新型可降解吻合夹吻合血管的生物力学特点

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.52.022

摘要/Abstract

摘要：

背景：目前国内外应用于临床的血管吻合器均可以克服传统血管吻合方法操作复杂、吻合时间长和内膜损伤等严重缺陷。但其不可吸收的针环影响了吻合口处血管正常收缩与舒张的生理功能，从而限制血管的生长，不适宜未成年患者。

目的：分析新型可降解的吻合夹吻合血管的生物力学特点。

方法：剪断新西兰大白兔双侧颈静脉，一侧应用新型可完全降解的吻合夹吻合，另一侧行针线吻合对照，测定术后当天，第7，14，30天时离体血管吻合口的平均破裂压。

结果与结论：吻合夹组吻合时间短于针线吻合法(P < 0.05)，吻合夹组平均破裂压与针线吻合法组比较差异无显著性意义(P > 0.05)。生物力学表明新型可降解的吻合夹安全可靠。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

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关键词: 生物材料, 材料相容性, 血管吻合器, 可吸收套管, 材料力学及表面性, 可降解材料, 聚乳酸, 破裂压, 生物力学

Abstract:

BACKGROUND: vailable anastomats appear to overcome the deficiencies of traditional anastomotic methods, such as complex operation, long time for vascular anastomosis and severe intimal injury. However, their nonabsorbable needling rings impact the normal diastolic and systolic of the blood vessels at anastomotic sites, thus limiting the growth of blood vessels, which is not suitable for minor patients.

OBJECTIVE: To analyze the biomechanical characteristics of vascular anastomosis with a new-type degradable anastomosis chip.

METHODS: Bilateral jugular veins of New Zealand rabbits were cut: one side was anastomosed using a new type degradable anastomosis chip, and the other side was anastomosed with sutures as control. The average maximal breaking pressure was measured at the 1^stday, 7^th day, 14^th day, and 30^th day after operation.

RESULTS AND CONCLUSION: The anastomosis time using the anastomosis chip was lower than that using sutures (P < 0.05), and the average maximal breaking pressure exhibited no difference between the two groups (P < 0.05). It indicates that the new-type degradable anastomosis chip is safe and reliable.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

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Key words: biocompatible materials, absorbable implants, biomechanics

中图分类号:

R318

张穹，许硕贵. 新型可降解吻合夹吻合血管的生物力学特点[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(52): 8487-8490.

Zhang Qiong, Xu Shuo-gui . Biodynamic properties of vascular anastomosis using a new-type degradable anastomosis clip[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(52): 8487-8490.

图/表（结果） 3

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引言

材料方法

设计：随机对照动物实验。

材料：

实验动物：新西兰大白兔40只，体质量2 kg左右，雌雄不限。

主要材料：针环系统的环与针脚材料用已在临床使用的可吸收材料聚乳酸制作，内径分为2.0，2.5，3.0 mm 3种规格，为课题组自行设计。可吸收记忆套管材料为课题组发明^[22-24]，专利号为200610023175，主要成分为聚己内酯，为生物相容性良好，且可吸收的材料，在温水中可记忆性回缩。

其他材料：MPA-2000型生物信号分析系统(上海第二军医大学心血管实验室)；6-0锦纶线(强生公司提拱)。

方法：

动物分组：新西兰大白兔40只按术后取材时间不同随机分成4组，每组10只。术后取材时间分别为术后当天、第7天、第14天、第30天。每只新西兰大白兔的-侧颈外静脉用完全可吸收血管吻合器吻合，另一侧颈外静脉用传统针线缝合法吻合。两种吻合方法随机选择。

手术方法：自耳缘静脉缓慢注射丙泊酚2.5-3.5 mg/kg，进入麻醉状态，颈前正中切口，分离出两侧颈静脉，血管两侧上显微血管夹，于正中处横形剪断血管，两断端用100 U/mL肝素生理盐水冲洗。

可完全降解的形状记忆可吸收套管-针环系统吻合法：将形状记忆可吸收套管套到一侧血管上，用血管壁外翻镊将断端血管壁外翻挂勾于已用持夹器夹住的针环的针脚处，加压使针环吻合。将一侧血管处的血管套套位到针环处，使针环居于血管套正中，用温水冲洗血管套使血管套记忆性回缩收紧，见图1，2。

针线缝合吻合法：常规两定点等距端-端吻合法。手术在无菌条件下由同一组人员完成。吻合后进行血流通畅试验，证实血管通畅无明显渗血后缝合伤口。术中腹腔注射庆大霉素4×10⁴ U，并将动物送动物实验室饲养。于术中记录每个静脉吻合口的吻合时间。

取材：在术后当天、第7，14，30天，切取含吻合口在内2.5 cm颈静脉，制备血管标本，进行最大破裂压测定。

测定最大破裂压：血管标本远端结扎，将连有三通管的针头自血管近端平行插入并用另一根线固定。三通管分别连接MPA-2000型生物信号系统与恒速泵，以80 mL/h的速度由泵的输出端经三通管内输注生理盐水加压，当吻合口突然破裂渗液时，分析系统显示的血压峰值，为最大破裂压。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

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讨论

影响血管吻合的关键是血栓的形成，一般认为导致血栓形成有如下的因素：内膜损伤，内膜下组织暴露和血流淤滞或涡流血液黏性增高。

常规的针线吻合过程中针线会全层贯通性损伤血管壁，尤其是血管内膜损伤使内膜下胶原暴露，同时血管腔内留有缝线，两者均可引起血小板聚集与纤维蛋白的沉积，进而导致血栓形成阻塞吻合口，血管吻合通畅率低。

针环式吻合法较针线法有明显的优点：方法简便，易于掌握；吻合速度快；不损伤血管吻合处的内膜，是真正意义的无损伤内膜吻合，无针孔漏血危险；通畅率高，血管狭窄发生率低。

针环式吻合法是将两断端血管壁外翻对合后夹合未损伤血管内膜，吻合处无内膜损伤、内膜下组织暴露，且吻合操作简单易行，缩短了吻合时间。无论是国内的“73-Ⅱ”型钛血管吻合器，还是国外的3M显微血管吻合器，均可以克服传统血管吻合方法操作复杂、吻合时间长和内膜损伤等严重缺陷。但也存在缺点：不可吸收的针环影响了吻合口处血管正常收缩与舒张的生理功能；因限制血管的生长，不适宜未成年患者，患者对术后残余针环顾虑感影响了针环式吻合器的应用。

课题组设计可完全降解的形状记忆可吸收套管－针环系统解决了这个问题。这个系统的特点是：①完全为可吸收材料制作：针环系统的环与针均由已在临床使用的可吸收材料聚乳酸制作；可吸收记忆套管材料为课题组发明^[22-24](专利号为200610023175)，主要成分为聚己内酯，为美国FDA批准临床使用材料，添加的辅料偶联剂为烃氧基硅烷；多官能团单体选自含2个到3个烯键的有机酯，如季戊四醇三烯酸酯等；填料选自含有活性钙离子的化合物，如磷酸氢钙等，均为生物相容性良好，且可吸收的材料。②生物力学安全：为了解决可吸收材料制作的针环不能牢固结合、吻合口存在裂开风险的问题，将课题组的专利产品可吸收形状记忆材料做成套管，通过套管在温水中的记忆回缩效应使两针环牢固结合不分离，从而成为一种较为完美的可吸引针环式血管吻合系统。

吻合口破裂压的大小对于能否成功进行血管吻合具有重大意义，吻合口在具有一定耐综合拉力强度基础上还必须有一定的耐血压强度才能确保吻合口不裂开，血管不渗血。血管吻合口部受血管弹性回缩力及血管周围组织的牵拉力有被拉裂的趋势，吻合器对吻合口的吻合力必须大于血管弹性回缩及血管周围组织牵拉对吻合口所加的综合拉力，人的生理动脉压一般为12.0-16.0 kPa，病理性收缩压很少高于39.0 kPa^[25-29]。动物实验表明可完全降解的形状

记忆可吸收套管－针环系统及针线吻合方法术后当天，第7，14，30天吻合口破裂压明显高于人体病理收缩压，两者无明显差异，说明吻合器可耐受各种生理病理性血压，这样的血管吻合器才能满足吻合血管的要求。在生物力学角度证实了应用可完全降解的形状记忆可吸收套管-针环系统是安全可靠的，在手术时间上与缝合组相比可节省时间，有明显差异性。

结论：课题组设计可完全降解的形状记忆可吸收套管-针环系统，与缝合组相比可节省手术时间，与缝合组抗破裂压相同。提示完全降解的形状记忆可吸收套管-针环系统操作简便快速吻合效果确实可靠。可进一步进行动物实验进行论证是否可用于临床。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程
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