磁性水凝膠在內(nèi)鏡下非肌層浸潤性膀胱癌切除術(shù)中的應(yīng)用

張苗苗，吉 琳，張涵芷，劉培楠，牟星宜，徐庶欽，雷鳳萍，李 恒，馬 鋒，呂 毅，史愛華，嚴(yán)小鵬

(西安交通大學(xué):1.第一附屬醫(yī)院肝膽外科，2.第一附屬醫(yī)院精準(zhǔn)外科與再生醫(yī)學(xué)國家地方聯(lián)合工程研究中心，3.啟德書院，4.西安交通大學(xué)宗濂書院,陜西西安 710061)

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，其中70%以上的患者初診時腫瘤未侵犯膀胱肌層，稱為非肌層浸潤性膀胱癌(non-muscle-invasive bladder cancer，NMIBC)[1]。膀胱腫瘤的整塊切除(en-bloc resection of bladder tumor，ERBT)是其治療的新標(biāo)準(zhǔn)[2]。有研究表明膀胱腫瘤黏膜下剝離術(shù)(bladder tumor-endoscopic submucosal dissection，BT-ESD)是ERBT的代表手術(shù)之一，具有較高的腫瘤完整切除率，可為病理分期、分級提供可靠依據(jù)[3]。但是當(dāng)腫瘤面積比較大時，常導(dǎo)致整塊切除困難。

磁外科(magnetic surgery，MS)是利用磁性物質(zhì)間隔空發(fā)力的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)組織壓榨、器官錨定、可控示蹤、管腔導(dǎo)航、間隙擴(kuò)張、磁力驅(qū)動等功能，從而完成臨床診斷和治療的新興綜合性技術(shù)學(xué)科[4]。借助磁外科技術(shù)可實(shí)現(xiàn)血管吻合[5-6]、消化道管腔吻合[7-9]、減戳孔腔鏡手術(shù)[10-13]、輔助消化內(nèi)窺鏡下內(nèi)鏡黏膜下層剝離術(shù)(endoscopic submucosal dissection，ESD)操作[14-15]、空腸營養(yǎng)管引導(dǎo)置入[16-17]、復(fù)雜消化道修補(bǔ)[18-20]等，甚至還可用于疾病動物模型的制備[21-22]等諸多方面。磁錨定技術(shù)(magnetic anchor technique，MAT)是利用磁體與磁體或磁體與順磁性物質(zhì)之間的磁場吸引力，使錨定磁體對靶磁體進(jìn)行非接觸性空間錨定的技術(shù)[4]。我們在前期進(jìn)行了MAT輔助BT-ESD的實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了其可行性[2]。本研究擬探討磁性水凝膠輔助BT-ESD操作的可行性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料基于磁錨定技術(shù)的BT-ESD磁性裝置包括2部分：錨定磁體和靶磁體。本實(shí)驗(yàn)中錨定磁體是由N48系列燒結(jié)釹鐵硼加工而成，為直徑50 mm、高140 mm的圓柱體，表面電鍍鎳，軸向飽和充磁，表面磁場強(qiáng)度0.65 T。錨定磁體外套有“U”形樹脂外殼。本實(shí)驗(yàn)中靶磁體為磁性水凝膠。磁性水凝膠由海藻酸鈉-四氧化三鐵混懸液與鈣劑發(fā)生凝膠化反應(yīng)而成，其中海藻酸鈉質(zhì)量濃度為25 g/L，四氧化三鐵微粒直徑約為5～20 μm，鈣劑選用100 g/L的葡萄糖酸鈣溶液。以4個新鮮離體豬膀胱為模型，利用電子胃鏡系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)鏡下操作。該實(shí)驗(yàn)經(jīng)西安交通大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)倫理委員會批準(zhǔn)(No.XJTULAC2021-1366)。

1.2 操作方法經(jīng)尿道進(jìn)內(nèi)窺鏡，探查并確認(rèn)病灶，在病變黏膜和肌層之間按體積比1∶1注射海藻酸鈉-四氧化三鐵混懸液和鈣劑，兩者相遇后發(fā)生凝膠化反應(yīng)，在黏膜層和肌層之間形成磁性水凝膠。將錨定磁體靠近膀胱，使錨定磁體工作面位于病變黏膜的對側(cè)，在錨定磁體的磁場力作用下，磁性水凝膠被吸引，同時使病變黏膜抬起，維持足夠的組織張力，便于內(nèi)鏡下完成病變黏膜的整塊剝離(圖1)。

A：病變黏膜；B：病變黏膜下注射磁性水凝膠；C：錨定磁體吸引磁性水凝膠并抬起病變黏膜。圖1 磁性水凝膠輔助BT-ESD操作過程示意圖

2 結(jié) 果

在4個新鮮離體豬膀胱模型上均成功完成磁性水凝膠輔助BT-ESD操作。術(shù)中海藻酸鈉-四氧化三鐵混懸液注射順利，凝膠化反應(yīng)良好，在黏膜層和肌層之間形成組織分離墊。當(dāng)錨定磁體靠近膀胱后，磁性水凝膠在磁場力作用下被吸引，此時黏膜層和肌層之間充分顯露，并形成穩(wěn)定的組織張力，極大地方便了內(nèi)鏡下操作(圖2)。

A：內(nèi)窺鏡下所見的病變黏膜；B：病變黏膜下注射磁性水凝膠；C：錨定磁體靠近膀胱；D：在錨定磁體磁場力作用下磁性水凝膠被吸起；E：完成切除的膀胱病變組織(黑色箭頭所指為磁性水凝膠及病變黏膜；紅色箭頭所指為膀胱；白色箭頭所指為錨定磁體)。圖2 磁性水凝膠輔助離體豬膀胱BT-ESD操作過程

3 討 論

整塊切除和無接觸是腫瘤切除的基本原則，不僅適用于開放性手術(shù)，也適用于腔鏡手術(shù)和內(nèi)窺鏡下操作。開放性手術(shù)和腔鏡手術(shù)能夠?yàn)樾g(shù)者提供良好的組織牽拉和術(shù)野暴露，而內(nèi)窺鏡下操作時由于缺乏有效的“第3只手”輔助牽拉，往往不能提供有效的組織張力和充分的術(shù)野暴露，因此增加了操作難度。內(nèi)窺鏡下有效的輔助牽引暴露能夠顯著改善術(shù)者操作體驗(yàn)，并減少出血、穿孔等并發(fā)癥的發(fā)生率。以消化系統(tǒng)ESD為例，可采用的輔助牽引方法有經(jīng)皮穿刺牽引法[23]、重力牽引法[24]、橡皮筋牽引法[25]、S-O夾牽引法[26]、磁錨定牽引法[27-28]等。

BT-ESD與消化道ESD有類似之處，因此消化道ESD輔助牽引技術(shù)也可用于BT-ESD，我們團(tuán)隊(duì)在前期開展了磁錨定技術(shù)輔助經(jīng)尿道膀胱腫瘤內(nèi)鏡下黏膜剝離術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究，顯示出良好的牽拉暴露效果[2]。尿道與消化道雖然均為管腔結(jié)構(gòu)器官，但尿道較消化道管腔更小，可擴(kuò)張性也比消化道差，因此在消化道ESD中使用的靶磁體在BT-ESD中操作的便利性稍差。為此，我們率先提出了用磁性水凝膠替代圓環(huán)狀靶磁體的設(shè)想，離體動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該設(shè)想的可行性。將磁性水凝膠作為輔助BT-ESD的靶磁體具有以下優(yōu)點(diǎn)：①磁性水凝膠通過黏膜下注射的方法比經(jīng)尿道置入磁環(huán)作為靶磁體在操作上更為靈活方便；②利用磁環(huán)作為靶磁體時，需要借助軟組織夾將靶磁體與病變黏膜結(jié)合后才能發(fā)揮磁力牽拉作用，而磁性水凝膠注射法則省去該操作過程。本實(shí)驗(yàn)為可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，因此以離體的豬膀胱為模型，進(jìn)一步優(yōu)化操作流程后可進(jìn)行在體動物實(shí)驗(yàn)。綜上所述，基于磁錨定技術(shù)原理的磁性水凝膠在輔助內(nèi)鏡下非肌層浸潤性膀胱癌切除術(shù)中具有應(yīng)用潛力。