膨体聚四氟乙烯人工血管修复四肢干动脉缺损的效果

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.34.017

摘要/Abstract

摘要：

背景：研究已证明膨体聚四氟乙烯人工血管具有良好的疏水性表面、抗水渗透性及生物耐久性。

目的：观察膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复创伤性四肢干动脉缺损的效果。

方法：纳入38例创伤性四肢干动脉缺损患者，其中男30例，女8例，年龄17-61岁，予以常规补液、抗休克治疗、抗炎、清创处理后，均实施膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复治疗。修复后随访12个月，了解患者修复后患肢恢复情况和血管通畅情况等。

结果与结论：实施膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复后，患者血管均全部通畅，未出现死亡和截肢病例，患肢均恢复正常血运，未发生血管吻合口感染，影像学检查显示血管通畅率达到100%。修复后随访12个月，血管内超声检查显示人工血管内壁均处于光滑状态，未出现明显附壁血栓、吻合口位狭窄现象，血管通畅率达到92%(35/38)，未发生与人工血管材料相关的不良反应。表明利用膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复创伤性四肢干动脉缺损具有良好的表面抗凝血性能及长期通畅效果。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 生物材料, 材料相容性, 人工血管, 膨体聚四氟乙烯, 抗凝血性能, 血管通畅

Abstract:

BACKGROUND: Vascular grafts made of expanded polytetrafluoroethylene have been shown to have highly hydrophobic surface characterized by resistance to water penetration and biological durability.

OBJECTIVE: To investigate the effects of vascular grafts made of expanded polytetrafluoroethylene for repair of peripheral arterial injuries.

METHODS: Thirty-eight patients with peripheral arterial injuries, consisting of 30 males and 8 females, aged 17-61 years, were included in this study. After conventional fluid infusion, anti-shock treatment, anti-inflammation, and debridement, they received implantation of vascular grafts made of expanded polytetrafluoroethylene. A 12-month follow-up observation was performed to investigate the recovery of affected limbs and vascular patency in patients.

RESULTS AND CONCLUSION: After implantation of vascular grafts made of expanded polytetrafluoroethylene, all vessels were unblocked and no cases died or had limbs amputated. Blood supply of all affected limbs recovered to normal and there was no vascular anastomotic infection. Imaging results showed that vascular patency rate was 100%. Ultrasound examination results showed that at the end of the follow-up period, the inner wall of the vascular grafts was smooth, obvious mural thrombus or anastomotic stenosis did not occur in any case, vascular patency rate was 92% (35/38), and no adverse reactions related to artificial vessels were observed. These findings suggest that vascular grafts made of expanded polytetrafluoroethylene for repair of peripheral arterial injuries exhibit striking surface anticoagulant property and long-term patency.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Biocompatible Materials;, Polytetrafluoroethylene, Blood Vessel Prosthesis

中图分类号:

R318

张汉江，王志维. 膨体聚四氟乙烯人工血管修复四肢干动脉缺损的效果[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(34): 5496-5500.

Zhang Han-jiang, Wang Zhi-wei . Vascular grafts made of expanded polytetrafluoroethylene for repair of peripheral arterial injuries[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(34): 5496-5500.

图/表（结果） 1

2.1 参与者数量分析修复后12个月，38例患者均获得随访，无脱落病例，随访率达到100%。 2.2 移植手术相关结果分析 38例患者均顺利完成手术治疗，保肢成功，未出现死亡和截肢病例。术后患者患肢均恢复正常血运，未发生血管吻合口感染。对患肢进行影像学检查，可发现所有患者血管均未出现堵塞等，血管通畅率达到100%。 2.3 随访情况及与人工血管相关的不良反应修复后随访12个月，经血管内超声检查显示，人工血管内壁均处于光滑状态，未出现明显附壁血栓，吻合口未出现狭窄现象，血管通畅率达到92%(35/38)，未发生与人工血管材料相关的不良反应。 2.4 典型病例分析 23岁男性患者因车祸伤导致右大腿受伤，入院查体大腿中段前内侧皮肤肌肉纵型裂开，长度大约为15 cm，右股骨开放性骨折，血压70/50 mm Hg (1 mm Hg=0.133 kPa)，足背动脉搏动消失。实施抗休克治疗，同时予以急诊手术探查。经探查，患者股内侧软组织肌群存在大量挫伤及离断，股动脉、股静脉离断，股浅静脉缺损11 cm，动脉缺损10 cm，伤口严重污染。经伤口清创和外固定支架固定股骨骨折后，予以彻底清创、消毒，实施膨体聚四氟乙烯人工血管移植治疗，对股动脉上端予以游离，下端至收肌腱裂孔处，予以肝素化，然后利用膨体聚四氟乙烯人工血管吻合股动脉上端(图2)，经股后深筋膜深面半腱肌、半膜肌表面，对两端健康血管予以妥善桥接，利用膨体聚四氟乙烯人工血管对股浅静脉进行修复，修复结束后常规进行负压引流并闭合创面。修复后随访12个月，患者血管处于良好的通畅状态，伤口愈合，肢体功能恢复至正常水平。

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引言

临床治疗创伤性四肢干动脉缺损的过程中，需要积极恢复主干动脉通畅。为保证血管修复之后动脉的通畅，避免出现血栓，需要对挫伤段血管予以切除，这就导致了血管缺损。血管是人体循环系统的重要部分，血液通过血管将生命活动所需的氧气和营养成分输送到身体的各个角落，因此，临床需要对患者进行血管移植修复。血管移植过程中，可以选择自体血管或人工血管^[1]。其中，自体血管移植存在一定的应用局限性。在医学领域，动脉硬化等血管闭塞性疾病的发病率日益增多，以往大多通过患者自身或者合适供者机体的血管来进行移植，然而这些血管来源对于患者而言一般都是不充足的，而且也会受到其他因素的影响。人工血管作为许多严重狭窄或闭塞性血管的替代品，在临床上有着重要的应用价值。随着生物工程学和生物材料学的迅猛发展，目前在外科手术中，人工血管主要用于暂时性或永久性取代缺损的动脉或静脉，或作为动脉阻塞时的分流通道，以及肾病患者进行血液透析时所需的动静脉移植替代管。因此，开发可以模拟天然血管的合成血管至关重要。聚四氟乙烯是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物，由于C-F键键能高，性能稳定，因而其耐化学腐蚀性极佳。聚四氟乙烯材料是纯惰性的，具有非常强的生物适应性，不会引起机体的排斥，对人体无不良反应，可用任何方法消毒且具有多微孔结构，可用于多种康复解决方案，包括用于软组织再生的人造血管、补片，以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合。膨体聚四氟乙烯采用100%聚四氟乙烯树脂为原料，经糊膏挤压、拉伸等特殊加工方法制成，是一种新型的医用高分子材料，具有微细纤维连接而形成的网状结构^[2]。这些微细纤维形成无数细孔，使膨体聚四氟乙烯可任意弯曲超过360°，韧性好，纵向强度高、横向易变形，并能提高材料的顺应性，血液相容性好。理想的合成人工血管材料应该满足以下几点要求：生物相容性好，特别强调具有优异的血液相容性，无免疫原性，可塑性强，有一定强度，符合血管生物力学要求，易于细胞种植。因此，人工血管材料可分为天然生物材料和人工合成材料。天然生物材料包括去细胞基质、胶原蛋白、聚氨基酸、多肽、透明质酸及其复合物等大分子材料；人工合成材料是一种不可降解材料，如聚四氟乙烯、尼龙6、聚酯等。由于可降解材料技术条件尚不成熟，因此，膨体聚四氟乙烯以其多孔性及良好的表面特性和顺应性成为了合成人工血管材料不二的选择。膨体聚四氟乙烯血管具有良好的耐腐蚀性，且具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应，抗感染性也很好。因此，膨体聚四氟乙烯血管被广泛应用于各种血管移植中^[3]。本研究回顾性分析武汉大学人民医院2012年12月至2013年12月收治的38例创伤性四肢干动脉缺损患者的临床资料，均实施膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复治疗，结果显示，利用膨体聚四氟乙烯人工血管移植治疗创伤性四肢干动脉缺损可以达到良好的效果，具有良好的表面抗凝血性能及长期通效果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：于2014年2月在武汉大学人民医院医院完成。

对象：纳入38例创伤性四肢干动脉缺损患者，其中男30例，女8例；年龄17-61岁，平均(37.25±10.15)岁。受伤原因统计：火器伤2例，压榨挤压伤15例，车祸伤21例。动脉缺损部位统计：股动脉22例，腋动脉7例，腘动脉4例，肱动脉4例，髂外动脉1例。损伤类型统计：开放性损伤30例，闭合性损伤8例。本次研究相关内容和方法均经本院伦理部门审核并批准。

纳入标准：均有皮肤软组织损伤，创伤就诊时间 1-10 h。

排除标准：经彩色多普勒超声检查发现输入端动脉狭窄、血流信号异常者；存在动静脉吻合口狭窄或血栓者。

材料：本次研究中使用的膨体聚四氟乙烯人工血管由上海索康医用材料有限公司提供，注册号：国食药监械(试)字2005第3070054号，产品标准：YZB/国0470-2002《膨体聚四氟乙烯人工血管》，本产品由聚四氟乙烯分散树脂经糊膏挤压、拉伸加工而成，外壁用膨体聚四氟乙烯膜或和聚全氟乙丙烯环增强，分为无外支撑环和有外支撑环两种，主要用于替换因血管狭窄、闭塞、肿瘤、外伤引起的病变血管，经过测试，无细胞毒性、血液及组织相容性问题。

方法：

术前处理：术前对患者予以常规补液和抗休克治疗，并予以抗炎、清创。

血管移植：均实施膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复治疗。无创面污染、周围软组织损伤较轻或者不存在感染性血管损伤者，予以膨体聚四氟乙烯人工血管原位端端吻合。开放性损伤、创面污染轻、不存在感染性血管损伤者，实施膨体聚四氟乙烯人工血管原位端端吻合、邻近肌瓣包埋或转位覆盖。存在严重创面污染或者感染性血管损伤者，予以原断端结扎，并在创面两端正常组织中行膨体聚四氟乙烯人工血管旁路移植，于深筋膜深面对两端健康血管予以桥接。手术过程中找到血管断端，将血栓取尽，于两断端注射肝素盐水以避免出现血栓。于显微镜下彻底进行血管断端清创，然后根据实际情况选择适当长度的膨体聚四氟乙烯人工血管，修剪人工血管与修整后的血管断端，将其剪为斜面并进行缝合。缝合完毕进行多普勒血流探测，确认吻合血管通畅良好及远端肢体血运恢复后处理创面。

术后处理：术后对患者予以常规消炎、抗凝等治疗，并给予低分子肝素钙、低分子右旋糖酐和口服阿司匹林、华法令等。治疗结束后随访12个月，利用血管内超声检查患者血管内壁情况，了解血管通畅情况。

人工血管移植手术流程见。

主要观察指标：修复后随访12个月，患者患肢恢复情况和血管通畅情况等。

讨论

车祸、碾压等钝挫伤、爆炸伤、假性动脉瘤常导致创伤性四肢干动脉缺损，出血凶，创面污染或有感染，软组织条件差，易导致肢体远端缺血坏死，要求快速诊断、快速止血、抗休克，尽快恢复主干动脉通畅。为保证血管修复后通畅，防止血栓形成，须彻底切除挫伤段血管直至血管内膜完全正常为止，导致血管缺损较长。临床治疗创伤性四肢干动脉缺损需要积极恢复主干动脉通畅，需要进行血管移植修复。以往进行血管移植的过程中，大多采取自体血管移植方式^[4-7]。但自体血管移植存在血管来源困难问题及口径大小不合适等问题，往往无法获得满意的移植效果^[8-10]。随着时代的发展，各种人工血管开始被不断的研制出来，并广泛应用于各种血管移植治疗之中^[11-16]。目前人工合成血管主要有聚对苯二甲酸酯(PET)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、硅橡胶、聚氨酯(PU)、涤纶(Dacron)等。其中聚四氟乙烯人工血管自Soyer等1972年首次报告临床应用以后，已在国内外被广泛应用，并获得了良好远期疗效。这种血管壁由二层材料组成，内层材料呈纵向性，外层材料呈横向性，从而结合成为一种纵向、横向都极度牢固的血管壁，血管壁具有无数可控制的微小结构，血管移植后人体组织可迅速贴敷到血管外壁上，内壁形成完整而较薄的新内膜；它具有较高的负电荷，不易发生腔内凝血，且术前不需进行预凝，与人体组织相容性佳，并且具有一定自身支撑能力，血管吻合时操作方便；其缺点为纵向延伸能力差，抗感染能力不如自体移植血管，偶尔有血清肿等并发症。人工血管应该具有良好的生物相容性、优异的血液相容性及一定的强度。在制作人工血管的过程中，可以选择的材料有很多种，包括各种人工合成材料及天然生物材料等^[17-21]。其中，膨体聚四氟乙烯是一种用途非常广泛、具有弹性的氟聚合物，从医学角度来讲，它是目前最为理想的生物组织代用品之一^[22-33]。20世纪60年代，膨体就已被广泛应用于人工血管等的研发之中。膨体聚四氟乙烯材料具有诸多明显的应用优势，例如耐高温和耐酸、碱侵蚀，进入人体之后不会出现吸收水分等^[34-36]。有学者对膨体聚四氟乙烯人工血管的管壁结构及其体外性能进行研究^[37]，发现膨体聚四氟乙烯人工血管具有良好的疏水性表面和抗水渗透性，以及生物耐久性。膨体聚四氟乙烯人工血管具有多孔海绵状结构，为惰性材料，组织相容性好，管壁有大量网孔，毛细血管、内皮细胞及成纤维组织等可沿管壁网孔长入，形成光滑的新内膜，管壁内光滑，带负电荷，不易出现腔内凝血，不须预凝，能与体内组织容为一体，在体内可保持持久强度，长度、管径基本不限；但其抗感染力差，一旦感染则血管移植失败，后果严重，须积极预防。本次研究中对入组的38例患者，即根据实际情况予以膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复治疗。结果显示，实施膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复后，患者血管全部通畅，未出现死亡和截肢病例，术后患肢均恢复正常血运，未发生血管吻合口感染，影像学检查显示血管通畅率达到100%。但血管移植后，膨体聚四氟乙烯人工血管与人体自体血管并没有发生真正的愈合，因此术后可能会出现各种不良事件，包括感染和血管内壁血栓等^[37-38]。为此，本次研究中，术中严格按照显微外科操作要求对血管予以吻合，并在术后对患者予常规消炎、抗凝等治疗的同时，给予低分子肝素钙、低分子右旋糖酐和口服阿司匹林、华法令等。以避免血小板在人工血管表面出现沉积，导致血管通畅出现异常等^[39]。本次研究结果还显示，治疗结束后随访12个月，血管内超声显示人工血管内壁均处于光滑状态，未出现明显附壁血栓，吻合口未出现狭窄现象，血管通畅率达到92%(35/38)。国内其他一些学者也通过研究报道，应用膨体聚四氟乙烯人工血管移植方式修复创伤性周围动脉缺损，可以获得与自体静脉移植同样的疗效，且具有简便可行的特点，还可有效解决血管来源困难及口径小等问题^[40]。即提示，膨体聚四氟乙烯人工血管具有良好的表面抗凝血性能及长期通效果。但受到入组样本数量及观察时间等因素的影响，本次研究所得到的相关结果及相应的结论可能存在一定的片面性和不准确，且本次研究采用的是回顾性病例分析方式，虽然在统计学处理方面予以倾向性评分匹配的方法以减少组间存在的差异，但仍然无法像前瞻性随机对照研究一样对各种混杂因素予以最大程度的消除，以提高最终结果的准确性。因此，本研究还存在一定的不足之处，还需要在今后的研究中予以进一步完善和分析。综上所述，利用膨体聚四氟乙烯人工血管移植修复创伤性四肢干动脉缺损可以获得良好的效果，具有良好的表面抗凝血性能及长期通效果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程