只引起輕度粘連，炎癥反應(yīng)?。?5］，但由于成纖維細(xì)胞及巨噬細(xì)胞等不易進(jìn)入微孔內(nèi)，修補(bǔ)后的牢固性和抗感染能力差，一旦出現(xiàn)感染，須移去補(bǔ)片。可吸收補(bǔ)片由于吸收周期短，一般不作為疝修復(fù)的永久材料，可應(yīng)用于臨時(shí)的有污染的腹壁缺損修復(fù)，待二期使用永久性材料進(jìn)行確定性修復(fù)［16］。

目前，復(fù)合補(bǔ)片由于其功能更加豐富，得到了工業(yè)界和科學(xué)界的普遍關(guān)注。本文重點(diǎn)討論疝修復(fù)復(fù)合補(bǔ)片的材料與結(jié)構(gòu)以及復(fù)合技術(shù)，為新型復(fù)合補(bǔ)片的研發(fā)提供有益的參考。

2 疝修復(fù)復(fù)合補(bǔ)片的材料與結(jié)構(gòu)

2.1 復(fù)合補(bǔ)片的設(shè)計(jì)理念

不同材料制備的補(bǔ)片各有優(yōu)缺點(diǎn)，很難使用單一補(bǔ)片而達(dá)到“理想”狀態(tài)［17］。因此，為了充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，便出現(xiàn)了復(fù)合型補(bǔ)片［18］。不同材料構(gòu)成的復(fù)合補(bǔ)片發(fā)揮的作用不同，如方便固定，提高產(chǎn)品的腹壁順應(yīng)性，但大多希望在疝修復(fù)過程中既能保證腹壁組織長入良好，又能有效地防止其與內(nèi)臟產(chǎn)生粘連。

復(fù)合補(bǔ)片的復(fù)合材料可分為：永久性復(fù)合補(bǔ)片、部分可吸收復(fù)合補(bǔ)片及完全可吸收復(fù)合補(bǔ)片三大類。

2.2 永久性復(fù)合補(bǔ)片

如今，用于疝修復(fù)的永久性復(fù)合補(bǔ)片產(chǎn)品的增長速度很快，無論是用于開放型手術(shù)還是腹腔鏡手術(shù)，它們大多是由兩種或兩種以上不同形狀的單層補(bǔ)片復(fù)合在一起。

大多數(shù)永久性復(fù)合補(bǔ)片是由聚丙烯(PP)網(wǎng)片和膨化聚四氟乙烯(ePTFE)膜復(fù)合在一起。其中，PP面向腹壁，ePTFE面向內(nèi)臟以防止粘連。如Composix E/X Mesh產(chǎn)品，一面是巴德平片，另一面是ePTFE，產(chǎn)品的周邊經(jīng)過密封處理以防止PP與內(nèi)臟接觸;也有的復(fù)合補(bǔ)片材料是PP和聚偏氟乙烯(PVDF)，PVDF為單絲結(jié)構(gòu)，有防粘連作用，可面向內(nèi)臟;還有的在PP材料上附加一層硅膠層，研究證實(shí)硅膠層可以與內(nèi)臟接觸。臨床上還有一種全PP復(fù)合補(bǔ)片——ClearMesh Composite(CMC)，它的一面是螺紋面，由單絲編織而成，呈大孔結(jié)構(gòu);另一面是非粘著面，由無孔的PP薄膜制成，可用于腹腔內(nèi)。除PP材料外，聚酯(PES)材料是另一種在疝修補(bǔ)術(shù)中使用的材料。如IntraMesh W3產(chǎn)品，產(chǎn)品面向腹壁的材質(zhì)是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，而面向內(nèi)臟的材質(zhì)是二甲基硅氧烷。這些復(fù)合補(bǔ)片的主要目的是在普通補(bǔ)片上增加一層防護(hù)層，可以使其在疝修復(fù)過程中組織長入良好的同時(shí)還能有效地防止粘連。

2.3 部分可吸收復(fù)合補(bǔ)片

隨著腹腔鏡術(shù)的興起及流行，含可吸收成分的復(fù)合補(bǔ)片開始大量運(yùn)用于疝修復(fù)手術(shù)。一般來說，這些產(chǎn)品既可用于腹腔鏡式疝修復(fù)手術(shù)，也可用于開放式手術(shù)。

由于PP材料有足夠大的抗張強(qiáng)度及很好的抗感染性能，大部分含可吸收成分復(fù)合補(bǔ)片的永久性材料都是PP，但可吸收材料則各不相同?，F(xiàn)已應(yīng)用于臨床的含可吸收成分的復(fù)合補(bǔ)片產(chǎn)品很多，如C-QUR系列產(chǎn)品：它是由輕質(zhì)PP補(bǔ)片構(gòu)成，并包含ω-3脂肪酸(O3FA)，脂肪酸會(huì)在3～6個(gè)月內(nèi)被吸收;SepraMesh產(chǎn)品：?jiǎn)螌覲P補(bǔ)片上覆蓋一層由羧甲基纖維素和透明質(zhì)酸混合物構(gòu)成的防護(hù)層，由聚乙醇酸纖維和水凝膠復(fù)合在一起，需要在生理鹽水中短暫浸漬以活化凝膠層，植入體內(nèi)后，水凝膠會(huì)膨脹并覆蓋固位裝置，在4周左右被吸收;Easy Prosthesis(PPM/Collagen)產(chǎn)品：是將PP和牛肌腱結(jié)合在一起，在植入體內(nèi)1 h后，膠原層會(huì)變成連續(xù)凝膠，可以減少內(nèi)臟粘連，這是比較少見的將生物材料和合成材料結(jié)合在一起并已應(yīng)用于臨床的國產(chǎn)補(bǔ)片，但臨床數(shù)據(jù)還不多。除了市場(chǎng)上眾多已經(jīng)成功臨床應(yīng)用的復(fù)合補(bǔ)片產(chǎn)品，科研工作者還在不斷探索其他可用于腹腔內(nèi)的含可吸收成分的復(fù)合補(bǔ)片產(chǎn)品。Yelimlies等［19］用β-葡聚糖包被的PP網(wǎng)進(jìn)行腹股溝疝修補(bǔ)，比傳統(tǒng)PP網(wǎng)能明顯減少術(shù)后疼痛和不適的發(fā)生率;曾德強(qiáng)等［20］在輕質(zhì)PP網(wǎng)上附加可吸收并具防粘連作用的殼聚糖膜，經(jīng)動(dòng)物研究證實(shí)能有效地防粘連、抗感染，并維持良好的修復(fù)強(qiáng)度。這類產(chǎn)品的主要目的是為了消除或防止疝修復(fù)過程中的粘連并發(fā)癥，也就是作為一種“組織隔離”補(bǔ)片，在內(nèi)臟和永久性補(bǔ)片之間有一層可吸收的屏障。

部分可吸收產(chǎn)品的另一設(shè)計(jì)目的是為了使原有的補(bǔ)片產(chǎn)品在與腹壁接觸時(shí)，可以更好地貼附于腹壁。如Adhesix補(bǔ)片，一面為PP，另一面有聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇的涂層，當(dāng)這個(gè)涂層接觸到濕熱時(shí)就會(huì)變成可粘附的凝膠，但該補(bǔ)片不能直接與內(nèi)臟接觸。

還有的產(chǎn)品是與永久性材料結(jié)合在一起形成一種柔軟的、延展性好的新材料。如Easy Prosthesis II型產(chǎn)品，它是由PP和聚乙交酯-己內(nèi)酯(PGCL)單絲構(gòu)成，PGCL成分可以在90～120 d內(nèi)完全吸收;Vypro和Vypro II補(bǔ)片是由PP和可吸收成分聚二氧六環(huán)酮(PDO)結(jié)合而成;Ultrapro補(bǔ)片的可吸收部分是由聚卡普隆-25單絲構(gòu)成，而不可吸收部分則是由輕質(zhì)PP組成，可吸收部分將在84 d內(nèi)完全吸收。這幾種產(chǎn)品都是在可吸收成分被吸收后，永久性材料間會(huì)留下很大縫隙，有利于成纖維細(xì)胞和膠原的沉積，在PP補(bǔ)片發(fā)揮正常的作用時(shí)還能提高補(bǔ)片的腹壁順應(yīng)性。

2.4 完全可吸收復(fù)合補(bǔ)片

可吸收補(bǔ)片的最大優(yōu)點(diǎn)是抗感染，但補(bǔ)片被吸收后可能會(huì)再次形成腹壁疝，需要二次手術(shù)，因此可吸收補(bǔ)片很少單獨(dú)應(yīng)用于清潔區(qū)域的疝修復(fù)手術(shù)中［21］。歐洲疝協(xié)會(huì)的治療指南［22］建議，成年人的腹股溝疝修復(fù)只能用不可吸收補(bǔ)片或有不可吸收成分的復(fù)合補(bǔ)片。但隨著生物醫(yī)用技術(shù)的發(fā)展及科研人員的不斷研究，全吸收復(fù)合補(bǔ)片或?qū)⒊蔀槲磥淼闹髁餍迯?fù)用產(chǎn)品。

現(xiàn)有商用的完全可吸收型復(fù)合補(bǔ)片有TIGR Matrix外科補(bǔ)片，它是由聚乙醇酸(PGA)和聚乳酸(PLA)纖維編織而成，補(bǔ)片會(huì)逐漸降解，在最初的6～9個(gè)月內(nèi)，補(bǔ)片的強(qiáng)度可以達(dá)到常規(guī)補(bǔ)片標(biāo)準(zhǔn)，PGA在2周內(nèi)就逐漸失效，而PLA可以維持強(qiáng)度達(dá)9個(gè)月左右。

3 復(fù)合補(bǔ)片的復(fù)合技術(shù)

隨著紡織生物技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合補(bǔ)片的種類越來越多，除了使用不同的材料外，其制作工藝也不斷創(chuàng)新。目前，復(fù)合補(bǔ)片的復(fù)合技術(shù)有編織、縫合、涂層、層壓、熱黏合、接枝、靜電紡等，這些技術(shù)基本上被國外公司所壟斷，我國也在積極研究中。

3.1 編織技術(shù)

現(xiàn)有一些復(fù)合補(bǔ)片是通過紡織中的編織技術(shù)以達(dá)到特殊的效果。如上述的Matrix補(bǔ)片，采用一種特殊的編織方法，當(dāng)一種材料降解后，網(wǎng)面仍保持良好結(jié)構(gòu)，以達(dá)到補(bǔ)片逐漸降解的目的。蔣松波等［23］用PTFE單絲編織成網(wǎng)眼基布，在網(wǎng)眼基布反面采用PP單絲一同墊紗成圈，與網(wǎng)眼基布連接成PP編織層，形成不同材質(zhì)的雙層編織結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到防粘連的效果。

3.2 縫合技術(shù)

也有部分復(fù)合補(bǔ)片是通過縫合線縫合的方法制成。如Ultrapro Hernia System補(bǔ)片，是由Ultrapro平片和相同形狀的PHS補(bǔ)片(PP制成的薄膜)組成，用聚卡普隆-25縫線將兩者縫合，可吸收部分被完全吸收后會(huì)留下輕質(zhì)的PPM用于疝氣修復(fù);Rebound HRD補(bǔ)片是由大孔的cPTEF構(gòu)成，用PP編織型縫合線與鎳鈦合金支架縫在一起，并且由于補(bǔ)片中含有鎳，術(shù)后可用放射線觀察;王明剛等［24］采用Composix技術(shù)，用不可吸收的PP縫線將脫細(xì)胞基質(zhì)材料及相同尺寸的PP補(bǔ)片沿邊緣進(jìn)行連續(xù)縫合，從而制備了一種新型PP-脫細(xì)胞基質(zhì)材料復(fù)合型補(bǔ)片，并和巴德EX復(fù)合補(bǔ)片植入實(shí)驗(yàn)兔體內(nèi)比較，發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合補(bǔ)片具有良好的防粘連能力及足夠的遠(yuǎn)期修補(bǔ)強(qiáng)度，可以有效地降低術(shù)后感染的發(fā)生率。

3.3 涂層技術(shù)

現(xiàn)有一些復(fù)合補(bǔ)片是通過在永久性材料表面涂層的方法制得的。如前面介紹過的Adhesix補(bǔ)片和C-QUR系列產(chǎn)品，均是在PP材料表面涂上可吸收涂層。

近年來，隨著鈦逐漸被應(yīng)用于植入物外科中，由于它具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高和良好的生物相容性等特性，如今也被用于疝修復(fù)手術(shù)。如TiMesh補(bǔ)片，它是通過涂層的方式在PP纖維上形成一層鈦金屬薄膜，可以使組織以較靈活的方式長入且抑制疤痕組織的產(chǎn)生。Schug-Pass等［25］通過對(duì)比研究證明鈦涂層PP補(bǔ)片適合于腹腔鏡下腹壁疝及切口疝修補(bǔ)。

申英末等［26］將納米級(jí)抗腫瘤藥物采用噴霧法涂布到生物補(bǔ)片上，制成可緩釋化療藥物的可吸收涂層，進(jìn)而制成具有抗腫瘤能力及組織缺損修復(fù)能力的補(bǔ)片。

3.4 層壓、熱壓技術(shù)

現(xiàn)有的層壓型復(fù)合補(bǔ)片有PHYSIOMESH Flexible Composite Mesh產(chǎn)品，它是由大孔PP及兩層未染色的可吸收聚卡普隆-25薄膜層壓后，再和另一層PDO薄膜結(jié)合在一起制成。孫杰等［27］將可降解聚酯溶液澆注在非降解聚合物網(wǎng)片上，與表面鋪有PES溶液的天然高分子膜層熱壓成一體，形成多層疝修復(fù)補(bǔ)片。

3.5 靜電紡技術(shù)

靜電紡技術(shù)可以形成納米級(jí)的薄膜，復(fù)合補(bǔ)片也可通過靜電紡技術(shù)制成。該技術(shù)仍在不斷完善中，目前尚無臨床使用的產(chǎn)品。

楊慶等［28］將聚偏氟乙烯(PVDF)溶液通過靜電紡技術(shù)紡在PP網(wǎng)上，形成一種防粘連的復(fù)合型疝氣補(bǔ)片;韓志超等［29］以PCL為主體材料，加入少量PLGA調(diào)節(jié)材料的降解速率，并加入少量膠原蛋白，采用靜電紡技術(shù)制備了一種誘導(dǎo)生長型可吸收補(bǔ)片。

3.6 其他技術(shù)

除了以上5種復(fù)合方式外，還可以通過其他方式來達(dá)到復(fù)合的目的。Bezwada等［30］制作了一種用于物理防粘連的阻擋層，是在組織表面上直接光聚合形成致密聚合物層;周荷妹等［31］將PP進(jìn)行表面羧基化處理，然后在其表面進(jìn)行PLLA接枝，從而獲得有PLLA涂層的PP復(fù)合補(bǔ)片，并通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)該補(bǔ)片具有防粘連效果;楊慶等［32］將PP和PVDF薄膜用黏結(jié)劑黏合成三層薄膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，并用機(jī)器雕刻法在復(fù)合材料表面按設(shè)計(jì)圖形打孔洞，從而得到一種鏤空片狀物，具有良好的力學(xué)性能和生物相容性。

4 結(jié)語

本文較全面地總結(jié)了疝修復(fù)用復(fù)合補(bǔ)片的特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了復(fù)合補(bǔ)片的基本設(shè)計(jì)思路、所用材料的性能、所采用的紡織結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)特征，以及復(fù)合補(bǔ)片的多種復(fù)合技術(shù)，可為我國新型疝修復(fù)復(fù)合補(bǔ)片的開發(fā)提供有益的參考。

如今，醫(yī)用補(bǔ)片在人體損傷修復(fù)中發(fā)揮著重要作用。補(bǔ)片正向著輕質(zhì)、少復(fù)發(fā)、少疼痛、少并發(fā)癥等方向發(fā)展，材料和結(jié)構(gòu)也越來越能滿足患者生理上的需求。但仍有一些問題值得注意，如感染會(huì)使手術(shù)復(fù)發(fā)的概率大幅度增加，因此，如何在保證前述基本要求的同時(shí)具有很好的抗感染能力，是未來需要研究的一個(gè)方向。雖然目前也有一些關(guān)于載抗菌藥的復(fù)合補(bǔ)片出現(xiàn)，但還需要更多的臨床數(shù)據(jù)來證實(shí)。此外，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，將會(huì)有更多的新材料出現(xiàn)，如何通過新型技術(shù)將各種材料的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，避免缺陷，需要研究人員進(jìn)行不斷的探索。

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