磁環構建大鼠膽腸吻合模型的實驗研究

吉琳，常凱曦 ，王俊翔，李一鶴，王伊睿，呂毅，嚴小鵬

1.西安交通大學第一附屬醫院a.肝膽外科；b.精準外科與再生醫學國家地方聯合工程研究中心，陜西西安710061；2.西安交通大學啟德書院，陜西西安710061

引言

膽腸吻合術是治療膽道外科疾病、重建膽汁引流的重要方法，是膽道外科最常應用的手術方法之一[1]。膽腸吻合術改變了消化道正常的解剖結構，術后可發生吻合口狹窄、膽道感染、菌群移位等并發癥[2-3]，而這些并發癥的發生原因、發生機制、疾病結局等目前尚不十分明確。有以SD大鼠構建膽腸吻合術動物模型研究膽腸吻合口瘢痕形成機制的研究報道[4]，但由于SD大鼠膽道及腸道較細，因此實際中用SD大鼠制備膽腸吻合手術動物模型難度較大，研究報道較少。

磁壓榨技術（Magnetic Compression Technique，MCT）是利用兩個或兩個以上磁體（或數個磁體與數個順磁性材料）之間的磁性吸引力，通過開腹（胸）手術、腔鏡手術、內鏡操作、介入操作等來實現臟器的連接再通、組織的壓榨閉合、管腔內容物限流等，從而實現對臨床疾病進行診斷和治療的目的[5]。磁吻合作為MCT中最成熟的技術，其研究和應用已涉及胃造瘺[6]、消化道吻合[7-10]、氣管食管瘺動物模型制備[11-12]、直腸陰道瘺閉合修補[13]、氣管食管瘺修補[14]、血管吻合[15-16]等諸多方面。本研究提出利用磁吻合技術建立大鼠膽腸吻合模型的研究設想，并通過動物實驗驗證其可行性。

1 實驗材料與實驗方法

1.1 實驗動物

雄性SD大鼠10只，質量200～250 g，購于西安交通大學實驗動物中心。該實驗經西安交通大學生物醫學倫理委員會審批通過（審批號:XJTULAC2019-1001），整個實驗過程符合實驗動物倫理要求。

1.2 磁吻合環

適用于大鼠膽腸吻合的磁環，包括母磁環（ParentMagnetic Rings，PMR)）和子磁環（Daughter Magnetic Rings，DMR）兩部分。PMR為外徑4 mm，內徑2 mm，厚1.5 mm的磁環，其內有引導管，引導管外徑1.9 mm，長3.5 mm，引導管可與PMR的中央孔緊配組裝。DMR為外徑5mm，內徑3mm，厚1.5 mm的磁環。子、母磁環均由N48釹鐵硼永磁材料精加工而成，表面電鎳鍍處理，磁環軸向飽和充磁。子、母磁環實物，見圖1。

圖1 子、母磁環實物圖

1.3 手術操作

所有大鼠適應性喂養1周，3%戊巴比妥鈉（1 mL/kg）腹腔靜脈注射麻醉，開腹于膽總管中下段1號絲線雙重結扎膽總管制備梗阻性黃疸模型。2周后，3%戊巴比妥鈉（1 mL/kg）腹腔靜脈注射麻醉。麻醉滿意后仰臥位固定，備皮，常規消毒鋪巾，取上腹部正中切口進腹，顯露并確認膽總管擴張情況，膽總管直徑小于4 mm的大鼠剔除實驗。在結扎線上方橫斷膽總管，將母磁環置入膽總管斷端，4-0絲線結扎膽總管于母磁環的引導管上。經口置入子磁環，5F鞘管推送子磁環進入胃內，棉簽推送子磁環進入十二指腸上段，并使之位于對系膜緣，母磁環引導管穿過十二指腸壁，引導子母磁環對位吸合。逐層關腹，術畢。術后單籠飼養，自由進食水。吻合口形成后母磁體與子磁體脫落并進入腸道內自然排出體外。

2 結果

10只SD大鼠中，1只膽總管結扎1周后死亡，剖腹探查發現出現膽漏。另1只膽總管結扎2周后，膽總管未見明顯擴張，遂剔除研究。其余8只SD大鼠順利實施了膽總管十二指腸磁吻合手術，手術順利，術中母磁環留置妥當，子磁環均經口推送至胃內，經棉簽擠捏后磁環推送至十二指腸。子母磁環自動對位吸合完成吻合過程。磁環置入過程如圖2所示。吻合過程平均操作時間（5.22±1.83）min。術后立即行X線檢查，明確磁環位置（圖3a、3b）。術后第11～18天子母磁環隨糞便排出體外。術后第28天處死大鼠，獲取膽腸吻合口標本，肉眼觀察可見吻合口黏膜層連續性良好，吻合口通暢，周圍組織輕度粘連。吻合口大體標本，見圖3c。

圖2 膽總管十二指腸磁吻合手術操作過程

圖3 術后X線檢查及吻合口大體標本

3 討論

膽腸吻合術后并發癥發病機制的研究一直是國內外膽道外科領域研究的熱點。膽腸吻合動物模型的制備是其機制研究的基礎。根據研究目的的不同，可選用不同的實驗動物模型。實驗犬可作為探討新型膽腸吻合手術方式安全性和可行性的動物模型[17-18]，而SD大鼠則可作為研究膽腸吻合術后狹窄瘢痕形成機制的理想實驗動物[19-20]。SD大鼠膽腸吻合方法目前主要采用手工縫線吻合法，其難度較大、模型成功率較低，不利于模型的制備。

磁吻合作為一種新型吻合方式，免去了一針一線的傳統縫合模式，具有簡化操作，吻合效果可靠等優點。但目前尚未見將磁吻合用于大鼠膽腸吻合動物模型的研究報道。為此，我們設計了適用于大鼠膽腸吻合的磁吻合環，上述實驗結果已顯示出了巨大的優勢。盡管磁吻合相關的臨床和實驗研究報道已很多，磁吻合環的設計也多種多樣，但用于大鼠膽腸吻合的磁吻合環仍需要考慮諸多問題。

根據磁壓榨技術中磁體設計的“西安原則”[21]，本實驗所設計加工的子、母磁吻合環具有以下特點：①子、母磁環均為圓環狀設計，母磁環的外徑應考慮大鼠膽總管結扎后能夠擴張的程度，子磁環的外徑應滿足可經口置入大鼠的胃內并通過幽門到達十二指腸預吻合位置。經口置入子磁環的理念可進一步簡化手術操作過程、豁免打開胃腸道，從而降低并發癥的發生，避免了不必要的損傷，有利于提高模型制備的成功率；②磁環的吸力與磁環的大小密切相關，大鼠膽道及胃腸道解剖條件限制了磁環的大小，為確保足夠的壓榨力，我們選用磁學性能較高的N48燒結釹鐵硼材料；③該設計中位于十二指腸內的子磁環外徑略大于位于膽總管內的母磁環的外徑，這樣的設計可避免磁環在吻合口崁頓，利于磁環從吻合口脫落進入腸道；④母磁環的引導管具有兩方面功能，一方面方便了膽總管斷端荷包結扎；另一方面當子母磁環吸合后，在吻合口尚未形成之前，引導管可有效發揮膽汁內引流的作用。

綜上所述，本實驗研究結果表明，基于磁吻合原理設計的磁性吻合環可用于大鼠膽腸吻合模型的制備，具有簡化操作、模型成功率高、吻合效果可靠等優點，可在動物實驗中推廣應用。