1、肌瓣对自体及异体气管移植段血液循环建立的促进作用作者：卢强,李小飞,王律,韩勇,闫小龙 【关键词】 血液循环 【Abstract】 AIM: To examine the effect of muscular wrapping for revascularization on airway healing in tracheal autografts/ allografts model. METHODS: Thirty mongrel dogs were randomly divided into 3 groups: autotransplantation without muscular w
2、rapping (Group A), autotransplantation with muscular wrapping (Group B), and allotransplantation with muscular wrapping (Group C). A fivering cervical tracheal segment was harvested as the grafts. The animals were sacrificed at 1, 2, 4 and 8 wk postoperation. The survival of the animals, gross and p
3、athological characteristics of the specimens, and the neogenetic microvessel density were compared between the groups. RESULTS: The autografts failed to maintain their structure integrity without muscular wrapping in group A. In the muscular wrapping groups, the grafts maintained their structures, s
4、urrounded by wellvascularized connective tissues, and infections occurred around the grafts. CONCLUSION: Stenosis of tracheal grafts is closely correlated with blood supply. The autografts with muscular wrapping can induce new microvessels and maintain normal structure. The autografts can survive ov
5、er 8 weeks. The allografts are surrounded by wellvascularized connective tissues and can keep trachea unobstructed, but with some stenosis. 【Keywords】 trachea/transplantation; revascularization; muscular wrapping 【摘要】 目的: 探讨采用肌瓣包裹促进自体及异体气管移植段重建血运的方法. 方法: 将 30只杂种犬随机等分为 3组，均切取颈部环气管段作为移植段.A 组：无肌瓣包裹自体移植
6、组；B 组：采用自体双侧胸骨舌骨肌胸骨甲状肌联合肌瓣包裹组；C 组：采用异体双侧胸骨舌骨肌胸骨甲状肌联合肌瓣包裹组. 于术后 1，2，4 和 8 wk处死动物取材，观察和比较实验动物的存活情况、移植体气管标本的大体和组织学改变，以及新生微血管密度（MVD）等指标. 结果: 无肌瓣包裹自体移植组不能维持管腔结构；自体肌瓣包裹组移植段血供良好，管腔通畅，狭窄程度轻，存在炎症反应. 异体肌瓣包裹组移植体血供尚可，炎症反应重，管腔狭窄，但仍可维持通畅. 结论: 移植体的狭窄现象与血供关系密切. 肌瓣包裹气管自体移植段能够诱导出新生血管，维持气管形态，移植的气管可以存活 8 wk以上. 自体较异体移植段
7、血供好，虽可维持气管通畅，但存在狭窄. 【关键词】 气管移植；血液循环；肌瓣 0 引言 目前，气管移植是长段气管切除后重建的重要方式，但由于气管具有血管微细且呈阶段性的特点，使气管移植难以用吻合血管的方法为长段气管提供血供1. 移植后血液循环的建立成为气管移植的一个难题. 我们已成功地诱发软骨再生，形成生物弹性支架2 ，但移植段血供情况仍不令人满意，我们采用肌瓣包裹自体及异体移植段气管的方法，研究肌瓣对移植段气管血液循环建立的促进作用. 1 材料和方法 1.1 材料 速眠新(864 合剂,长春市军需大学兽医研究所） ；石蜡切片机（德国Leica公司） ；HPIAS1000 高清晰度彩色病理图像
8、分析仪（武汉同济医科大学千屏影像工程公司） ；西安地区健康成年雄性杂种犬 30只，购自第四军医大学实验动物中心，体质量 12.514.3 kg. 1.2 方法 1.2.1 动物分组将动物随机等分为 3组: (A)空白对照组，即无肌瓣包裹自体移植；(B)肌瓣包裹自体移植段；(C)肌瓣包裹异体移植段. 各组动物均于手术前日晚禁食. 1.2.2 麻醉及手术速眠新（0.15 mL/kg，im）麻醉. 仰卧位固定，气管插管行机械通气，术野备皮，常规消毒、铺单. 在环状软骨与胸骨之间沿颈正中线作一切口，长约 15 cm. 分离皮下及肌肉组织显露颈段气管. 切取一 5环气管段，测量管腔横径(a1)及前后径(
9、b1)3 ，青霉素生理盐水溶液冲洗后，A 组迅速原位再植；B 组于双侧胸骨舌骨肌胸骨甲状肌联合肌瓣包裹自体移植段及上下吻合口；C 组行肌瓣包裹异体移植段. 30无损伤缝线对端全层褥式外翻吻合气管并逐层缝合颈部切口. 1.2.3 术后处理及取材时间所有动物均于术毕立即肌注青霉素 80万u，相同条件喂养. A组动物存活未能超过 3 wk. B,C组动物分别于术后1，2 和 4 wk各处死 2只，各剩余存活 4只动物于第 8周处死. 1.2.4 观察指标动物存活情况；大体结构变化；组织学变化；移植段通畅度：参考 Nakanishi等4方法计算；软骨积分：半定量测定软骨细胞的存活情况，根据 Nakan
10、ishi等3标准计算平均值；新生微血管密度（MVD）：按 Weidner5报道的方法计数，取其平均值，换算血管数量. 根据染色强度分为阴性：无着色(0 分)；弱阳性:黄色(1 分)；中度阳性:棕黄(2 分)；强阳性:棕褐(3 分). 根据公式 IS (intensity score)=0F0+1F1+2F2+3F3 ， F =%10视野， 计算每张切片的平均染色强度. 统计学处理：数据用 xs表示，采用 SPSS统计软件包处理，组间比较采用方差分析及 SNKq检验；组间方差不齐时用非参数秩和检验，以P0.05为差异有统计学意义. 2 结果 2.1 动物存活情况 A组动物分别死于术后 3，8，9
11、，11 和 20 d，全组动物存活未能超过 8 wk；B 组动物于术后 5和 7 d分别因腹泻、手术切口感染各死亡 1只，其余动物全部存活到预杀期；C 组动物于术后 14 d因窒息死亡 1只，其余动物全部存活到预杀期. 在术后 12 wk内，B，C 两组动物均仅有呼吸道刺激表现，34 wk开始出现呼吸困难，但在 4 wk以后，呼吸困难逐渐减轻. 2.2 大体结构变化 A组：移植段气管软化成膜状，偶见塌陷或增厚；管腔缩窄，腔内肉芽增生；软骨环部分断裂、破坏或消失；B 组：移植段与肌瓣黏连紧密；吻合口愈合良好，管腔略狭窄；黏膜充血；软骨较完整；C 组：移植段与肌瓣黏连紧密；吻合口愈合较好，管腔狭窄
12、较明显，周围炎症反应重. 2.3 组织学改变 A组：可见上皮脱落，软骨坏死明显及大量肉芽组织增生. 个别切片软骨膜外侧偶见软骨细胞(Fig 1)；B 组：肉芽组织增生较轻，移植段软骨结构保持较好，新生软骨细胞外软骨基质较丰富(Fig 2), 软骨环间隙为纤维血管组织占据；C 组：可见上皮脱落、坏死，移植段软骨结构保持尚好，个别固有软骨出现溶解吸收现象，基质减少(Fig 3)，腔内肉芽组织增生明显，新生血管较少. 2.4 通畅度及软骨积分 B，C 组与 A组的通畅度有显著差异（P0.01） ，但 B，C 组之间通畅度无差异（P0.05） ；3 组之间进行两两比较,其软骨积分均有显著差异(P0.0
13、1). 即 B，C 组通畅度高且软骨保持好，而 B组的软骨保持效果最好(Tab 1).表 1三组移植段气管的比较（略） 2.5MVD 定量组织学结果对 MVD进行组间两两比较，A 与 B，C 组有显著性差异(P0.01)，但 B，C 组无差异(P0.05). 可见肌瓣包绕移植段可以促进血管再生，更有利于保持软骨的形态及气管通畅度(Tab 1). 3 讨论 气管移植失败的最终原因是移植段本身的缺血坏死，引起移植段软骨软化6. 目前所用的实验动物模型多为大网膜包裹气管段游离移植，但这种方法临床意义不大. MVD 是衡量血管生成的定量指标，在本实验中肌瓣包裹的观察区呈现阳性染色的棕黄色，进一步证实了
14、肌瓣包裹十分有利于移植段气管的成活. 我们在 B组采用自体气管移植，除外了免疫排斥加重缺血对移植段的破坏作用. 而采用肌瓣而非大网膜包裹移植段的方法提供血液供应，可在诱导出较多的新生血管的同时，减轻手术创伤. 移植段血供丰富，气管形态完整，通畅度高，软骨结构保持较好，软化现象明显轻于异体移植的 C组. 而 A组则大多在术后短期内死亡，2 wk内死亡的 2只犬移植段也变性坏死，管腔塌陷，被纤维结缔组织代替. 由此可见,B 组移植方式既有利于新生血管的再生、维持气管通畅度，减轻手术创伤，又有利于保持固有软骨结构，达到良好的生物学固定，并借以形成弹性支架，克服软化性狭窄带来的气管塌陷7 ，既为新生血
15、管的生长提供了充足的时间，也为修复气管缺损提供了良好的实验基础. 而来自肌瓣的新生血管均经膜部、环间及吻合口长入移植段. 在术后 4 wk,B组移植段气管在组织学上与正常气管几无差别，证明富含血运的肌肉组织是移植气管存活的重要条件. 我们认为肌瓣血供是从气管的膜部、软骨环间和吻合口长入移植气管的，而软骨环对血管的长入具有屏障作用. 在实验中,C 组发生了较明显的狭窄；而 B组虽然狭窄程度轻微，但诱导出的新生血管还略显不足. 其原因可能是: 手术创伤所致，肌瓣未能完全解决移植段的早期缺血； 形成的血管密度偏低，实验所采用的胸骨舌骨肌和胸骨甲状肌相对较薄弱，本身血液循环相对不十分丰富； 上、下吻合
16、口瘢痕增生，造成移植段轻度狭窄； 早期缺血有部分组织坏死，局部的微环境差，炎症反应重8 ，影响了弹性支架的形成9 ； C组对气管黏膜上皮细胞有很强的免疫排斥反应10 ，影响血供及气管管腔形态的维持. 【参考文献】 1 Nakanishi R, Shirakusa T, Toshirou T. Omentopexy for tracheal autographsJ. Ann Thorac Surg, 1994；57: 841. 2 李小飞，张涛，程庆书，等. BMP诱导犬的同种异体气管移植体软骨再生J. 第四军医大学学报，2003；24(21): 1960-1962. Li XF, Zhang
17、T, Chen QS, et al. BMPinduced cartilage regeneration in tracheal allograftJ. J Fourth Mil Med Univ, 2003；24(21): 1960-1962. 3 Nakanishi R, Nagaya N, Yoshimatsu T, et al. Optimal dose of basic fibroblast growth factor for longsegment orthotopic tracheal autograftsJ. J Thorac Cardiovasc Surg, 1997；113
18、(1): 26-36. 4 Nakanishi R, Hashimoto M, Yasumoto K. Improved airway healing using basic fibroblast growth factor in a canine tracheal autotransplantation modelJ. Ann Surg, 1998； 227(3):446-454. 5 Weidner N. Intratumor microvessel density as a prognostic factor in cancer J. Am J Pathol, 1995;147(1):9
19、-19. 6 Grillo HC. Tracheal replacement J. Ann Thorac Surg, 2002；73(6):1995-2004. 7 李小飞，程庆书，刘锟，等. 自体气管移植软骨再生的研究J. 中华实验外科杂志，2003；20(9):833-834. Li XF, Chen QS, Liu K, et al. Regeneration of autografted cartilage in dogs tracheal transplantation J. Chin J Exp Surg, 2003；20(9):833-834. 8 Moriyama H, Sas
20、ajima T, Hirata S, et al. Revascularization of canine cryopreserved tracheal allografts J. Ann Thorac Surg, 2000；69(6):1701-1706. 9 李小飞，程庆书，王道喜，等. 骨形成发生蛋白诱导犬的自体及异体气管移植段软骨再生的比较J. 第四军医大学学报，2003；24(3):203-205. Li XF, Chen QS, Wang DX, et al. A comparative study on cartilage regeneration of dogs auto an
21、d allotransplanted trachea induced by bone morphogenetic proteinJ. J Fourth Mil Med Univ, 2003；24(3):203-205. 10 Liu Y, Nakamura T, Yamamoto Y, et al. Immunosuppressantfree allotransplantation of the trachea: The antigenicity of tracheal grafts can be reduced by removing the epithelium and mixed glands from the graft by detergent treatmentJ. J Thorac Cardiovasc Surg, 2000；120(1): 108-114.
