史源,楊濤,張全勝,張威,劉蕾,鄧永林,鄭虹,潘澄,沈中陽(天津市器官移植重點實驗室,天津市第一中心醫(yī)院器官移植中心,天津 300192)
目前大鼠原位肝臟移植模型(OLT)已經被廣泛用于器官保存、移植病理、移植生理以及移植免疫方面的研究。該技術最早誕生于1973年,Lee等[1]學者首先采用手工縫合技術建立大鼠肝移植模型,但是,由于該方法需要一定的外科基礎而且無肝期較長,因此,難以得到推廣。1979年,Kamada和Calne[2]采用“雙袖套法”快速重建門靜脈以及肝下下腔靜脈,由此將無肝期縮短到15~20分鐘,術后存活率提高到70%以上,這種方法得到了廣泛認可,成為經典技術[3]。但是,這種技術仍然需要縫合肝上下腔靜脈(SHVC),需要一定的外科基礎,掌握袖套技術也需要一定的時間。1980年,Miyata等[4]提出“三袖套法”,即在Kamada技術的基礎上再用Cuff鞘重建SHVC[4],然而,這種方法影響SHVC的通暢,容易造成扭曲以及錯位,因此難以得到推廣。Tschimoto等[5-6]采用內膜化的Cuff鞘進行SHVC的重建,但是這種技術操作復雜,成功率低,而且難以單人操作。隨著臨床肝移植的迅速發(fā)展,相關基礎研究亦隨之廣泛展開,如何縮短無肝期,降低手術難度,提高大鼠肝移植模型術后存活率亦成為研究熱點[7-8]。
磁性壓榨技術利用磁體在相鄰臟器或血管間產生持續(xù)、漸進性的壓迫,從而造成受壓榨區(qū)域逐漸缺血壞死,周圍組織逐漸愈合,已經被廣泛應用于膽道狹窄疏通、冠脈搭橋、微創(chuàng)消化道重建等領域。筆者對此技術研究10余年,在前期磁環(huán)法犬肝移植模型的基礎上[9],成功采用鈦涂層微型磁環(huán)進行了大鼠SHVC快速重建。
1.1 磁環(huán)設計加工:磁環(huán)制作材料為釹鐵硼,該材料廣泛用于口腔矯形、消化道磁壓榨重建等領域[10-12],具有磁力強、組織相容性好等優(yōu)點,本研究設計的肝上磁環(huán)為橢圓形,如圖1所示,重量為0.15 g,采用線切割技術加工,氧化鈦噴涂技術覆蓋鈦涂層。采用碘伏浸泡消毒。
1.2 實驗動物及分組:選用120只雄性成年Wistar大鼠,體重為230~280 g,供、受體各半,隨機分為兩組:磁環(huán)組(n=30),采用磁環(huán)法重建SHVC,雙袖套法重建門靜脈及肝下下腔靜脈;縫合組:(n=30),SHVC采用手工縫合,雙袖套法重建門靜脈及肝下下腔靜脈。
圖1 大鼠肝上磁環(huán)設計圖
1.3 手術過程:所有動物術前禁食24小時,禁水8小時。采用七氟烷吸入麻醉。供體手術方式參照Kamada雙袖套法[2],正中切口入腹,硬膜外麻醉導管插入膽道,肝素化5分鐘,門靜脈插管后進行單純門靜脈灌注,采用低溫器官保存液20 cm高度進行灌注,保留供體膈肌環(huán)。供肝修整過程中,利用SHVC周圍膈肌環(huán)進行牽引,利用膈肌環(huán)彈性外翻套環(huán),縫線收緊固定,如圖2a~c所示。門靜脈及肝下下腔靜脈重建參照Kamada雙袖套法[2]進行肝動脈結扎。
受體采用正中切口,游離肝周韌帶。結扎右腎上腺靜脈和肝動脈,游離膽總管并斷扎,阻斷門靜脈及肝下下腔靜脈,用含生理鹽水的5 ml注射器驅血,在膈肌環(huán)以上水平阻斷SHVC。門靜脈及肝下下腔靜脈殘端預置標記、牽引線。移除受體肝臟,原位放入供肝。磁環(huán)組套入受體磁環(huán),將SHVC外翻,用精密蚊式鉗進行固定,用鹽水沖洗同時依靠磁力、三維空間自動重合特性將供體和受體磁環(huán)對合,如圖2d~f所示。縫合組采用7-0 prolene線連續(xù)縫合SHVC。兩組均采用Kamada雙袖套法重建門靜脈、肝下下腔靜脈。血流開放后,膽道用硬外麻醉導管插管,另一端插入受體膽道,結扎固定,肝動脈結扎。用溫生理鹽水沖洗腹腔,逐層關腹。
術后大鼠單籠飼養(yǎng)置于室溫環(huán)境麻醉恢復,其后自由進水,術后3天內每天給予青霉素肌注,不用免疫抑制劑。
1.4 統(tǒng)計分析:采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析。所有定量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差 (±s)表示,各組樣本均數(shù)比較采用t檢驗,生存率采用Kaplan-Meier生存曲線分析,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
圖2 磁環(huán)法簡要過程
磁環(huán)組:SHVC的重建時間(0.91±0.24)分鐘,無肝期及手術時間分別為(5.63±0.65)分鐘以及(36.02±8.02)分鐘;縫線組:SHVC重建時間為(10.4±2.11)分鐘,無肝期及手術時間分別為(17.76±2.51)分鐘以及(49.38±12.06)分鐘。磁環(huán)組和縫線組大鼠相比,SHVC的重建時間、無肝期及手術時間均具有統(tǒng)計學差異(P<0.05),如表1所示。
表1 各組肝上下腔靜脈重建時間、無肝期及手術時間
磁環(huán)組肝上磁環(huán)對合的成功率為100%,未出現(xiàn)滲血、氣栓或者扭曲等并發(fā)癥。彩色多普勒提示肝靜脈為標準三相波,血管造影結果提示所有吻合口均通暢(圖3)。HE染色及掃描電鏡均提示磁環(huán)組肝上吻合口愈合良好(圖4)。磁環(huán)組30只受體大鼠中有29只存活超過7天,28只存活超過30天;縫線組30只受體大鼠中25只存活超過7天,22只存活超過30天(圖5,P<0.05)。
圖3 磁環(huán)組術后2周,彩色多普勒觀察肝上吻合口(a);磁環(huán)組術后2周,血管造影觀察肝上吻合口(b)
圖4 術后2周磁環(huán)組肝上吻合口
圖5 磁環(huán)組和縫線組術后存活率比較
大鼠OLT是一種非常精細的顯微外科操作。它是一個多步驟、多環(huán)節(jié)、相互連續(xù)且相互聯(lián)系的手術過程,其中供、受體任何一個步驟操作失誤均會導致手術失敗,影響大鼠術后的存活,甚至直接導致大鼠死亡。其中最大的難點便是手術過程中存在無肝期。Kamada等[2]提出無肝期的最長時間不能超過25分鐘,否則大鼠很難存活。本經驗也表明,無肝期的長短直接關系到手術的成敗,熟練的顯微外科吻合技術和套管技術是縮短無肝期的有力保障。尤其是高質量迅速完成肝上腔靜脈的吻合,是手術成功的最主要瓶頸[13-14]。
磁性壓榨吻合技術有3個方面優(yōu)勢:① 相同形狀磁體三維空間自動重合,即肝上對合時可以自動完全重合;② 非穿透性,可以避免縫線、鈦釘?shù)犬愇飵淼难装Y反應,保證血管內膜的完整性,減少異物刺激,促進愈合;③ 漸進性,即隨著磁環(huán)間組織壞死,磁環(huán)間距減少,磁力加大,安全性較好。尤其對于大鼠SHVC而言,菲薄的血管壁組織容易導致吻合口縫線穿透處漏血,或者起皺導致漏針,這些均是造成開放后動物出血死亡的最常見原因。結果證實,采用磁環(huán)法進行SHVC重建時,磁環(huán)對合成功率為100%,未出現(xiàn)滲血、氣栓或者扭曲等并發(fā)癥。彩色多普勒提示肝靜脈為標準三相波,血管造影提示所有吻合口均通暢。HE染色及掃描電鏡均提示磁環(huán)組肝上吻合口愈合良好。這些結果均顯示出磁環(huán)技術的優(yōu)勢。
磁環(huán)技術明顯縮短了大鼠肝移植模型的無肝期,降低了手術難度,術后存活率亦隨之提高。微型磁環(huán)快速重建技術,為大鼠肝移植術中肝上下腔靜脈重建提供一種新型、簡單穩(wěn)定的方式,明顯縮短無肝期時間,提高手術成功率,降低手術難度。在2年的研究過程中,天津市第一中心醫(yī)院器官移植中心將此技術推廣到其他移植中心,效果亦滿意,學習曲線2~3個月左右,最長存活時間近1年半,并在此基礎上成功建立了急性排斥反應模型、小鼠肝移植模型、腦死亡大鼠肝移植模型等。