Choke Vessels擴展的研究進展

蒙旭 昌昝濤 李青峰

Choke Vessels擴展的研究進展

蒙旭 昌昝濤 李青峰

穿支皮瓣是創傷修復的研究熱點，穿支皮瓣研究的重點和難點則在于choke vessels。我們對近年來choke vessels擴展研究的相關文獻進行綜述，目前的研究主要聚焦于形態學的描述，其擴張機制很可能是剪切力變化，激活TRPV4，通過NF-kb通路而導致choke vessels擴張。

Choke vessels穿支皮瓣動脈生成擴展

穿支皮瓣因設計、應用方便，對供區損傷小，常用于修復創傷等導致的皮膚軟組織缺損。穿支皮瓣有獨立的穿支血管供血，這些血管從其所屬的主干發出后，穿出深部組織并營養表淺皮瓣。研究發現，穿支血管大體呈樹形分支，且口徑逐漸變小，并與周圍鄰近的穿支血管形成血管網狀連接。這種相鄰穿支血管之間互相吻合的血管網被稱之為“choke vessels”[1]。正常情況下，choke vessels處于閉合狀態，當相鄰穿支動脈阻斷時，這些吻合支逐漸擴展成為有效循環，及時代償性提供血供，防止穿支皮瓣缺血、壞死。本文就choke vessels擴展的研究進展綜述如下。

1 Choke vessels的來源及作用

Choke vessels的概念由Taylor等提出[1]。他們應用血管造影對人皮動脈進行研究，認為每一支知名的皮膚血管供區應該包含其所在區域的骨骼、肌肉、肌腱、皮下組織及皮膚等多種組織在內，該區域的由深向淺呈立體三維分布的皮膚血管可視為一“血管體”，而各相鄰“血管體”周邊借真性血管吻合或由choke vessels互相連接。真性血管吻合指的是兩血管體間連接血管的管徑較大，且在連接過程中管徑沒有變小。這種現象出現的概率較低，在解剖上該血管通常有皮神經及皮下靜脈伴行，故兩血管體間真性血管吻合若存在，通常只有一處，以其行進方向切取穿支皮瓣，皮瓣存活面積將較大。Choke vessels廣泛存在于兩兩相鄰的各血管體之間，且血管管徑是逐漸變小的。這正是單詞“choke”的含義[2]：某種逐漸趨向于窄小的特殊管道，如槍管。兩血管體間choke vessels數量雖多，但位于遠離血管體的邊緣位置，血流灌注壓相對較低，且處于兩側平衡狀態；加上其特征性的管腔逐漸變窄，血流阻力大，故腔內幾乎無血液流動，處于功能閉鎖狀態。

穿支皮瓣蒂部的血供不能通過血管體之間的吻合向遠端無限制供血，穿支皮瓣的缺血、壞死的界線常出現在兩血管體相鄰的choke vessels區域，choke vessels成為該皮瓣血運阻力最大的區域[3]。但是，一旦某穿支動脈被阻斷，其供區血管腔內血壓下降，此時相鄰血管體的血流在一定壓力差的作用下，就會流經原閉鎖的choke vessels中，向壓力低的一側供血，從而保障了該缺血血管體的存活。Choke vessels在供血的同時，自身受到血流剪切力的持續作用，內皮細胞及平滑肌細胞等不斷增殖、遷移，管腔也逐漸擴展，不可逆地向真性血管方向發展，從而進一步降低該區域的血供阻力，有助于血供到達更遠的范圍。這與Cormack等[4]通過分析相鄰血管體之間的壓力差，提出的將皮膚的血管供區依次分為3個層次：解剖學供區、血流動力學供區，以及潛力學供區的理論是吻合的。由此可見，choke vessels就像是相鄰血管體間的一道門，在未打開之前，血流只能止步不前；若choke vessels在一定條件下擴展了，意味著門被打開了，血流突破了choke vessels的解剖學限制，跨越自身供區流到相鄰血管體供區，從而為臨床獲得更大的穿支皮瓣提供了生理基礎。

2 Choke vessels的相關研究

2.1 Choke vessels的形態學研究

Choke vessels的研究已有近30年的歷史，大都是choke vessels的形態學研究。早期幾乎都采用了最直觀的大體解剖學的方法，隨著血管灌注和血管造影法等技術的成熟，追蹤與觀察血管走行、分支及相互吻合情況成為可能，但是也存在如灌注前需處死實驗動物、灌注不均勻，以及容易破壞周圍組織結構等不足。Taylor也多次強調：血管體與choke vessels是在純形態學觀測的基礎上提出的。限于當時的條件，他們的研究結果都是二維的、靜態的，和非生理狀態的。

近十年來，隨著技術的發展，可通過外周血管注入顯影劑，螺旋CT連續薄層掃描，影像經處理后，可重建血管的三維立體影像，可方便地顯示血管體及其相互間的choke vessels的三維圖像。該方法具有良好的空間分辨率，能夠清晰顯示穿支血管體的解剖學特征和范圍；而且運用磁共振血管造影和磁共振數字減影血管造影技術對血管體進行研究，可以反映相關血流動力學情況。這些現代的檢查手段結合電腦圖像處理技術，為臨床設計、切取穿支皮瓣提供了很好的解剖學依據[5-9]，開創了穿支血管形態學研究的數字化時代。

但是，數字化研究也不能解決在活體上難以對血管進行長時間觀察的缺陷，莊躍宏等[10]將皮窗技術運用到choke vessels的研究上，實現在活體上長時間對choke vessels進行實時、動態觀察；梁成等[11]構建了新型小鼠跨區供血耳瓣模型，能夠在體視顯微鏡下實時活體觀察choke vessels血管形態學變化，為研究血管擴展機制及遴選促皮瓣存活藥物提供了良好的基礎。此類方法有望成為動態的、生理性狀況下觀察choke vessels的有效方法之一。

2.2 Choke vessels擴展的機制研究

長期以來，對choke vessels的研究主要聚焦于形態學的描述，缺乏對其生理機制的研究。正常情況下，choke vessels處于閉塞狀態，沒有血液流動，而在某些病理情況下能夠擴展增生。外科延遲手術是目前擴展穿支皮瓣滋養范圍常用的方法，通過使choke vessels兩側的血管壓力發生變化，形成壓力差，使得choke vessels主動擴張和增殖，從而增加皮瓣的血管化程度[12]。該過程與機體的心、腦、下肢血管栓塞時側支循環的建立過程相似。在心臟冠脈結構上，左冠狀動脈前降支和右冠狀動脈在室間隔的區域存在側支吻合。正常情況下，這些側支處于閉合狀態，當某一冠狀血管發生狹窄或栓塞時，側支循環將開放，并且這一區域的血管增粗、擴張，伴有新生血管的生成[13]。類似的現象還存在腦血管循環中，如阻塞性腦血管疾病，部分單純頸內動脈狹窄，甚至完全閉塞，可通過Willis環側支循環恢復部分血運[14]。同樣，結扎股動脈后，可通過遠側的股動脈與股深動脈之間的側支循環代償，恢復30%～40%的血運[15]。在上述側支血管的開放過程中，由于栓塞造成的兩側血管內壓力差形成的剪切力發揮重要作用。在剪切力作用下，側支小動脈管徑增大、內皮及平滑肌細胞增殖，VEGF、NO等血管活性因子釋放，進而重塑形成功能性血管，即動脈生成[16]。

此外，在choke vessels擴展機制的研究上，主要是以動物下肢的缺血模型作為參考，來對choke vessels擴展的分子生物學機制進行探索。在兔股動脈梗阻的下肢缺血模型上，通過動靜脈短路（A-V shunt）人為提高側支循環剪切力7 d后，TRPV4表達明顯增加，側支小血管明顯增生，下肢代償灌注能完全恢復到缺血前水平[17]。Troidl等發現，在下肢缺血模型中，應用TRPV4特異性激動劑4a-PDD后，可起到類似于動靜脈短路后的效應，內皮細胞和平滑肌細胞表面的TRPV4表達增加，側支血管口徑增粗、密度增加[18]。Schierling等[19]發現，TRPV4是剪切力刺激下唯一表達顯著增加的機械敏感性離子通道相關蛋白。激動劑4a-PDD在不改變剪切力的條件下，可刺激動脈生成，認為TRPV4可以作為一個促進側支血管形成的治療靶點。分析認為，TRPV4對血管化作用的可能通路是：TRPV4激活，通過NF-kB通路使得趨化因子（MCP-1、IL-6等）和黏附因子（ICAM-1、ICAM-2等）表達上調，趨化并激活單核/巨噬細胞分泌TGF-β，促進血管內皮細胞和平滑肌細胞增殖[20-21]。如果能探明TRPV4介導剪切力促進側支循環建立的分子生物學機制，便有可能通過干預TRPV4或下游因子調控組織血管化。

3 Choke vessels擴展的臨床意義

當皮瓣面積較大，一端切斷可能導致部分皮膚血運不足時，可先將計劃的皮瓣作部分切開，剝離皮下組織，徹底止血后再縫回原處。這種逐步切斷皮瓣部分血運，以改變血運方向的手術，稱為皮瓣延遲術。在切取超出穿支血管供血范圍的大面積跨區穿支皮瓣時，常采用皮瓣延遲術，被延遲的部分由于來自周圍的血供中斷，只能依靠皮瓣穿支的血供，從而造成皮瓣被延遲部分的血供減弱，造成了皮瓣穿支正常微循環與被延遲部分減弱的微循環間形成血壓不平衡區（choke vessels區），當血壓差達到一定程度，不平衡交界區內微循環即由壓力較高的一側通過choke vessels逐漸向壓力較低的一側移動。這種血壓差的存在，改變了皮瓣原本的血供方向，還促進了延遲皮瓣choke vessels逐漸開放、擴展，特別是皮瓣術前2周左右的延遲手術過程，能夠有效地擴張解剖學供區與潛力學供區間的choke vessels，從而明顯降低該穿支皮瓣血管蒂到達潛力學供區的血流總阻力，使得皮瓣術后在相同的灌注壓力下，來自蒂部的血流可以灌注到更遠的距離，能營養的潛力學供區越大，皮瓣的存活面積也就越大。動物實驗證實，在皮瓣延遲術后的30 h內，choke vessels是收縮的，其原因可能是大量腎上腺素、去甲腎上腺素的釋放；大約在術后48～72 h，腎上腺素、去甲腎上腺素耗竭，choke vessels迅速擴張，血管管徑增粗、曲度增加，血管分布順著皮瓣的方向重構[22-24]。根據Taylor等的血管體理論，穿支皮瓣壞死是因為choke vessels成為皮瓣血運阻力最大的區域，而延遲手術促進了穿支皮瓣血管的擴張，且擴張幅度最大的就是choke vessels，這就很好地解釋了延遲術能擴大皮瓣存活面積的現象。此外，Miyamoto等[25]也在動物試驗中證明，不通過延遲手術擴張choke vessels，而單純依靠提高血管蒂部的血液灌注壓，同樣可以擴大皮瓣潛力學供區的存活面積。這與延遲術能擴張choke vessels，降低血流阻力，在血液灌注壓不變的情況下擴大潛力學供區存活面積相互驗證。

4 展望

近年來，穿支皮瓣是研究的熱點之一。穿支皮瓣克服了傳統肌皮瓣肥厚臃腫的缺點，可以根據缺損組織的特點，靈活設計多種類型的皮瓣，并且對供瓣區的損傷較小。然而，穿支皮瓣研究的重點和難點則在于choke vessels。目前，對choke vessels的研究主要停留在形態學的描述，缺乏對其生理機制的深入研究。如果能夠進一步闡明choke vessels的功能和擴展機制，明確其血流動力學、靜脈回流及皮瓣感覺等問題，將有助于建立溝通相鄰穿支的跨區大皮瓣，預防皮瓣缺血、淤血甚至壞死，進而有效擴大穿支皮瓣的成活面積和臨床應用。

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Research Progress of Choke Vessels Dilation

Choke vessels;Perforator flap;Arteriogenesis;Dilation

R622

B

1673－0364（2017）01－0048－03

MENG Xuchang1,ZAN Tao2,LI Qingfeng2．
1 Department of Plastic and Aesthetic Surgery,The First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,China;2 Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200011,China.Corresponding author:LI Qingfeng(E-mail:dr.liqingfeng@yahoo.com).

2016年11月25日；

2016年12月19日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2017.01.014

國家自然科學基金項目(81471857)；國家“十二五”科技支撐計劃項目（2012BAI11B03）。

530021廣西壯族自治區南寧市廣西醫科大學第一附屬醫院整形美容外科（蒙旭昌）；200011上海市上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院整復外科（昝濤，李青峰）。

李青峰（E-mail：dr.liqingfeng@yahoo.com）。

【Summary】The perforator flap has become a research focus in plastic and reconstructive surgery,and choke vessels is the emphasis and difficulty in the study of perforator flap.In this paper,the recently published literature at home and abroad about the choke vessels dilation was reviewed and summarized.The research of choke vessels is mainly about the morphology,and chemical activation of TRPV4 as a therapeutic target may promote the dilation of choke vessels.