新型巨大腹壁疝及腹腔高壓動物模型的實驗研究

鄒振玉 楊 碩 王明剛 曹金鑫 鐘杏霞 申英末 陳 杰*

(1.首都醫科大學附屬北京朝陽醫院疝和腹壁外科, 北京 100043； 2.廣東冠昊生物科技有限公司實驗動物部 國家再生醫學實驗室, 廣州 510530)

腹壁疝是一種臨床常見疾病，隨著腹部手術例數逐年提高，術后切口疝、造口疝的發生率也有所增加。據統計，2%～10%的腹部手術后會出現切口疝[1]。主要由于手術切口和造瘺口等破壞腹壁肌肉腱膜的正常組織結構，加之肥胖、營養不良、腹水等因素易導致切口愈合不良[2]。腹壁疝如未進行規范治療容易進展為巨大腹壁疝(腹壁缺損最大直徑>12 cm或疝囊容積與腹腔容積的比值>15%[3])。巨大腹壁疝唯一的治療方法是疝修補手術，但手術切除巨大疝囊后完全還納疝內容物會造成術后腹腔內高壓(intra-abdominal hypertension，IAH)，甚至發生腹腔間室綜合征(abdominal compartment syndrome，ACS)，危及患者生命[4]。而且，補片相關合并癥，如感染、慢性疼痛、腹壁順應性降低等發生率增加。因此，對巨大腹壁疝修補方式和修補材料的研究尤為重要。但是，如此高風險、高致死率的臨床病例無法進行前瞻性的隨機對照研究，需要以動物模型為基礎。研究通過家兔建立巨大腹壁疝和腹腔高壓模型，希望探索出建立動物疝模型的有效方法，為下一步研究巨大腹壁疝治療方法、預防圍術期IAH和ACS奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗兔為新西蘭純種大白兔，雌性，1歲齡，體質量3～5kg，健康。由廣東冠昊生物科技有限公司動物實驗中心提供，實驗動物許可證號：SCXK(粵)2014-0035。所有動物分籠飼養，飼料為普通兔飼料，自然光照，定時進食，根據實驗要求限制飲水，動物房溫度維持在25度左右。

1.2 實驗方法

1)建立腹壁缺損：實驗兔20只，術前禁食水8 h，備皮，上至臍水平，下至恥骨結節水平，兩側至腋前線。實驗兔取仰臥位，四肢固定于兩側。3%(質量分數)戊巴比妥(40 mg/kg)兔耳緣靜脈麻醉，碘酒+乙醇消毒術區(圖1)。

圖1 兔腹壁巨大疝制備術前準備Fig.1 Preparation of giant ventral hernia in rabbits

于腹壁正中線偏左約一橫指處做長約5 cm縱向切口，切開皮膚及皮下組織，暴露肌層(圖2A)。向中線方向游離，用彎鉗鉗夾并提起正中線處肌肉組織，劃開肌層，游離肌后腹膜前間隙(圖2B)。保護腹腔內腸管，切除直徑3 cm的肌肉全層，保留腹膜，建立腹壁缺損(圖2C)。注意切除要靠近正中線，以避免關腹后腹腔內容物直接由缺損處疝出。肌層不予縫合，保留肌肉腱膜組織缺損，用絲線縫合皮膚和皮下組織(圖2D)。傷口以康派特醫用膠涂抹封閉，不再用外層無菌敷料包扎固定。20只實驗兔腹壁結構均做上述外科處理。

圖2 建立腹壁缺損Fig.2 Construction of the abdominal wall defectA：A 5 cm longitudinal incision was made, the skin and subcutaneous tissue was dissected and the muscle layer was exposed; B：Muscularis was dissected from lateral to middle, the muscle layer was divided and the retroperitoneal space was separated; C：Muscular tissue was resected and the defect with diameter about 3 cm was constructed; D：Subcutaneous tissue and skin were sutured.

2)觀察腹壁疝形成過程：手術后予口服青霉素(10萬單位/kg)3 d，觀察期3個月，注意實驗兔體溫，局部切口愈合、腫脹情況，切口旁有無包塊膨出。飲食控制，禁水不禁食，造成限水型便秘，使實驗兔腹腔壓力增高，以提高動物模型的成功率。待腹壁包塊形成后，使用超聲測量疝囊的長寬高，依據以下公式計算疝囊體積：疝囊長×寬×高/腹腔長×寬×高。實驗兔平臥位，疝囊體積與腹腔容積的比值>15%即可診斷為巨大腹壁疝。

3)測量腹腔內壓：巨大腹壁疝形成后，再次施行手術。在實驗兔左下腹切開約3 mm的小切口，將輸液管一端沿切口緩慢置入腹腔，另一端連接0.9%(質量分數)氯化鈉注射液。將0.9%(質量分數)氯化鈉注射液緩慢注入腹腔內，觀察管內液平面，直至液平面不再上升。以實驗兔恥骨聯合為水平，測量管內液平面高度以反映術前腹腔內壓(圖3)。

打開疝囊，可見疝內容物為大量腸管，分離黏連后將疝內容物完全還納腹腔，顯露疝環，用可吸收線縫合關閉疝環，并使用4 cm×6 cm牛心包生物補片修補腹壁缺損。用絲線縫合關閉皮膚和皮下組織后，再次向腹腔內注入0.9%(質量分數)氯化鈉注射液，測量輸液管內液平面高度以反映術后腹腔內壓(圖4)。

1.3 統計學方法

2 結果

20只實驗兔中，13只術后1周切口愈合，3只術后出現局部紅腫，2周后消退，1例麻醉意外死亡，3只傷口裂開腸管外露死亡。術后3～18 d開始出現切口旁可復性包塊，膨出包塊觸診質地軟，可完全或部分還納，隨時間延長包塊逐漸增大(圖5)。

超聲測量疝囊體積與腹腔容積的比值>15%時，實驗兔疝囊最大直徑為(8.73 ± 1.00)cm，行疝修補術證實疝環直徑為(2.58 ± 0.52)cm。

術前腹腔內壓為(4.66±1.34)cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)，疝修補術后腹腔內壓為(13.93±1.61)cmH2O，術后腹腔內壓顯著高于術前腹腔內壓(P<0.01，圖6)。

3 討論

腹壁疝是由于腹壁切口或造口的筋膜和(或)肌層未能完全愈合，在腹內壓力的作用下而形成的疝，其疝囊可有完整或不完整的腹膜上皮[3]。隨著腹部手術例數逐年提高，術后切口疝、造口疝的發生率也有所增加。2%～10%的腹部手術會導致切口疝[1]。腹壁切口疝的病因復雜：(1)患者高齡、肥胖、糖尿病、營養不良、長期使用類固醇激素、免疫功能低下、腹水等因素，導致切口不易愈合；(2)術中縫合技術不佳或使用縫合材料不當，如使用絲線；(3)術后切口出現脂肪液化、感染、血腫、無菌性壞死等使切口愈合不良，切口處腹壁強度進一步降低；(4)術后早期持續性或突然腹壓增高，如腸麻痹、便秘、劇烈咳嗽、噴嚏等[2]。腹壁疝給機體造成的危害主要取決于疝囊的體積和疝出組織或器官的多少。腹壁疝如未進行規范治療，缺損部分的腹壁逐漸失去腹肌和膈肌的控制和約束，在腹內壓的持續作用下容易進展為巨大腹壁疝。巨大腹壁疝是指腹壁缺損最大距離>12 cm或疝囊容積與腹腔容積的比值>15%(不論其腹壁缺損最大距離為多少)[3]。腹壁疝唯一有效的治療手段是疝修補術。但巨大腹壁疝的治療除了手術修補缺損，處理圍術期腹壓增高，預防IAH和ACS也是治療的重要方面。

圖6 腹壁疝修補術前術后腹腔內壓對比Fig.6 Comparison of preoperative and postoperative intra-abdominal pressure △1 cmH2O=0.098 kPa.

巨大腹壁疝發生時，大量腹腔內臟器移位到疝囊，形成第二腹腔，當第二腹腔容積與原腹腔容積之比達到一定程度時，機體的呼吸、循環功能將受到威脅。這種狀態被稱之為巨大切口疝伴有腹壁功能不全(loss of abdominal domain)，患者可有以下幾方面的改變：(1)呼吸和循環系統：由于腹壁缺損巨大，呼吸時腹肌和膈肌均受限。腹部巨大的突起使膈肌下移，腹腔內臟向外移位，影響胸內壓、肺活量，造成回心血量減少，心、肺儲備功能均進一步降低；(2)腹腔臟器：主要是指空腔臟器，以腸道及膀胱尤為明顯。隨腹腔內臟的疝出和移位，導致腹腔壓力降低，易使空腔臟器擴張，并影響其血液循環和自身蠕動，加之腹肌功能受限，常引起排便困難和排尿困難；(3)脊柱和胸廓的穩定性：從整體來看，腹部的形態猶如桶狀，這對維持脊柱的三維結構和穩定具有重要作用，前腹壁的肌肉對脊柱而言，具有像前支架樣的作用。當腹壁肌肉因切口疝發生缺損和薄弱時，這種前支架作用受損，可導致或加重脊柱變形，巨大切口疝患者甚至可出現姿態改變和脊柱疼痛[2]。因此，在治療中要圍繞修復腹壁功能去選擇手術方法，而非單純的修補[5]。

處理巨大腹壁疝圍術期腹壓增高是疝外科醫師面臨的重要難題。ACS是巨大腹壁疝術后最嚴重的合并癥之一，是由于腹內高壓導致的心血管、呼吸、腎、腹腔內臟、腹壁和顱腦等功能障礙或衰竭的綜合征，以腹內高壓、呼吸窘迫、少尿或無尿為特征，可危及生命[6-7]。有研究[8]提出切除部分腸管行主動減容以預防ACS的發生，但近遠期療效如何仍不得而知。ACS在巨大腹壁疝患者圍術期的高發生率和致死率使得研究必須以動物模型為基礎。但近年開展的新型腹壁疝研究缺乏穩定的動物模型，使用何種實驗動物，如何規范化、標準化建立動物模型急需引起疝外科研究者的重視。建立穩定的動物模型勢必可以為腹壁疝的臨床研究奠定堅實基礎。

本研究中，使用家兔建立腹壁疝和腹腔高壓模型。家兔是常用的動物模型，腹壁結構與人體大致相似，存在腹內斜肌、腹外斜肌及腹橫肌[8]，且腹壁疝形成后便于觀察。通過切除家兔腹壁肌層建立腹壁缺損。本研究中建立的家兔腹壁缺損為3 cm×3 cm。通過對比人體與家兔的體長比例確定腹壁缺損面積。正常成年男性平均身高為170 cm，成年實驗兔體長約40～50 cm，結合腹壁巨大疝的定義，本課題組采用公式：實驗兔腹壁缺損/實驗兔體長=腹壁巨大疝缺損(12 cm)/人體身高，按照此公式計算，實驗兔腹壁缺損約為2.82～3.53 cm。考慮實驗兔1歲齡仍然有體型增長10%左右的空間，但過大的腹壁缺損僅縫合皮膚和皮下組織，術后的高腹壓容易引起傷口裂開和臟器脫垂導致實驗動物死亡，因此最終將缺損面積設置為3 cm×3 cm并獲得成功。文獻[8]報道，家兔腹壁疝模型的判斷標準：(1)肉眼可見包塊突出腹壁，包括突出范圍面積，無法回納，觸診可捫及疝環；(2)存在完整疝環。本研究中，術后3～18 d開始出現切口旁可復性包塊，并通過解剖證實疝環缺損和腸管黏連，符合判定標準，說明模型建立成功。

腹壓增高是腹壁疝形成的重要因素之一，本研究通過誘導圍術期限水型便秘增高家兔腹腔壓力[9]。腹腔內壓測量有多種方式，分為直接測壓法和間接測壓法。直接測壓法即通過腹腔引流管或穿刺針連接傳感器進行測壓，測量值較為準確。間接測壓法，即通過測量腹腔內臟器的壓力(下腔靜脈壓、胃內壓、直腸和膀胱內壓)來間接反映腹腔內壓。臨床上使用最為廣泛的是膀胱內壓，由于其技術操作簡便、創傷小，是目前公認的間接測量腹腔內壓的金標準。本研究中，由于沒有特制的兔尿管，而且實驗兔尿道內置管難以在術后長期保留，達不到連續測定腹腔內壓的目標，因此本研究采用腹腔內置入輸液管的直接測壓法測量腹腔內壓力。腹腔高壓的定義為持續或反復地病理性升高，IAP≥12 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。由于目前尚無實驗動物腹腔高壓的診斷標準，因而采用人類標準進行研究。通過測量，本研究實驗兔疝修補術后腹腔內壓為(13.93 ± 1.61)cmH2O，已達到腹腔高壓標準，說明腹腔高壓模型建立成功。

本研究通過建立巨大腹壁疝和腹腔高壓動物模型，該方法簡單可行，為研究腹壁疝修補材料、修補方法、復雜腹壁疝治療方法如主動減容、組織分離技術等研究奠定了基礎。但本研究尚屬于小樣本實驗研究，在未來的腹壁疝研究中會逐步擴大實驗規模，并嘗試在大型動物體內建立上述模型。