猪带蒂膈肌瓣重建食管的实验研究（近期观察）

发布时间：2017-10-21 13:02

  本文关键词：猪带蒂膈肌瓣重建食管的实验研究（近期观察）

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【摘要】：研究背景 在食管外科手术中,病变食管切除后食管的重建是极其重要的,许多先天性或后天性食管疾病都需要行食管病变部分切除后重建食管。尤其对于食管癌,人类常见的恶性肿瘤之一,占全部消化恶性肿瘤的10%,而我国是食管癌的高发区,世界上约60%食管癌发生在中国。在我国,某些高发区的年发病率,甚至超过130/10万。对于食管癌的外科治疗始于切除颈部食管癌。1871年,Billroth完成首例颈部食管癌部分切除的动物实验,Czerny在1877年首次成功地为1例51岁女性患者施行颈部食管癌部分切除、远端食管造瘘术,术后患者存活1年。1886年,Mikulitz首次切除颈部食管癌并成功重建食管。1913年,Torek首例胸段食管癌切除成功。同年Zaaiger报告首例食管下段癌切除成功。1941年,吴英桤在北京协和医院完成我国第一例食管癌切除、胃食管胸内吻合术。解放后,在我国广大医务工作者近60年的积极努力下,我国食管癌外科治疗取得了巨大进展。手术适应症不断扩大,手术并发症逐渐减少,手术切除率从20世纪50年代的60%提高至90%以上,手术死亡率从最初的30%下降到3%以下,5年生存率达到了30%以上。 目前临床上食管重建的成熟方法主要有胃代食管、空肠代食管、结肠代食管等。这些手术由于改变了食管的生理解剖结构,因此术后并发症较多,还有待进一步研究。 而国内外针对新的食管重建替代物的研究主要集中在人工食管和自体组织瓣。人工食管准确的说就是采用生物医学工程学、组织工程学及生物材料学等技术制造的一种短暂替代食管的功能,同时能够诱导新生食管的再生重塑和功能重建的管状装置。由于人工食管植入后处于一个污染的环境,因此理想的人工食管所必须具备的条件和要求也较高,随着材料科学及组织工程学的进步,人工食管的构建材料也有了长足的发展,目前存在并有过研究的材料包括：人工高分子材料、生物型材料、生物复合型材料以及组织工程化材料,其中应用组织工程学方法制备人工食管是近年来的一个研究热点,由于其研究尚不全面故而尚未应用于临床,具有进一步研究的价值；生物材料以动物的管状器官或用膜状组织制成管状结构管来构建人工食管,由于其生物相容性好、来源广泛、制作成本低,材料物理特性与人体组织相似,且易于组织粘附生长,近年也受到较大关注,张兰军等应用先进的环氧交联技术对猪主动脉材料进行组织处理后进行动物的食管重建,取得了一定的效果。虽然人工食管的研究取得了一定的进步,但是目前仍处在动物实验阶段,还存在许多问题和缺点,需要进一步的研究和改进。 应用自体组织瓣重建食管是近年来食管重建研究领域的新的尝试,带血管蒂的自体组织具有其它任何人工材料所不可比拟的优点,目前自身实体组织如肌皮瓣、颈阔肌皮瓣、骨膜肋间肌瓣等作为替代物,国内外学者证实了胸大肌肌皮瓣卷筒修复晚期咽喉及颈段食管肿瘤切除后的下咽和颈段食管环周缺损效果可靠,可用于放疗及手术后复发肿瘤切除后环周缺损的修复。王如文等成功利用颈阔肌皮瓣修补颈部食管狭窄及重建颈段食管；石文君教授通过对肺组织的深入研究提出肺组织瓣修补食管缺损的设想,并进行了一系列的动物实验,使之成为可能,并为其进一步的临床应用打下了基础。然而此类替代物仅适用于颈段食管的修补,不能做胸段及腹段食管的重建。 长久以来,膈肌的多种用途一直引起了外科医生的独特兴趣。由于膈肌丰富的血液供应以及简便的手术操作技术,所以膈肌常作为一种应用于修补的自体材料。膈肌邻近食管下端,膈肌瓣最早用于人体食管的修补始于1948年,此后Petrovsky详细地讲述了膈肌移位应用于胸外科成形手术的广泛经验,此后带蒂膈肌瓣的应用于各个方面被广泛报道,例如应用带蒂膈肌瓣治疗贲门失弛缓、膈肌瓣修补心包及胸壁缺损、膈肌瓣包绕加固胸内食管胃吻合口瘘以及应用带蒂膈肌瓣进行食管破裂的修补等。 膈肌(diaphragm)又被译为横膈,是一个所有哺乳动物都具有的器官,而且是全身必不可少的一个器官。膈肌为胸腔与腹腔之间解剖学的肌腱分界,它是参与呼吸的主要肌肉,占所有呼吸肌功能的60-80%,也是形成胸腔低压系统与腹腔高压系统之间的自然界限。由于膈肌位于胸腹联合部,不仅参与胸腹部的功能,而且与胸腹部相关疾病有着密切的联系,因而膈肌的解剖形态以及其生物力学特征与人体的正常功能和各种病理状态密切相关,而且这种解剖学特征决定了膈肌与胸腹部相关疾病的外科治疗存在着众多的联系。 有关于膈肌,另一个需要提及到的是膈神经。首先,在膈肌的神经支配及其分支的状况方面,Muller提出在人类和其它动物中,膈神经是膈肌的唯一神经支配,并通过50例人体膈肌标本和对各种动物进行膈神经的原位解剖,详细地描述了膈肌的膈神经支配及其分支状况,发现膈神经在分支结构上变异较小,而膈神经这种相对比较固定的解剖学模式使得在动物上有关膈肌的实验操作比较方便,并且能够对于膈肌涉及固定的外科手术方式,这对于许多有关于膈肌的外科手术操作时非常有利的。同时作者还阐述了膈神经在膈肌脚的分布对于食管贲门部的抗返流机制起着重要的作用。在临床方面,有关于膈神经的研究热点在于膈神经移位术,例如膈神经移位修复臂丛神经损伤、膈神经移位支配迷走神经,同时亦可采用迷走神经移位膈神经重建膈肌的呼吸功能等,这是创伤外科中修复神经损伤的一种常用手术方式。 膈肌的血液供应是多方面的,膈肌多重的血供也可以同其肌肉的功能分型一样划分为两大系统：1、肋部动脉血供区：由分布于膈肌外周的肌膈动脉、肋间动脉和胸内动脉小支供血；2、膈脚部以及中心腱血供区：由膈肌最主要的血供来源膈动脉以及与膈神经伴行的心包膈动脉供血。两大系统血供总体上是相互独立的,但是可见相互之间存在着许多吻合支,从而形成膈肌丰富的动脉网,这是其可以成为一种良好的自体组织瓣的基础,这种良好的动脉交通可以保证切取较大片膈肌瓣行食管管状成型后剩余膈肌仍有充分的血液供应而维持充分的呼吸功能。 从传统意义上来说,膈肌常被认为具有单一呼吸功能的统一整体来研究,但是从近年来在宏观和微观水平上对于膈肌纤维的研究,人们越来越认识到膈肌实际上是由功能相互独立的两块肌肉所组成的,即：肋部和膈肌脚部,其中传统的肋部、胸骨部为广义上的肋部,而腰部外侧束和左右侧膈脚合称膈脚部,两者在发育、解剖及机械功能上有很大不同。首先,从胚胎发育上来看,肋部膈肌的生肌细胞来源于体壁,膈肌脚起源于食管系膜,因而膈肌脚部位肌肉同食管无论是在位置上还是组织学起源上都存在更大的同源性,从这点来说膈脚部可以成为带蒂膈肌瓣的理想选材部位。Collis曾对膈肌脚区域进行的巨微解剖显示,人类膈肌左右膈肌脚除了标准的解剖构筑(右侧膈脚纤维跨越并围成食管裂孔,左侧膈脚不参与其组成)外,还存在着诸多变异类型。邓荟等研究显示,猪食管裂孔的构成同绝大多数人类一样是由发达的右侧膈脚纤维组成,未发现在人类存在的其他多种变异类型。其次,从最大限度地减少膈肌瓣的切取对于呼吸功能影响的方面来说,选取膈肌脚作为带蒂膈肌瓣可以减少对于正常呼吸生理的干扰,利于术后的恢复。 然而,膈肌脚部主要由膈下动脉供应,该血管血流充分,但无法形成较长的血管蒂。Troyer曾经对麻醉状态下狗的膈肌进行电刺激后发现,膈肌肋部和膈脚部先后收缩,并产生不同的作用,食管裂孔肌肉的组成是重要的食管抗返流屏障。如采取膈肌脚作为肌瓣则需了解该区域的构成,从而尽量注意对这一重要的生理机制进行保护。 肋部膈肌的主要动脉是腹腔面的肌膈动脉紧贴肋缘并发出串联分支分布于肋部膈肌的大部。肋部膈肌的另一重要血供来源为胸腔面的双侧心包膈动脉,在肉眼下可以游离及辨认各个分支,其供血区域大部分集中在膈肌中央区域且与肌膈动脉有广泛的交通。虽然心包膈动脉直径较膈下动脉细,但其走行较长能形成较长的血管蒂。且该血管与膈神经伴行,膈神经的分支模式较固定,解剖上容易辨别,因此设计一种固定的成形方式是很有可能的。如将膈神经与膈肌瓣一同游离,这样不仅可减少游离时对血管的损伤,同时,从理论上有可能使带蒂膈肌瓣具有收缩功能。因此,膈肌本身所具有的收缩功能使膈肌瓣移植代替病变食管后能否起到有效的节律性收缩亦值得期待。 肋部膈肌同其他吸气肌协同可以扩大胸廓下部,起吸气作用,对于呼吸功能具有更大的重要性。因此,切取大片膈肌瓣可能对呼吸功能产生较大的影响。 综上所述,根据膈肌解剖及血供特点,膈下动脉所支配的膈肌脚部和心包膈动脉支配的肋膈部可作为膈肌重建食管的取材部位,本实验设计两组动物模型,一组为以膈下动脉为蒂血管行食管重建,另一组以心包膈动脉为蒂血管行食管重建,观察两组实验动物术后存活情况,对比两组优缺点。 目的 本研究旨在探索带蒂膈肌瓣重建食管动物模型的制作方法,验证膈肌瓣重建食管的可行性；分别研究以左膈下动脉与左心包膈动脉为蒂的膈肌瓣代食管的优缺点,探讨其临床应用的可行性,从而为进一步研究打下坚实的实验基础。 方法 健康2-3月龄杂种长白猪10头,普通饲养环境下喂养,体重24-25kg。根据血管蒂的不同采用随机方式进行分组：A组,以左膈下动脉为蒂血管(n=5)；B组,以左心包膈动脉为蒂血管,左侧膈神经同蒂血管一同游离(n=5)。 麻醉及插管：麻醉前15-20分钟肌注硫酸阿托品注射液0.5mg后,将实验动物固定于手术台上,接心电监护以持续监测血压、心电图、温度、脉搏血氧饱和度等,经耳缘静脉留置静脉套管针并妥善固定以方便随时追加麻醉药及静脉液体；面罩吸氧(10L/min)3min,枸橼酸舒芬太尼+得普利麻丙泊酚+罗库溴胺注射液麻醉药诱导麻醉,放置气管导管6.0-7.0气管内插管,给予得普利麻丙泊酚15mg/h维持。 手术：经左侧第6肋间入胸(B组经左侧第7肋间入胸),电刀切开壁层胸膜,进入胸膜腔,分离粘连组织,然后植入肋骨开胸器将胸腔牵开；调整呼吸参数,在保持足够通气的情况下使左肺萎陷,沿食管外壁纵轴方向继续游离,并切除一段长4cm的完整食管,制成下段食管部分缺损的动物模型。 游离带蒂膈肌瓣：A组：在距食管裂孔1-2cm处的膈肌腹面,沿左膈下动脉前支即左膈肌脚部,游离一段长度约5-6cm、宽2-3cm带蒂膈肌瓣。游离的膈肌瓣以胸膜层作为内膜,两端单层缝合,制成直径约1.5cm的管状带蒂膈肌瓣。B组：沿实验猪左膈神经走行方向(即左心包膈动脉走行方向)位于膈肌肋膈部,在血管进入膈肌位点远端2cm处游离一段长度约7-8cm宽3-4cm的带蒂膈肌瓣,以腹膜层作为内膜,两端单层缝合,制成直径约2cm的管状带蒂膈肌瓣。 重建食管：将管状带蒂膈肌瓣与食管断端吻合；行胃造瘘后修补膈肌,A组缺损的膈肌采用直接缝合；B组缺损的膈肌采用涤纶补片修补。关胸,手术结束。 术后处理：竹笼内饲养,检测生命体征变化,观察胸液,给予足够静脉液体及抗感染,记录出入量,保持呼吸道通畅,止痛,营养：外周静脉营养+肠内营养,从术后第2日开始从胃造瘘管内注入生理盐水,此后注入米汤及能全力肠内营养液。从术后第5、6天开始给予经口流质、半流质进食,最后逐渐过渡到经口进软食。 观察指标：观察实验动物生存时间；术后并发症、进食情况、体重变化、食管造影指标。 结果 术后实验动物存活情况：10头实验猪总共存活7头；其中,A组存活3头,1号术后当天死于呼吸道梗阻,4号于术后第2日死于肺部感染；B组存活4头,7号因肺部感染于术后第7日死亡。其余实验猪存活时间均超过4周。 进食情况：A组2号猪术后一周出现进食困难及呕吐,术后第2周上消化道造影显示远端吻合口狭窄。其余所有存活猪术后一周均能正常进食,无进食困难及呕吐等症状。 体重变化：术后第一周下降明显(较术前平均下降2.3-2.5kg),一周后逐渐增长,一个月后达到术前水平。 术后并发症：A组2号实验猪术后一周出现进食困难及呕吐,第2周X线造影显示远端吻合口狭窄,狭窄上端出现食管明显扩张,同时吻合口处有食物潴留。采用Savary-Gilliard扩张器进行食管吻合口远端扩张后,呕吐现象明显好转。但由于此前反复呕吐导致误吸,引起肺部感染未能治愈,于术后第28天因肺部感染死亡。其余存活猪造影显示食管通畅,无吻合口瘘及狭窄等。 结论 1、以心包膈动脉和以膈下动脉为蒂的膈肌瓣进行食管的重建均是可行的；术后实验动物死亡原因主要为肺部感染；实验动物长期存活证实该手术是可行的。 2、以膈下动脉为蒂血管的膈肌瓣,其血供更加充分。但可供切取的肌瓣面积较小,无法做较长的管状成形且可供游离的血管蒂较短。使其重建食管的范围仅限于食管裂孔附近。 3、以心包膈动脉为蒂的膈肌瓣较以膈下动脉为蒂的膈肌瓣行食管重建更具优势,因心包膈动脉其主干走行于腱膜部,广泛分支于肌质部,可形成更大面积的膈肌瓣；心包膈动脉走行较长,可游离的蒂血管更长,使其可重建不同部位的食管。 4、两组实验动物中,长期存活动物术后日常活动良好,初步说明该手术对动物无明显呼吸影响。
【关键词】：膈肌 带蒂膈肌瓣重建食管 心包膈动脉 膈下动脉 重建食管
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R655.4
【目录】：

• 摘要3-11
• ABSTRACT11-25
• 1 引言25-30
• 2 实验材料与方法30-39
• 2.1 实验动物30
• 2.2 实验材料30-31
• 2.3 仪器31-32
• 2.4 数据分析系统32
• 2.5 实验方法32-39
• 3 结果39-43
• 3.1 术后实验动物存活情况39
• 3.2 术后并发症39-40
• 3.3 术后实验动物进食情况40
• 3.4 术后体重变化40
• 3.5 两组游离膘肌_血管蒂长度和组织彠面积大小的比较40-42
• 3.6 造影检查42-43
• 3.7 食管内镜检查43
• 3.8 数据统计方法及意义43
• 4 讨论43-53
• 4.1 猪膈肌瓣重建食管的模型制作44-52
• 4.2 死亡原因的探讨52-53
• 5 结论53-54
• 全文小结54-55
• 参考文献55-61
• 缩略词表及中英文对照表61-62
• 附图62-69
• 攻读硕士学位期间研究成果69-70
• 致谢70-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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