穿支體形態(tài)學(xué)及跨區(qū)皮瓣存活機(jī)制的研究.pdf

1、研究背景與目的:
　　 1989年，Koshima等第一次報(bào)道了以腹壁下動(dòng)脈穿過腹直肌，分布在臍周的肌皮穿支為蒂的皮瓣來(lái)修復(fù)口底及腹股溝部皮膚軟組織缺損后，整形外科領(lǐng)域迎來(lái)了穿支皮瓣的時(shí)代，穿支皮瓣符合整形外科“供區(qū)損傷最小化，受區(qū)美觀最大化”的修復(fù)原則。
　　 越來(lái)越精細(xì)的手術(shù)方式需要人們對(duì)血管的解剖及生理學(xué)也要有更深入的認(rèn)識(shí)。1987年，Taylor等應(yīng)用血管造影技術(shù)對(duì)人體及其它一些哺乳動(dòng)物的皮動(dòng)脈進(jìn)行了細(xì)致入微的研

2、究，根據(jù)皮膚內(nèi)血管由深向淺呈立體三維分布的特點(diǎn)與規(guī)律提出了“血管體”的概念，他們認(rèn)為，每一支知名的皮膚血管的供區(qū)都不僅僅局限于其分布范圍內(nèi)的皮膚及皮下組織，而是一個(gè)包含有同一區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的肌肉、肌腱、骨骼等多種組織在內(nèi)的三維組織塊，各相鄰“血管體”周邊借Chokevessels互相連接。隨著穿支皮瓣在臨床上應(yīng)用的不斷推廣，關(guān)于血管體區(qū)的概念也進(jìn)一步細(xì)化。Saint-Cyr等用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的CTA對(duì)穿支皮瓣進(jìn)行研究，把單支血管的血供區(qū)域

3、定義為“perforasome”，總結(jié)了穿支體形態(tài)學(xué)的特點(diǎn):相鄰穿支的血供區(qū)域通過直接與間接鏈接血管兩種方式進(jìn)行溝通;穿支血管在進(jìn)行跨區(qū)灌注時(shí)，首先是對(duì)來(lái)自同一源動(dòng)脈的相鄰穿支體進(jìn)行灌注，其次才是對(duì)來(lái)自不同源動(dòng)脈的相鄰穿支體進(jìn)行灌注。
　　 因?yàn)榇┲а芤话爿^為細(xì)小，其所直接供應(yīng)的解剖學(xué)區(qū)域（穿支樹狀分布所到之處）往往較小，不能滿足創(chuàng)傷、腫瘤切除及先天性畸形等引起大范圍的組織缺損，因此臨床常常需要跨區(qū)切取皮瓣。Cormack等通

4、過分析相鄰血管體之間的關(guān)系，將皮膚的血管供區(qū)依次分為三個(gè)層次:解剖學(xué)供區(qū)，血流動(dòng)力學(xué)供區(qū)以及潛在供區(qū)。即:某一源動(dòng)脈呈樹形分布的所到之處為解剖學(xué)供區(qū)，恰與Taylor等提出的“血管體區(qū)”相當(dāng)，是最基本的血管供區(qū);每一個(gè)解剖學(xué)供區(qū)與其周圍相鄰動(dòng)脈之間均有豐富的吻合。當(dāng)一側(cè)血管被切斷或阻斷時(shí)，則其管道內(nèi)的血壓下降。此時(shí)，解剖學(xué)供區(qū)血管內(nèi)的血流就會(huì)跨越原來(lái)的吻合部位向其供血。這種緊鄰解剖學(xué)供區(qū)的擴(kuò)張部分被稱之為血流動(dòng)力學(xué)供區(qū)。在跨越動(dòng)力學(xué)供區(qū)

5、的基礎(chǔ)上，若再繼續(xù)向遠(yuǎn)鄰的供區(qū)延伸，則稱其為潛力供區(qū)?？鐓^(qū)皮瓣切取后，皮瓣壞死容易出現(xiàn)在潛力學(xué)供區(qū)與動(dòng)力學(xué)供區(qū)之間的Choke區(qū)。
　　 目前跨區(qū)皮瓣在臨床上應(yīng)用廣泛，為了盡量提高組織存活率，臨床上最常采用的是延遲術(shù)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明延遲能夠促進(jìn)組織存活得益于相鄰穿支體之間的連接結(jié)構(gòu)Choke血管的擴(kuò)張。這就涉及到了組織應(yīng)對(duì)缺氧的兩種主要方式:第一種是原有的動(dòng)脈進(jìn)行血管重構(gòu)，管徑增大，該現(xiàn)象稱為動(dòng)脈發(fā)生;第二種就是血管新生，具體

6、又可細(xì)分出芽型（從原有血管發(fā)出）血管新生及血管內(nèi)皮祖細(xì)胞原位分化型血管新生。以上三種血管生物學(xué)行為相互獨(dú)立，同時(shí)在機(jī)體應(yīng)對(duì)缺血時(shí)又相輔相成，相互交疊，是目前血管生物學(xué)研究領(lǐng)域最前沿的內(nèi)容，也是基礎(chǔ)理論突破后最有可能改變臨床缺血防治策略的領(lǐng)域。
　　 之前限于早期的研究手段，Choke血管的研究結(jié)果都是二維的、靜態(tài)的和非生理狀態(tài)的。近年來(lái)，隨著醫(yī)學(xué)科技與生物技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)涌現(xiàn)出不少新的血管形態(tài)學(xué)研究方法。張志浩，張?jiān)牵泼值?/p>

7、在應(yīng)用放射造影術(shù)進(jìn)行穿支皮瓣研究過程中發(fā)現(xiàn):經(jīng)過放射造影劑標(biāo)識(shí)血管后的CT掃描圖像，利用個(gè)人電腦可輕松地對(duì)小血管進(jìn)行定位、配準(zhǔn)與三維重建等數(shù)字化處理，自此開創(chuàng)了穿支皮瓣形態(tài)學(xué)研究的立體及數(shù)字化時(shí)代。然而，X線攝像有其局限性，即不能再活體上對(duì)血管的生物學(xué)行為進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間研究，該缺點(diǎn)可以用嚙齒類動(dòng)物背部皮窗模型來(lái)彌補(bǔ)。該種觀察窗的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以在長(zhǎng)達(dá)幾周的時(shí)間內(nèi)在活體上對(duì)血管變化事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且在觀察到一個(gè)宏觀的陽(yáng)性變化后，可以立即終

8、止實(shí)驗(yàn)，將組織取下來(lái)行分子機(jī)制研究。之前對(duì)于Choke血管的研究，由于采用的是平片造影，研究的對(duì)象集中在Choke動(dòng)脈上，而靜脈有瓣膜、管壁薄，造影不容易成功，所以對(duì)Choke靜脈的研究甚少。然而，臨床上皮瓣跨區(qū)切取后，由靜脈回流障礙引起的皮瓣遠(yuǎn)端出現(xiàn)腫脹、青紫等靜脈回流障礙的癥狀卻屢見不鮮，因此對(duì)Choke血管的重要組成部分Choke靜脈進(jìn)行研究與對(duì)Choke動(dòng)脈進(jìn)行研究一樣有著重要的臨床意義。如將皮窗技術(shù)運(yùn)用到Choke血管的研究，

9、將實(shí)現(xiàn)在活體上同時(shí)對(duì)Choke動(dòng)、靜脈進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的研究。再者，目前關(guān)于Choke血管的研究主要集中于形態(tài)學(xué)上，也對(duì)于其分子生物學(xué)方面的機(jī)制研究甚少，因此，利用皮窗技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以對(duì)Choke血管的擴(kuò)張機(jī)制進(jìn)行初步研究。
　　 故本課題將進(jìn)行以下三個(gè)方面的研究:①應(yīng)用一次性整尸造影，分層解剖及專業(yè)化的交互式的醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)，對(duì)全身最典型、目前討論最多的具有明顯血供分區(qū)的下腹部進(jìn)行詳細(xì)的解剖學(xué)研究，以此提供跨區(qū)皮瓣的形態(tài)學(xué)依據(jù)

10、;②利用大鼠背部皮窗技術(shù)對(duì)跨區(qū)皮瓣切取后Choke血管的形態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行研究，以此提供跨區(qū)皮瓣存活的生理機(jī)制;③利用HE染色，觀察術(shù)后3天Choke區(qū)的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)情況;利用免疫組化技術(shù)及熒光定量PCR技術(shù)，對(duì)MCP-1，ICAM-1，MMP-2及VEGF在Choke擴(kuò)張中的表達(dá)情況進(jìn)行，以此提供Choke血管擴(kuò)張初步的分子機(jī)制。
　　 方法:
　　 1、新鮮成人標(biāo)本10具，在一側(cè)的腹股溝韌帶上方分離出股動(dòng)脈，做一個(gè)小的

11、縱切口，選擇合適大小的導(dǎo)尿管，在股動(dòng)脈切口的近遠(yuǎn)側(cè)做雙向插管，往其中標(biāo)本中灌注乳膠氧化鉛混合物。先將標(biāo)本行螺旋CT掃描，掃描后的數(shù)據(jù)以Dicom格式儲(chǔ)存，后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入交互式的醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)(Mimics)圖像工作站，集中對(duì)下腹壁的血管進(jìn)行三維重建。后對(duì)10具標(biāo)本腹部行分層解剖，將不同層次的組織分別行X線攝像，重點(diǎn)觀察腹壁下動(dòng)脈穿支的數(shù)量、走形、管徑、吻合情況、腹壁下動(dòng)脈的分布情況及下腹壁的神經(jīng)支配情況。
　　 2、30只雄性S

12、D大鼠，經(jīng)頸總動(dòng)脈插管放血處死后灌注明膠-氧化鉛造影劑，后經(jīng)腹側(cè)正中線在外科平面，解剖觀察背部皮動(dòng)脈的穿出部位、走形、分支、分布與吻合情況，并將全身被覆組織平鋪于硬紙板上，應(yīng)用全數(shù)字化X線攝影成像裝置及其后處理系統(tǒng)（FCRXG-1，日本產(chǎn)）進(jìn)行X線攝影。設(shè)計(jì)大鼠背部皮窗，由2個(gè)基部向外折45°的主體支架、蓋子及4對(duì)螺絲釘帽組成。根據(jù)解剖所觀察到的皮膚血供情況，在10只雄性SD大鼠背部一側(cè)切取以髂腰動(dòng)脈皮支為蒂，跨3個(gè)穿支體的皮瓣，瓣區(qū)跨

13、越肋間后動(dòng)脈穿支及胸背動(dòng)脈穿支兩個(gè)穿支體的跨區(qū)皮瓣，將皮窗對(duì)準(zhǔn)髂腰動(dòng)脈與肋間后動(dòng)脈之間的Choke區(qū)安裝上去;用小剪刀將觀察窗內(nèi)的鼠皮全層去掉，在體式顯微鏡下連續(xù)8d觀測(cè)對(duì)側(cè)Choke血管的變化情況。取另外2只雄性SD大鼠，切取皮瓣及安裝皮窗后往尾靜脈注射伊文思藍(lán)，通過觀察窗觀察術(shù)后Choke區(qū)的微循環(huán)。
　　 3、SD雄性大鼠10只，分為2組，每組8只，1組不做手術(shù)，另1組按照第二部分描述的方式切取皮瓣。術(shù)后3天等取兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)

14、物旋髂深動(dòng)脈與肋間后動(dòng)脈Choke區(qū)部分的2小塊皮膚組織，放在事先盛有9％多聚甲醛的50ml的離心管及凍存管里，標(biāo)記時(shí)間及動(dòng)物序號(hào)。組織石蠟包埋、切片。行兩組染色，一組行HE染色及免疫組化染色，對(duì)兩組動(dòng)物MCP-1，ICAM-1，MMP-1及VEGF的表達(dá)情況進(jìn)行半定量分析，另一組行熒光定量PCR分析。
　　 結(jié)果:
　　 1.腹壁穿支體的形態(tài)及血供分區(qū):腹壁下動(dòng)脈在腹直肌的中1/3段分成內(nèi)、外側(cè)支，分別發(fā)出內(nèi)外排兩列穿

15、支，穿腹直肌及其前鞘后分布于下腹壁皮膚及淺筋膜。其中，內(nèi)側(cè)列穿支位于腹直肌的內(nèi)1/3，每側(cè)腹壁平均發(fā)出內(nèi)排穿支(3.1±0.7)支，外徑為(0.69±0.11)mm，穿支走形無(wú)明顯的偏向性，有分支跨越中線與對(duì)側(cè)腹壁下動(dòng)脈內(nèi)排穿支吻合:外側(cè)列的穿支位于腹直肌的外1/3，每側(cè)腹壁平均發(fā)出(3.3±0.8)支外排穿支，穿支外徑為(0.73±0.13)mm，在進(jìn)入筋膜后，穿支走形向外側(cè)走行較長(zhǎng)距離，與腹壁淺動(dòng)脈及肋間后（下）動(dòng)脈吻合，在本組標(biāo)本

16、中沒有發(fā)現(xiàn)有走形中發(fā)出分支跨腹中線與對(duì)側(cè)腹壁下動(dòng)脈穿支吻合。腹壁淺動(dòng)脈屬于腹壁淺動(dòng)脈系統(tǒng)，分支與走形方式有3種:單干單支型、單干雙分支型、雙干型。腹壁淺動(dòng)脈管徑為(1.2±0.6)mm，平蒂長(zhǎng)為(88±29)mm，營(yíng)養(yǎng)面積(113±34)cm2.。腹壁下動(dòng)脈穿支皮瓣相關(guān)的腹壁區(qū)域主要由T10～T12支配。肋間神經(jīng)感覺支與血管穿支關(guān)系密切，現(xiàn)管徑大于0.5mm以上的腹壁下動(dòng)脈穿支85.1％以上有相伴行的感覺神經(jīng)。T10、T11、T12神經(jīng)

17、本干在腹壁下動(dòng)脈兩分支前方與血管交叉，交叉位分別位于臍上(1.11±1.62)cm，臍下(1.84±1.93)cm及臍下(6.11±1.42)cm。
　　 2.Choke血管的在體形態(tài)學(xué)觀察:大體解剖和動(dòng)脈造影顯示，大鼠背部單側(cè)被覆組織主要由3根血管供應(yīng)，從頭至尾分別為胸背動(dòng)脈皮穿支，肋間后動(dòng)脈的某一皮穿支、髂腰動(dòng)脈皮穿支，形成了上、中、下的3個(gè)穿支體區(qū)。以髂腰動(dòng)脈為蒂的跨3個(gè)穿支體區(qū)皮瓣切取術(shù)后遠(yuǎn)端出現(xiàn)了極其穩(wěn)定的壞死，壞死率

18、為(38.8±5.9)％，壞死組織與存活組織的分界線常常出現(xiàn)在肋間后動(dòng)脈穿支與胸背動(dòng)脈穿支之間的Choke區(qū)。皮瓣切取后，Choke動(dòng)脈，Choke靜脈及連接小靜脈均出現(xiàn)了明顯的管徑擴(kuò)張，曲度增加現(xiàn)象，但是最顯著的變化發(fā)生在Choke靜脈之間的連接小靜脈上;這些小靜脈于術(shù)后(60±11)h開始出現(xiàn)管徑擴(kuò)張，這種變化趨勢(shì)一直延續(xù)到(4.5±0.4)d，此后大部分這些管徑已經(jīng)擴(kuò)張的小靜脈管徑慢慢變小，并最終消失。整個(gè)觀察期未見到明顯的血管新

19、生，一些非功能性的血管于術(shù)后陸續(xù)消失，整個(gè)視野的血管密度降低。往大鼠尾靜脈注射伊文思藍(lán)，通過視頻能夠完整地記錄Choke區(qū)完的動(dòng)靜脈循環(huán)過程。
　　 3.皮瓣切取后4個(gè)細(xì)胞因子的表達(dá)情況:發(fā)現(xiàn)術(shù)后3天擴(kuò)張的Choke血管旁的多形核炎癥細(xì)胞顯著增多(P)術(shù)后3天，Choke血管及其周圍MCP-1，ICAM-1，MMP-2的陽(yáng)性細(xì)胞量顯著增多，兩組動(dòng)物的陽(yáng)性細(xì)胞有顯著性差異(P＜0.05)，而VEGF的陽(yáng)性細(xì)胞量未見顯著增多，兩組動(dòng)

20、物的陽(yáng)性細(xì)胞無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。術(shù)后3天MCP-1，ICAM-1，MMP-2基因的表達(dá)量增多(P＜0.05)，VEGF的表達(dá)量未見增多(P＞0.05)。
　　 結(jié)論:
　　 1.以外排穿支為蒂時(shí)，腹壁下動(dòng)脈穿支皮瓣的ZoneⅠ與Ⅱ是偏向腹壁外側(cè)的。以內(nèi)排穿支為蒂時(shí)，ZoneⅠ與Ⅱ是向心性的，切取皮瓣是最好不要偏側(cè)性太強(qiáng)。如果在保護(hù)神經(jīng)干不受損傷的情況下，將感覺支從主干分出切取，則能不破壞腹壁肌肌肉功能，又能保留

21、皮瓣的感覺神經(jīng)支配。T10、T11、T12神經(jīng)本干在腹壁下動(dòng)脈兩分支前方與血管交叉，分離血管蒂是應(yīng)注意保護(hù)，避免損傷。腹壁下動(dòng)脈皮瓣具有可以削薄、血供可靠及對(duì)腹壁肌肉零損傷等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)需要修復(fù)的組織量不需要過中線時(shí)，腹壁淺動(dòng)脈皮瓣是一種可靠的修復(fù)手段。
　　 2.大鼠背部皮窗作為觀察Choke血管的一種新的方法，其最大的優(yōu)點(diǎn)是能在同一活體上對(duì)Choke血管在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。皮瓣切取后，Choke動(dòng)靜脈都進(jìn)行擴(kuò)張。動(dòng)脈擴(kuò)張與

22、文獻(xiàn)里描述的相符合。靜脈擴(kuò)張現(xiàn)象文獻(xiàn)描述甚少，通過我們觀察到的靜脈的變化情況，我們認(rèn)為在皮瓣切取早期靜脈血主要是以“迷宮”式回流為主，而術(shù)后晚期，“瓣膜失效”成為主要途徑。伊文思藍(lán)可作為一種血流始終劑，與皮窗結(jié)合，研究皮瓣內(nèi)的微循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)
　　 3.Choke血管擴(kuò)張是動(dòng)脈發(fā)生現(xiàn)象在皮膚的一種表現(xiàn)形式，血流切力的增加是擴(kuò)張的主要原因，炎癥細(xì)胞，特別是單核/巨噬細(xì)胞在Choke血管擴(kuò)張過程中扮演了重要角色，而缺氧對(duì)Choke血