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背景和目的:壶腹周围癌是严重威胁人类健康的一类常见疾病,由于该部位临近门静脉及肠系膜上静脉(portal-superior mesenteric vein PSMV),肿瘤发展到一定程度常侵犯门静脉(portal vein PV)和/或肠系膜上静脉(superior mesenteric vein SMV),增加肿瘤切除难度。目前手术切除仍是治疗壶腹周围癌的主要手段和最有效的方法。近年来,随着腹部外科技术的不断提高,联合PSMV切除的胰十二指肠术(pancreaticoduodenectomy PD)逐渐走向成熟,很大程度上提高了手术切除率,从而改善了患者的预后,临床应用效果良好,并得到了广泛的应用。在联合PSMV切除的胰十二指肠切除术中,血管重建是其关键的步骤之一,直接影响手术的成败。按照国际胰腺外科研究小组专家共识,如果门静脉和/或肠系膜上静脉侧壁切除范围较大或节段切除长度过长时,则需要采用血管补片或间置血管移植物进行PSMV的修补或重建。在使用补片或间置血管移植物进行门静脉和/或肠系膜上静脉重建的手术中,血管移植物的选择是手术中重要的一环,直接影响移植术后血管的通畅率,是影响手术预后的重要因素。目前,从国内外的研究来看,用于门静脉和肠系膜上静脉重建的血管移植物主要有自体静脉、异体静脉、人造血管。另外,还有镰状韧带及腹膜、牛心包等。以上血管移植物各有其优缺点。对于人造血管而言,可以根据需要选择与门静脉和/或肠系膜上静脉口径及长度相匹配的修补材料,但其远期通畅率低,有增加感染性并发症的潜在风险,且会额外增加医疗费用。对于自体静脉组织而言,其组织相容性好、符合生理、远期效果较好,但其取材较困难,与门静脉及肠系膜上静脉口径相匹配的血管较难获得,且部分移植物取材时会额外增加机体的损伤,甚至还要牺牲其他器官的一些功能。异体静脉也是重建门静脉和/或肠系膜上静脉的重要血管移植物之一,但在没有器官移植资质的医疗中心,异体静脉来源是受限的,且有发生免疫排斥反应的风险。在应用镰状韧带、腹膜作为血管移植材料的报道中,应用例数较少,且有报道证实其术后血栓形成率较高。而应用牛心包作为门静脉和/或肠系膜上静脉修复材料的研究仅有零星报道,尚有待于进一步研究。鉴于以上各种PSMV移植物的局限性,探索一种来源丰富、取材方便、组织相容性好、符合生理且价格低廉的PSMV移植物具有重要的意义。肝圆韧带(ligamentum teres hepatis LTH)是由胚胎时期的左脐静脉闭锁退化而成,位于脐环与门静脉左支囊部之间,腹部手术时取材方便,不增加机体的副损伤,且肝圆韧带为自体组织,不会产生免疫排斥反应。鉴于以上特点,使用扩张再通的肝圆韧带重建门静脉和/或肠系膜上静脉具有潜在的可行性,但肝圆韧带作为PSMV替代材料,其相关的基础及临床研究还不完善,需要进行更进一步的研究。在我们前期的研究中,肝圆韧带可人工扩张再通,再通的肝圆韧带具有与门静脉及肠系膜上静脉相匹配的管径及长度。移植物具有与宿主血管相匹配的管径,是减少术后血栓形成的重要因素。除此之外,有研究证明移植血管与宿主血管的顺应性不匹配,也是导致术后血栓形成的重要因素。因此,肝圆韧带如要用于门静脉的修复和重建,还需要有与门静脉相匹配的生物力学特性,从而减少术后血栓形成的几率。血管壁的生物力学特性与管壁中弹力纤维(elastic fibers EFs)、胶原纤维(collegen fibers CFs)及平滑肌(smooth muscle SM)的含量与功能是密切相关的。同时,移植物管壁的组成成分及功能还与重建血管的通畅性直接相关。为了证明肝圆韧带用于门静脉重建的可行性,我们对肝圆韧带的生物力学特性及管壁组织学进行了相关研究。此外,我们还对联合门静脉和/或肠系膜上静脉切除并应用肝圆韧带修复重建的胰十二指肠切除术患者与未联合血管切除的胰十二指肠切除术患者进行了回顾性分析,以期能为肝圆韧带用作PSMV修复重建材料提供相应的临床参考。综上所述,本研的究目的是为将肝圆韧带用作PSMV修复重建材料提供相应的生物力学、组织学理论支持及临床应用依据。本研究内容包括三部分:第一部分是肝圆韧带与门静脉的生物力学特性研究。第二部分是肝圆韧带与门静脉管壁的组织学研究。第三部分是再通肝圆韧带用于门静脉和/或肠系膜上静脉修复重建后的临床疗效观察。第一部分 肝圆韧带与门静脉管壁的生物力学特性研究目的:比较分析肝圆韧带与门静脉的生物力学特性有无差异,为肝圆韧带用于门静脉重建提供生物力学理论支持。方法:1.分别取27例肝圆韧带标本及27例门静脉标本。采用机械与流体静压相结合的方法将肝圆韧带进行扩张再通。2.测量再通后肝圆韧带的直径及管壁厚度,并与门静脉进行对比分析。3.采用生物力学测试装置,分别于1kpa、2kpa、3kpa、4kpa、5kpa、6kpa、7kpa、8kpa的压力位置测量肝圆韧带标本的直径,根据测量结果计算出肝圆韧带标本在不同压力下的直径变化值,进而计算出其半径变化值。采用描述血管生物力学特征的四个参数即:各向同性的增量弹性模量、压力-应变弹性模量、容积弹性模量和顺应性来描述和评估人工再通肝圆韧带的生物力学特征。根据四个参数的计算公式计算出不同压力下肝圆韧带的增量弹性模量、压力-应变弹性模量、容积弹性模量和顺应性的对应值,并与门静脉进行对比分析。结果:1.纳入研究的27肝圆韧带标本中,8例来源于器官捐献者,19例来源于行左半肝切除的手术患者,其中男17例,女10例,年龄在18-78岁之间。门静脉取材来源于27例器官捐献者,其中男13例,女14例,年龄范围为18-62岁。2.27例患者的肝圆韧带均成功扩张再通。扩张后肝圆韧带的管腔直径为:11.98±1.52mm,管壁厚度为:0.51±0.07mm。门静脉管腔直径为:11.62±2.45mm,管壁厚度为:0.50±0.06mm。扩张再通后的肝圆韧带直径及壁厚与门静脉无统计学差异。3.随着管腔内压力从0kPa增加到8kPa,肝圆韧带及门静脉的增量弹性模量、压力-应变弹性模量及容积弹性模量三个参数值呈逐渐上升的趋势,其顺应性则呈逐渐下降的趋势。经统计学分析,在0-8kpa压力范围内,肝圆韧带与门静脉的增量弹性模量、压力-应变弹性模量、容积弹性模量及顺应性均无统计学差异。结论:再通肝圆韧带与门静脉具有相似的管径、管壁厚度及生物力学特性,具备用于门静脉重建的生物力学基础。第二部分 肝圆韧带与门静脉管壁的组织学研究。目的:研究肝圆韧带管壁的组成成分及功能,为肝圆韧带与门静脉具有相似的生物力学特性提供组织学理论支持,为肝圆韧带在临床上用于门静脉重建提供组织学依据。方法:1.分别取40例肝圆韧带标本及40例门静脉标本,以中性甲醛固定,常规组织处理、包埋,并进行组织切片。2.对肝圆韧带及门静脉组织切片行Verhoeff-Van Gieson(VVG)染色,光镜下观察弹力纤维、胶原纤维及平滑肌的形态结构。采用医学图像分析系统对肝圆韧带及门静脉管壁中弹力纤维、胶原纤维及平滑肌的含量进行定量分析,计算出肝圆韧带及门静脉的刚度系数。将肝圆韧带管壁中弹力纤维、胶原纤维、平滑肌的相对含量及刚度系数与门静脉进行对比分析。3.对肝圆韧带及门静脉组织切片行免疫组化染色,光镜下观察肝圆韧带及门静脉管壁中血管平滑肌激动蛋白α(α-smooth mustle actin α-SMA)及基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2 MMP-2)的表达情况。采用医学图像分析系统对肝圆韧带及门静脉管壁中表达的α-SMA及MMP-2进行定量分析,并将肝圆韧带标本的α-SMA及MMP-2定量分析结果与门静脉进行对比分析。结果:1.纳入研究的40肝圆韧带标本中,8例来源于器官捐献者,32例来源于行左半肝切除的手术患者,其中男28例,女12例,年龄在18-78岁之间。门静脉取材来源于40例器官捐献者,其中男21例,女19例,年龄在18-62岁之间。2.经VVG染色后,可见肝圆韧带管壁组成成分主要由弹力纤维、胶原纤维及平滑肌构成,其组织学结构与门静脉管壁组织结构相似。显微镜下观察,弹力纤维呈黑色,胶原纤维呈红色,平滑肌呈黄色。经统计学分析,肝圆韧带管壁中弹力纤维、胶原纤维、平滑肌的相对含量及刚度系数与门静脉无统计学差异。3.经免疫组化染色后,α-SMA呈黄褐色颗粒状,均匀分布于肝圆韧带及门静脉管壁平滑肌细胞的胞浆中。MMP-2分布于肝圆韧带及门静脉管壁平滑肌与纤维细胞的胞浆中,呈黄褐色斑片状或颗粒状。经统计学分析,肝圆韧带管壁中α-SMA及MMP-2的含量与门静脉无统计学差异。结论:肝圆韧带与门静脉具有相似的组织学结构,为肝圆韧带与门静脉具有相似的生物力学特性提供了组织学理论支持,也为肝圆韧带用于门静脉重建提供了组织学依据。第三部分 肝圆韧带在联合门静脉和/或肠系膜上静脉切除与重建的胰十二指肠切除术中的临床应用目的:观察再通肝圆韧带用于门静脉和/或肠系膜上静脉修复重建的临床应用效果,为肝圆韧带用于门静脉和/或肠系膜上静脉重建提供临床依据。方法:1.收集自2003年1月-2019年12月因胆管肿瘤、胰腺肿瘤、十二指肠肿瘤及Vater壶腹肿瘤于滨州医学院附属医院行开腹胰十二脂肠切除术的患者,其中行联合门静脉和/或肠系膜上静脉切除并使用肝圆韧带修复重建的胰十二指肠切除术患者定义为联合血管重建的胰十二指肠切除术组(pancreaticoduodenectomy with vascular reconstruction PD-VR)。未行血管切除与重建的胰十二指肠切除术患者定义为无血管重建的胰十二指肠切除术组(pancreaticoduodenectomy with none vascular reconstruction PD-NVR)。回顾性分析患者的临床资料。2.比较分析两组患者的年龄、手术时间及术中出血量有无差异。统计分析PD-VR组患者的血管阻断时间及血管重建方式。3.比较分析两组患者的术后并发症发生率、术后30天死亡率及术后住院时间有无差异。4.分析PD-VR组患者血栓形成率及血管通畅率。结果:1.PD-VR组患者23例,其中男13例,女10例,平均年龄60±9.13(46-74)岁,包括胆管肿瘤患者3例,胰腺肿瘤患者17例,壶腹肿瘤患者3例。PD-NVR组患者209例,其中男135例,女74例,平均年龄59.83±10.14(25-79)岁,包括胆管癌肿瘤患者64例,胰腺肿瘤患者42例,十二指肠肿瘤患者48例,壶腹肿瘤患者55例。经统计学分析,两组患者年龄无显著差异(p=0.96)。2.在使用肝圆韧带修复重建门静脉和/或肠系膜上静脉的23例PD-VR组患者中,肝圆韧带用于PV重建13例,SMV重建9例,PSMV重建1例。肝圆韧带作为补片使用4例,作为间置血管移植物使用19例。PD-VR组患者手术时间为482.26±93.13(310-630)min,术中血管阻断时间为 50.83±14.35(25-85)min,术中出血量为 244.78±146.28(80-800)ml。PD-NVR 组患者手术时间为 362.36±112.61(170-715)min,术中出血量为 249.76± 190.68(50-1500)ml。经统计学分析,PD-VR组患者较PD-NVR组患者手术时间明显延长(p<0.001),两组患者术中出血量无明显差异(p=0.69)。3.PD-VR组患者术后平均住院时间20.57±6.39(9-34)天,术后并发症发生率为39.13%,术后30天死亡率为8.70%。PD-NVR组患者术后平均住院时间20.00±9.20(1-54)天,术后并发症发生率为40.19%,术后30天死亡率为7.18%。经统计学分析,两组患者术后住院时间、术后并发症发生率及术后30天死亡率均无明显差异。4.PD-VR组患者累计血栓形成者4例,血栓形成范围均小于血管周径的1/2,无管腔阻塞,血管通畅率为100%。术后2周、1个月、3个月、6个月无血栓通畅率分别为:91.30%、91.30%、86.96%及82.61%。术后中位生存时间为5个月(9天-104个月)。结论:联合门静脉和/或肠系膜上静脉切除并使用肝圆韧带修补重建的胰十二指肠切除术是一种安全可靠的术式。肝圆韧带作为门静脉和/或肠系膜上静脉的修补材料,不增加术后并发症发生率、术后30天死亡率及术后住院时间,且术后血管通畅率高,临床应用效果良好。本课题组通过对人工再通肝圆韧带的生物力学研究发现其管壁与门静脉管壁具有相似的生物力学特性。血管壁生物力学特性与管壁弹力纤维、胶原纤维及平滑肌的相对含量及功能密切相关。因此,我们进一步研究了肝圆韧带与门静脉管壁的组织学特点。通过VVG染色及管壁组成成分定量分析发现肝圆韧带管壁组成成分与门静脉相似。经免疫组化染色后,发现肝圆韧带管壁中α-SMA及MMP-2的表达及含量与门静脉相似,证明肝圆韧带管壁具有与门静脉相似的组织学结构及功能。这既是两者具有相似生物力学特性的组织学依据,也是肝圆韧带用于门静脉重建的组织学理论基础。在此基础上。我们对行联合门静脉和/或肠系膜上静脉切除并使用肝圆韧带修复重建的胰十二指肠切除术的患者进行了回顾性分析。结果显示,使用人工再通的肝圆韧带重建门静脉和/或肠系膜上静脉的胰十二指肠切除术不增加术后并发症发生率、术后30天死亡率及术后住院时间,且术后血管通畅率高,临床应用效果良好。综上所述,再通肝圆韧带具有修复重建门静脉和/或肠系膜上静脉的生物力学、组织学基础及临床应用依据,是良好的门静脉和/或肠系膜上静脉修复重建材料。