Choke Vessels擴(kuò)展的研究進(jìn)展

蒙旭 昌昝濤 李青峰

Choke Vessels擴(kuò)展的研究進(jìn)展

蒙旭 昌昝濤 李青峰

穿支皮瓣是創(chuàng)傷修復(fù)的研究熱點，穿支皮瓣研究的重點和難點則在于choke vessels。我們對近年來choke vessels擴(kuò)展研究的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，目前的研究主要聚焦于形態(tài)學(xué)的描述，其擴(kuò)張機(jī)制很可能是剪切力變化，激活TRPV4，通過NF-kb通路而導(dǎo)致choke vessels擴(kuò)張。

Choke vessels穿支皮瓣動脈生成擴(kuò)展

穿支皮瓣因設(shè)計、應(yīng)用方便，對供區(qū)損傷小，常用于修復(fù)創(chuàng)傷等導(dǎo)致的皮膚軟組織缺損。穿支皮瓣有獨立的穿支血管供血，這些血管從其所屬的主干發(fā)出后，穿出深部組織并營養(yǎng)表淺皮瓣。研究發(fā)現(xiàn)，穿支血管大體呈樹形分支，且口徑逐漸變小，并與周圍鄰近的穿支血管形成血管網(wǎng)狀連接。這種相鄰穿支血管之間互相吻合的血管網(wǎng)被稱之為“choke vessels”[1]。正常情況下，choke vessels處于閉合狀態(tài)，當(dāng)相鄰穿支動脈阻斷時，這些吻合支逐漸擴(kuò)展成為有效循環(huán)，及時代償性提供血供，防止穿支皮瓣缺血、壞死。本文就choke vessels擴(kuò)展的研究進(jìn)展綜述如下。

1 Choke vessels的來源及作用

Choke vessels的概念由Taylor等提出[1]。他們應(yīng)用血管造影對人皮動脈進(jìn)行研究，認(rèn)為每一支知名的皮膚血管供區(qū)應(yīng)該包含其所在區(qū)域的骨骼、肌肉、肌腱、皮下組織及皮膚等多種組織在內(nèi)，該區(qū)域的由深向淺呈立體三維分布的皮膚血管可視為一“血管體”，而各相鄰“血管體”周邊借真性血管吻合或由choke vessels互相連接。真性血管吻合指的是兩血管體間連接血管的管徑較大，且在連接過程中管徑?jīng)]有變小。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的概率較低，在解剖上該血管通常有皮神經(jīng)及皮下靜脈伴行，故兩血管體間真性血管吻合若存在，通常只有一處，以其行進(jìn)方向切取穿支皮瓣，皮瓣存活面積將較大。Choke vessels廣泛存在于兩兩相鄰的各血管體之間，且血管管徑是逐漸變小的。這正是單詞“choke”的含義[2]：某種逐漸趨向于窄小的特殊管道，如槍管。兩血管體間choke vessels數(shù)量雖多，但位于遠(yuǎn)離血管體的邊緣位置，血流灌注壓相對較低，且處于兩側(cè)平衡狀態(tài)；加上其特征性的管腔逐漸變窄，血流阻力大，故腔內(nèi)幾乎無血液流動，處于功能閉鎖狀態(tài)。

穿支皮瓣蒂部的血供不能通過血管體之間的吻合向遠(yuǎn)端無限制供血，穿支皮瓣的缺血、壞死的界線常出現(xiàn)在兩血管體相鄰的choke vessels區(qū)域，choke vessels成為該皮瓣血運阻力最大的區(qū)域[3]。但是，一旦某穿支動脈被阻斷，其供區(qū)血管腔內(nèi)血壓下降，此時相鄰血管體的血流在一定壓力差的作用下，就會流經(jīng)原閉鎖的choke vessels中，向壓力低的一側(cè)供血，從而保障了該缺血血管體的存活。Choke vessels在供血的同時，自身受到血流剪切力的持續(xù)作用，內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞等不斷增殖、遷移，管腔也逐漸擴(kuò)展，不可逆地向真性血管方向發(fā)展，從而進(jìn)一步降低該區(qū)域的血供阻力，有助于血供到達(dá)更遠(yuǎn)的范圍。這與Cormack等[4]通過分析相鄰血管體之間的壓力差，提出的將皮膚的血管供區(qū)依次分為3個層次：解剖學(xué)供區(qū)、血流動力學(xué)供區(qū)，以及潛力學(xué)供區(qū)的理論是吻合的。由此可見，choke vessels就像是相鄰血管體間的一道門，在未打開之前，血流只能止步不前；若choke vessels在一定條件下擴(kuò)展了，意味著門被打開了，血流突破了choke vessels的解剖學(xué)限制，跨越自身供區(qū)流到相鄰血管體供區(qū)，從而為臨床獲得更大的穿支皮瓣提供了生理基礎(chǔ)。

2 Choke vessels的相關(guān)研究

2.1 Choke vessels的形態(tài)學(xué)研究

Choke vessels的研究已有近30年的歷史，大都是choke vessels的形態(tài)學(xué)研究。早期幾乎都采用了最直觀的大體解剖學(xué)的方法，隨著血管灌注和血管造影法等技術(shù)的成熟，追蹤與觀察血管走行、分支及相互吻合情況成為可能，但是也存在如灌注前需處死實驗動物、灌注不均勻，以及容易破壞周圍組織結(jié)構(gòu)等不足。Taylor也多次強(qiáng)調(diào)：血管體與choke vessels是在純形態(tài)學(xué)觀測的基礎(chǔ)上提出的。限于當(dāng)時的條件，他們的研究結(jié)果都是二維的、靜態(tài)的，和非生理狀態(tài)的。

近十年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，可通過外周血管注入顯影劑，螺旋CT連續(xù)薄層掃描，影像經(jīng)處理后，可重建血管的三維立體影像，可方便地顯示血管體及其相互間的choke vessels的三維圖像。該方法具有良好的空間分辨率，能夠清晰顯示穿支血管體的解剖學(xué)特征和范圍；而且運用磁共振血管造影和磁共振數(shù)字減影血管造影技術(shù)對血管體進(jìn)行研究，可以反映相關(guān)血流動力學(xué)情況。這些現(xiàn)代的檢查手段結(jié)合電腦圖像處理技術(shù)，為臨床設(shè)計、切取穿支皮瓣提供了很好的解剖學(xué)依據(jù)[5-9]，開創(chuàng)了穿支血管形態(tài)學(xué)研究的數(shù)字化時代。

但是，數(shù)字化研究也不能解決在活體上難以對血管進(jìn)行長時間觀察的缺陷，莊躍宏等[10]將皮窗技術(shù)運用到choke vessels的研究上，實現(xiàn)在活體上長時間對choke vessels進(jìn)行實時、動態(tài)觀察；梁成等[11]構(gòu)建了新型小鼠跨區(qū)供血耳瓣模型，能夠在體視顯微鏡下實時活體觀察choke vessels血管形態(tài)學(xué)變化，為研究血管擴(kuò)展機(jī)制及遴選促皮瓣存活藥物提供了良好的基礎(chǔ)。此類方法有望成為動態(tài)的、生理性狀況下觀察choke vessels的有效方法之一。

2.2 Choke vessels擴(kuò)展的機(jī)制研究

長期以來，對choke vessels的研究主要聚焦于形態(tài)學(xué)的描述，缺乏對其生理機(jī)制的研究。正常情況下，choke vessels處于閉塞狀態(tài)，沒有血液流動，而在某些病理情況下能夠擴(kuò)展增生。外科延遲手術(shù)是目前擴(kuò)展穿支皮瓣滋養(yǎng)范圍常用的方法，通過使choke vessels兩側(cè)的血管壓力發(fā)生變化，形成壓力差，使得choke vessels主動擴(kuò)張和增殖，從而增加皮瓣的血管化程度[12]。該過程與機(jī)體的心、腦、下肢血管栓塞時側(cè)支循環(huán)的建立過程相似。在心臟冠脈結(jié)構(gòu)上，左冠狀動脈前降支和右冠狀動脈在室間隔的區(qū)域存在側(cè)支吻合。正常情況下，這些側(cè)支處于閉合狀態(tài)，當(dāng)某一冠狀血管發(fā)生狹窄或栓塞時，側(cè)支循環(huán)將開放，并且這一區(qū)域的血管增粗、擴(kuò)張，伴有新生血管的生成[13]。類似的現(xiàn)象還存在腦血管循環(huán)中，如阻塞性腦血管疾病，部分單純頸內(nèi)動脈狹窄，甚至完全閉塞，可通過Willis環(huán)側(cè)支循環(huán)恢復(fù)部分血運[14]。同樣，結(jié)扎股動脈后，可通過遠(yuǎn)側(cè)的股動脈與股深動脈之間的側(cè)支循環(huán)代償，恢復(fù)30%～40%的血運[15]。在上述側(cè)支血管的開放過程中，由于栓塞造成的兩側(cè)血管內(nèi)壓力差形成的剪切力發(fā)揮重要作用。在剪切力作用下，側(cè)支小動脈管徑增大、內(nèi)皮及平滑肌細(xì)胞增殖，VEGF、NO等血管活性因子釋放，進(jìn)而重塑形成功能性血管，即動脈生成[16]。

此外，在choke vessels擴(kuò)展機(jī)制的研究上，主要是以動物下肢的缺血模型作為參考，來對choke vessels擴(kuò)展的分子生物學(xué)機(jī)制進(jìn)行探索。在兔股動脈梗阻的下肢缺血模型上，通過動靜脈短路（A-V shunt）人為提高側(cè)支循環(huán)剪切力7 d后，TRPV4表達(dá)明顯增加，側(cè)支小血管明顯增生，下肢代償灌注能完全恢復(fù)到缺血前水平[17]。Troidl等發(fā)現(xiàn)，在下肢缺血模型中，應(yīng)用TRPV4特異性激動劑4a-PDD后，可起到類似于動靜脈短路后的效應(yīng)，內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞表面的TRPV4表達(dá)增加，側(cè)支血管口徑增粗、密度增加[18]。Schierling等[19]發(fā)現(xiàn)，TRPV4是剪切力刺激下唯一表達(dá)顯著增加的機(jī)械敏感性離子通道相關(guān)蛋白。激動劑4a-PDD在不改變剪切力的條件下，可刺激動脈生成，認(rèn)為TRPV4可以作為一個促進(jìn)側(cè)支血管形成的治療靶點。分析認(rèn)為，TRPV4對血管化作用的可能通路是：TRPV4激活，通過NF-kB通路使得趨化因子（MCP-1、IL-6等）和黏附因子（ICAM-1、ICAM-2等）表達(dá)上調(diào)，趨化并激活單核/巨噬細(xì)胞分泌TGF-β，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞增殖[20-21]。如果能探明TRPV4介導(dǎo)剪切力促進(jìn)側(cè)支循環(huán)建立的分子生物學(xué)機(jī)制，便有可能通過干預(yù)TRPV4或下游因子調(diào)控組織血管化。

3 Choke vessels擴(kuò)展的臨床意義

當(dāng)皮瓣面積較大，一端切斷可能導(dǎo)致部分皮膚血運不足時，可先將計劃的皮瓣作部分切開，剝離皮下組織，徹底止血后再縫回原處。這種逐步切斷皮瓣部分血運，以改變血運方向的手術(shù)，稱為皮瓣延遲術(shù)。在切取超出穿支血管供血范圍的大面積跨區(qū)穿支皮瓣時，常采用皮瓣延遲術(shù)，被延遲的部分由于來自周圍的血供中斷，只能依靠皮瓣穿支的血供，從而造成皮瓣被延遲部分的血供減弱，造成了皮瓣穿支正常微循環(huán)與被延遲部分減弱的微循環(huán)間形成血壓不平衡區(qū)（choke vessels區(qū)），當(dāng)血壓差達(dá)到一定程度，不平衡交界區(qū)內(nèi)微循環(huán)即由壓力較高的一側(cè)通過choke vessels逐漸向壓力較低的一側(cè)移動。這種血壓差的存在，改變了皮瓣原本的血供方向，還促進(jìn)了延遲皮瓣choke vessels逐漸開放、擴(kuò)展，特別是皮瓣術(shù)前2周左右的延遲手術(shù)過程，能夠有效地擴(kuò)張解剖學(xué)供區(qū)與潛力學(xué)供區(qū)間的choke vessels，從而明顯降低該穿支皮瓣血管蒂到達(dá)潛力學(xué)供區(qū)的血流總阻力，使得皮瓣術(shù)后在相同的灌注壓力下，來自蒂部的血流可以灌注到更遠(yuǎn)的距離，能營養(yǎng)的潛力學(xué)供區(qū)越大，皮瓣的存活面積也就越大。動物實驗證實，在皮瓣延遲術(shù)后的30 h內(nèi)，choke vessels是收縮的，其原因可能是大量腎上腺素、去甲腎上腺素的釋放；大約在術(shù)后48～72 h，腎上腺素、去甲腎上腺素耗竭，choke vessels迅速擴(kuò)張，血管管徑增粗、曲度增加，血管分布順著皮瓣的方向重構(gòu)[22-24]。根據(jù)Taylor等的血管體理論，穿支皮瓣壞死是因為choke vessels成為皮瓣血運阻力最大的區(qū)域，而延遲手術(shù)促進(jìn)了穿支皮瓣血管的擴(kuò)張，且擴(kuò)張幅度最大的就是choke vessels，這就很好地解釋了延遲術(shù)能擴(kuò)大皮瓣存活面積的現(xiàn)象。此外，Miyamoto等[25]也在動物試驗中證明，不通過延遲手術(shù)擴(kuò)張choke vessels，而單純依靠提高血管蒂部的血液灌注壓，同樣可以擴(kuò)大皮瓣潛力學(xué)供區(qū)的存活面積。這與延遲術(shù)能擴(kuò)張choke vessels，降低血流阻力，在血液灌注壓不變的情況下擴(kuò)大潛力學(xué)供區(qū)存活面積相互驗證。

4 展望

近年來，穿支皮瓣是研究的熱點之一。穿支皮瓣克服了傳統(tǒng)肌皮瓣肥厚臃腫的缺點，可以根據(jù)缺損組織的特點，靈活設(shè)計多種類型的皮瓣，并且對供瓣區(qū)的損傷較小。然而，穿支皮瓣研究的重點和難點則在于choke vessels。目前，對choke vessels的研究主要停留在形態(tài)學(xué)的描述，缺乏對其生理機(jī)制的深入研究。如果能夠進(jìn)一步闡明choke vessels的功能和擴(kuò)展機(jī)制，明確其血流動力學(xué)、靜脈回流及皮瓣感覺等問題，將有助于建立溝通相鄰穿支的跨區(qū)大皮瓣，預(yù)防皮瓣缺血、淤血甚至壞死，進(jìn)而有效擴(kuò)大穿支皮瓣的成活面積和臨床應(yīng)用。

[1]Taylor GI,Palmer JH.The vascular territories(angiosomes)of the body:experimental study and clinical applications[J].Br J Plast Surg,1987,40(2):113-141.

[2]Taylor GI,Palmer JH.'Angiosome theory'[J].Br J Plast Surg, 1992,45(4):327-328.

[3]Taylor GI,Corlett RJ,Dhar SC,et al.The anatomical(angiosome) and clinical territories of cutaneous perforating arteries:development of the concept and designing safe flaps[J].Plast Reconstr Surg, 2011,127(4):1447-1459.?

[4]Cormack GC,Lamberty BG.A classification of fascio-cutaneous flaps according to their patterns of vascularisation[J].Br J Plast Surg,1984,37(1):80-87.

[5]Tang M,Mao Y,Almutairi K,et al.Three-dimensional analysis of perforators of the posterior leg[J].Plast Reconstr Surg,2009, 123(6):1729-1738.

[6]Tang M,Thomas BP,Geddes CR,et al.Vascular basis of intrinsic muscle flaps in the hand[J].Plast Reconstr Surg,2008,122(1): 206-215.

[7]Morris SF,Tang M,Almutari K,et al.The anatomic basis of perforator flaps[J].Clin Plast Surg,2010,37(4):553-570.

[8]Offman SL,Geddes CR,Tang M,et al.The vascular basis of perforator flaps based on the source arteries of the lateral lumbar region[J].Plast Reconstr Surg,2005,115(6):1651-1659.

[9]Thomas BP,Geddes CR,Tang M,et al.The vascular basis of the thoracodorsal artery perforator flap[J].Plast Reconstr Surg, 2005,116(3):818-822.

[10]莊躍宏,胡斯旺,吳東方,等.一種研究choke血管新的動物模型--大鼠背部皮窗[J].中國臨床解剖學(xué)雜志,2011,29(6):609-613.

[11]梁成,莊躍宏,鄭和平,等.新型小鼠跨區(qū)供血耳瓣模型的構(gòu)建[J].中國比較醫(yī)學(xué)雜志,2014,24(7):25-29.

[12]Ghali S,Butler PE,Tepper OM,et al.Vascular delay revisited [J].Plast Reconstr Surg,2007,119(6):1735-1744.

[13]Seiler C,Stoller M,Pitt B,et al.The human coronary collateral circulation:development and clinical importance[J].Eur Heart J, 2013,34(34):2674-2682.

[14]Hendrikse J,Hartkamp MJ,Hillen B,et al.Collateral ability of the circle of Willis in patients with unilateral internal carotid artery occlusion:border zone infarcts and clinical symptoms[J]. Stroke,2001,32(12):2768-2773.

[15]Hoefer IE,van Royen N,Buschmann IR,et al.Time course of arteriogenesis following femoral artery occlusion in the rabbit[J]. Cardiovasc Res,2001,49(3):609-617.

[16]Schaper W.Collateral circulation:past and present[J].Basic Res Cardiol,2009,104(1):5-21.

[17]Eitenmüller I,Volger O,Kluge A,et al.The range of adaptation by collateral vessels after femoral artery occlusion[J].Circ Res, 2006,99(6):656-662.

[18]Troidl C,Troidl K,Schierling W,et al.Trpv4 induces collateral vessel growth during regeneration of the arterialcirculation[J].J Cell Mol Med,2009,13(8B):2613-2621.

[19]Schierling W,Troidl K,Apfelbeck H,et al.Cerebral arteriogenesis is enhanced by pharmacological as well as fluid-shear-stress activation of the Trpv4 calcium channel[J].Eur J Vasc Endovasc Surg,2011,41(5):589-596.

[20]Hatano N,Suzuki H,Itoh Y,et al.TRPV4 partially participates in proliferation of human brain capillary endothelial cells[J].Life Sci,2013,92(4-5):317-324.

[21]Wang G,Siow YL.Homocysteine stimulates nuclear factor κB activity and monocyte chemoattractant protein-1 expression in vascular smooth-muscle cells:a possible role for protein kinase C[J].Biochem J,2000,352 Pt 3:817-826.

[22]Finseth F,Cutting C.An experimental neurovascular island skin flap for the study of the delay phenomenon[J].Plast Reconstr Surg, 1978,61(3):412-420.

[23]Cutting CB,Bardach J,Finseth F.Haemodynamics of the delayed skin flap:a total blood-flow study[J].Br J Plast Surg,1981,34(2): 133-135.

[24]Morris SF,Taylor GI.The time sequence of the delay phenomenon: when is a surgical delay effective?An experimental study[J]. Plast Reconstr Surg,1995,95(3):526-533.

[25]Miyamoto S,Minabe T,Harii K.Effect of recipient arterial blood inflow on free flap survival area[J].Plast Reconstr Surg,2008,121 (2):505-513.

Research Progress of Choke Vessels Dilation

Choke vessels;Perforator flap;Arteriogenesis;Dilation

R622

B

1673－0364（2017）01－0048－03

MENG Xuchang1,ZAN Tao2,LI Qingfeng2．
1 Department of Plastic and Aesthetic Surgery,The First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,China;2 Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200011,China.Corresponding author:LI Qingfeng(E-mail:dr.liqingfeng@yahoo.com).

2016年11月25日；

2016年12月19日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2017.01.014

國家自然科學(xué)基金項目(81471857)；國家“十二五”科技支撐計劃項目（2012BAI11B03）。

530021廣西壯族自治區(qū)南寧市廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院整形美容外科（蒙旭昌）；200011上海市上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科（昝濤，李青峰）。

李青峰（E-mail：dr.liqingfeng@yahoo.com）。

【Summary】The perforator flap has become a research focus in plastic and reconstructive surgery,and choke vessels is the emphasis and difficulty in the study of perforator flap.In this paper,the recently published literature at home and abroad about the choke vessels dilation was reviewed and summarized.The research of choke vessels is mainly about the morphology,and chemical activation of TRPV4 as a therapeutic target may promote the dilation of choke vessels.