Choke Vessels對跨區(qū)皮瓣成活機制的研究擴展

賈丁丁，甄平

(蘭州總醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，甘肅 蘭州 730050)

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綜 述

Choke Vessels對跨區(qū)皮瓣成活機制的研究擴展

賈丁丁，甄平*

(蘭州總醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，甘肅 蘭州 730050)

隨著對穿支皮瓣中穿支血管血供的深入研究，和對不同設計類型、較大面積的皮瓣用于修復的迫切需要，人們對臨床上應用的超常皮瓣的血供進行了研究，并在此基礎上建立了跨區(qū)供血學說，這是對血管分區(qū)概念的補充與發(fā)展。1987年，Taylor等[1]在對前人提出的人體皮膚血供規(guī)律研究的基礎上重新提出了血管體理論，并解釋了其具體意義。所謂血管體是指某一源動脈呈不同區(qū)域樹形分布的所有人體表層解剖學區(qū)域，包括皮膚、皮下組織及覆蓋的各種其他組織。Taylor等[2]認為穿支體區(qū)應為解剖學供區(qū)。由此，新理論的應用奠定了穿支皮瓣由形態(tài)學研究到數字化理論時代的基礎，為以后的科學實驗與臨床上穿支皮瓣的研究與發(fā)展奠定了理論基礎。

1 Choke Vessels吻合特點

在Choke Vessels吻合區(qū)域網理論研究基礎上，采用現有外科技術切取具有主干穿支血管供養(yǎng)跨區(qū)皮瓣，并以該穿支血管作為血管蒂進行的移植修復，不僅為供區(qū)保留了主要血管，同時也降低了供區(qū)和受區(qū)的壞死率[3-4]，進而實現了皮瓣由“粗制”向“精制”的轉變，極大地提高了皮瓣的成活率。國外有文獻報道，通過CT技術對不同部位的單穿支進行了三維可視化研究，發(fā)現人體淺層Choke Vessels區(qū)具有以下特征：相鄰穿支區(qū)的血供主要通過兩種方式進行有效吻合流通(直接與間接)，不同部位穿支間的流通方式與方向都各有不同；在進行跨區(qū)灌注時，其遵循相鄰的穿支進行灌注，包括來自同一主干動脈的相鄰穿支和來自不同主干動脈的相鄰穿支體進行灌注[5]。Cormack等[6]在前人研究的基礎上將皮膚表層的穿支血管供區(qū)依次分為3個區(qū)域：解剖學供區(qū)、血流動力學供區(qū)及潛在供區(qū)。每一穿支動脈所供養(yǎng)的解剖學組織被稱為解剖學供區(qū)。研究發(fā)現具有穿支的解剖學供區(qū)是最基礎的供血區(qū)，其穿支動脈與相鄰穿支動脈之間均有不同方式與特性的吻合網；當一側穿支血管被破壞阻斷時，因為其內血流的被阻和血流量的下降，造成了其管道內的血管壓力下降。此時，在內外因素作用下，受破壞的血管區(qū)與解剖學供區(qū)之間的血流屏障就會打破，血管內的血流通過二者之間的吻合部位向其供血。這種通過被相鄰解剖學供區(qū)供血而擴張部分被稱之為血流動力學供區(qū)(Ⅰ區(qū))；通過有了解剖學供區(qū)和跨越動力學供區(qū)的基礎條件，在有利因素的干預下若擴張部分通過Choke Vessels再繼續(xù)向遠鄰的供區(qū)延伸，則稱其為潛力供區(qū)(Ⅱ區(qū))。這樣便可將皮瓣從解剖學供區(qū)向緊鄰的動力學供區(qū)擴張，進而達到潛力供區(qū)，這種疊加式的I區(qū)與Ⅱ區(qū)的擴增從而得到更大的穿支皮瓣，即為跨區(qū)供血皮瓣。

2 對影響Choke Vessels因素的研究

Choke Vessels擴增生長后在對促進穿支營養(yǎng)除解剖學供區(qū)外以遠的皮膚軟組織，對跨區(qū)皮瓣的成活具有極其重要的作用。目前，臨床與基礎的研究主要集中在延遲皮瓣的領域，而Choke Vessels的各種變化是其研究的重點。大量文獻報道，延遲的跨區(qū)皮瓣Choke Vessels的擴增生長是一個主動過程，而非被動過程，這便為其后來的生化研究提供了便利。Dhar及Taylor[7]發(fā)現在跨區(qū)皮瓣中當一側穿支血管離斷后，24 h后血液通過未損傷側穿支血流壓力進入Choke Vessels，管壁細胞增生并增殖，3 d內Choke Vessels管腔持久開放并擴張，3 d后管壁細胞繼續(xù)增殖，管腔出現肉眼可見的擴大，7 d內達到峰值；產生這些變化的最主要的原因是低氧環(huán)境，但血液流體剪切力亦是另一作用因素。而進一步研究發(fā)現，皮瓣延遲后Choke Vessels的增生及擴張與炎性過程緊密相關[8]。Williams等[9]對背部跨區(qū)軸型皮瓣切取后，發(fā)現Choke Vessels形成過程中的因子與血管生成的相關因子在皮瓣形成3～5 d內大量生成，包括中性粒細胞黏附因子CD11b、細胞間黏附分子-1(intercelluar adhesion molecule-1，ICAM-1)及基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase 2，MMP2)，代表血管內壓力的因素熱休克蛋白70( heat shock proteins，HSP70)在5～7 d內亦升高，但與缺氧密切相關的因子血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)并未見表達增多；故他認為Choke Vessels的形成與缺氧無直接聯系，而與血管炎性過程有關。

3 動物實驗下Choke Vessels的形態(tài)演變規(guī)律

Choke Vessels血管在生理狀態(tài)下是相鄰不同穿支體區(qū)的屏障墻，阻礙了兩個不同區(qū)域的灌注流通，從而造成潛力供區(qū)無法得到應有的血供，因此皮瓣遠端的壞死率極高。所以大部分的研究也就集中在Choke Vessels身上，通過對Choke血管形態(tài)結構、生理生化及病理特性的深入研究，打破這一血管屏障，提高其遠端成活率，從而更好地指導臨床上如何對跨區(qū)皮瓣的切取[10-11]。現對Choke血管的基礎研究主要通過實驗動物行外科皮瓣切取，術后按照不同時間點進行動脈血管造影攝片，以便觀察Choke血管的變化情況，但此方法只能觀察到血管的增長情況。另外不同實驗動物研究的同一部位的血管網是有差別的，進而對實驗造成較大的誤差，無法對其生理生化特性作進一步的研究。此方法也尚有局限性，其一就是動物是被處死的，而臨床研究前提必須保證實驗對象是成活的，這樣才能真實有效的模擬臨床以便達到快速準確的應用與指導；其二大部分是關于Choke動脈的，原因是動脈沒有瓣膜，比較容易得到清晰的影像，而靜脈有瓣膜，管壁薄，不易于造影。然而，臨床上皮瓣跨區(qū)切取后，靜脈回流受阻是造成皮瓣遠端出現腫脹、青紫進而壞死的主要原因。雖然對改善皮瓣靜脈回流的方法有很多研究，但臨床效果并不是很理想[12-13]。因此，有一部分人便著手于對Choke靜脈進行研究。戴開宇等[14]對大鼠背部跨區(qū)皮瓣的Choke靜脈的變化規(guī)律進行了實驗研究，發(fā)現跨區(qū)皮瓣切取后Choke區(qū)的動脈與靜脈管徑在不同時間段均擴張，并提出了Choke靜脈血早期主要以“迷宮”式回流為主，而術后晚期則通過“迷宮式”及“瓣膜失效”兩種方式進行回流，但以“瓣膜失效”為主要途徑的理論。王欣等[15]在低分子量肝素鈉對逆行島狀皮瓣存活影響的實驗研究中發(fā)現早期靜脈回流的負荷不會立即表現出來，是由于皮瓣切緣滲血可以緩解Choke靜脈內的回流負荷，使早期皮瓣顏色基本正常，但隨著切緣的愈合，皮瓣的靜脈回流不暢就會表現出來，造成皮瓣遠端顏色青紫。因此切取皮瓣時必然完全切斷遠端的血管(保護好穿支血管蒂中的靜脈)，使正常的靜脈回流途徑經近端蒂部靜脈才能實現回流。研究顯示將蒂部的伴行靜脈完全阻斷后，會明顯增加皮瓣腫脹和壞死程度[16]。有報道發(fā)現Choke血管區(qū)微血管依不同時間點將出現不同程度的擴增。如果該時間點Choke血管擴增有效(包括人為干預)，則獲取穿支跨區(qū)供血皮瓣時，該Choke血管區(qū)就能保證跨區(qū)皮瓣間血供的代償能力，避免皮瓣出現部分缺血性壞死[17-18]。隨著研究技術的革新，動物皮窗的應用實現了在活體上對目標Choke Vessels血管進行長時間的實時、直視觀察。胡斯旺等[19-20]應用此技術對大鼠背部皮膚Choke血管“擴增率”的觀察，發(fā)現出不同時間段左、右髂腰動脈穿支體區(qū)間的Choke血管擴增規(guī)律為：在第1天即逐漸增粗，至第4～6天達高峰，然后逐漸下降，第10～16天時再次出現增粗。進而又對大鼠背部穿支體區(qū)間Choke血管密度進行了研究，發(fā)現穿支體區(qū)間Choke血管密度增加在術后24 h后出現，72 h到峰值，隨后逐漸消退。這對臨床上切取超大跨區(qū)供血皮瓣或延遲皮瓣可能有一定的參考意義。

4 臨床應用中對影響穿支皮瓣成活率的研究

4.1 術前因素 a)對于吸煙患者手術期間戒煙處理；b)術前常規(guī)檢查及專科檢查：心電圖、肝腎功能、血常規(guī)、凝血四項、胸片等，排除其他基礎疾病的干擾，如糖尿病、風濕病等全身免疫反應性疾病；c)缺損的原因、面積大小、位置、形狀，以及術前清創(chuàng)是否徹底等對后期的皮瓣移植也有一定影響；d)皮瓣選取的位置、大小等，常規(guī)必須采用多普勒超聲血管聽診儀確定主要供血血管行徑[21]。e)皮瓣設計不合理。包括：(a)供區(qū)選擇不合理：選擇皮瓣供區(qū)時，原則上選擇沒有損傷、可游離范圍較大，皮瓣下沒有重要神經、血管通過者，最好是肌肉豐富的位置，尤其是皮瓣蒂部更不能為碾挫受破損的組織。(b)皮瓣布局設計不合理。皮瓣的常規(guī)設計一般遵循點、線、面、弧的原則。旋轉點位置既不能過高也不能過低，旋轉點過高會導致皮瓣蒂部過長，過低易造成穿支動脈移植中損傷或進入皮瓣的穿支動脈過少，皮瓣灌注壓過低。旋轉點設計中要充分考慮到皮瓣旋轉過程中蒂部長度損失。軸心線設計原則應遵循解剖皮瓣軸心血管的走行，不可自主偏離，因皮瓣的Choke血管供血范圍決定于軸心血管的灌注壓和灌注面積，如果在軸心血管兩側偏心設計皮瓣，必然面臨大的一側灌注面積不足的問題，皮瓣邊緣容易發(fā)生動脈危象，出現壞死的可能。皮瓣設計中要充分考慮皮瓣軸心血管的灌注面積，盡量避免做越過皮瓣軸心血管灌注范圍的跨區(qū)皮瓣移植。董忠根等[22]通過大量臨床病例證實遠端蒂腓腸神經營養(yǎng)血管皮瓣的近端不超過小腿下7/9與上2/9交界線時皮瓣成活可靠；而皮瓣近端位于小腿上1/9區(qū)段時，皮瓣部分壞死的可能性明顯增加。面和弧的設計一方面由軸心血管的灌注范圍決定，另一方面更取決于創(chuàng)面的形態(tài)。皮瓣面積設計中應充分考慮到皮瓣回縮及旋轉牽拉造成的皮瓣面積損失，因此有報道指出一般皮瓣長、寬要大于受區(qū)長寬至少1～2 cm，否則會有皮瓣過小或縫合過緊情況發(fā)生[23-24]。

4.2 術中因素 對于皮瓣壞死的原因，有文獻認為主要是因為靜脈回流障礙，其次是皮瓣蒂部扭轉或受壓[25-26]。觀察供血動脈均暢通，術后發(fā)現擴增血管內有大量微小血栓的形成，這是由于術中由于靜脈干被完全結扎，靜脈腔內淤血完全閉塞，并且有血栓形成的血管蒂又恰與皮瓣壞死的程度有關聯，這又是導致皮瓣靜脈回流障礙的又一重要因素，從而形成了一個惡性循環(huán)。有報道發(fā)現在設計腓腸神經營養(yǎng)血管皮瓣時保證腓腸神經、小隱靜脈包含在皮瓣內，這是皮瓣成活的關鍵。而有的學者則認為小隱靜脈留在皮瓣對皮瓣的成活有一定的影響[27]。至于哪一個手術方案選擇是恰當的，仍需要大量基礎研究和臨床資料去證實。深筋膜血供的破壞也是造成皮瓣壞死的主要原因。由深筋膜血管網發(fā)出的皮穿支是皮膚營養(yǎng)最主要的血供來源，因此如果在深筋膜淺層切取皮瓣，必然造成深筋膜血管網與表層皮膚血管的吻合支破壞，從而嚴重影響軸心血管的灌注范圍；另外，皮瓣切取過程中，深筋膜與淺層分離或深筋膜過度牽拉，均可造成深筋膜血管網和淺層吻合支斷裂，因此應當及時將深筋膜與淺層固定，防止穿深筋膜血管損傷。

4.3 術后因素 對跨區(qū)皮瓣術后的保護尤為重要。術后血管痙攣是造成皮瓣壞死的另外一個因素，而室溫過低是導致血管痙攣的外部因素。臨床發(fā)現術后48 h內給予有效措施可預防其痙攣，也大大降低壞死率。患者術后體位不當也是造成皮瓣壞死的一個因素。術后患肢體位擺放不當會導致皮瓣受壓，加重血管回流的阻力，可造成皮瓣壞死，所以臨床醫(yī)生應及時告訴患者及家屬，保持正確的體位。研究發(fā)現疼痛可使機體釋放炎性介質，可造成強烈收縮Choke血管作用，如不及時處理可導致血栓形成，甚至堵塞[28]。暫時性的皮瓣堵塞是最常見的并發(fā)癥(7.5%)，占到總并發(fā)癥率的20%，特別是在下肢穿支皮瓣重建[29]時可直接影響皮瓣的成活。同時，疼痛也可影響睡眠，加重緊張、焦慮等不良情緒，對術后整體的恢復都存在一定的影響，因此術后給予一定的止痛藥物，可減輕血管的攣縮。

5 展 望

在各種軟組織損傷中，創(chuàng)傷是導致大面積皮膚軟組織缺損最為常見的原因。Lancet(柳葉刀)2012年12月刊登的大型調查報告顯示[30]：1990—2010年，在調查各個國家與地區(qū)死亡原因中，發(fā)現年齡介于19～49歲的男性因創(chuàng)傷導致的死亡率占總死亡率的10.7%，若再加上其他外傷的死亡率占總死亡率的6.2%，則其傷害性死亡率占總死亡率的16.9%，高于艾滋病(10.7%)和心血管疾病(12.8%)的死亡率。在各類創(chuàng)傷中，交通傷和機械傷所致損傷往往會造成大面積的軟組織缺損，所以穿支皮瓣的應用就顯得尤為重要。針對每個不同病例不同軟組織缺損，我們臨床醫(yī)生應當制定出個體化的皮瓣設計方案，并靈活運用皮瓣外科現有的顯微外科技術去創(chuàng)新設計，因此不斷地提高皮瓣的成活率是創(chuàng)傷外科醫(yī)師永無止境的追求。

跨區(qū)穿支皮瓣的基礎研究和臨床應用研究已取得很大的進展，但跨區(qū)穿支皮瓣在確保其成活率的基礎上，仍有很多問題有待解決。如進一步分析Choke Vessels的動態(tài)性分布規(guī)律、血管擴增的分子機制是什么影響、如何重建皮瓣感覺與美容等諸多方面均有待進一步探索與研究。

[1] Taylor GI，Palmer JH．The vascular territories(angiosomes) of the body：experimental study and clinical applications[J]．Br J Plast Surg，1987，40(2)： 113-141．

[2] Taylor GI，Corlett RJ，Dhar SC，et al．The anatomical (angiosome)and clinical territories of cutaneous perforating arteries：development of the concept and designing safe flaps[J]．Plast Reconstr Surg，2011， 127(4)：1447-1459．

[3] 唐茂林，徐永清，張世民．穿支皮瓣的應用解剖與臨 床[M]．北京：科學出版社，2013：1-5．

[4] 唐茂林，章偉文，張世民，等．穿支皮瓣研究進展[J]． 中國臨床解剖學雜志，2011，29(6)：602-605．

[5] Saint-Cyr M，Wong C，Schaverien MV，et al．The perforasome theory：Vascular anatomy and clinical implications[J]．Plast Reconstr Surg，2009，124(5)： 1529-1544．

[6] Cormack GC，Lamberty BG．A classification of fascio- cutaneous flaps according to their patterns of vascularisation[J]．Br J Plast Surg，1984，37(1)：80- 87．

[7] Dhar SC，Taylor GI．The delay phenomenon：the story unfolds[J]．Plast Reconstr Surg，1999，104(7)： 2079-2091．

[8] Wong MS，Erdmann D，Sweis R，et al．Basic fibroblast growth factor expression following surgical delay of rat transverse rectus abdominis myocutaneous flaps[J]．Plast Reconstr Surg，2004，113(7)：2030- 2036．

[9] Williams BA，Currie RW，Morris SF．Impact of arteriogenesis in plastic surgery：Choke Vessel growth proceeds via arteriogenic mechanisms in the rat dorsal island skin flap[J]．Microcirculation，2009，16 (3)：235-250．

[10] 陳世新，吳東方，丁茂超，等．穿支體區(qū)血管及其相互 間吻合的3D可視化研究[J]．中國臨床解剖學雜志， 2011，29(3)：237-242．

[11] 毛以華，唐茂林．Choke Vessels與穿支皮瓣的擴展 [J]．中國臨床解剖學雜志，2010，28(2)：228-230．

[12] Péréz M，Sancho J，Ferrer C，et al．Management of flap venous congestion：the role of heparin local subcutaneous injection[J]．J Hast Reconstr Aesthet Surg，2014，67(1)：48-55．

[13] Nguyen MQ，Crosby MA，Skoracki RJ，et al．Outcomes of flap salvage with medicinal leech therapy [J]．Microsurgery，2012，32(5)：351-357．

[14] 戴開宇，胡斯旺，莊躍宏，等．大鼠背部跨區(qū)皮瓣的 Choke靜脈的變化規(guī)律[J]解剖學報，2013，44(2)： 238-244．

[15] 王欣，張英琪，陳銳，等．低分子量肝素鈉對逆行島狀 皮瓣存活影響的實驗研究[J]．中華手外科雜志， 2016，32(2)：138-140．

[16] 王欣，張世民，王棟，等．結扎伴行靜脈對逆行島狀皮 瓣存活的影響[J]．中華手外科雜志，2011，27(3)： 181-184．

[17] Zhuang Y，Hu S，Wu D，et al．A novel in vivo technique for observations of Choke Vessels in a rat skin flap model[J]．Plast Reconstr Surg，2012，130(2)： 308-317．

[18] 莊躍宏，胡斯旺，吳東方，等．一種研究Choke血管新 的動物模型-大鼠背部皮窗[J]．中國臨床解剖志， 2011，29(6)：609-613．

[19] 胡斯旺，莊躍宏，崔懷瑞，等．大鼠背部穿支體區(qū)間 Choke血管變化規(guī)律初探[J]．中國臨床解剖學志， 2014，32(5)：580-584；589．

[20] 胡斯旺，毛海蛟，莊躍宏，等．再探大鼠背部穿支體區(qū) 間Choke血管變化規(guī)律[J]．中國臨床解剖學雜志， 2014，32(6)：690-693．

[21] Renshaw A，Whitwell KA，Berger L，et al．The use of color Doppler ultrasound in the assessment of Vessels for facial transplantation[J]．Ann Plast Surg， 2007，59(1)：82-86．

[22] 董忠根，魏建偉，劉立宏，等．遠端蒂腓腸神經營養(yǎng)血 管皮瓣近端位置與部分壞死的關系[J]．中華整形外 科雜志，2010，26(5)：331-336．

[23] 閔定宏，張志安，李國輝，等．四種逆行島狀皮瓣壞死 的原因與防治[J]．中華顯微外科雜志，2013，36(2)： 161-162．

[24] 董忠根，魏建偉，劉立宏，等．腓腸神經營養(yǎng)血管皮瓣 的長寬比對皮瓣部分壞死影響的157例分析[J]．中 南大學學報，2010，35(7)：754-759．

[25] 王堵吉，周忠良．逆行島狀皮瓣或遠端蒂皮瓣壞死的 原因探討及防治措施[J]．中華顯微外科雜志，2010， 33(2)：118-121．

[26] 梁鐵軍．腓腸神經血管營養(yǎng)皮瓣修復足踝部缺損療 效觀察[J]．當代醫(yī)學，2012，18(35)：46．

[27] 王肅生，梁剛，張志華，等．大面積腓腸神經營養(yǎng)血管 皮瓣的臨床應用[J]．中華顯微外科雜志，2006，29 (1)：14-16．

[28] 李軍，徐永清，朱躍良，等．皮瓣遠端壞死的原因分析 與處理[J]．中華顯微外科雜志，2009，32(5)：419- 420．

[29] Gunnarsson GL，Jackson IT，Westvik TS，et al．The freestyle pedicle perforator flap：a new favorite for the reconstruction of moderate-sized defects of the torso and extremities[J]．Eur J Plast Surg，2015 (38)：31-36．

[30] Lozano R，Naghavi M，Foreman K，et al．Global and regional mortality from 235causes of death for 20 age groups in 1990and 2010：a systematic analysis for the global burden of disease study[J]．Lancet， 2012，380(9859)：2095-2128．

國家自然科學資金(81371983)；*本文通訊作者：甄平

1008-5572(2017)07-0622-04

R622

A

2016-03-25

賈丁丁(1990- )，男，研究生在讀，蘭州總醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，730050。

賈丁丁，甄平.Choke Vessels對跨區(qū)皮瓣成活機制的研究擴展[J].實用骨科雜志，2017，23(7)：622-625.