楊樹建 吳榮謙 鄭學(xué)風(fēng) 馬鋒 劉世松 喬瑋,4 史愛華 胡繼霖高源 盧強(qiáng),4 呂毅,4 盧云,5

結(jié)直腸癌是我國常見的惡性腫瘤之一，據(jù)我國腫瘤登記監(jiān)測資料報(bào)道，結(jié)直腸癌發(fā)病率位居第3位，占比9.87%［1］。腫瘤所致腸梗阻是影響患者生存質(zhì)量及存活時(shí)間的重要因素，終末期患者多合并基礎(chǔ)疾病，常規(guī)手術(shù)時(shí)間較長，麻醉風(fēng)險(xiǎn)大、患者多不能耐受。而通過自然腔道置入磁鐵進(jìn)行腸道壓榨吻合，減小了手術(shù)創(chuàng)傷，為消化道重建提供了新的途徑。本實(shí)驗(yàn)通過在家兔結(jié)腸置入磁鐵進(jìn)行腸道的側(cè)側(cè)壓榨吻合，探討手術(shù)的可行性。

材料與方法

一、研究對象

家兔8只（編號1～8#），雌雄不限，體重1.7～2.2 kg，由西安交通大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。適應(yīng)性喂養(yǎng)3天，保證清潔食物及飲水，圈養(yǎng)室溫22～28 ℃。

二、材料

選取大小為10 mm×5 mm×2 mm長方形磁鐵16個(gè)，壓榨磁力約4.0 N，磁通量：1 600 G（如圖1）；3%戊巴比妥鈉100 mL×1瓶，0.9%氯化鈉注射液500 mL×1瓶，青霉素注射液×5支，碘海醇注射液200 mL×2瓶；橡膠導(dǎo)管一根，5 mL注射器×5支，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)手術(shù)操作包1個(gè)，小動(dòng)物電動(dòng)剃毛器1個(gè)，手術(shù)室C型透視機(jī)一臺。以上實(shí)驗(yàn)材料均由西安交通大學(xué)外科夢工場提供。

三、麻醉

實(shí)驗(yàn)家兔術(shù)前禁食2天，測量體重，用3%戊巴比妥鈉經(jīng)耳緣靜脈麻醉（1 mL/kg），根據(jù)術(shù)中情況追加麻醉劑量。

四、手術(shù)操作

麻醉成功后，將實(shí)驗(yàn)家兔仰臥位固定于手術(shù)臺上，用小動(dòng)物電動(dòng)剃毛器對家兔下腹部及肛周進(jìn)行備皮。常規(guī)消毒、鋪巾，取下腹正中切口逐層入腹，牽拉切口，暴露腹腔，助手將已準(zhǔn)備好的磁鐵嵌入塑料導(dǎo)管前端，表面涂抹石蠟油，將磁鐵通過肛門置入遠(yuǎn)段結(jié)腸。術(shù)者推動(dòng)其向結(jié)腸近段移動(dòng)，通過相同的方法置入第二塊磁鐵，術(shù)者在腹腔移動(dòng)兩塊磁鐵使之對合，通過磁鐵的吸引力實(shí)現(xiàn)腸道的側(cè)側(cè)壓榨（如圖2所示）。磁鐵放置完畢后，檢查腸道有無損傷后關(guān)閉腹腔，常規(guī)消毒腹部切口。以相同方法處理其他7只家兔，術(shù)后前3天，常規(guī)肌肉注射“青霉素”400萬IU抗感染。

圖1 磁力-磁體位移變化線性圖。如圖：兩磁體間距在0.8 mm時(shí)磁力最大，約4～5 N，間距大于0.8 mm磁力隨位移增大逐漸減少，本實(shí)驗(yàn)壓榨組織厚度約0.8 mm，因此，壓榨磁力約4 N

圖2 家兔結(jié)腸磁壓榨側(cè)-側(cè)吻合示意圖

從術(shù)后第4天開始，對實(shí)驗(yàn)家兔進(jìn)行X線透視檢查，確定實(shí)驗(yàn)家兔磁鐵脫出后，麻醉實(shí)驗(yàn)家兔，仰臥位固定，將橡膠管表面涂抹石蠟油，經(jīng)肛門插入遠(yuǎn)段結(jié)腸，注入10 mL碘海醇進(jìn)行腸道造影（如圖3所示）。進(jìn)一步行剖腹手術(shù)，取腸道標(biāo)本觀察吻合口形成情況（如圖4A、4B、4C所示）。取2#、3#、5#、7#、8#家兔吻合口組織，用10%甲醛固定，常規(guī)石蠟包埋切片，光學(xué)顯微鏡觀察（如圖5）。對1#、4#、6#實(shí)驗(yàn)家兔的吻合口之間腸道行結(jié)扎手術(shù)，麻醉成功后，仰臥位固定，常規(guī)備皮、消毒下腹部，從原切口進(jìn)入腹腔，術(shù)中分離腹腔粘連，避免腸管及吻合口損傷，在距離吻合口遠(yuǎn)端約0.5 cm處以3#絲線雙線結(jié)扎（如圖6所示）。結(jié)扎時(shí)用力適度，防止絲線剪切力導(dǎo)致腸道破裂或術(shù)后缺血、壞死。結(jié)扎完成后關(guān)閉腹腔，消毒切口。術(shù)后前三天注射青霉素400萬IU抗感染，連續(xù)觀察30天，麻醉結(jié)扎腸道家兔，使用碘海醇經(jīng)肛門行結(jié)腸造影（如圖7所示）。處死家兔，取腸道吻合口標(biāo)本，剪開腸道觀察吻合口情況（如圖8A、8B所示）。

五、觀察指標(biāo)

（1）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物觀察：兩次手術(shù)后實(shí)驗(yàn)家兔的精神、進(jìn)食、排便、體重變化、腹部切口愈合情況、實(shí)驗(yàn)家兔的死亡例數(shù)；壓榨磁鐵脫出時(shí)間，腸道滯留、腸梗阻例數(shù)；（2）吻合口組織病理學(xué)觀察；（3）解剖學(xué)大體外觀：結(jié)扎前后吻合口大體形態(tài)，壓榨吻合口黏膜情況（出血、潰瘍、穿孔），比較結(jié)扎術(shù)前后吻合口直徑變化。

結(jié) 果

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物觀察

第一次手術(shù)后，實(shí)驗(yàn)家兔術(shù)后精神狀況較差，術(shù)后前三天進(jìn)食明顯減少，體重均有不同程度的下降，排便正常，3#家兔切口感染。術(shù)后6～8天，壓榨磁鐵均通過肛門脫出，無腸道磁鐵滯留，8#家兔體重下降0.5 kg，解剖證實(shí)發(fā)生腸道梗阻。第二次手術(shù)后，1#家兔術(shù)后無進(jìn)食，體重下降0.4 kg，于術(shù)后第6天死亡，解剖證實(shí)發(fā)生腸道梗阻，4#、6#家兔術(shù)后進(jìn)食減少，精神狀態(tài)較差，后逐漸恢復(fù)并長期存活（表1）。

圖3 壓榨磁體脫出后腸道造影，可見U形腸襻，壓榨吻合口清晰顯示，無造影劑泄漏

二、腸道造影

第一次手術(shù)后，結(jié)腸造影示壓榨吻合口通暢，無造影劑外漏（圖3），8#家兔造影未顯示吻合口及腸襻。第二次手術(shù)后，結(jié)腸造影示吻合口通暢，無造影劑泄漏，吻合口直徑較前擴(kuò)大（圖7）。

三、組織病理學(xué)觀察

病理切片示吻合口黏膜下層愈合良好，吻合口纖維組織增生，炎性細(xì)胞浸潤。

圖4 磁壓榨腸道標(biāo)本。4A：可見U形壓榨腸襻，壓榨吻合處融合良好；4B：可見壓榨吻合口形成；4C：為剪開壓榨腸道標(biāo)本，見壓榨吻合口形成良好，表面光滑，無潰瘍、出血、穿孔表現(xiàn)

圖5 吻合口病理學(xué)檢查。箭頭所指為壓榨融合處（HE 40×）

圖6 結(jié)扎壓榨吻合口之間腸道

圖7 第二次手術(shù)后30天，再次行結(jié)腸造影，結(jié)扎處未顯影，壓榨吻合口較前擴(kuò)張，未見造影劑泄漏

四、解剖學(xué)大體外觀

第一次術(shù)后，解剖實(shí)驗(yàn)家兔示：8#實(shí)驗(yàn)家兔結(jié)腸襻近段腸道明顯擴(kuò)張、糞便潴留，腸壁張力高，遠(yuǎn)段腸段細(xì)小，壓榨吻合口無糞便通過（如圖9A、9B所示）。其余7只家兔吻合口通暢，無腸漏，可見“U”形腸襻形成。剪開腸管后見吻合口呈圓形，直徑約5 mm，黏膜光滑，無潰瘍、出血及穿孔（如圖4A、4B、4C所示）。第二次手術(shù)后，解剖4#、6#家兔，見“U”型腸襻結(jié)扎、閉塞，無糞便通過。吻合口直徑較前擴(kuò)大，糞便順利通過，黏膜光滑、無出血、潰瘍及穿孔表現(xiàn)，吻合口近段腸壁增厚（如圖8）。

圖8 第二次手術(shù)后30天，壓榨吻合口標(biāo)本，可見吻合口直徑較前擴(kuò)大，U形腸襻閉塞，吻合口近段腸壁增厚，吻合口粘膜光滑，無潰瘍、出血、穿孔

討 論

磁壓榨吻合技術(shù)是在目標(biāo)腸道置入一定規(guī)格的磁鐵，通過磁鐵的持續(xù)壓榨力使腸壁缺血、壞死形成瘺道，實(shí)現(xiàn)消化道重建的技術(shù)。早在1981年美國的Jansen等［2］利用涂有PETE涂層的磁環(huán)進(jìn)行了小腸吻合的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，顯示出了良好的效果。此后，國外學(xué)者進(jìn)行了豬的胃-空腸、空腸-空腸［3］的磁壓吻合實(shí)驗(yàn)，探索技術(shù)的可行性。2008年北京大學(xué)侯鄭生等［4］利用磁壓榨技術(shù)解除犬的腸梗阻的研究取得成功，隨后探索了磁力大小對吻合效果的影響，認(rèn)為對于3～5 mm的腸壁磁體磁通量在2 300～2 770 G吻合效果最好［5］。目前，已有應(yīng)用磁壓榨技術(shù)治療食管閉鎖［6］、胃腸道梗阻［7］的臨床病例報(bào)道，證實(shí)了磁壓榨吻合技術(shù)的應(yīng)用前景。

表1 實(shí)驗(yàn)家兔磁鐵脫出時(shí)間、術(shù)后生存狀況、二次處理統(tǒng)計(jì)表

圖9 8#家兔腸道標(biāo)本。9A：為離體標(biāo)本，可見近段腸管明顯擴(kuò)張，遠(yuǎn)段細(xì)?。?B：可見近段腸道擴(kuò)張，糞便潴留，張力高

一、磁壓榨吻合技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及面臨的問題

與手工縫合及釘式吻合器吻合相比，磁壓榨吻合技術(shù)具有操作簡單、吻合時(shí)間快、壓榨效果良好、無異物存留的優(yōu)點(diǎn)［8］。同時(shí)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明：磁壓榨技術(shù)能夠在腹腔感染、腸壁水腫等特殊情況下實(shí)現(xiàn)腸道的一期吻合，可能改變以往認(rèn)為的在感染情況下不能進(jìn)行腸道一期吻合的傳統(tǒng)觀念［9］。近年來，通過內(nèi)鏡置入磁鐵進(jìn)行腸道壓榨吻合的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究取得成功［10］，減小了手術(shù)創(chuàng)傷，為解除惡性腫瘤終末期患者的腸梗阻提供了新的方法。盡管如此，磁壓榨吻合技術(shù)依然面臨諸多問題尚需解決［11］：（1）磁壓榨技術(shù)過程中的生物力學(xué)機(jī)制尚未完全揭示，腔體各組織吻合的壓榨力與組織愈合之間的普遍規(guī)律缺乏詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)論證，磁力大小的選擇主要依靠醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)判斷；（2）在狹小空間如何提高磁力，在膽管、胰管等直徑較小的腔道內(nèi)置入磁體也較小，如何獲得壓榨的足夠磁力尚需解決；（3）磁體的置入、脫出仍然是阻礙磁壓榨技術(shù)廣泛推廣的原因。2011年Cho等［12］設(shè)計(jì)了SAMSEN（smart self-assembling magnets for endoscopy）組合式磁體，并在豬身上取得成功。2014年西安交通大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)獲得了組合式磁吻合器［13］和載藥可降解吻合器［14］兩項(xiàng)發(fā)明，為解決這一問題提供了新的途徑。

二、本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

這次實(shí)驗(yàn)中，采用長方形磁鐵進(jìn)行壓榨吻合，既有利于磁體的置入與脫出，減小了消化道的損傷及磁體的腸道滯留率，又滿足了腸道壓榨吻合口直徑的要求。我們發(fā)現(xiàn)，壓榨吻合口呈圓形，并沒有出現(xiàn)與壓榨磁鐵一致的長方形，這與壓榨的緩慢過程及腸道組織的收縮有關(guān)。組織病理學(xué)檢查證實(shí)了吻合口愈合的可靠性，我們通過人為結(jié)扎腸道的方式制造腸梗阻模型，進(jìn)一步驗(yàn)證了壓榨吻合口的糞便轉(zhuǎn)流功能，表明磁壓榨吻合是一種可靠的手術(shù)方式。然而，兩次手術(shù)后，實(shí)驗(yàn)家兔都出現(xiàn)了腸梗阻并發(fā)癥。我們認(rèn)為：8#家兔考慮手術(shù)壓榨時(shí)留置腸襻過短，腸道蠕動(dòng)受到影響導(dǎo)致腸道梗阻。1#家兔在腸道結(jié)扎后發(fā)生梗阻可能與壓榨吻合口直徑相對較小，大便不能通過有關(guān)。4#、6#家兔腸道結(jié)扎術(shù)后的解剖學(xué)觀察顯示吻合口擴(kuò)張，結(jié)腸近段的腸壁增厚，可能因?yàn)榻Y(jié)腸近段為克服吻合口阻力而代償性增生，也印證了1#家兔的死亡原因。

三、本次實(shí)驗(yàn)存在的不足及后續(xù)改進(jìn)

我們采用家兔作為實(shí)驗(yàn)對象，雖然節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，但家兔腸道和人體的腸道在生理及解剖學(xué)上存在較大的差別，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能很好地反應(yīng)人體應(yīng)用效果。家兔腸腔狹小，無法在內(nèi)鏡下動(dòng)態(tài)觀察磁壓部位的吻合口形成過程，在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，我們將建立大動(dòng)物腸道磁壓榨模型，定期行消化道內(nèi)鏡觀察磁壓部位的變化，觀察磁壓技術(shù)的組織愈合過程及驗(yàn)證技術(shù)的可行性及安全性。同時(shí)，我們注意到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有腸梗阻情況的發(fā)生，考慮是吻合口直徑相對較小，大便無法通過所致，對于不同直徑的腸道壓榨吻合口直徑的安全范圍，尚需進(jìn)一步的數(shù)據(jù)支持。