磁壓榨技術(shù)用于大鼠結(jié)腸造瘺的可行性研究

張苗苗，吉 琳，蓋敬慈，徐庶欽，雷鳳萍，藍(lán) 婷，劉培楠，王伊睿，李 恒，張涵芷，呂 毅，嚴(yán)小鵬*

（1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝膽外科，西安 710061；2.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院精準(zhǔn)外科與再生醫(yī)學(xué)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，西安 710061；3.西安交通大學(xué)啟德書院，西安 710061；4.西安交通大學(xué)宗濂書院，西安 710061）

0 引言

結(jié)腸造瘺術(shù)是將近端結(jié)腸永久或者暫時(shí)固定于腹壁上以替代肛門作用的一種手術(shù)方式，是結(jié)直腸炎癥性疾病、腫瘤、外傷中常用的外科治療方式[1]。中國(guó)每年新增加的結(jié)腸造瘺患者大約有10萬(wàn)人，近1/3的結(jié)腸造瘺患者因造瘺口缺血性壞死、感染、回縮、狹窄、脫垂、梗阻、周圍疝等并發(fā)癥而感到困擾[2]。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)腸造瘺口并發(fā)癥的發(fā)生率高達(dá)21%～70%[3]，國(guó)內(nèi)報(bào)道為16.3%～53.8%[4]，患者術(shù)后生活中面臨的困難大多來源于各種并發(fā)癥的發(fā)生[5]。手工結(jié)腸造瘺費(fèi)時(shí)費(fèi)力、創(chuàng)傷較大，雖然應(yīng)用管狀吻合器一定程度上簡(jiǎn)化了外科手術(shù)操作步驟[6]，但其并發(fā)癥發(fā)生率仍然很高。因此找到一種簡(jiǎn)便快捷的結(jié)腸造瘺方式，減少并發(fā)癥的發(fā)生，進(jìn)而提高患者生活質(zhì)量，具有重要的臨床意義。

磁壓榨技術(shù)（magnetic compression technique，MCT）是利用2個(gè)或2個(gè)以上磁體（或數(shù)個(gè)磁體與數(shù)個(gè)順磁性材料）之間的磁性吸引力，實(shí)現(xiàn)臟器的連接再通、組織的壓榨閉合、管腔內(nèi)容物的限流等目的的新興外科技術(shù)[7]。MCT利用磁場(chǎng)力這一“非接觸性”力，使磁體之間的壓榨組織發(fā)生缺血—壞死—脫落，而壓榨旁組織發(fā)生粘連—修復(fù)—愈合的病理變化過程，從而實(shí)現(xiàn)組織吻合[8]。MCT的研究或臨床應(yīng)用已涉及消化道管腔吻合[9-12]、血管吻合[13-14]以及消化道瘺修補(bǔ)[15-17]等諸多領(lǐng)域，其微創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單、效果可靠等優(yōu)勢(shì)凸顯，具有巨大的臨床應(yīng)用潛力?；谇捌诘拇艍赫ト冈殳浹芯縖9]，本文根據(jù)MCT的原理提出無(wú)創(chuàng)化結(jié)腸造瘺的設(shè)想，并以大鼠為動(dòng)物模型對(duì)其可行性進(jìn)行驗(yàn)證。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

10只SD大鼠，雌雄不限，體質(zhì)量200～250 g，購(gòu)于西安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。本實(shí)驗(yàn)通過生物醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批，實(shí)驗(yàn)過程符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理要求。本實(shí)驗(yàn)為探索技術(shù)是否具有可行性的研究，因此不設(shè)置對(duì)照組，10只大鼠均作為實(shí)驗(yàn)組。

1.2 方法

1.2.1 磁體設(shè)計(jì)

用于結(jié)腸造瘺的磁體包括子磁體和母磁體2個(gè)部分（如圖1所示）。其中放置在左下腹的磁體為母磁體，位于結(jié)腸內(nèi)的磁體為子磁體。子、母磁體的設(shè)計(jì)符合磁外科磁體設(shè)計(jì)的“西安原則”[18]。根據(jù)大鼠肛門及結(jié)腸腸管尺寸，母磁體設(shè)計(jì)為底面直徑6 mm、高5 mm的圓柱形，質(zhì)量為1.030 g；子磁體設(shè)計(jì)為底面直徑5 mm、高3 mm的圓柱形，質(zhì)量為0.410 g。子、母磁體表面采用鎳鍍層進(jìn)行防腐蝕處理。

圖1 子、母磁體實(shí)物圖

1.2.2 實(shí)驗(yàn)操作

使用電子秤稱量大鼠質(zhì)量，用3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉（0.1 mL/100 g）。麻醉成功后大鼠呈仰臥位，經(jīng)大鼠肛門置入子磁體，用小兒胃管將其推送至結(jié)腸內(nèi)預(yù)造瘺部位，將母磁體放置在左下腹的相應(yīng)位置，子、母磁體自動(dòng)對(duì)位吸合，壓迫腸壁及腹壁，如圖2（a）所示。

1.2.3 術(shù)后管理及標(biāo)本獲取

術(shù)后立即行腹部正側(cè)位X射線照射，觀察磁體位置，明確磁體是否對(duì)位良好，如圖2（b）、（c）所示。待大鼠蘇醒后放回大鼠飼養(yǎng)盒內(nèi)單獨(dú)飼養(yǎng)，自由進(jìn)食、水。術(shù)后48 h內(nèi)每隔12 h給予肌注鹽酸哌替啶0.2 mg/100 g鎮(zhèn)痛。術(shù)后嚴(yán)密觀察大鼠存活狀況，并記錄磁體脫落時(shí)間。術(shù)后2周，腹腔內(nèi)注射過量戊巴比妥鈉處死大鼠，獲取造瘺口標(biāo)本。采用浸水注氣法檢測(cè)造瘺口爆破壓；肉眼觀察結(jié)腸造瘺口形成情況；修剪造瘺口組織，用10%福爾馬林固定，石蠟包埋并切片，HE、Masson染色后，光鏡下觀察造瘺口組織愈合情況。

圖2 造瘺部位及術(shù)后X射線檢查

2 結(jié)果

10只大鼠均順利完成手術(shù)，手術(shù)時(shí)間為3～5 min，所有大鼠術(shù)后存活狀況良好。術(shù)后11～13 d子、母磁體一并脫落，結(jié)腸造瘺通道建立。2周后開腹可見造瘺部位結(jié)腸與腹壁愈合良好，腹腔未見明顯粘連。浸水注氣法檢測(cè)爆破壓均大于200 mmHg（1 mmHg=133.32 Pa），如圖3所示。造瘺口標(biāo)本肉眼觀察可見結(jié)腸與腹壁粘連愈合緊密，造瘺口通暢性良好。HE及Masson染色光鏡下觀察可見結(jié)腸腸壁與腹部組織愈合良好，腸壁與腹壁連接愈合部位光滑平整，未見明顯的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，如圖4所示。圖5所示為夾在子、母磁體之間缺血壞死的腸壁和腹壁組織，其正常的腸壁組織結(jié)構(gòu)和腹壁結(jié)構(gòu)層次已消失。

圖3 造瘺口標(biāo)本示意

圖4 造瘺口標(biāo)本光鏡下觀察結(jié)果

圖5 磁體間壓榨組織光鏡下觀察結(jié)果

3 討論

結(jié)腸造瘺是解除消化道晚期腫瘤所造成的腸梗阻、左半結(jié)腸的損傷、曠置腸道遠(yuǎn)端炎癥、潰瘍等疾病重要的外科治療手段，在臨床上得到廣泛應(yīng)用[19]，但術(shù)后容易出現(xiàn)各種并發(fā)癥[2]，大大影響了患者的預(yù)后，其中一些可導(dǎo)致嚴(yán)重后果，甚至再次威脅患者的生命，例如造口旁疝，一旦發(fā)生很難處理，重新在對(duì)側(cè)腹壁進(jìn)行造口是最好的補(bǔ)救方法[4]，但需要二次手術(shù)，給患者帶來痛苦。傳統(tǒng)造瘺方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)術(shù)者技術(shù)要求較高，且手工操作帶來的創(chuàng)傷大，造瘺效果欠佳。近年來，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，器械的應(yīng)用更加靈活多樣，傳統(tǒng)的手術(shù)方式也不斷更新，管狀吻合器被越來越多地應(yīng)用于結(jié)腸造瘺手術(shù)。相較于傳統(tǒng)造瘺方式，管狀吻合器的應(yīng)用在一定程度上簡(jiǎn)化了操作難度、縮短了操作時(shí)間，但仍然無(wú)法在腸壁和腹膜之間形成良好的粘連和愈合，同時(shí)管狀吻合器價(jià)格偏高、需要圓形的皮膚切除，不適合臨時(shí)造瘺，為其臨床推廣帶來了困難[20]；也有學(xué)者研究顯示[6]，相較于手工縫合，吻合器行造瘺術(shù)出現(xiàn)造瘺口脫落內(nèi)陷概率更高。因此，目前尚不能將管狀吻合器稱為能夠產(chǎn)生最好造瘺效果和最少并發(fā)癥的結(jié)腸造瘺成熟裝置。

MCT在磁外科相關(guān)技術(shù)中起步最早、發(fā)展最成熟，最初被用來實(shí)現(xiàn)空腔臟器的吻合重建，前期實(shí)驗(yàn)研究與臨床應(yīng)用結(jié)果[21]都提示其作為一種無(wú)縫線吻合模式具有巨大優(yōu)勢(shì)。磁性物體間的“場(chǎng)”力的最大特點(diǎn)是“非接觸性”[22]，而MCT正是依靠子、母磁體之間的這種“非接觸性”力，即互相吸引的磁場(chǎng)力在吻合部位兩端實(shí)現(xiàn)壓榨吻合。應(yīng)用MCT行結(jié)腸造瘺時(shí)，不同于傳統(tǒng)的創(chuàng)傷性較大的“穿透式”造瘺，子、母磁體不需要直接接觸就能隔著組織實(shí)現(xiàn)壓榨過程，被壓榨組織壞死后，隨子、母磁體一并脫落，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了無(wú)創(chuàng)化造瘺。而傳統(tǒng)的結(jié)腸造瘺方式需要欲造瘺部位兩端的裝置（縫線或管狀吻合器）相互接觸，最終無(wú)法使腸壁與腹膜之間形成良好的粘連與愈合。本研究將MCT應(yīng)用于結(jié)腸造瘺，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明MCT在大鼠結(jié)腸造瘺中具有可行性。MCT用于結(jié)腸造瘺能夠解決現(xiàn)有傳統(tǒng)造瘺手術(shù)操作復(fù)雜、并發(fā)癥發(fā)生率高等問題，該方法具有操作簡(jiǎn)單、造瘺時(shí)間短、造瘺效果確切、成功率高等優(yōu)點(diǎn)，易于推廣，具有巨大的臨床應(yīng)用潛力。

本研究中，子、母磁體均為圓柱體設(shè)計(jì)，子磁體底面直徑與大鼠結(jié)腸內(nèi)徑相當(dāng)，一則圓柱體的設(shè)計(jì)方便子磁體經(jīng)自然腔道肛門置入，可避免術(shù)中打開腸腔，減少創(chuàng)傷，這也是其他造瘺方法所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；二則圓柱體的設(shè)計(jì)方便子磁體通過腸管，在確保足夠的造瘺口大小的情況下，可按照實(shí)際情況靈活調(diào)整子磁體橫截面積與高度，使其容易被推送至預(yù)造瘺部位，在實(shí)際臨床試用時(shí)也可對(duì)磁體的結(jié)構(gòu)參數(shù)加以適當(dāng)調(diào)整和改變，以滿足實(shí)際需求。本研究的不足在于對(duì)造瘺的長(zhǎng)期效果未進(jìn)一步觀察，后續(xù)研究中可以采用犬或豬等大動(dòng)物作為模型觀察磁壓榨造瘺的長(zhǎng)期效果。另外，磁壓榨造瘺時(shí)，當(dāng)子、母磁體對(duì)位相吸后，造瘺口無(wú)法立即建立，需待磁體脫落后造瘺通道才能建立，這是與現(xiàn)有臨床上使用的造瘺方法的不同之處，因此利用MCT行結(jié)腸造瘺時(shí)必須結(jié)合患者的實(shí)際情況及造瘺目的做出合理的選擇。