血管吻合技術(shù)的研究進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

郭宏波 宦 瑋 尹任其 邱 裕 譚梓儀 職康康

海軍軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院血管外科，上海 200003

血管吻合是血管外科手術(shù)中的一項重要操作，在血管損傷、血管移植、血運重建等情況下具有不可替代的作用，良好的血管吻合對手術(shù)效果及患者的預(yù)后具有重要意義。臨床上吻合血管的標(biāo)準(zhǔn)方法是縫線吻合法，手工縫合血管對器械要求低，縫合效果好，但也存在局限性：（1）技術(shù)要求高，因為在管徑細(xì)小的血管上縫合，技術(shù)操作難度大；（2）縫針、縫線反復(fù)進(jìn)出會損傷血管壁；（3）部分縫線暴露于血管內(nèi)，容易引起炎性反應(yīng)、血小板聚集、內(nèi)皮受損及內(nèi)膜過度增生等，嚴(yán)重時甚至可能導(dǎo)致血管腔狹窄[1]。為優(yōu)化血管吻合操作，醫(yī)師、學(xué)者在血管縫合方式、技術(shù)及材料等方面不斷探索和改進(jìn)。同時各種新的非縫合血管吻合技術(shù)、器械、材料也相繼出現(xiàn)，使血管吻合變得更加簡單、安全、高效，但同時也暴露出新的問題。本文從血管縫線吻合法和非縫合血管吻合技術(shù)兩個方面結(jié)合文獻(xiàn)對這些技術(shù)進(jìn)行分類，并針對每種技術(shù)的優(yōu)缺點及其應(yīng)用情況進(jìn)行綜述。

1 血管縫線吻合法

血管縫線吻合法是指利用縫針、縫線對血管進(jìn)行吻合重建的技術(shù)?？p線吻合血管有四個基本原則：（1）避免吻合口處的血管腔狹窄；（2）確保血管內(nèi)表面光滑；（3）兩側(cè)血管斷端的內(nèi)膜要緊密貼合；（4）盡量減少縫合材料與血液的直接接觸[1]。

1.1 縫合方式

間斷縫合法是最經(jīng)典的縫合方式，主要針對直徑在2 mm以下的小血管縫合；研究表明，兒童患者使用間斷縫合更有利于血管生長[2]。但間斷縫合的方式缺點：（1）針間存在較大間隙，可增加出血風(fēng)險，而加針又可能造成吻合口狹窄；（2）需要反復(fù)縫合、打結(jié)，操作繁瑣，耗時較長。

連續(xù)縫合具有與間斷縫合相似的通暢率，但避免了反復(fù)打結(jié)，可顯著減少操作時間，并使整個縫合線上張力均勻分配。但連續(xù)縫合的血管在收緊縫線后存在“收縮效應(yīng)”，即連續(xù)縫合時由上一針斜向行至下一針，導(dǎo)致兩針之間存在橫向應(yīng)力，收緊縫線后可導(dǎo)致吻合口血管橫向收縮折疊，多次累積后容易造成吻合口環(huán)形狹窄。因此，陳忠[2]建議在完成連續(xù)縫合后，先解除阻斷使血管腔充分充盈后再打結(jié)，可以避免“收縮效應(yīng)”。此外，在連續(xù)縫合基礎(chǔ)上衍生出連續(xù)鎖邊縫合，即在連續(xù)縫合時每針都交線鎖邊，以減少血管縫線的累積應(yīng)力，也可以減少“收縮效應(yīng)”。

1.2 縫合技術(shù)

（1）端-側(cè)縫合與側(cè)-側(cè)縫合。血管端-側(cè)縫合是將一根血管斷端與另一血管的側(cè)面進(jìn)行縫合，臨床上多見于血管旁路移植術(shù)及動靜脈造瘺等。血管側(cè)-側(cè)縫合是在兩根血管的側(cè)面進(jìn)行縫合，多用于門-腔靜脈分流，主-肺動脈分流及動靜脈造瘺等。這兩種縫合技術(shù)的優(yōu)勢在于應(yīng)用靈活，受血管斷端位置、直徑限制較小影響，適用于血管直徑不一致，或直徑雖一致但血管不能切斷的情況。但縫合時需注意側(cè)面血管直徑的大小，避免吻合后血管瘺口過大或狹窄發(fā)生。

（2）套筒式縫合。套筒式縫合是將血管流入端末端塞入血管流出端內(nèi)部，而后將流入端血管漿肌層與流出端血管全層進(jìn)行縫合的技術(shù)，其優(yōu)勢在于操作簡單，縫合時間短，可避免管腔內(nèi)顯露縫線。Zou等[3]使用套筒式縫合技術(shù)對小鼠主動脈進(jìn)行血管重建，結(jié)果顯示，其在縮短縫合時間、減少出血、增加手術(shù)成功率等方面顯著優(yōu)于間斷縫合。但是，僅當(dāng)血管流入端直徑小于或等于血管流出端直徑時才可使用該技術(shù)，否則易導(dǎo)致吻合口狹窄。此外，因需要重疊一段血管，血管有效長度也是重要限制因素。

（3）降落傘技術(shù)。降落傘技術(shù)是指先在兩側(cè)血管斷端松散地縫合數(shù)針，然后拉緊縫線使兩側(cè)血管吻合對齊。該技術(shù)適用于操作空間小、血管斷端顯露不佳的情況。Suezawa等[4]利用降落傘技術(shù)對Stanford A型急性主動脈夾層進(jìn)行遠(yuǎn)端血管縫合表明，降落傘技術(shù)可顯著縮短操作時間。但是使用該技術(shù)需注意縫合的針數(shù)，超過5針時可能導(dǎo)致縫線收緊困難。

（4）外翻式縫合。為確保吻合口內(nèi)膜之間相互接觸，減少管壁組織或縫線暴露于管腔內(nèi)導(dǎo)致管腔狹窄、血栓形成等風(fēng)險，血管縫合時常規(guī)采用外翻式縫合技術(shù)。但該技術(shù)的缺點在于外翻式縫合法吻合中小血管時容易出現(xiàn)環(huán)狀縮窄。

青銅鑄造是西周燕國最重要的手工業(yè)部門。殷商王朝創(chuàng)造了燦爛的青銅文明，特別是燕地出土了大量的商代銅器，說明商代燕地的青銅鑄造業(yè)是較為發(fā)達(dá)的，而這為西周燕國青銅業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從考古發(fā)掘來看，西周燕國出土的青銅器物數(shù)量多、種類全、器形多樣，為我們探討其鑄造技術(shù)提供了條件。

（5）血管腔內(nèi)縫合技術(shù)。為最大程度上保證血管吻合口外翻，血管縫合通常會在腔外完成。但當(dāng)傷口位置過深，血管后壁暴露較為困難時，也可以選擇從血管腔內(nèi)側(cè)進(jìn)行縫合，其優(yōu)勢在于不用將血管完全游離，去翻轉(zhuǎn)就能完成后壁的吻合，但吻合口外翻不佳或縫線暴露過多，則增加血栓形成風(fēng)險。

1.3 縫合材料

縫合材料主要指縫針、縫線，另外還有人工血管、補(bǔ)片等輔助材料。在縫針方面，有研究表明，使用圓形縫針，1/2或3/8的縫針弧度，1∶1的縫針、縫線直徑配比、縫針與縫線融合的連接方式能最大程度減輕縫合對血管壁的損傷[2]。

為減輕縫合對血管帶來的不良反應(yīng)，在選擇縫線材料時應(yīng)遵循以下原則：（1）在保證足夠強(qiáng)度的情況下盡量選細(xì)線；（2）光滑或外覆涂層的縫線對血管損傷更小；（3）多股編織線的縫隙容易藏匿感染源，應(yīng)盡量選用單絲縫線；（4）以不可吸收縫線為主，可吸收縫線主要用于小兒血管縫合以適應(yīng)血管生長[2]。目前臨床上應(yīng)用最多的血管縫線是聚丙烯縫線及聚四氟乙烯縫線，聚丙烯縫線由單股絲線組成，摩擦系數(shù)低，線頭與縫針一體連接，對血管損傷??；聚四氟乙烯縫線柔韌性好，強(qiáng)度高，操作性強(qiáng)，具有遇血膨脹的獨特優(yōu)勢，可以減少針眼漏血。新材料的應(yīng)用顯著降低了縫線對血管的不良反應(yīng)，同時也可以在縫線上添加藥物來減少縫合相關(guān)并發(fā)癥。張鐵慧等[5]利用血管內(nèi)皮生長因子的成血管作用構(gòu)建了特殊的血管內(nèi)皮生長因子緩釋微?？p線，并在大鼠尾動脈上驗證了其良好的生物相容性、可以減少血栓形成及提高血管長期通暢率。

人工血管、補(bǔ)片等主要應(yīng)用于血管長度不夠血管吻合，如血管嚴(yán)重?fù)p傷、缺失過多或需要進(jìn)行血管旁路移植術(shù)等。合格的人工血管應(yīng)具備以下特點：生物相容性好、力學(xué)強(qiáng)度好、順應(yīng)性好、不易形成血栓、不易血液滲透等[6-7]。人工血管的優(yōu)勢在于避免了自體靜脈在供體狀況、取材長度、管徑匹配等方面的限制，且節(jié)約了取材手術(shù)時間，但縫合時受不同材料間彈性、硬度、延展性等差異影響，容易出現(xiàn)吻合口、針眼漏血。目前臨床上用于制造人工血管的材料包括蠶絲、滌綸、聚氨酯、膨體聚四氟乙烯及膠原、海藻酸鈉、殼聚糖等天然高分子材料。同時為進(jìn)一步提高人工血管（尤其是6 mm以內(nèi)的小直徑人工血管）的通暢率，多項研究提出在人工血管表面添加涂層（肝素、含氟表面活性劑、肽類物質(zhì)等）來進(jìn)一步增強(qiáng)人工血管的抗凝血性能[8-10]；Niklason和Lawson[11]提出利用組織工程技術(shù)來構(gòu)建更為理想的血管移植物。由活組織制成的組織工程血管不僅在抗血栓形成、組織相容性等方面具備天然優(yōu)勢，還應(yīng)該具備一定的類似正常血管的愈合、重塑、收縮及分泌能力[12]。

2 非縫合血管吻合技術(shù)

2.1 吻合器吻合法

血管吻合器對血管壁的損傷小，在保證內(nèi)膜之間緊密對接、減少異物在血管腔內(nèi)暴露方面具有獨特優(yōu)勢。血管吻合器從原理上可以劃分為針環(huán)型、磁環(huán)型、吻合夾型、針線型等四類。

2.1.1 針環(huán)型

針環(huán)型血管吻合器的歷史起源于1960年Holt和 Lewis[13]使用成對帶針和孔的血管吻合環(huán)，隨后由Ostrup和Berggren[14]進(jìn)一步發(fā)展成Unilink系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含兩個聚乙烯環(huán)及一個專門用于對合的輔助裝置，其中聚乙烯環(huán)上針和孔交替分布，兩個聚乙烯環(huán)對合后，針跟孔相互對接，起到吻合效果。Unilink系統(tǒng)降低了小血管針環(huán)型吻合的操作難度，目前臨床上應(yīng)用的針環(huán)型血管吻合器仍基于該系統(tǒng)。針環(huán)型血管吻合器的優(yōu)勢：（1）操作簡單、高效；（2）吻合后血管通暢性好。Wieker等[15]利用coupler針環(huán)型血管吻合器對201例頜面區(qū)域皮瓣移植患者進(jìn)行靜脈吻合重建表明，coupler針環(huán)型血管吻合器在節(jié)約吻合時間、保證血管通暢率方面具有顯著優(yōu)勢。其缺點：（1）吻合時需要將血管斷端外翻90°，不宜用于厚壁、硬化或直徑＜0.5 mm的血管吻合；（2）不能吻合管徑差異過大的血管。目前這款器械在臨床上主要用于靜脈、端-端血管吻合，在動脈、端-側(cè)血管吻合上因外翻血管難度更大而應(yīng)用較少，Zhang等[16]發(fā)明的雙股線懸吊技術(shù)降低了coupler針環(huán)型血管吻合器在端-側(cè)血管吻合上的應(yīng)用難度。

磁環(huán)型血管吻合器是利用磁環(huán)間的相互吸引對血管壁產(chǎn)生機(jī)械性壓迫作用以形成吻合口。優(yōu)勢：（1）磁力鏈接自動重合，精準(zhǔn)度高；（2）確定吻合前可多次調(diào)整。局限性：（1）磁干擾，多部位磁環(huán)吻合容易導(dǎo)致磁體之間相互影響，降低血管吻合的穩(wěn)定性，影響磁共振等檢查；（2）無法用生物材料制作，組織相容性差，容易出現(xiàn)排異反應(yīng)。目前該技術(shù)多應(yīng)用于膽道狹窄疏通、消化道重建等領(lǐng)域，在血管吻合上還停留在動物實驗階段。

2.1.3 吻合夾型

吻合夾型血管吻合器是利用吻合夾的機(jī)械作用力使外翻的血管邊緣緊密貼合以達(dá)到血管吻合目的。動物實驗表明血管吻合夾在縮短吻合時間、減少吻合口漏血、改善血流動力學(xué)、促進(jìn)血管壁各層修復(fù)等方面優(yōu)于縫線吻合法[17-18]。Shenoy和Wooward[19]臨床試驗表明，與縫線吻合法相比，非穿透性血管吻合夾能顯著改善動靜脈內(nèi)瘺和動靜脈移植物內(nèi)瘺的近遠(yuǎn)期通暢率。需要注意的是，首先使用血管吻合夾一定要注意力度的把握，既要確保吻合可靠，同時又不會因為鉗夾過緊導(dǎo)致血管壁穿孔；其次，吻合直徑2.5 mm及以下的血管時吻合口環(huán)形狹窄風(fēng)險較高。

2.1.4 針線型

針線型血管吻合器結(jié)合了傳統(tǒng)縫合技術(shù)的可靠和自動吻合裝置的高效，是一種新型血管吻合器。針線型血管吻合器由操作器和縫線盒組成，縫線盒內(nèi)裝有多把帶縫線的縫合針，能夠同時對0.5～4.0 mm的小血管和淋巴管進(jìn)行多次縫合，使整個血管吻合時間縮短。這款器械的優(yōu)勢：（1）安全性高；（2）適用于機(jī)器人手術(shù)、腹腔鏡手術(shù)等。目前該器械已在動物實驗中證實其安全性和有效性[20]。但針線型血管吻合器只能縫合，打結(jié)依然需要手工完成。

2.2 黏合吻合法

黏合吻合法是利用組織黏合劑將血管斷端粘合在一起以達(dá)到血管重建目的。黏合吻合法具有對血管創(chuàng)傷小、使用方便、吻合速度快、能用于多種形式的血管吻合等優(yōu)點[21]，具有代表性的組織粘合劑，包括纖維蛋白膠、氰基丙烯酸酯膠、BioGlue生物蛋白膠和新興組織粘合劑。

2.2.1 纖維蛋白膠

纖維蛋白膠由濃縮的纖維蛋白原冷沉淀、X Ⅲ因子、凝血酶、鈣和抗纖溶劑等組成，通過模擬自然凝血級聯(lián)反應(yīng)的最后階段發(fā)揮作用。纖維蛋白膠是目前臨床上最廣泛使用的一種組織粘合劑，具有支持細(xì)胞生長，無毒，完全可吸收，生物相容性好，凝固和降解時間可控等優(yōu)勢。Sacak等[22]在大鼠實驗動物模型上的研究發(fā)現(xiàn)，在兩根縫合線固定的基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用纖維蛋白膠和靜脈袖套輔助進(jìn)行端-端血管吻合，能顯著縮短吻合時間，減少吻合口出血，并且對近、遠(yuǎn)期通暢率無影響。但纖維蛋白膠同時存在機(jī)械強(qiáng)度差，可形成抗纖維蛋白原和凝血酶的抗體導(dǎo)致凝血病和出血，以及容易導(dǎo)致血管栓塞等缺點[23]，所以目前尚未有單獨應(yīng)用纖維蛋白劑進(jìn)行血管吻合研究。

2.2.2 氰基丙烯酸酯膠

氰基丙烯酸酯膠通過與堿性物質(zhì)（如水、血液、身體組織等）快速反應(yīng)短時間內(nèi)黏附到目標(biāo)表面，然后放熱聚合形成薄膜覆蓋血管斷端以達(dá)到吻合效果。目前，氰基丙烯酸酯膠已在傷口閉合、創(chuàng)面覆蓋、切口感染預(yù)防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，表現(xiàn)出良好的替代傳統(tǒng)縫線吻合法的潛力，多項研究均證實了該技術(shù)的有效性[24-26]。但因為組織毒性方面尚有爭議，其在血管吻合等深部組織應(yīng)用還停留在動物實驗階段。另外，氰基丙烯酸酯膠還存在抗拉強(qiáng)度較低，可引發(fā)哮喘、深度燒傷和組織壞死等不良反應(yīng)[27]。

2.2.3 BioGlue生物蛋白膠

BioGlue生物蛋白膠由45%牛血清白蛋白和10%戊二醛組成，戊二醛分子與牛血清白蛋白的氨基共價交聯(lián)，使液體膠水快速轉(zhuǎn)化為水凝膠，在修復(fù)部位形成機(jī)械密封發(fā)揮作用。其優(yōu)點：（1）具有較強(qiáng)黏合和密封能力，能提供良好抗拉伸和剪切強(qiáng)度；（2）室溫下儲存和使用，具有即時可用的優(yōu)勢；（3）生物可降解性。2001年食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)BioGlue生物蛋白膠作為大血管開放性手術(shù)修復(fù)后止血的輔助手段[28]；其局限性：（1)需要在無血區(qū)域進(jìn)行黏附，使用前必須清除目標(biāo)區(qū)域所有血液；（2）吸收緩慢，可導(dǎo)致局部的炎性反應(yīng)，有文獻(xiàn)顯示其與血管外膜的纖維化、血管狹窄、血栓形成等相關(guān)[29-30]。

2.2.4 新興組織粘合劑

理想的粘合劑應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）使用方便并且能夠在原位發(fā)揮作用；（2）具有足夠的機(jī)械靈活性以適應(yīng)復(fù)雜的吻合口輪廓和大?。唬?）生物相容性好；（4）具有合適的機(jī)械和物理性能，如抗壓力、拉伸和剪切強(qiáng)度；（5）能夠與潮濕組織或器官高強(qiáng)度粘合[22,31]。然而，現(xiàn)有的組織粘合劑距離此標(biāo)準(zhǔn)仍有較大差距，因此在現(xiàn)有粘合劑的基礎(chǔ)上不斷探索。如在傳統(tǒng)明膠組織密封劑的基礎(chǔ)上，與二琥珀酰亞胺、酒石酸鹽、聚乙二醇和海藻酸鈉等結(jié)合，提高其疏水性能，增強(qiáng)了密封劑的粘接能力及粘合強(qiáng)度[32]；受蛞蝓、貽貝、壁虎、章魚等動物啟發(fā)開發(fā)出的仿生組織粘合劑能夠在潮濕的環(huán)境下發(fā)揮作用[33]；利用基因工程和材料學(xué)開發(fā)出一種由枯草芽孢桿菌生物膜制成的活性膠具有自我再生和環(huán)境響應(yīng)能力[34]。然而，新興密封劑仍在實驗研究中，因此，其黏附性能和對人體治療的潛在并發(fā)癥仍然未知。

2.3 熱能吻合法

血管熱能吻合的原理是利用激光或電凝產(chǎn)生的熱能作用于血管融合介質(zhì)（血液、纖維蛋白原、亞甲藍(lán)基蛋白、蛋白/染料混合物、聚乳酸-乙醇酸、聚氧化乙烯等），使介質(zhì)溶解、聚合、凝固，最終將血管斷端“焊接”在一起。1962年，Sigel和Acevedo[35]使用熱能血管吻合方法，用雙極電凝鉗焊接閉合了血管上的線形切口，該方法操作簡單，使用方便；但其缺點更為明顯：（1）吻合時電凝鉗常與凝固的蛋白組織相互粘連，電凝鉗移開時容易使吻合口裂開；（2）電流強(qiáng)度及吻合時間難以把握，電流強(qiáng)度過大、過小或電凝時間過長、過短都可能影響粘合效果；（3）吻合強(qiáng)度差，通常需要配合適當(dāng)?shù)难芸p合。相較于電凝血管吻合法，激光的應(yīng)用一定程度推進(jìn)了熱能血管吻合的發(fā)展，但仍受限于吻合強(qiáng)度及生物安全性。但是以準(zhǔn)分子激光為基礎(chǔ)，結(jié)合血管縫合或其他血管吻合手段進(jìn)行血管旁路構(gòu)建的技術(shù)顯示出一定優(yōu)勢，準(zhǔn)分子激光輔助的非阻斷性吻合技術(shù)（excimer laser-assisted nonocclusive anastomosis，ELANA），通過在端側(cè)吻合后的血管腔內(nèi)定點釋放準(zhǔn)分子激光，實現(xiàn)了在不阻斷血流的情況下構(gòu)建了血管旁路目的。van der Zwan等[36]利用ELANA技術(shù)對35例大腦前動脈復(fù)雜動脈瘤患者進(jìn)行了血管旁路移植手術(shù)顯示，ELANA技術(shù)是常規(guī)顱內(nèi)血管旁路移植手術(shù)的一種可接受替代方法，特別是在某些不建議臨時閉塞血管的患者中更為適用。

在血管吻合研究中，縫線吻合法一直是金標(biāo)準(zhǔn)，因為縫線相對便宜、方便、可靠并且可以適應(yīng)所有可能遇到的組織狀況。然而，這并不意味著縫線吻合完全符合“理想”吻合的標(biāo)準(zhǔn)。早期學(xué)者們在不斷改進(jìn)血管縫合技術(shù)的同時，也在不斷探索新的血管吻合技術(shù)，這些技術(shù)避開了縫線吻合的局限性，使得血管吻合在一定程度上變得更為方便、快捷。但在實際應(yīng)用中，這些非縫合血管吻合技術(shù)也暴露出其他問題。血管吻合器創(chuàng)傷小、吻合速度快，但吻合環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)可能對血流動力學(xué)造成影響；血管粘合劑使用方便，但可能因為生物毒性、粘合劑滲漏入血管腔內(nèi)等問題導(dǎo)致嚴(yán)重不良反應(yīng)；激光血管吻合則存在吻合強(qiáng)度不夠的缺點。這些問題的存在一方面制約著吻合技術(shù)的應(yīng)用，另一方面也為其進(jìn)一步發(fā)展指明了方向，相信隨著新材料、新技術(shù)的研究更加深入，未來醫(yī)師可以應(yīng)用更加方便、安全、可靠的血管吻合技術(shù)。