劉代明 黃昕 昝濤 吳志遠

穿支皮瓣5的皮膚穿支血管供養(yǎng)的軸型皮瓣[1]。穿支皮瓣無需攜帶肌肉，設(shè)計靈活，重建效果好，供區(qū)損傷小，對運動功能的影響小，術(shù)后康復(fù)較快，是目前應(yīng)用最為廣泛的組織缺損修復(fù)技術(shù)之一[2]。但穿支血管一般管徑細小，供區(qū)面積有限，使其在體表大面積缺損修復(fù)中的應(yīng)用受到限制。近年來，有關(guān)穿支皮瓣血管解剖、血供特點和相關(guān)壞死機制的基礎(chǔ)研究逐步深入，為臨床擴展穿支皮瓣血運，提高皮瓣成活率，擴大供區(qū)范圍提供了理論依據(jù)。本文就擴展穿支皮瓣血供范圍的相關(guān)臨床和基礎(chǔ)研究進展進行綜述。

結(jié)果表明，超聲提取與加熱回流提取的效果相當(dāng)，但超聲操作簡單便利，因此選擇超聲提取。超聲時間選擇了20、40、60 min進行考察，提取時間對提取效果無較大影響，且希望保證每批藥材提取完全，因此超聲時間確定為40min。通過比較不同提取溶劑的圖譜，70%甲醇測定的圖譜中峰的高度強度展現(xiàn)的較為均一，更適合對各批次的藥材進行共有峰的指認，因此提取溶劑定為70%甲醇。

1 擴展穿支皮瓣血運的相關(guān)臨床研究

1.1 皮瓣延遲術(shù)

Taylor等[3]經(jīng)血管解剖學(xué)研究，提出了血管體區(qū)（Vascularterritory，angiosome）的概念，認為每一支知名的皮膚血管都能供應(yīng)其所在區(qū)域的皮膚及皮下組織、肌肉、骨骼等多種組織，形成一個由淺入深的三維血管結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，Saint-Cyr等[4]進一步闡述了穿支皮瓣的血運特點：穿支血管從源血管發(fā)出后向淺部皮膚和皮下組織走行，其分支呈樹枝狀分布達到的最大解剖學(xué)區(qū)域被稱為穿支體區(qū)（Perforasome）。相鄰穿支體區(qū)間于筋膜上層和脂肪層進行溝通，管徑較大的直接連接血管并走行于真皮下，管徑細小的間接連接血管進行溝通[4]。其中，間接連接血管即相當(dāng)于Taylor描述的Choke vessels。Choke vessels是連接相鄰血管體的一類管徑逐漸減小的血管，正常情況下其兩端的血流灌注壓相等，處于功能性閉鎖狀態(tài)；一旦相鄰血管體的動脈被阻斷，在壓力差作用下，血流會流過Choke vessels所在區(qū)域（Choke zone），擴展到臨近的血管體區(qū)[5]。

皮瓣延遲是用于增加皮瓣血液供應(yīng)的經(jīng)典技術(shù)，也就是在切取皮瓣的1～2周前，策略性地阻斷皮瓣的部分血供，使皮瓣處于一個缺血狀態(tài)。延遲增加皮瓣供血和成活面積的機制尚未完全清楚，研究顯示與延遲產(chǎn)生的血流動力學(xué)改變、缺氧環(huán)境和炎癥狀態(tài)共同介導(dǎo)的細胞代謝改變、血管新生和Choke vessels擴張重塑等過程有關(guān)[6-9]。Dhar等[8]的動物實驗發(fā)現(xiàn)，在結(jié)扎穿支血管24 h后，血流會從鄰近的穿支流進Choke vessels，2～3 d內(nèi)Choke vessels管腔迅速擴張，管壁變薄，血管內(nèi)皮細胞及平滑肌細胞增生肥大，3 d后管腔擴張速率變緩，管壁增厚，并于7 d時達到峰值，然后趨于穩(wěn)定狀態(tài)，Choke vessels持續(xù)開放。

1.2 血管增壓

單個穿支體區(qū)可提供的皮瓣范圍較小，無法滿足嚴重創(chuàng)（燒）傷、腫瘤切除等引起的大面積組織缺損的修復(fù)要求，故常需要切取跨區(qū)的穿支皮瓣。Cormack等[10]將皮膚的血管供應(yīng)分為解剖學(xué)供區(qū) （Anatomical territory）、動力學(xué)供區(qū)（Dynamic territory）和潛力學(xué)供區(qū)（Potential territory）三個層次，該理論對臨床切取跨區(qū)皮瓣具有重要的指導(dǎo)意義。解剖學(xué)供區(qū)是某一源血管或其分支供應(yīng)的最大解剖學(xué)區(qū)域，是最基礎(chǔ)的供血區(qū)，類似于Taylor提出的血管體區(qū)概念。解剖學(xué)供區(qū)與周圍的血管體有豐富的血管吻合，當(dāng)一側(cè)血管內(nèi)壓力下降時，血液流過此區(qū)向遠端供血。緊鄰解剖學(xué)供區(qū)的擴張部分為動力學(xué)供區(qū)，再向遠處延伸則稱為潛力供區(qū)。動物實驗和臨床研究發(fā)現(xiàn)，切取跨3個血管分區(qū)的皮瓣時，易在潛力學(xué)供區(qū)與動力學(xué)供區(qū)之間的Choke zone發(fā)生壞死，此時常需要將皮瓣的遠端血管進行額外吻合，以增強遠側(cè)的血液供應(yīng)，保障皮瓣的成活[11]。這種通過顯微吻合血管，增強皮瓣血液循環(huán)的方式被稱為血管增壓（Supercharging）[12]。隨著顯微外科的發(fā)展，血管增壓已成為臨床增加皮瓣血供，預(yù)防皮瓣靜脈淤血的常用技術(shù)。

血管增壓按增壓方式的不同可分為外增壓（Supercharge）與內(nèi)增壓（Turbocharge）。外增壓指將皮瓣遠端的穿支血管與皮瓣以外的受區(qū)血管吻合，內(nèi)增壓指皮瓣另外的分支與皮瓣自身的穿支血管蒂吻合。Zan等[13]采用擴張的乳內(nèi)動脈 穿 支 皮 瓣 （Internal mammary artery perforator flap，IMAP flap）進行全面部缺損重建時，切取旋股外側(cè)降支供應(yīng)的筋膜瓣，吻合面動靜脈或甲狀腺上動靜脈，轉(zhuǎn)移至前胸部進行血管預(yù)構(gòu)。二期IMAP皮瓣轉(zhuǎn)移時，保留預(yù)構(gòu)血管和胸外側(cè)血管作為外增壓血管，形成雙蒂或三蒂皮瓣，保障了大面積皮瓣的血運[13]。與外增壓相比，內(nèi)增壓免去了尋找受區(qū)血管的麻煩，并且在吻合皮瓣內(nèi)的血管蒂時需要使皮瓣彎曲，十分適合在乳房重建中采用[14]。腹壁下動脈穿支皮瓣（Deep inferior epigastric perforator flap，DIEP flap）是目前乳房重建時最常用的皮瓣之一。切取雙蒂DIEP皮瓣后，將一側(cè)的腹壁下穿支與對側(cè)穿支吻合，進行內(nèi)增壓，有利于在提供較多組織量的同時降低壞死率和靜脈回流障礙的發(fā)生率，適合在重建組織需要量大且具有下腹部瘢痕的患者中采用[14-15]。根據(jù)增壓血管的成分不同，外增壓可分為動靜脈、單獨動脈、單獨靜脈增壓等3種吻合類型。其中，僅將皮瓣遠端的靜脈屬支與受區(qū)靜脈吻合的方式稱為靜脈超回流（Venous super drainage）。在局部無法順行切取皮瓣時，逆行皮瓣相比游離皮瓣具有手術(shù)時間短、不需要變換體位等優(yōu)點，但靜脈淤血和組織壞死的發(fā)生率較高[16]。通過額外吻合回流靜脈可以緩解逆行皮瓣的回流障礙，減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生[17-20]。Lin等[18]將逆行股前外側(cè)皮瓣（Antero lateral thigh flap，ALT flap）近端的淺靜脈與大隱靜脈屬支吻合，14例患者術(shù)后均未出現(xiàn)淤血腫脹，顯示了靜脈超回流在逆行皮瓣切取過程中的重要性。對于增壓方式的選取，經(jīng)過了大量的基礎(chǔ)和臨床研究，但始終未能達成一致的意見，傾向于綜合考慮皮瓣的血運和供受區(qū)的血管解剖特點進行選擇[21-23]。

2 擴展穿支皮瓣血運的相關(guān)基礎(chǔ)研究

2.1 Choke vessels擴展的相關(guān)機制

正常情況下，Choke vessels處于功能性閉合狀態(tài)，阻止血流向臨近的血管體區(qū)擴展。尋找到控制Choke vessels開閉和生長的關(guān)鍵機制，有望便捷、有效地調(diào)控該過程，以達到擴展皮瓣血運的目的。目前，關(guān)于Choke vessels擴展機制的認識多源于對皮瓣延遲機制的研究。皮瓣延遲相當(dāng)于人為減弱了部分區(qū)域的血供，使得延遲側(cè)的血壓下降，與周圍血管體產(chǎn)生微循環(huán)的壓力差，促使來自穿支血管的血流進入Choke zone并擴展到皮瓣的遠端[6]。血流灌入帶來的剪切力能夠刺激Choke vessels的內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞增殖肥大，使Choke vessels發(fā)生以管腔增大、管徑變粗為特點的不可逆重塑，類似于動脈生成（Arteriogenesis）的過程[8，24－25]。 Miyamoto 等[26]發(fā)現(xiàn)，單純提高血管蒂的灌注壓，同樣可以擴張Choke vessels，使皮瓣血供得到擴展，印證了剪切力刺激的作用。

缺氧環(huán)境也是促進Choke vessels生長和重塑的重要因素。缺氧條件下，細胞和組織通過一系列適應(yīng)性變化，包括血管舒張因子釋放增多[7]、局部微循環(huán)改善[27]、細胞耗氧量和代謝率下降等[28]，以應(yīng)對組織缺氧。其中，血管舒張因子能夠擴張Choke vessels，有助于血供范圍的擴展。同時，缺氧環(huán)境會促進VEGF、bFGF和PDGF-α等細胞因子的釋放，加速血管新生過程[29-31]。血管新生屬于皮瓣延遲帶來的晚期效應(yīng)，常需2～3周才能完成功能性血管的建立[32]。通過比較Choke vessels和新生血管在不同Choke zone的分布情況，Wang等[25]認為相比于Choke vessels的開放狀態(tài)，穿支皮瓣潛力學(xué)供區(qū)的成活更依賴于缺氧誘導(dǎo)的血管新生。

此外，炎癥反應(yīng)也在Choke vessels開放與重塑方面發(fā)揮一定的作用[33-34]。Williams等[34]在切取大鼠背部跨區(qū)穿支皮瓣后發(fā)現(xiàn)，血管形成的相關(guān)因子，如中性粒細胞黏附因子CD11b、細胞間黏附分子-1（intercelluar adhesion molecule-1，ICAM-1）和基質(zhì)金屬蛋白酶 （matrix metallo proteinase 2，MMP 2）在3～5 d時表達增高，介導(dǎo)細胞應(yīng)激的熱休克蛋白70（heat shock protein 70，HSP70）在 5～7 d 時表達上調(diào)，而與組織缺氧相關(guān)的促血管化因子VEGF表達無明顯變化，因此認為炎癥反應(yīng)在Choke vessels的開放和重塑中更為關(guān)鍵。

2.2 針對Choke vessels擴展機制的治療方案

目前，皮瓣延遲是公認能夠促進Choke vessels開放和生長的措施，其臨床證據(jù)充足，機制較完善[6，8]。此外，前期有關(guān)Choke vessels的研究多側(cè)重于形態(tài)學(xué)的描述，未能深入探究相關(guān)的生物學(xué)機制，更鮮有Choke vessels調(diào)控方案的報道。

血流對血管內(nèi)壁產(chǎn)生的剪切力刺激是Choke vessels擴張重塑的關(guān)鍵因素。瞬態(tài)電壓感受器陽離子通道子類V成員4（transient receptor potential cation channel subfamily V member 4，TRPV4）是一種非選擇性Ca2+通道，表達于血管內(nèi)皮細胞表面，是細胞感受剪切力的重要蛋白，在剪切力刺激下能夠增強細胞的Ca2+內(nèi)流，起到舒張血管、增大血流量的關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用[35]。采用股動脈阻塞模型，Troidl等[36]利用微量滲透泵緩慢輸注TRPV4特異性激動劑4α-PDD，發(fā)現(xiàn)相比于溶劑對照組，4α-PDD給藥組側(cè)支血管口徑增粗，數(shù)量增多，內(nèi)皮細胞表面TRPV4表達增加，增殖細胞數(shù)增多，效果與進行動靜脈吻合的高剪切力組相當(dāng)。因此，通過調(diào)控TRPV4，有望模擬剪切力刺激，促進Choke vessels的開放。Bae等[37]發(fā)現(xiàn)，在大鼠腹部預(yù)構(gòu)皮瓣血管蒂周圍注射4α-PDD，皮瓣毛細血管密度、VEGF的表達量和轉(zhuǎn)移后的成活面積均顯著高于對照組。

延遲引起的缺氧環(huán)境能夠介導(dǎo)血管舒張因子的生成，使Choke vessels舒張，管腔開放。同時，缺氧能夠刺激血管新生，促進組織的血管化，也會影響穿支皮瓣的切取范圍和轉(zhuǎn)移后遠端壞死等不良事件的發(fā)生率[6，38]。 去鐵胺（Deferoxamine，DFO）是一類低氧模擬劑，可以通過與鐵離子絡(luò)合形成復(fù)合物，降低鐵離子含量，從而抑制脯氨酸羥化酶（Prolyl hydroxylase domain-containing enzymes，PHDs）的活性，減少低氧誘導(dǎo)因子（Hypoxiainduciblefactor-1，HIF-1）的降解，進而模擬皮瓣延遲產(chǎn)生的缺氧效應(yīng)[39]。大鼠皮瓣模型的初步研究發(fā)現(xiàn)，DFO局部注射給藥能夠促進毛細血管生成，改善組織供血，減少皮瓣壞死[40-41]。但上述研究都未能觀察記錄Choke vessels在DFO給藥期間的變化情況。

血管新生是Choke vessels生長和重塑的重要內(nèi)容，在缺氧狀態(tài)下，Choke vessels通過出芽或招募循環(huán)中干細胞的方式新生血管網(wǎng)絡(luò)，使血流灌注到皮瓣遠端，對跨區(qū)穿支皮瓣潛力供區(qū)的成活起到關(guān)鍵作用[6，25，34]。增加皮瓣血管化的方法很多，主要包括細胞因子給藥、干細胞移植和藥物治療3種。但多數(shù)研究并未關(guān)注Choke zone的變化，導(dǎo)致相關(guān)證據(jù)較為缺乏，是未來應(yīng)該完善的方面。目前，細胞因子促進皮瓣血管化研究處于動物實驗階段，取得了一定的效果，但缺乏臨床實踐的積累[42-46]。進一步的應(yīng)用需解決生長因子半衰期短、易失活、效果不穩(wěn)定等問題，與緩釋技術(shù)結(jié)合有望獲得更好的效果[47-48]。動物實驗肯定了干細胞的促血管化作用[49-53]：干細胞一方面通過直接分化為EPCs或者血管內(nèi)皮細胞，參與血管新生；另一方面，通過旁分泌 VEGF、TGF-β、HIF-1α 和 SDF-1等細胞因子，起到募集細胞、促進組織血管化的作用[53]。但干細胞移植的長期預(yù)后和效果仍需觀察，具體劑量、應(yīng)用時機和部位等也有待明確。具有促血管化作用的藥物，如乙酰化小分子肽[54]、A型肉毒毒素[55]和丹參酮IIA[56]等，其促血管化效果和作用機制都有待進一步研究，尚無法立即應(yīng)用于臨床。

3 展望

穿支皮瓣反映了皮瓣小型化、精細化、薄型化、微創(chuàng)化的發(fā)展趨勢，是目前應(yīng)用最廣泛的組織缺損修復(fù)技術(shù)之一。近年來，對Choke vessels/choke zone等基本問題的認識逐步深入，尤其是對Choke vessels擴展涉及的分子、細胞、組織多個層次機制的闡述，為臨床采取適當(dāng)方法擴展穿支皮瓣的血供范圍、保障跨區(qū)穿支皮瓣的成活提供了重要的理論支持。今后，血流檢測技術(shù)和數(shù)字醫(yī)學(xué)的發(fā)展將進一步提高活體狀態(tài)下對穿支血管形態(tài)、功能和血流動力學(xué)的研究水平。另外，再生醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)和基因治療等新興技術(shù)可能為促進組織血管化、擴展穿支皮瓣血供提供更好的解決方案。