動脈化靜脈皮瓣（AVF）在重建軟組織缺損中的研究進展

夏獅聰，張乃臣，劉宏君，許濤，薛孝威，顧加祥

（1.中南大學湘雅醫學院，湖南 長沙 410013；2.蘇北人民醫院 骨科，江蘇 揚州 225001）

靜脈皮瓣是主要血供通過靜脈系統進入及流出的皮瓣[1]，其確切的血管回路及生理營養機制尚不明確。相比較傳統的動脈皮瓣，靜脈皮瓣有其自身的優點，包括：設計容易、不需要深度解剖、不犧牲皮瓣供區的主干血管，皮瓣供區的位置不受限制，皮瓣供區的并發癥少，以及更加理想的外形等[2]。隨著技術的相對成熟，靜脈皮瓣已經被廣泛應用到四肢創傷軟組織修復中[3,4]，甚至應用于頭面部及頸部、胸壁等部位的修復重建[5,6]。Thatte等[7]基于血管進入和離開皮瓣以及這些血管內血流的方向提出了靜脈皮瓣的三種分型。Ⅰ型：單蒂靜脈皮瓣，Ⅱ型：雙蒂靜脈皮瓣，Ⅲ型：動脈化的靜脈皮瓣（Arterialised venous flap,AFP），這種靜脈皮瓣是由近端動脈與皮瓣靜脈的近端吻合后灌注，并且從遠端靜脈流出。這種分型方式簡單地介紹了靜脈皮瓣的一些主要的類型，這些類型在實驗和臨床中都被經常引用。近年來，仍然有一些作者在此分型的基礎上提出其他的改良分型。鑒于使用Ⅰ型及Ⅱ型靜脈皮瓣產生很多并發癥[4]，所以臨床報道集中在Ⅲ型靜脈皮瓣，這型皮瓣被認為三種皮瓣中最可靠的。本綜述的目的是討論靜脈皮瓣最新存在的問題、成活機制[8]、實驗和臨床實踐及提高成活率的方法。

1 手術技巧

到目前為止進行臨床應用的靜脈皮瓣供區范圍包括：前臂遠端掌側、足背部、下肢內側、大魚際和小魚際。前臂遠端掌側皮瓣供區主要用于覆蓋中等面積的軟組織缺損，下肢和足背側供區的皮瓣主要用來修復大面積的軟組織缺損[9]。而大魚際和小魚際通常用來修復手指小面積的皮膚軟組織缺損[10]。

AVF設計應遵循以下原則。⑴避免最大的動脈血流在傳入端灌注；⑵傳出端較為寬松的配置，至少應用兩根可用的靜脈；⑶在分散的靜脈叢設計皮瓣，而不是僅包含一根單一的靜脈通道。此外，在手部重建時應遵循以下兩個原則：⑴輸入靜脈必須設置在靠近受區的動脈附近，從而避免血管蒂折彎；⑵輸出靜脈必須足夠長，從而有利于與受區靜脈連接。

大多數文獻報道的AVF是一種順行灌注方式。Woo等[11]在他們的研究中提出了三種灌注模式，包括：順向、逆向、混合灌注模式（圖1-3）。但它們中間并沒有發現皮瓣成活率有明顯不同。然而，也有相關爭論試圖證明逆行灌注有助于增強皮瓣灌注。Koch等[12]運用逆行性AVF來修復皮膚軟組織缺損取得了成功。他們的結果表明，逆行灌注型皮瓣加強了AVF邊緣的血供，并且有很好的皮瓣成活率，尤其在上肢末梢。然而，在臨床中利用逆行灌注型AVF修復重建，在文獻中卻很少有進一步的研究報道。

2 臨床應用和并發癥

在過去幾十年，由于使用Ⅰ、Ⅱ型靜脈皮瓣的早期臨床研究所得到的結論往往是不可靠的。所以絕大多數臨床實驗集中在Ⅲ型靜脈皮瓣。1987年，AVF首先被Yoshimura等[12，13]應用到臨床。并且他們堅信AVF在一系列靜脈皮瓣中是更加可靠的。

作為傳統皮瓣的一種替代方法，AVF多數被用來修復較小的軟組織缺損。1990年Inoue[14]使用AVF修復手部持續小面積皮膚缺損（1 cm×1 cm～3 cm×12 cm）的患者得到95%～100%的成功率。Yan等[15]也得到相似的結果。一些使用AVF覆蓋相對較大的皮膚軟組織缺損成功臨床案列也有報道。Herlin等[16]設計一種從6 cm×8 cm～10 cm×12 cm的不同尺寸的AVF，這些不同尺寸的皮瓣用來修復不同面積的缺損。5個皮瓣中的4個完全成活，另外一個皮瓣有30%的部分壞死。總的來說臨床結果是成功的。Woo等[17]報道12個AVF，用來修復手部皮膚軟組織缺損。它們的面積從3 cm×6 cm～9 cm×14 cm。除3例皮瓣有10%的部分壞死外，其余所有皮瓣均成活良好。AVF已經嘗試處理一些較為困難的臨床病例。我們已經成功地從一個肢體的截除部分獲得的靜脈皮瓣修復了上肢殘端，從而避免了重建過程中的繼發性損傷。在我們的臨床操作中，AVF也被用來修復指背側兩處分離的缺損，我們使用游離靜脈皮瓣將兩指并攏同時修復兩處軟組織缺損，得到了非常好的功能和外觀效果[18]。手的撕脫傷或者是手的脫套傷是臨床中最棘手的情況，而這種皮瓣被用來治療手掌的皮膚撕脫傷得到了很好的結果。我們利用AVF成功修復了環形撕脫傷，用這種皮瓣來修復手指脫套傷也曾有報道[19]。另外，它也可以作為一種復合皮瓣，不僅用來覆蓋皮膚缺損，也可用來修復肌腱及神經的缺損[20,21]。然而，這種皮瓣在臨床應用時也遇到了許多問題，尤其是在除了Woo[17]所報道之外的一些面積較大的案例中。Inoue和Maeda在他們的臨床案例中有20%～50%的失敗率。Lin[22]觀察到術后所有的皮瓣都出現了瘀血，并且在他們的臨床研究中有部分皮瓣壞死高達42.5%，完全壞死的占7.5%。

圖1 順行灌注模式的動脈化的靜脈皮瓣

圖2 逆行灌注模式的動脈化的靜脈皮瓣

圖3 混合型灌注模式的動脈化的靜脈皮瓣

3 實驗研究

由于皮瓣部分壞死、延遲愈合、二次手術率較高，對于這種非傳統皮瓣進一步的相關研究是有必要的。所以為了相關臨床實驗，有學者開發一些動物模型。1981年Nakayama等[23]首先報道了用大鼠模型來研究靜脈皮瓣。這個皮瓣是用上腹壁下的表淺靜脈向遠端和胸外側靜脈的一個分支向近端作為靜脈系統。這個動脈化靜脈皮瓣模型是用皮瓣中的腹壁靜脈與股動脈遠端吻合而建立的。Patel等[24]描述了另外一種靜脈皮瓣，他們在上腹部左、右靜脈系統之間設計了一個橫向的皮瓣。在靜脈皮瓣的研究中家兔是最常用的動物模型[25]。家兔耳一直作為靜脈皮瓣的一個模型。它的可靠的解剖結構是選擇這個模型的重要原因。Xiu和Chen報道了另外一個關于家兔模型研究的靜脈皮瓣。他們的靜脈皮瓣沿著胸腹部軸線被裁剪出來，并且作為一個血流灌注靜脈皮瓣。還有一些其他的動物模型用于靜脈皮瓣的相關實驗，但是并沒有廣泛使用在實驗研究中，這些包括狗的隱靜脈、頭靜脈皮瓣和豬的臀部帶蒂靜脈皮瓣[26]。

4 皮瓣成活機制

靜脈皮瓣與傳統皮瓣的不同之處在于經典的Harvesian模型，即動脈流入-毛細血管-靜脈流出模型，現在已經被靜脈流入-毛細血管網-靜脈流出的模式所取代。但是隨著它們的出現，人們對于靜脈皮瓣真正本質上的成活機制有著相當大的爭議。在靜脈皮瓣的血流供給的研究中，主要集中在Ⅰ型和Ⅱ型的靜脈皮瓣。

Noreldin，Shalaby，Saad等的研究表明：靜脈周圍的皮下組織里面包含著一些小動脈，這些小血管對于大鼠模型中Ⅰ型靜脈皮瓣的成活活有著至關重要的作用。然而，Xiu和Chen卻發現家兔模型上同樣相似的皮瓣里的靜脈周圍組織只有靜脈沒有小的動脈。并且靜脈周圍皮下組織確實對血管本身有著保護和營養的作用。他們還證明了在Ⅱ型靜脈皮瓣中豐富的靜脈網，以及新生的毛細血管都是靜脈皮瓣成活的主要原因。 另外一種被稱為“往復”流動的假設也被介紹出來。意思是：單一靜脈通道為皮瓣組織同時提供灌注和排出，并且“往復”流動在單一靜脈中也被觀察到了。許多作者證明了早期血管的新生是靜脈皮瓣成活的關鍵，而靜脈皮瓣的低灌注也增強了血管的生長。

任何假設的皮瓣成活機制的提出，其基礎都是靜脈血自身被做為Ⅰ型和Ⅱ型靜脈皮瓣的早期成活唯一營養來源。一般組織都是由PO2較高的動脈血來灌注營養的[1]。顯然，靜脈血的PO2較低，因此組織的能量代謝很可能相對來說較少。因此，依據血液的流動，Ⅲ型靜脈皮瓣的成活機制不應該與Ⅰ型和Ⅱ型比較。靜脈皮瓣生理學提出了三種主要的理論。這些理論包括“動靜脈分流”或靜脈系統到動脈系統的逆向流動通過癱瘓的動靜脈分流[2]。“逆向流動”或是小靜脈流向毛細血管，還有“毛細血管旁路”或是在新血管形成之前只流過靜脈系統而不經過動脈。AVF的成活機制很可能是這些機制的一種結合，直至外周血管的產生[27]。

4.1 皮瓣灌注的改善

關于AVF尚未解決的問題之一是：皮瓣被流經靜脈的動脈血所滋養，導致了更多的血液直接從動靜脈短路流過，并且血流量不足的皮瓣隨后會營養不良[28]。為了增加皮瓣的灌注，Moshammer等[29]在新鮮尸體上研究了前臂逆向AVF的循環。正如預期的那樣，他們的實驗顯示在逆行灌注模式取得了更好的結果，這表明AVF外周的血流灌注可以通過逆行的動脈化加強。Koch等[12]發表的逆行灌注的后續臨床案例獲得100%（13/13）的成功率。而Woo等[17]發表的順行灌注臨床案例成功率也達到了98%（151/154），部分壞死率 5.2%（8/154）。這些研究表明，不管是順行還是逆行方法都能得到與傳統微血管移植相當的成功率。

4.2 組織擴張后的血管新生

組織擴張術指皮下硅膠囊埋置術及皮膚伸展術，其在整形美容及手顯微外科中應用較為廣泛。現在證實組織擴張導致了各種皮瓣血管的生成。在一個使用家兔的實驗研究中，Shin等人闡明了AVF的擴張導致了擴張組皮瓣比沒擴張組的成活區域多出了3倍多。一些用來解釋組織擴張如何增加靜脈皮瓣成活率的可能機制[30]，考慮如下：首先，在組織擴張后靜脈網的擴張，使有害化學物質更好的排出，這就可能會增加靜脈皮瓣的成活率；第二，由于靜脈周圍小動脈的數目和尺寸的增加，組織擴張可通過增加動脈血供提高靜脈皮瓣的成活率。然而，組織擴張被臨床廣泛應用前，其仍需要進一步的臨床研究[31]。

4.3 外科延遲

外科延遲在傳統皮瓣的移植中一直被研究和應用。所謂外科延遲，就是為了皮瓣的安全形成和轉移而需要一次或多次手術的過程。它可以擴展皮瓣成活的范圍、確定血供不好的皮瓣是否可以成活、改善皮瓣的循環。Yan等[26]證明了在一個家兔模型中，14 d的延遲過程可以顯著提升AVF的成活面積。其后，Cho等[19]也證明了在提高AVF生存率中，用手術和甲磺酸多沙唑嗪的化學延遲相結合將會比任何單一的延遲過程更加有效，并且延遲時間將會縮短。

4.4 預動脈化

預動脈化被用在AVF中的概念首先是Nakayama等[32]提出來的。簡單地說，預動脈化是在獲取AVF之前，在其皮瓣供區的不同時期，為皮瓣內的血管提供一個動靜脈瘺。此后，作為另外一種有希望的技術，預動脈化過程被用來研究提高AVF的較大成活率。Tan等[33]在家兔耳模型中利用了這種技術。他們用一個2周的預動脈化來解決AVF的瘀血和壞死，并且取得了成功。然而，只有一周預動脈化處理和未做預動脈化的AVF的成活率沒有明顯的差別。Yan等[34]也注意到了，至少14 d的預動脈化處理對皮瓣成活是很可靠的。一個合理的預動脈處理期在AVF皮瓣中扮演重要角色。

5 臨床改良

圖4 靜脈皮瓣改進方式示意圖

根據實驗研究的結果，Han[28]用動脈化技術研制出了一種改良的帶蒂靜脈皮瓣。在這種皮瓣中，動脈血通過靜脈流通并在蒂部回到靜脈系統。他們利用這種技術與帶蒂AVF修復皮膚軟組織缺損3例。其中2例完全成活，1例有持續的部分表淺壞死，未作進一步處理最終愈合。這種技術能覆蓋相對較大的缺損。對于逆行灌注，盡管一些實驗得到了相對順行灌注較好的結果，但逆行灌注的應用仍存在爭議。Inoue和 Tamura在他們的案例中報道了一個完全壞死的皮瓣，他們將其歸因于錯誤設計了一個逆向血流。Nakayama等[32]得到了這樣一個結論：對抗瓣膜的血流對于皮瓣循環來說是有害的。相比之下，Woo等[17]注意到當皮瓣被逆向灌注時，在輸入或輸出端的靜脈有足夠多的瓣膜也是沒有問題。至于擴張程序，Cote[35]做了一個小樣本的實驗，用預擴張的AVF去覆蓋頭部和頸部10～12 cm到12～15 cm的軟組織缺損。報道的3例最終都平穩愈合。顯然，預擴張AVF需要兩階段的操作，延長治療時間除了插入擴張器，擴張器可能帶來潛在的并發癥。然而，相對于傳統AVF，預擴張帶來了很多優點。如：解剖更省時、簡單，皮瓣供區并發癥少，皮瓣較薄、擁有更好的皮紋等。Nguyen等[36]嘗試了AVF使用延遲程序。他們報道了15例，這些都應用了手術或者手術加化學延遲程序，僅有1例皮瓣壞死。他們的結果表明除了二次手術的缺點外，延遲的AVF比單純的靜脈皮瓣或者是未做處理的AVF能獲得更大的皮瓣，并且提高皮瓣成活率。在靜脈皮瓣中，預動脈化技術也被用于臨床重建。Kakinoki等[37]注意到應用這個程序的尺寸從（7～13 cm）～（9～13 cm）的 4個靜脈皮瓣幾乎完全成活，它們被用來修復手部皮膚缺損。Yan[34]也提出了他們應用這種技術修復8例皮膚缺損的經驗。在修復區域內皮瓣成活的面積在93%～100%。結果表明，在相對較大的皮膚軟組織缺損中應用這種技術處理的AVF是很有前景的。

在許多實驗和臨床研究的基礎上，AVF在多種軟組織缺損重建的相關病例中能擴展整形外科的醫療選擇。皮瓣成活不一致及部分壞死將被一些新技術所解決。這些技術包括：手術延遲程序、預動脈化技術、手術擴張，和外科手術前仔細計劃后的生長素的應用等。靜脈皮瓣的改進方式如圖4所示。相信這些技術今后都會顯著提高AVF的成活率。但進一步的實驗和臨床調查仍需要去闡明AVF重建軟組織過程中的未解之謎。

[1]Goldschlager R,Rozen WM,Ting JW,et al.The nomenclature of venous flow-through flaps:Updated classification and review of the literature[J].Microsurgery,2012,32(6):497-501.

[2]Lin YT,Hsu CC,Lin CH,et al.The position of'shunt restriction'along an arterialized vein affects venous congestion and flap perfusion of an arterialized venous flap[J].Journal of Plastic Reconstructive&Aesthetic Surgery Jpras,2016,69(10):1389.

[3]Zheng DW,Li ZC,Shi RJ,et al.Use of giant-sized flowthrough venous flap for simultaneous reconstruction of dual or multiple major arteries in salvage therapy for complex upper limb traumatic injury[J].Injury-international Journal of the Care of the Injured,2015,47(2):364-371.

[4]Lam WL,Lin WN,Bell D,et al.The physiology,microcirculation and clinical application of the shunt-restricted arterialized venous flaps for the reconstruction of digital defects[J].The Journal of hand surgery,European volume,2013,38(4):352-365.

[5]Althubaiti G,Butler CE.Abdominal wall and chest wall reconstruction[J].Plast Reconstr Surg,2014,133(5):688e.

[6]Garvey PB,Bailey CM,Baumann DP,et al.Violation of the rectus complex is not a contraindication to component separation for abdominal wall reconstruction[J].J Am Coll Surg,2011,214(2):131-139.

[7]Thatte MR,Thatte RL.Venous flaps[J].Plast Reconstr Surg,1993,91(4):747-751.

[8]Weng W,Zhang F,Zhao B,et al.The complicated role of venous drainage on the survival of arterialized venous flaps[J].Oncotarget,2017,8（10）：16414.

[9]Yu G,Lei HY,Guo S,et al.Dorsalis pedis arterialized venous flap for hand and foot reconstruction[J].Ch J Traumatol,2012,15(1):32-35.

[10]Kayalar M,Levent K,Sugun TS,et al.Syndactylizing arterialized venous flaps for multiple finger injuries[J].Microsurgery,2014,34(7):527-534.

[11]WooSH,SeulJH.Pre-expandedarterialisedvenous free flaps for burn contracture of the cervicofacial region[J].Br J Plast Surg,2001,54(5):390-395.

[12]Koch H,Scharnagl E,Schwarzl FX,et al.Clinical application of the retrograde arterialized venous flap[J].Microsurgery,2004,24(2):118-124.

[13]Yoshimura M,Shimada T,Imura S,et al.The venous skin graft method for repairing skin defects of the fingers[J].Plast Reconstr Surg,1987,79(2):243.

[14]Inoue G,Maeda N.Arterialized venous flap coverage for skin defects of the hand or foot[J].J Reconstr Microsurg,1990,4(4):259-266.

[15]Yan H,Fan C,Zhang F,et al.Reconstruction of large dorsal digital defects with arterialized venous flaps:our experience and comprehensive review of literature[J].Ann Plast Surg,2013,70(6):666-671.

[16]Herlin C,Bekara F,Bertheuil N,et al.Venous Supercharging Reduces Complications and Improves Outcomes of Distally Based Sural Flaps[J].J Reconstr Microsurg,2017,33(5):343-351.

[17]Woo SH,Kim KC,Lee GJ,et al.A retrospective analysis of 154 arterialized venous flaps for hand reconstruction:an 11-year experience[J].Plast Reconstr Surg,2007,119(6):1823-1838.

[18]Kawakatsu M,Ishikawa K,Sawabe K.Free arterialised flow-through venous flap with venous anastomosis as theoutflow (A-A-V flap) for reconstruction after severefinger injuries[J].J Plast Surg.Hand Surg,2013,47(1):66-69.

[19]Lam WL,Lin WN,Bell D,et al.The physiology,microcirculation and clinical application of the shunt-restricted arterialized venous flaps for the reconstruction of digital defects[J].J Hand Surg Eu,2012,38E(4):352.

[20]Giesen T,Forster N,Giovanoli P,et al.Retrograde arterialized free venous flaps for the reconstruction of the hand:review of 14 cases[J].J Hand Surg Am,2014,39(3):511-523.

[21]Rounds K,Buntic R,Brooks D.Artery-vein-artery venous flap for simultaneous soft-tissue repair and radial arteryreconstruction: case report[J].JHand Surg Am,2011,36(36):1339-1342.

[22]Lin YT,Henry SL,Lin CH,et al.The shunt-restricted arterialized venous flap for hand/digit reconstruction:enhanced perfusion,decreased congestion,and improved reliability[J].J Trauma,2010,69(2):399-404.

[23]Nakayama Y,Soeda S,Kasai Y.Flaps nourished by arterial inflow through the venous system:an experimental investigation[J].Plast Reconstr Surg,1981,67(3):328-334.

[24]Patel KM,Nahabedian MY,Gatti M,et al.Indications and outcomes following complex abdominal reconstruction with component separation combined with porcine acellular dermal matrix reinforcement[J].Ann Plast Surg,2012,69(69):394-398.

[25]Matsumoto,Noriko M,Aoki,et al.Experimental rat skin flap model that distinguishes between Venous congestion and arterial ischemia:the reverse U-Shaped bipedicled superficial inferior epigastric artery and venous system Flap[J].Plast Reconstr Surg,2017,139(1):79e-84e.

[26]Yan H,He Z,Li Z,et al.Large prefabricated skin flaps based on the venous system in rabbits:a preliminary study[J].Plast Reconstr Surg,2013,132(3):372e.

[27]Ceran C,Aksam E,Aksam B,et al.Tamoxifen-Related Thrombosis:An Experimental Study in Rat Venous Microvascular Anastomosis Model[J].Ann Plast Surg,2016,78(2):213.

[28]Han SK,Kim SY,Gu JH,et al.Influence of the pedicle orientation and length on viability of unipedicled enous island flaps[J].Microsurgery,2014,34(3):197-202.

[29]Moshammer HE,Schwarzl FXHaas FM,Maechler H,et al.Retrograde arterialized venous flap:an experimental study[J].Microsurgery,2003,23(2):130-134.

[30]Song B,Zhao J,Guo S,et al.Repair of facial scars by the free expanded deltopectoral flap[J].Plast Reconstr Surg,2013,131(2):200e-208e.

[31]B Med,Sci RGMBBS,Ting JWC.The nomenclature of venous flow-through flaps:Updated classification and review of the literature[J].Microsurgery,2012,32(6):497-501.

[32]Nakayama Y,Iino T,Uchida A,et al.Vascularized free nail grafts nourishedbyarterialinflowfromthe venous system[J].Plast Reconstr Surg,1990,85(2):239.

[33]Tan MP,Lim AY,Zhu Q.A novel rabbit model for the evaluation of retrograde flow venous flaps[J].Microsurgery,2009,29(3):226.

[34]Yan H,Brooks D,Jackson WD,et al.Improvement of Prearterialized Venous Flap Survival with Delay Procedure in Rats[J].J Reconstr Microsurg,2010,26(3):193-200.

[35]Cote D WJ,Harris JR,Seikaly H.Free flap arterial and venous anastomosis monitoring in post-operative head and neck reconstruction of oral cavity defects[J].Oral Oncology Supplement,2009,3(1):58.

[36]Nguyen GK,Hwang BH,Monahan JFW,et al.Early molecular markers of venous ischemia in composite microvascular flaps[J].J Am Coll Surg,2011,213(3):S92.

[37]Kakinoki R,Ikeguchi R,Nankaku M,et al.Factors affecting the success of arterialised venous flaps in the hand[J].Injury-international Journal of the Care of the Injured,2008,39 Suppl 4(4):18.