陳 環(huán)，單麗宇，2，馬 濤，王 越，馮 哲，呂 毅，2*

（1.西安交通大學第一附屬醫(yī)院精準外科與再生醫(yī)學國家地方聯(lián)合工程中心，西安 710061；2.西安交通大學第一附屬醫(yī)院肝膽外科，西安 710061）

0 引言

磁壓榨吻合[1-3]（magnetic compression anastomosis，MCA）利用2 個或多個磁體間的持續(xù)壓力，可實現(xiàn)被壓迫組織的缺血壞死、周圍組織連接愈合，是一種安全有效的吻合術式。MCA 最早用于小血管吻合[4]，現(xiàn)已應用于大血管吻合[5-7]、消化道重建[8-10]、狹窄吻合口再通[11-13]和組織修補[14-16]等多種場景?；诖朋w的自耦合特點[17-18]，MCA 可簡便、快速地實現(xiàn)微創(chuàng)化的管道重建，在腔鏡和內(nèi)鏡[19-21]手術中更是得到廣泛應用。

壓榨吻合力是MCA 術的重要參數(shù)[2]，吻合力過小可導致子、母磁環(huán)錯位或解離，是吻合失敗的主要原因，而吻合力過大則可加速被壓榨組織壞死脫落的進程，導致吻合口愈合質(zhì)量低。由于MCA 的獨特原理，磁吻合裝置（magnetic compression device，MCD）的結構、尺寸和吻合力彼此關聯(lián)、互相影響，增加了吻合力選擇和控制的復雜性。以往關于MCA 中吻合力的研究多集中于膽腸或胃腸吻合，且著重于吻合力的選擇，缺乏有效的吻合力控制手段[22-23]。因此，盡管MCA 在動物試驗和臨床實踐中均得到廣泛應用，但其吻合力的選擇和控制尚缺乏統(tǒng)一標準和有效的手段。

為解決上述問題，本研究提出“磁芯”方案，在不改變MCD 結構與尺寸的基礎上實現(xiàn)對吻合力的有效控制，并以大鼠腸吻合模型為例，確定最適吻合力范圍。

1 材料與方法

1.1 不同MCD 的設計與制作

MCD 的子、母磁體均采用“磁芯”方案設計加工，即在扁圓柱形磁體外包裹環(huán)形光敏樹脂外殼，得到圓形MCD，具體參數(shù)和加工方法如下：

將N54釹-鐵-硼材料沖壓成直徑為1、2、3、4、5、6 mm，厚1 mm 的6 種扁圓柱形磁體（依次記為組1、組2、組3、組4、組5、組6），并在表面鍍氮化鈦以增加生物相容性和耐腐蝕性。采用立體光固化成型技術為上述磁體（6 mm 磁體除外）打印外徑6 mm、內(nèi)徑1～5 mm、厚度1 mm 的環(huán)形外殼。將磁體分別嵌入外殼，可得到6 組吻合力不同的MCD，其實物圖如圖1 所示。利用液壓數(shù)顯微機控制萬能測力試驗臺測量各組MCD 磁力隨子、母磁體間距離的變化趨勢，結果如圖2 所示。各組MCD 的最大磁力、吻合力（雙層腸管厚約0.5 mm，因而子、母磁體相距0.5 mm 時的磁力為吻合力）和吻合壓強詳見表1。

表1 各組MCD 力學分析結果

圖1 6 組吻合力不同的MCD

圖2 6 組MCD 的距離-磁力衰減曲線

1.2 試驗動物與分組

選取60 只健康成年SD 大鼠，體質(zhì)量280～300 g（由西安交通大學試驗動物中心提供），在普通動物環(huán)境中飼養(yǎng)管理。因組1 MCD 磁力過小，難以維持磁體穩(wěn)定配對，未進行動物試驗。將60 只SD 大鼠隨機分配至組2～6，每組12 只。該試驗經(jīng)西安交通大學動物倫理委員會批準。

1.3 手術方法

試驗動物術前24 h 禁食、術前6 h 禁水，經(jīng)異氟烷吸入麻醉后（麻醉盒：氣體流速為1.5 L/min，異氟烷含量為5%；面罩：氣體流速為0.6～0.8 L/min，異氟烷含量為2%），固定、剃毛并消毒。由正中切口開腹后，取出試驗動物的回腸置于潤濕無菌紗布上，在回腸距盲腸8 cm 處對系膜緣做6 mm 縱切口。從切口置入子、母磁體，分別送至切口近端和遠端5 cm左右，之后對合磁體實現(xiàn)回腸側-側吻合，縫合回腸切口后逐層關腹。手術過程示意圖如圖3 所示。

圖3 手術過程示意圖

1.4 術后護理與標本獲取

術后立即行X 射線腹部平片，觀察子、母磁體配對情況。之后將大鼠置于干凈籠中，任其自由進食飲水。每日行X 射線腹部平片觀察子、母磁體配對情況并記錄排磁時間。

術后14 d，過量麻醉處死試驗動物，開腹暴露吻合口。根據(jù)粘連量表[24]評估試驗動物吻合口粘連情況：0 分，無粘連；1 分，微度，粘連細微，鈍性游離可松解；2 分，輕度，需要侵襲性的鈍性游離；3 分，中度，需要銳性游離；4 分，重度，不能無損傷松解。獲取吻合口標本，采用浸水注氣法測量試驗動物吻合口爆破壓，并行HE 和Masson 染色。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 23.0 軟件處理數(shù)據(jù)。分類變量以數(shù)字和百分比的形式表示，并通過χ2檢驗或秩和檢驗進行組間比較。正態(tài)分布數(shù)據(jù)以±s 表示，采用Studentt 檢驗或單因素方差分析進行組間比較。不滿足正態(tài)分布的連續(xù)變量以中位數(shù)表示，組間比較選擇秩和檢驗。所有統(tǒng)計檢驗均為雙側檢驗，P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學意義。

2 試驗結果

2.1 術后一般情況

術后觀察期間，組2 有7 只大鼠子、母磁體發(fā)生分離，其他各組磁體配對良好（如圖4 所示）。組3、組4、組5、組6 試驗動物分別死亡1、0、5、6 只，組5、組6 試驗動物死因均為吻合口漏所致的腹腔感染，而組3 試驗動物死因不明。各組試驗動物生存曲線如圖5 所示，組3 與組4 的合并生存率高于組5 與組6[P<0.001，如圖5（b）所示]。

圖4 術后X 射線透視圖

圖5 各組試驗動物生存曲線

2.2 吻合口愈合質(zhì)量

吻合口漿膜面與黏膜面大體觀如圖6 所示。組3和組4 吻合口漿膜面整潔連續(xù)，幾乎沒有粘連；黏膜面光滑平整，吻合線隱約可見。組5 和組6 吻合口漿膜面粘連嚴重；黏膜面愈合不良，吻合線深淺不一。

圖6 吻合口漿膜面與黏膜面大體觀

組3～組6 吻合口粘連評分及爆破壓統(tǒng)計結果詳見表2。結果表明，組3 和組4 的粘連評分均優(yōu)于組5 和組6（組3 vs 組5，P=0.003；組3 vs 組6，P<0.001；組4 vs 組5，P=0.004；組4 vs 組6，P=0.004。校正的顯著性水平α=0.008）。組3 和組4 吻合口機械強度優(yōu)于組5 和組6（組3 vs 組5，P=0.003；組3 vs 組6，P<0.001；組4 vs 組5，P<0.001；組4 vs 組6，P<0.001。校正的顯著性水平α=0.008）。

表2 組3～組6 吻合口粘連評分及爆破壓統(tǒng)計結果

組織染色結果如圖7 所示。組3 和組4 吻合口漿膜層、黏膜下層和黏膜層愈合良好，幾無瘢痕組織；組5 和組6 中吻合口漿膜層、黏膜下層和黏膜層愈合差，吻合口處瘢痕組織過度增生。

圖7 吻合口HE 和Masson 染色結果

3 討論

自20 世紀80 年代磁外科發(fā)展以來，以磁吻合為代表的磁外科技術已廣泛在動物試驗和臨床診療中展開應用。目前對于MCD 規(guī)格的選擇主要參考管腔直徑和組織特性，因磁力不匹配而導致的吻合失敗、吻合口漏等術后并發(fā)癥高發(fā)，影響患者生存質(zhì)量。因此，探究最適吻合力從而使MCD 的應用規(guī)范化、標準化具有很大的臨床價值。

磁力[23]、尺寸[2]和結構[20，25]是MCD 的三大要素，根據(jù)不同應用場景設計MCD 的尺寸和結構對滿足特定需求十分重要。對于傳統(tǒng)MCD，磁力與尺寸正相關[26-27]，難以獨立控制。Xue 等[22]在磁壓榨膽腸吻合最適吻合力的研究中，通過改變MCD 的尺寸以獲得不同吻合力，然而“最適尺寸”和“最適吻合力”往往不能兼顧，即吻合器尺寸越大，吻合力也越大，吻合口漏的風險升高；反之，吻合力越小，尺寸也越小，吻合口狹窄的風險增加。Zhao 等[28]則通過不完全退磁的方式改變吻合力，然而退磁程度是不可控的，退磁后MCD 的實測磁力往往與預期有所偏差，因此該方案僅限于試驗階段，難以推廣應用。

為解決上述問題，本研究提出“磁芯”方案，在磁體外包裹光敏樹脂制作MCD，通過樹脂外殼控制MCD 的結構與尺寸，通過磁芯精確調(diào)節(jié)磁力。這一設計解決了MCD 的磁力、尺寸與結構的關聯(lián)性問題，可使MCD 結構滿足需求的同時，分別控制尺寸和吻合力在最適范圍。利用該方案制作不同吻合力的MCD（0.09～4.32 N）并行大鼠腸吻合，結果顯示：若吻合力過?。?0.79 N），則壞死進展緩慢甚至停滯，吻合口無法形成；若吻合力過大（>1.90 N），則壞死速度過快，超過其周圍組織愈合速度，吻合口漏的發(fā)生率升高。因此，大鼠腸吻合的最適吻合力為0.79～1.90 N，對應壓強為27.86～67.41 kPa，這與以往的研究結果一致[22，28]。

本研究通過“磁芯”方案控制MCD 的吻合力，得到了適用于大鼠小腸吻合的最適吻合力范圍，但研究結果僅限于小動物。后續(xù)將在大動物試驗中驗證“磁芯”方案的可行性和有效性，并利用該方案進一步探究最適吻合力下MCD 結構對吻合口形成及預后的影響。