橫向骨搬移技術(shù)對缺血肢體術(shù)區(qū)微循環(huán)重建的實驗研究

方志遠 王成偉 王雪 李飛

肢體缺血是一種常見且多發(fā)于下肢的臨床癥狀。在我國造成肢體缺血的主要病因是動脈粥樣硬化閉塞癥、血栓閉塞性脈管炎和糖尿病足等。下肢動脈硬化閉塞癥的發(fā)病率為 10%。隨著年齡的增長，其發(fā)病率呈上升趨勢，70 歲以上人群的發(fā)病率在 15%～20%。下肢缺血的主要臨床表現(xiàn)為下肢涼、麻木、無力、間歇性跛行、靜息痛和肢體缺血性潰瘍、壞疽等[1]。因其臨床表現(xiàn)嚴重，出現(xiàn)嚴重的間歇性跛行或靜息痛，肢體遠端缺血壞死或潰瘍，被迫截肢的危險性相對較高[2]。

近年來有臨床研究顯示，基于橫向骨搬移技術(shù)的牽拉組織再生的原理，骨瓣的橫向牽拉可以促進組織內(nèi)微血管網(wǎng)絡的形成，從而改善患肢的的血液循環(huán)達到治療目的[3-4]。葉鋒等[5]，王召華等[6]及花奇凱等[7]國內(nèi)眾多知名學者使用橫向骨搬移技術(shù)促進了下肢末梢潰瘍面的愈合。橫向骨搬移技術(shù)利用骨組織創(chuàng)傷后需要血管再生這一特點，達到重建血液循環(huán)，使下肢血流量增加，從而治療下肢血液循環(huán)障礙疾病。目前，此項基礎研究尚處于起步階段，國內(nèi)外的相關文獻較少[8-9]。病例報道及動物實驗研究均表明脛骨橫向搬移術(shù)對治療下肢缺血性疾病確有明顯療效，但具體機制及其相關理論都有待于進一步研究證實[10]。該實驗旨在研究橫向骨搬移術(shù)區(qū)的微循環(huán)的變化，為進一步探討橫向骨搬移術(shù)的良好治療效果的分子生物學機制奠定基礎。

資料與方法

一、 資料

1. 實驗動物：選取 6 只 12 月齡比格犬，均為雌性，體質(zhì)量 15.0～16.0 kg，平均 ( 15.7±0.6 ) kg，身長 ( 55±2 ) cm，脛骨長度平均為 ( 11.0±0.8 ) cm，體格健康、適中，由新疆醫(yī)科大學動物實驗中心提供，許可證號：SYXK ( 新 ) 2018-0002。此次研究已取得新疆醫(yī)科大學動物實驗倫理委員會授權(quán)。

2. 設備：獸用紅外線體溫計 ( D-688 型康寧公司 ) 器械包 ( 新疆醫(yī)科大學第六附屬醫(yī)院 )。選用Siemens AXIOM Artis MP 多功能血管造影機，30 ml注射器，18G 靜脈留置針 ( 1.3 mm×30 mm，蘇州林華公司 )，對比劑選用碘帕醇注射液 ( 300 g / L，北京北陸公司 )。病理取材臺 ( 深圳市成科實驗室設備有限公司 )；包埋熱臺 ( 徠卡 LEICAEG 115067 )；包埋凍臺 ( 武漢漢谷醫(yī)療科技有限公司 HB-P3 )；脫水機 ( 徠卡 DT-2000B )；石蠟切片機 ( 徠卡 LEICARM 2135 )；烤片機 ( 恒宇 G2X-DH·300BS )；漂片機 ( 徠卡 HI1210 )；奧林巴斯相差顯微鏡 ( 日本OLYMPUS 6F41110 )；染色機 ( 新疆美奧爾康儀器有限公司 )。

3. 雙下肢缺血動物模型制備：應用國內(nèi)、外肢體缺血模型建立的方法[11]。于 2018 年 9 月至 2019年 4 月依次選取比格犬對其進行雙后肢脛前動脈結(jié)扎術(shù)，將左后肢定為對照組，右后肢定為搬移組。由同一名高年資醫(yī)師完成脛前動脈結(jié)扎術(shù)及對比格犬進行脛骨橫向骨搬移術(shù)。( 1 ) 給予比格犬適應性喂養(yǎng) 3 天；( 2 ) 6 條比格犬均通過結(jié)扎雙側(cè)后肢脛前動脈建立缺血模型；( 3 ) 結(jié)扎脛前動脈后 1 天雙后肢行雙下肢血管造影 ( digital subtraction angiography，DSA )，再次確認雙下肢血管是否完全被結(jié)扎以明確下肢血管側(cè)支循環(huán)建立情況；( 4 ) 給比格犬戴嘴套，防止安裝搬移架之后犬撕咬搬移架情況的發(fā)生；( 5 ) 結(jié)扎脛前動脈后 1 天，安裝橫向骨搬移的特制牽引支架。無菌操作，于脛骨走向切開下肢皮膚，切口約 5 cm，在脛骨外側(cè)中段先鉆 2 小孔便于裝上搬移支架，再用微型擺鋸在脛骨外側(cè)以 2 小孔為中心開窗，切取 3 cm×1 cm 骨塊，避免損傷骨髓及周邊軟組織，將搬移支架固定于骨塊上，縫合軟組織及皮膚；( 6 ) 于對側(cè)搬移組的搬移術(shù)區(qū)同一水平面，對照組行脛前動脈走向切開同樣長度的下肢皮膚，切口約 5 cm，并縫合；( 7 ) 搬移組按脛骨橫向骨搬移術(shù)實施脛骨的橫向骨搬移[12]，并給予搬移組石膏固定，防止比格犬破壞搬移架。給予起旋特定搬移支架上的螺旋裝置，使骨塊每次向外搬移出0.35 mm / 次，2 次 / 天，間隔 4 h，搬移后 10 天，骨塊搬移出 7 mm。再將骨塊按此方式逆時針搬移后10 天骨塊搬移回原位；( 8 ) 每日堅持喂食及測定雙后肢的術(shù)區(qū)周圍的皮溫，觀察橫向骨搬移術(shù)后 21 天的 DSA 中的微動脈的數(shù)量及病理活檢中的微動脈的數(shù)量及脛前動脈結(jié)扎后 1 天的上述指標的變化；( 9 )搬移完畢后 2 天處死比格犬。

二、指標檢測

1. 一般情況：記錄所有比格犬脛前動脈結(jié)扎建模后 5 天內(nèi)自主活動情況。

2. 術(shù)區(qū)的皮溫：檢測所有比格犬雙后肢術(shù)區(qū)周圍的圍術(shù)期搬移區(qū)的皮溫。

3. 雙后肢的 DSA：檢測所有比格犬雙脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天及實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天的DSA。

4. 病理活檢：檢測所有犬行脛骨橫向骨搬移術(shù)后 21 天的雙下肢術(shù)區(qū)周圍的病理活檢。

三、統(tǒng)計學處理

采用 SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，應用完全隨機樣本的方差分析，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

1. 圍術(shù)期的一般情況：6 條比格犬術(shù)后步態(tài)均正常 ( 圖 1 )，未出現(xiàn)跛行。

2. 圍術(shù)期術(shù)區(qū)的皮溫比較：圍術(shù)期期間，6 條實驗犬搬移組的術(shù)區(qū)皮溫可見明顯變化，而對照組的術(shù)區(qū)皮溫未見明顯變化 ( 表1 )。

3. 雙后肢術(shù)區(qū)的 DSA：將 6 條比格犬行雙后肢 DSA。通過觀察 DSA 影像，可發(fā)現(xiàn) ( 1 ) 在搬移組中，橫向骨搬移術(shù)后 21 天的術(shù)區(qū)微循環(huán) ( 圖 2a ) 明顯較脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的術(shù)區(qū)的微循環(huán) ( 圖 2b )豐富；( 2 ) 在對照組中，實驗犬實行橫向骨搬移術(shù)后21 天的術(shù)區(qū)的微循環(huán) ( 圖 2c ) 較脛前動脈結(jié)扎術(shù)后1 天的術(shù)區(qū)微循環(huán) ( 圖 2d ) 未見明顯變化；( 3 ) 在實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天，搬移組術(shù)區(qū)的微循環(huán)( 圖 2a ) 明顯較對照組術(shù)區(qū)的微循環(huán) ( 圖 2c ) 豐富。

4. 雙后肢術(shù)區(qū)的病理活檢：實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天，行雙后肢術(shù)區(qū)病理活檢。通過病理活檢的對比可發(fā)現(xiàn)，搬移組術(shù)區(qū)微循環(huán)數(shù)量 ( 圖 3a )明顯較對照組多 ( 圖 3b )。

表1 對照組與搬移組的圍術(shù)期術(shù)區(qū)皮溫 (，±s，n = 6 )Tab.1 Perioperative skin temperatures of the control group and transfer group (, ±s, n = 6 )

組別 結(jié)扎前 結(jié)扎后 搬移后 21 天 F 值 P 值對照組 32.5±0.5 32.1±0.3 32.3±0.2 1.895 0.185images/BZ_52_1530_1356_1533_1356.png搬移組 33.1±0.3 33.2±0.3 33.3±0.1 32.526 0.0002 t 值 2.521 0.577 10.954 - -P 值 0.030 0.576 0.0015 - -

圖1 實驗犬的術(shù)后步態(tài)觀察 a～b：實驗犬術(shù)后步態(tài)均正常Fig.1 Postoperative gait of experimental dogs a - b: Normal gait after operation

圖2 雙后肢術(shù)區(qū)的 DSA a：搬移組：橫向骨搬移術(shù)后 21 天的術(shù)區(qū)微循環(huán)；b：搬移組中脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的術(shù)區(qū)微循環(huán)；c：對照組：實驗犬實行橫向骨搬移術(shù)后 21 天的術(shù)區(qū)微循環(huán)；d：對照組中脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的術(shù)區(qū)微循環(huán)Fig.2 Double hind limb DSA a: Microcirculation of the transfer group 21 days after transverse bone transfer; b: Microcirculation of the transfer group 1 day after tibial artery ligation; c: Microcirculation of the control group 21 days after transverse bone transfer; d: Microcirculation of the control group 1 day after tibial artery ligation

圖3 實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天雙后肢術(shù)區(qū)的病理活檢a：對照組的術(shù)區(qū)病理活檢；b：實驗組的術(shù)區(qū)病理活檢Fig.3 Double hind limb pathological biopsy 21 days after transverse bone transfer a: Pathological biopsy of the control group; b:Pathological biopsy of the transfer group

討 論

下肢缺血性疾病主要包括血栓閉塞性脈管炎和動脈硬化性閉塞癥[5]。目前，臨床上治療血栓閉塞性脈管炎的方式包括保守藥物治療和微創(chuàng)血管介入，其療效有待進一步提高，因此患者必須接受手術(shù)治療[13]。選用股、-遠端脛動脈旁路轉(zhuǎn)流術(shù)，腰交感神經(jīng)切除術(shù)或大網(wǎng)膜移植術(shù)、動靜脈轉(zhuǎn)流術(shù)、腔內(nèi)血管成形術(shù)或橫向骨搬移技術(shù)。其中，橫向骨搬移技術(shù)在治療肢體缺血疾病中的療效最優(yōu)[14]。

橫向骨搬移技術(shù)的原理是通過拉力效應反復刺激脛骨骨髓，血管內(nèi)皮細胞的有絲分裂和組織再生，從而重建血液循環(huán)并避免截肢[15]。目前，臨床上治療下肢微循環(huán)閉塞疾病的方式包括保守藥物治療和微創(chuàng)血管介入，其療效有待進一步提高，因此患者必須接受手術(shù)治療[13]。盡管橫向骨搬移技術(shù)對骨塊的搬運以及血管再生和循環(huán)重建在臨床上仍處于促進階段，但已廣泛認識到該術(shù)式可刺激軟組織的再生[16]。橫向骨搬移技術(shù)作為微循環(huán)重建技術(shù)的臨床應用之一[17]，既是對顯微外科的一種拓展，也是對微血管再生技術(shù)的突破；橫向骨搬移技術(shù)在治療下肢缺血性疾病時組織微循環(huán)得到有效的改善[18]。但在國內(nèi)外針對橫向骨搬移技術(shù)的動物實驗報道甚少[8-9]，國內(nèi)外學者對橫向骨搬移技術(shù)能促進微循環(huán)再生的機制尚未有統(tǒng)一的解釋。本研究通過動物實驗，對橫向骨搬移技術(shù)的手術(shù)區(qū)域的微循環(huán)變化進行了進一步的基礎研究，旨在為進一步深入研究橫向骨搬移技術(shù)的良好治療效果的分子生物學機制奠定基礎。

一、雙后肢術(shù)區(qū)的皮溫

通過觀察 6 條實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天的雙后肢的術(shù)區(qū)皮溫較脛前動脈結(jié)扎后 1 天的雙后肢術(shù)區(qū)皮溫的變化情況發(fā)現(xiàn)，在搬移組中，實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天的術(shù)區(qū)皮溫較脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的術(shù)區(qū)皮溫明顯增高；而在對照組中，實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天的術(shù)區(qū)皮溫未較脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的術(shù)區(qū)皮溫增高，故側(cè)面反映了實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天搬移組的術(shù)區(qū)微循環(huán)明顯較脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的術(shù)區(qū)微循環(huán)增多。此結(jié)果與徐浩博教授通過橫向骨搬移技術(shù)治療 7 例血栓閉塞性脈管炎患者的治療中，所發(fā)現(xiàn)的橫向骨搬移術(shù)的術(shù)區(qū)的皮溫增高的結(jié)論相吻合[5]。Zuo 等[18]也在對 90 例下肢慢性缺血性疾病患者的治療中發(fā)現(xiàn)，橫向骨搬移技術(shù)可有效升高下肢溫度，有助于下肢的血運重建，并改善患者的臨床癥狀。

二、雙后肢術(shù)區(qū)的 DSA

通過對比搬移組橫向骨搬移術(shù)后 21 天的 DSA與脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的 DSA，可見搬移組術(shù)區(qū)于橫向骨搬移術(shù)后 21 天的微循環(huán)明顯較脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的微循環(huán)豐富。再通過實驗犬脛骨橫向骨搬移術(shù)后 21 天的搬移組術(shù)區(qū)的 DSA 與對照組術(shù)區(qū)的 DSA 對比，可見搬移組術(shù)區(qū)的微循環(huán)明顯較對照組術(shù)區(qū)的微循豐富，且通過對比實驗犬脛骨橫向骨搬移術(shù)后 21 天的對照組術(shù)區(qū)的 DSA 與脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的對照組術(shù)區(qū)的 DSA，發(fā)現(xiàn)實驗犬于橫向骨搬移術(shù)后 21 天的微循環(huán)數(shù)量與脛前動脈結(jié)扎術(shù)后 1 天的對照組術(shù)區(qū)的微循環(huán)數(shù)量未見明顯變化。提示橫向骨搬移技術(shù)能明顯促進缺血實驗犬的橫向骨搬移術(shù)區(qū)的微循環(huán)再生。該研究結(jié)果與曲龍教授應用橫向骨搬移技術(shù)治療 1 例血栓閉塞性脈管炎患者時，通過對該患者雙下肢 DSA 所發(fā)現(xiàn)的橫向骨搬移術(shù)區(qū)周圍形成了豐富的血管網(wǎng)絡的結(jié)論相符合[11]。

三、雙后肢術(shù)區(qū)的病理活檢

于實驗犬行橫向骨搬移術(shù)后 21 天，對其雙后肢術(shù)區(qū)進行病理活檢，通過對比實驗組橫向骨搬移術(shù)的術(shù)區(qū)病理活檢與對照組切口區(qū)域內(nèi)的病理活檢，發(fā)現(xiàn)實驗組術(shù)區(qū)微動脈明顯較對照組切口區(qū)域內(nèi)的微動脈增生。進一步直觀論證了橫向骨搬移技術(shù)可以促進術(shù)區(qū)周圍的微循環(huán)再生。

在臨床治療中，橫向骨搬移技術(shù)治療肢體缺血性疾病獲得較好的效果，微循環(huán)得到明顯改善[18]，療效確切且進一步驗證了脛骨橫向骨搬移術(shù)可促進術(shù)區(qū)的微循環(huán)，為深入研究橫向骨搬移技術(shù)對缺血肢體末梢微循環(huán)重建的良好治療效果的分子生物學機制奠定基礎。