肖棟超,竺楓,李俊杰,李斯宏,王欣,章偉文
跨區(qū)穿支皮瓣面積較大,利用跨區(qū)皮瓣覆蓋創(chuàng)面是目前臨床上治療大面積皮膚缺損的主要手術(shù)方案??鐓^(qū)皮瓣包含多個(gè)血管體區(qū),“血管體(angiosomes)”由Taylor 等[1]于1987 年首先提出,指某一源動(dòng)脈呈樹形分布的所有解剖學(xué)區(qū)域,包括皮膚、淺筋膜、深筋膜及其深層各種組織的一個(gè)三維立體結(jié)構(gòu)。各血管體區(qū)之間連接的是管徑逐漸減小而互相吻合的血管網(wǎng),稱之為“choke 區(qū)”血管[2],choke 區(qū)血管在跨區(qū)皮瓣成活過(guò)程中扮演著重要角色[3]。以一側(cè)的主血管蒂單方向供血,跨區(qū)皮瓣往往僅能存活兩個(gè)多血管體區(qū),與主血管體區(qū)相隔兩個(gè)choke區(qū)的血管體區(qū)會(huì)發(fā)生部分壞死,因此三跨區(qū)皮瓣是目前研究跨區(qū)皮瓣成活率的基本單元。Cormack 等[4]將三跨區(qū)皮瓣上主血管蒂直接分布的血管供區(qū)稱之為解剖學(xué)供區(qū),與其相鄰一到兩個(gè)choke 區(qū)的血管供區(qū)分別稱為動(dòng)力學(xué)供區(qū)與潛在供區(qū),潛在供區(qū)容易發(fā)生部分壞死。
跨區(qū)皮瓣面積較大,超過(guò)了單血管蒂的供血范圍,因此需要在遠(yuǎn)端進(jìn)行額外的血管吻合來(lái)提高皮瓣成活率。目前已有大量研究表明動(dòng)脈超灌注及靜脈超引流能明顯提高皮瓣成活率[5],但是究竟哪種技術(shù)效果更好,目前國(guó)內(nèi)外尚存在不同報(bào)道。因此有必要進(jìn)一步探索并比較在各個(gè)供區(qū)進(jìn)行動(dòng)脈超灌注及靜脈超引流對(duì)于三跨區(qū)皮瓣成活的重要性,以便更好的利用該技術(shù)提高跨區(qū)皮瓣的成活率。
本研究擬通過(guò)建立大鼠背側(cè)三跨區(qū)皮瓣模型,對(duì)不同位置動(dòng)脈超灌注與靜脈超引流在大鼠三跨區(qū)皮瓣存活影響進(jìn)行研究,探索如何更好地利用這兩種技術(shù),提高跨區(qū)皮瓣的成活率,為臨床上跨區(qū)皮瓣術(shù)中吻合血管的策略上提供借鑒指導(dǎo),報(bào)道如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 成年健康雄性300~400 g 的SD大鼠50 只,購(gòu)自浙江省醫(yī)學(xué)動(dòng)物中心,由寧波大學(xué)動(dòng)物中心飼養(yǎng)。
1.2 方法 隨機(jī)平均分成5 組,每組10 只。用5%的水合氯醛按6 mg/kg 的劑量進(jìn)行腹腔注射麻醉,剃毛機(jī)剔除大鼠背側(cè)后正中線右側(cè)的毛,大鼠手術(shù)臺(tái)固定。用標(biāo)記筆在大鼠背部右側(cè)描繪出三跨區(qū)皮瓣的輪廓,皮瓣上緣為肩胛下角水平,下緣為髂后上棘水平,后正中線為內(nèi)側(cè)緣,外側(cè)緣平行于內(nèi)側(cè)緣,呈一個(gè)約3 cm×13 cm 大小的矩形[6]。消毒、鋪巾,沿后正中線向外側(cè)掀起皮瓣,鈍性分離三穿支周圍的筋膜,使其只剩下三穿支血管。然后,構(gòu)建均以旋髂深動(dòng)靜脈為主血管蒂的5 組不同類型超引流或超灌注的三跨區(qū)皮瓣(封二彩圖1~3):實(shí)驗(yàn)組A,遠(yuǎn)端僅保留動(dòng)力學(xué)供區(qū)的肋間后動(dòng)脈;實(shí)驗(yàn)組B,遠(yuǎn)端僅保留動(dòng)力學(xué)供區(qū)的肋間后靜脈;實(shí)驗(yàn)組C,遠(yuǎn)端僅保留潛在供區(qū)的胸背動(dòng)脈;實(shí)驗(yàn)組D,遠(yuǎn)端僅保留潛在供區(qū)的胸背靜脈;對(duì)照組E,遠(yuǎn)端不保留任何血管。經(jīng)上述處理后,所有皮瓣原位縫合。上述操作均需符合無(wú)菌原則,術(shù)后單籠飼養(yǎng),抗生素維持3 d。
圖1 實(shí)驗(yàn)分組情況
圖2 大鼠背側(cè)三跨區(qū)解剖示意圖
圖3 左圖為顯微鏡下結(jié)扎動(dòng)脈,右圖為結(jié)扎靜脈
1.3 觀察指標(biāo)
1.3.1 皮瓣存活面積統(tǒng)計(jì) 術(shù)后7 d,將所有大鼠腹腔麻醉后,用佳能相機(jī)拍攝大鼠三跨區(qū)皮瓣,圖片導(dǎo)入ImageJ 軟件分析皮瓣成活率,其中皮瓣的成活面積按照皮瓣壞死標(biāo)準(zhǔn)[7](皮瓣結(jié)痂發(fā)黑,干性壞死、組織回縮、彈性差,質(zhì)地堅(jiān)硬,切割不出血)來(lái)測(cè)算,皮瓣成活率=皮瓣成活表面積/皮瓣總表面積×100%。
1.3.2 皮瓣術(shù)后造影 每組選取3 只大鼠,腹腔麻醉后,頸胸部進(jìn)行剃毛處理,仰臥位,四肢固定于鼠板上,分離出一側(cè)的頸動(dòng)脈,22-規(guī)格容量留置針穿入頸動(dòng)脈,放血排盡大鼠體內(nèi)血液,同時(shí)注入1%肝素1.5 ml,采用20 ml注射器將配置好的明膠氧化鉛混合物以一定壓力緩慢注入頸動(dòng)脈,邊灌注邊觀察,觀察到大鼠角膜及四肢末梢顯現(xiàn)出點(diǎn)狀、斑片狀灌注液顏色時(shí),即停止灌注。然后將標(biāo)本置于4 ℃冰箱冷藏過(guò)夜,以便明膠凝結(jié)。第二天將大鼠跨區(qū)皮瓣取下,拍攝X 線片,觀察各組皮瓣微血管形態(tài)。
1.3.3 免疫組化CD31 染色 術(shù)后7 d,將多聚甲醛固定的choke II 樣本切分為5m。在二甲苯脫羧后,用乙醇分級(jí)復(fù)水。然后,切片浸入3%的H2O2中,孵育至非特異性位點(diǎn)飽和,最后用CD31 抗體孵育。切片在低倍鏡下找到微血管密集區(qū),然后在X100 倍光鏡下隨意選取5 個(gè)視野,每個(gè)視野對(duì)微血管的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)算出單位面積微血管密度(/mm2)。
1.4 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用方差分析和t 檢驗(yàn)。P <0.05 位差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組皮瓣成活率的比較 術(shù)后7 d,A~E 組皮瓣成活率分別為為(95.9±2.2)%、(84.4±3.5)%、(98.3±0.8)%、(85.5±3.3)%、(70.0±3.9)%。對(duì)照組E皮瓣存活率均低于其他各組(均P <0.05)。同一位置的超引流及超灌注組(A與B、C與D)皮瓣成活率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=8.72、12.04,均P <0.05);不同位置的同一種技術(shù)(A與C、B與D)皮瓣存活率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.12、0.70,均P >0.05)。見(jiàn)封二彩圖4。
圖4 術(shù)后各組皮瓣成活對(duì)比
2.2 各組皮瓣造影比較 在進(jìn)行明膠氧化鉛造影之后,發(fā)現(xiàn)各組進(jìn)行動(dòng)脈超灌注或是靜脈超引流后在微血管的透亮區(qū)面積上均大于對(duì)照組E,對(duì)照組跨區(qū)皮瓣的潛在供區(qū)有相當(dāng)一部分已無(wú)血管分布。兩組靜脈超引流組的choke II 區(qū)以遠(yuǎn)的微血管分布相對(duì)于同一位置的動(dòng)脈超灌注組,均存在結(jié)構(gòu)更紊亂、微血管更稀疏的特點(diǎn)。見(jiàn)封二彩圖5。
圖5 各組術(shù)后造影
2.3 各組choke II 微血管密度的比較 術(shù)后7 d,對(duì)照組E 微血管密度(2.6±1.1)mm2均低于其他各組(均P <0.05),同一位置的動(dòng)脈超灌注組與靜脈超引流組中,肋間動(dòng)脈超灌注組A(14.0±2.2)mm2與肋間靜脈超引流組B(6.8±1.3)mm2相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.22,P <0.05),胸背動(dòng)脈超灌注組C 組(13.8±1.5)mm2與胸背靜脈超引流組D組(7.6±1.5)mm2相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.53,P <0.05)。不同位置的同一種技術(shù)進(jìn)行比較(A 組與C 組、B 組與D組)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.16、0.89,均P>0.05)。見(jiàn)封二彩圖6。
圖6 各組CD31 免疫組化圖(CD31 染色,比例尺為100 m)
跨區(qū)皮瓣目前在修復(fù)大面積皮膚缺損上發(fā)揮了重要作用。然而,跨區(qū)皮瓣因面積較大而壞死率高的問(wèn)題仍無(wú)法得到充分解決。目前關(guān)于提高跨區(qū)皮瓣成活率的研究有很多[8],動(dòng)脈超灌注及靜脈超引流是提高跨區(qū)皮瓣成活率的有效措施,1994 年Ueda 等[9]通過(guò)在大鼠下腹部環(huán)形四跨區(qū)皮瓣的動(dòng)力學(xué)供區(qū)分別進(jìn)行吻合動(dòng)脈及靜脈,發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈超灌注比靜脈超引流更能提高皮瓣成活率;而2016 年Zheng 等[10]通過(guò)在大鼠背側(cè)兩個(gè)半跨區(qū)皮瓣的動(dòng)力學(xué)供區(qū)分別吻合動(dòng)脈及靜脈,得出靜脈超引流效果更佳。但是如何更好的利用這兩種技術(shù)仍有待進(jìn)一步探索。本研究旨在研究在不同位置進(jìn)行靜脈超引流及動(dòng)脈超灌注對(duì)皮瓣成活的影響,尋找一種相對(duì)有效的降低皮瓣壞死率的措施。
本實(shí)驗(yàn)所利用的大鼠背側(cè)三跨區(qū)皮瓣模型是目前國(guó)內(nèi)外比較成熟且常用的動(dòng)物模型,該模型最早于1992 年由Taylor 等報(bào)道提出[11]。Cormack 等[4]曾按蒂部穿支血管遠(yuǎn)近將跨區(qū)皮瓣血管體分為解剖學(xué)、血流動(dòng)力學(xué)、潛在供區(qū),因此該三血管體跨區(qū)皮瓣中肋間后動(dòng)脈及胸背動(dòng)脈所分布的血管體區(qū)域分別是旋髂深動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)供區(qū)與潛在供區(qū)。Syed等[12]總結(jié)出該跨區(qū)皮瓣模型具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)該模型皮瓣為單側(cè),因此1 只大鼠可以兩側(cè)同時(shí)利用,減少了樣本量;(2)皮瓣位于大鼠背側(cè),便于手術(shù)操作、觀察及拍照記錄;(3)皮瓣解剖特點(diǎn)決定該皮瓣模型可以用于軸型及隨意兩種皮瓣的研究。
本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同位置進(jìn)行靜脈超引流及動(dòng)脈超灌注這兩種技術(shù)對(duì)三跨區(qū)皮瓣成活的影響是不盡相同的,三跨區(qū)皮瓣中,主血管蒂旋髂深血管能跨越一個(gè)choke 區(qū)完全供應(yīng)到動(dòng)力學(xué)供區(qū),且能跨越第二個(gè)choke 區(qū)供養(yǎng)到部分潛在供區(qū),但遠(yuǎn)端仍然會(huì)出現(xiàn)一定壞死[13],因此不同位置進(jìn)行超引流及超灌注來(lái)提高三跨區(qū)皮瓣存活率具備差異區(qū)分度。術(shù)后7d,無(wú)論是動(dòng)脈超灌注組(A與C)還是靜脈引流組(B與D),相對(duì)于對(duì)照組E跨區(qū)皮瓣的存活率均明顯增加,證明這兩種技術(shù)均有利于提高跨區(qū)皮瓣的成活率,這與先前對(duì)這兩種技術(shù)所做的研究得出的結(jié)論是一致的[14-15]。在血管造影及組織學(xué)上,對(duì)照組E在choke II 區(qū)的遠(yuǎn)端有相當(dāng)一部分已無(wú)微血管分布,choke II區(qū)的微血管密度相對(duì)于其他組明顯較小,這均造成了皮瓣遠(yuǎn)端的壞死。同一位置的動(dòng)脈超灌注與靜脈超引流進(jìn)行比較(A 與B,C 與D 之間),不論是在動(dòng)力學(xué)供區(qū)還是潛在供區(qū),動(dòng)脈超灌注均較靜脈超引流更能提高皮瓣成活率,choke II 區(qū)的微血管密度更高,這充分說(shuō)明了動(dòng)脈超灌注較靜脈超引流更能提高跨區(qū)皮瓣成活率。兩組動(dòng)脈超灌注組(A 與C)的皮瓣動(dòng)脈供血都是充足的,但這兩組均只保留了解剖學(xué)供區(qū)的單靜脈進(jìn)行引流,最終皮瓣基本都完全存活,說(shuō)明皮瓣靠單根靜脈的跨區(qū)引流是足夠皮瓣成活的。兩組靜脈超引流組(B 與D)的皮瓣成活率雖然大于對(duì)照組E,但均出現(xiàn)了一定壞死,額外吻合的靜脈以及解剖學(xué)供區(qū)的靜脈保證了整塊跨區(qū)皮瓣的引流,但皮瓣的超引流不足以促進(jìn)解剖學(xué)供區(qū)的動(dòng)脈供應(yīng)到整塊皮瓣,以致于跨區(qū)皮瓣出現(xiàn)動(dòng)脈供血不足,在遠(yuǎn)端出現(xiàn)壞死。不同位置的同一種技術(shù)進(jìn)行比較(A 與C、B 與D),兩組動(dòng)脈超灌注組的跨區(qū)皮瓣均基本成活,而另兩組靜脈超引流組的皮瓣均有一定壞死。而Chang 等[16-17]利用大鼠環(huán)形四跨區(qū)皮瓣研究在不同遠(yuǎn)近位置進(jìn)行動(dòng)脈超灌注或靜脈超引流對(duì)跨區(qū)皮瓣成活的影響,發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈超灌注或靜脈超引流距離主血管蒂越遠(yuǎn)跨區(qū)皮瓣成活率越好,這與本實(shí)驗(yàn)同一技術(shù)在三跨區(qū)皮瓣上遠(yuǎn)近效果對(duì)比有一定差距。原因可能是本實(shí)驗(yàn)所做的是三跨區(qū)皮瓣,在比較動(dòng)脈超灌注時(shí),額外吻合的動(dòng)脈不論是處于動(dòng)力學(xué)供區(qū)還是潛在供區(qū),加上主血管動(dòng)脈后對(duì)于三跨區(qū)皮瓣的供血肯定是充分的,靜脈引流均是靠主血管靜脈,因此成活率無(wú)明顯差異,而四跨區(qū)皮瓣較本實(shí)驗(yàn)的三跨區(qū)皮瓣遠(yuǎn)端多了一個(gè)跨區(qū),在動(dòng)力學(xué)供區(qū)進(jìn)行超灌注時(shí)最遠(yuǎn)端的血管體區(qū)還會(huì)出現(xiàn)供血不足,導(dǎo)致其不同位置超灌注時(shí)具有明顯的差距。
本研究存在不足之處,在經(jīng)過(guò)術(shù)后7d的解剖及造影后,發(fā)現(xiàn)皮瓣在原位縫合后,7d內(nèi)大鼠的血管重建能力比人強(qiáng),與受區(qū)之間有大量新生血管的再生,會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。choke 區(qū)血管沒(méi)有與術(shù)前進(jìn)行比較,只進(jìn)行了橫向比較,SD 大鼠的個(gè)體性會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)只是根據(jù)結(jié)果來(lái)判斷,需要在分子機(jī)制以及血流動(dòng)力學(xué)上對(duì)動(dòng)脈超灌注及靜脈超引流進(jìn)行進(jìn)一步探索。
綜上所述,不同位置進(jìn)行超引流及超灌注這兩種技術(shù)對(duì)三跨區(qū)皮瓣成活的影響是不近相同的,不論是在動(dòng)力學(xué)供區(qū)還是潛在供區(qū),動(dòng)脈超灌注均較靜脈超引流更能提高皮瓣成活率。