磁環(huán)構(gòu)建大鼠膽腸吻合模型的實(shí)驗(yàn)研究

吉琳，常凱曦 ，王俊翔，李一鶴，王伊睿，呂毅，嚴(yán)小鵬

1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院a.肝膽外科；b.精準(zhǔn)外科與再生醫(yī)學(xué)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，陜西西安710061；2.西安交通大學(xué)啟德書(shū)院，陜西西安710061

引言

膽腸吻合術(shù)是治療膽道外科疾病、重建膽汁引流的重要方法，是膽道外科最常應(yīng)用的手術(shù)方法之一[1]。膽腸吻合術(shù)改變了消化道正常的解剖結(jié)構(gòu)，術(shù)后可發(fā)生吻合口狹窄、膽道感染、菌群移位等并發(fā)癥[2-3]，而這些并發(fā)癥的發(fā)生原因、發(fā)生機(jī)制、疾病結(jié)局等目前尚不十分明確。有以SD大鼠構(gòu)建膽腸吻合術(shù)動(dòng)物模型研究膽腸吻合口瘢痕形成機(jī)制的研究報(bào)道[4]，但由于SD大鼠膽道及腸道較細(xì)，因此實(shí)際中用SD大鼠制備膽腸吻合手術(shù)動(dòng)物模型難度較大，研究報(bào)道較少。

磁壓榨技術(shù)（Magnetic Compression Technique，MCT）是利用兩個(gè)或兩個(gè)以上磁體（或數(shù)個(gè)磁體與數(shù)個(gè)順磁性材料）之間的磁性吸引力，通過(guò)開(kāi)腹（胸）手術(shù)、腔鏡手術(shù)、內(nèi)鏡操作、介入操作等來(lái)實(shí)現(xiàn)臟器的連接再通、組織的壓榨閉合、管腔內(nèi)容物限流等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病進(jìn)行診斷和治療的目的[5]。磁吻合作為MCT中最成熟的技術(shù)，其研究和應(yīng)用已涉及胃造瘺[6]、消化道吻合[7-10]、氣管食管瘺動(dòng)物模型制備[11-12]、直腸陰道瘺閉合修補(bǔ)[13]、氣管食管瘺修補(bǔ)[14]、血管吻合[15-16]等諸多方面。本研究提出利用磁吻合技術(shù)建立大鼠膽腸吻合模型的研究設(shè)想，并通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。

1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

雄性SD大鼠10只，質(zhì)量200～250 g，購(gòu)于西安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。該實(shí)驗(yàn)經(jīng)西安交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過(guò)（審批號(hào):XJTULAC2019-1001），整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理要求。

1.2 磁吻合環(huán)

適用于大鼠膽腸吻合的磁環(huán)，包括母磁環(huán)（ParentMagnetic Rings，PMR)）和子磁環(huán)（Daughter Magnetic Rings，DMR）兩部分。PMR為外徑4 mm，內(nèi)徑2 mm，厚1.5 mm的磁環(huán)，其內(nèi)有引導(dǎo)管，引導(dǎo)管外徑1.9 mm，長(zhǎng)3.5 mm，引導(dǎo)管可與PMR的中央孔緊配組裝。DMR為外徑5mm，內(nèi)徑3mm，厚1.5 mm的磁環(huán)。子、母磁環(huán)均由N48釹鐵硼永磁材料精加工而成，表面電鎳鍍處理，磁環(huán)軸向飽和充磁。子、母磁環(huán)實(shí)物，見(jiàn)圖1。

圖1 子、母磁環(huán)實(shí)物圖

1.3 手術(shù)操作

所有大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，3%戊巴比妥鈉（1 mL/kg）腹腔靜脈注射麻醉，開(kāi)腹于膽總管中下段1號(hào)絲線雙重結(jié)扎膽總管制備梗阻性黃疸模型。2周后，3%戊巴比妥鈉（1 mL/kg）腹腔靜脈注射麻醉。麻醉滿意后仰臥位固定，備皮，常規(guī)消毒鋪巾，取上腹部正中切口進(jìn)腹，顯露并確認(rèn)膽總管擴(kuò)張情況，膽總管直徑小于4 mm的大鼠剔除實(shí)驗(yàn)。在結(jié)扎線上方橫斷膽總管，將母磁環(huán)置入膽總管斷端，4-0絲線結(jié)扎膽總管于母磁環(huán)的引導(dǎo)管上。經(jīng)口置入子磁環(huán)，5F鞘管推送子磁環(huán)進(jìn)入胃內(nèi)，棉簽推送子磁環(huán)進(jìn)入十二指腸上段，并使之位于對(duì)系膜緣，母磁環(huán)引導(dǎo)管穿過(guò)十二指腸壁，引導(dǎo)子母磁環(huán)對(duì)位吸合。逐層關(guān)腹，術(shù)畢。術(shù)后單籠飼養(yǎng)，自由進(jìn)食水。吻合口形成后母磁體與子磁體脫落并進(jìn)入腸道內(nèi)自然排出體外。

2 結(jié)果

10只SD大鼠中，1只膽總管結(jié)扎1周后死亡，剖腹探查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)膽漏。另1只膽總管結(jié)扎2周后，膽總管未見(jiàn)明顯擴(kuò)張，遂剔除研究。其余8只SD大鼠順利實(shí)施了膽總管十二指腸磁吻合手術(shù)，手術(shù)順利，術(shù)中母磁環(huán)留置妥當(dāng)，子磁環(huán)均經(jīng)口推送至胃內(nèi)，經(jīng)棉簽擠捏后磁環(huán)推送至十二指腸。子母磁環(huán)自動(dòng)對(duì)位吸合完成吻合過(guò)程。磁環(huán)置入過(guò)程如圖2所示。吻合過(guò)程平均操作時(shí)間（5.22±1.83）min。術(shù)后立即行X線檢查，明確磁環(huán)位置（圖3a、3b）。術(shù)后第11～18天子母磁環(huán)隨糞便排出體外。術(shù)后第28天處死大鼠，獲取膽腸吻合口標(biāo)本，肉眼觀察可見(jiàn)吻合口黏膜層連續(xù)性良好，吻合口通暢，周?chē)M織輕度粘連。吻合口大體標(biāo)本，見(jiàn)圖3c。

圖2 膽總管十二指腸磁吻合手術(shù)操作過(guò)程

圖3 術(shù)后X線檢查及吻合口大體標(biāo)本

3 討論

膽腸吻合術(shù)后并發(fā)癥發(fā)病機(jī)制的研究一直是國(guó)內(nèi)外膽道外科領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。膽腸吻合動(dòng)物模型的制備是其機(jī)制研究的基礎(chǔ)。根據(jù)研究目的的不同，可選用不同的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。實(shí)驗(yàn)犬可作為探討新型膽腸吻合手術(shù)方式安全性和可行性的動(dòng)物模型[17-18]，而SD大鼠則可作為研究膽腸吻合術(shù)后狹窄瘢痕形成機(jī)制的理想實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[19-20]。SD大鼠膽腸吻合方法目前主要采用手工縫線吻合法，其難度較大、模型成功率較低，不利于模型的制備。

磁吻合作為一種新型吻合方式，免去了一針一線的傳統(tǒng)縫合模式，具有簡(jiǎn)化操作，吻合效果可靠等優(yōu)點(diǎn)。但目前尚未見(jiàn)將磁吻合用于大鼠膽腸吻合動(dòng)物模型的研究報(bào)道。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了適用于大鼠膽腸吻合的磁吻合環(huán)，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果已顯示出了巨大的優(yōu)勢(shì)。盡管磁吻合相關(guān)的臨床和實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道已很多，磁吻合環(huán)的設(shè)計(jì)也多種多樣，但用于大鼠膽腸吻合的磁吻合環(huán)仍需要考慮諸多問(wèn)題。

根據(jù)磁壓榨技術(shù)中磁體設(shè)計(jì)的“西安原則”[21]，本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)加工的子、母磁吻合環(huán)具有以下特點(diǎn)：①子、母磁環(huán)均為圓環(huán)狀設(shè)計(jì)，母磁環(huán)的外徑應(yīng)考慮大鼠膽總管結(jié)扎后能夠擴(kuò)張的程度，子磁環(huán)的外徑應(yīng)滿足可經(jīng)口置入大鼠的胃內(nèi)并通過(guò)幽門(mén)到達(dá)十二指腸預(yù)吻合位置。經(jīng)口置入子磁環(huán)的理念可進(jìn)一步簡(jiǎn)化手術(shù)操作過(guò)程、豁免打開(kāi)胃腸道，從而降低并發(fā)癥的發(fā)生，避免了不必要的損傷，有利于提高模型制備的成功率；②磁環(huán)的吸力與磁環(huán)的大小密切相關(guān)，大鼠膽道及胃腸道解剖條件限制了磁環(huán)的大小，為確保足夠的壓榨力，我們選用磁學(xué)性能較高的N48燒結(jié)釹鐵硼材料；③該設(shè)計(jì)中位于十二指腸內(nèi)的子磁環(huán)外徑略大于位于膽總管內(nèi)的母磁環(huán)的外徑，這樣的設(shè)計(jì)可避免磁環(huán)在吻合口崁頓，利于磁環(huán)從吻合口脫落進(jìn)入腸道；④母磁環(huán)的引導(dǎo)管具有兩方面功能，一方面方便了膽總管斷端荷包結(jié)扎；另一方面當(dāng)子母磁環(huán)吸合后，在吻合口尚未形成之前，引導(dǎo)管可有效發(fā)揮膽汁內(nèi)引流的作用。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，基于磁吻合原理設(shè)計(jì)的磁性吻合環(huán)可用于大鼠膽腸吻合模型的制備，具有簡(jiǎn)化操作、模型成功率高、吻合效果可靠等優(yōu)點(diǎn)，可在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中推廣應(yīng)用。