污染环境下新型复合补片和生物补片修补犬腹壁缺损的比较研究

郑亚杰，田 文，丁国飞，姚 京，马 冰

1解放军总医院 普通外科，北京 100853；2解放军总医院第一附属医院 普通外科，北京 100037

在细菌污染或感染情况下的腹壁缺损修补越来越受到世界各国外科医师关注，已有文献报道运用可吸收及不可吸收材料进行修补，但结果均不能令人满意[1]。在姚京[2]等人的实验中，将聚丙交己内酯(polylactide-co-caprolactone，PLC)、透明质酸(hyaluronic acid，HA)和胶原蛋白，分别与聚丙烯(polypropylene，PP)网片复合后，在污染环境下一期行大鼠腹壁缺损修补，发现胶原蛋白在腹腔粘连及局部组织反应方面均优于PLC及HA，更适于一期修补大鼠腹壁缺损，本次实验将这种取得较好结果的胶原与聚丙烯的复合补片，在污染环境下应用于大型动物犬的腹壁缺损修补，同时应用了两种国产生物补片与其进行比较，分析每种可吸收材料的特点，进一步对这种新型的胶原复合补片做出评价。

材料和方法

1 实验动物 成年雄性普通犬24只，体质量16-20kg，平均18kg，由解放军总医院实验动物中心提供。2 材料 冠昊P型、冠昊B型生物补片(广东冠昊生物科技股份有限公司)，胶原蛋白与聚丙烯的复合补片(北京天助畅运医疗技术有限公司)。

3 实验分组 随机将24只动物编号1-24号，为降低动物个体差异对实验结果的影响，我们在同一只动物上、左、右腹部建立三个污染缺损模型(图1)，将3种补片随机置入同一只犬的3个腹壁缺损进行修补，总共72个样本。PP/胶原蛋白/PLC复合补片组(A组)，冠昊P型生物补片(B组)，冠昊B型生物补片(C组)。

4 手术过程和观察时间 术前12h禁食水，建立静脉通路，运用3%戊巴比妥按25mg/kg剂量进行静脉麻醉，气管插管，接呼吸机。手术在无菌环境下完成。手术过程以左下腹切口为例，依次切开皮肤，皮下组织及肌肉，腹膜到达腹腔，从腹腔中提出一段小肠，将10ml 0.9%氯化钠注射液注入肠腔与肠液混匀后抽出，洒在腹腔、腹壁和补片上，保留15min后，用0.9%氯化钠注射液冲洗腹部、切口和补片，将剩下小肠抽取的肠液送微生物科室检验。用电刀以切口为中心去除一块约3cm×3cm的腹膜及腹膜外肌肉组织，造成腹壁切口疝模型，用裁剪好的5cm×5cm的生物补片覆盖缺损，用prolene线将补片悬吊固定在腹膜内侧修补缺损，其余两个切口手术过程同上，检查无活动性出血后，运用4-0丝线缝合皮肤。术后8h，动物可自由获得水和食物，术后3d每天肌肉注射16万U青霉素抗感染治疗。植入补片术后90d，处死实验动物取得组织标本。

5 观察指标 1)术后存活情况以及有无伤口感染、肠梗阻及腹壁疝形成。2)大体观察：腹腔脏器粘连情况。按照修正的Katada粘连评分方法[3]进行评分(表1)。最高12分，无任何粘连0分。3)组织学观察：各组切取补片及周围组织，石蜡包埋固定，切片，片厚5μm，常规HE染色于光镜下观察补片，运用半定量评分系统(表2)对补片表面的纤维增生情况、周围炎症反应情况和新生血管情况进行评分。6 统计学方法 采用SPSS17.0统计软件包进行分析。数据以-x±s表示，粘连评分组间比较采用方差分析，两两比较采用SNK检验，检验水准α=0.05。组织学观察组间比较采用Kruskal-Wallis法秩和检验，检验水准α=0.05。

结 果

1 术后一般情况 术后90d，实验犬未出现死亡。6号实验犬术后3d未能站立进食，考虑麻醉过深及缺乏营养所致，术后第4d给予平衡液及葡萄糖营养支持治疗，术后5d能够站立恢复进食，其后该犬健康生长。获取标本时多数实验动物体质量增加14.5-23kg，平均19.1kg。8号实验犬消瘦，其样本取出时均发现有肠管与补片发生粘连，为C组补片。切口周围仅有红肿形成，无皮肤溃破为轻度感染，出现皮肤溃破为重度感染，感染情况见表3。所有实验犬均无疝形成及腹腔脓肿发生。

2 大体观察 术后90d，A、B、C组可见所有补片均与网膜有不同程度粘连，8号实验犬出现肠管与补片粘连，未见腹腔实质脏器与补片发生粘连。对粘连评分进行统计学分析发现：A、B、C 3组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表1 KA TADA 粘连评分标准

表2 组织学评分标准

表3 各组粘连评分，组织学评分切口感染情况Tab 3 Adhesion and histology scores of wound infection in different groups(-x±s)

3 组织学观察 三种补片的纤维增生情况，炎症反应情况和新生血管情况半定量评分的统计结果发现，纤维增生方面A组补片与B，C组补片差异有统计学意义(P<0.05)，B组补片与C组补片差异无统计学意义(P>0.05)，炎症反应方面A组补片与B、C组补片差异有统计学意义(P<0.05)，B组补片与C组补片差异无统计学意义(P>0.05)，新生血管方面A组补片与B、C组补片差异有统计学意义(P<0.05)，B组补片与C组补片差异无统计学意义(P>0.05)。见表3，图2。

图1 建立犬腹壁缺损的位置Fig 1 Location of abdominal wall defects in dogs

图2 补片组织学观察(HE×10)A：胶原成分已被吸收，补片周围可见大量炎性细胞，纤维增生和新生血管(A组)；B：部分补片裂解，补片周围可见少量炎性细胞和纤维增生，散在新生血管形成(B组)；C：部分补片裂解，炎症反应轻微，少量纤维增生和新生血管形成(C组)。Fig 2 Histological changes in patches(HE×10)A: Collagen was absorbed, a large number of inflammatory cells, fibroblasts and neovascularization were around the patch(Group A); B: Part of the patch was cracked, with a few of inflammatory cells,proliferating fibroblasts and formation of sporadic new blood vessels around it(Group B); C: Part of the patch was cracked with mild inflammatory reaction, a small number of proliferating fibroblasts and newly formed blood vessels(Group C).

讨 论

聚丙烯单丝修补网片是目前临床应用广泛的一种补片，首先，其能提供足够的张力，聚丙烯与植入体接触后能够刺激成纤维细胞快速反应，使组织纤维在网片间隙中生长，能有效修补腹壁缺损，防止复发[4]。再次，具有抵抗感染的潜力，其单丝编织的结构使其补片具有较大的间隙，能够允许巨噬细胞长入，从而能够杀灭细菌和清除坏死组织，起到抗感染的作用，一些研究也证实了聚丙烯的抗感染能力[5-8]。最后，其易于操作且价格低廉，适合推广应用。然而，聚丙烯与腹腔脏器直接接触时可能引起腹腔粘连，这种粘连会导致严重并发症，如慢性疼痛，肠梗阻，甚至发生肠漏[9-10]。

术后粘连形成与否主要取决于术后的5-7d，之后新的间皮层形成，这层细胞可以防止粘连的形成[11-12]，Gaertner等对各种补片的粘连情况进行了研究，用腔镜探查发现粘连出现在术后的24h内并在7d内继续增加扩大，此后既不会有新的粘连形成，已形成的粘连也不会消失[13]。

如果能够有一层保护膜，在新生间皮组织形成之前，将PP网片与腹腔脏器隔离，同时不影响腹膜与PP补片融合，就可以达到防止PP网片产生粘连的问题。按照此设想，我们将聚丙烯网片与胶原蛋白组合在一起，制作成复合补片，在前期实验中，这种补片在污染环境下修补大鼠腹壁缺损的比较研究中取得了良好效果[2]，为进一步分析评价这种新型补片的效果，此实验我们选用了两种生物补片作为对照，同时选取大型动物犬作为实验动物。

实验中我们发现，术后90d，3组补片粘连无统计学差异，提示PP/胶原蛋白复合补片在预防粘连方面较同生物补片具有相当的效果。术后90d组织学观察发现，A组补片腹腔侧的胶原几乎被完全吸收，形成了一层由成纤维细胞，新生血管组成的膜性结构，其中间有少量的炎性细胞浸润，聚丙烯孔隙之间有大量炎性细胞浸润，同时伴有大量纤维细胞长入和较多的新生血管生成。我们认为胶原被吸收后形成了由成纤维细胞和新生血管组成的膜性结构，能够阻止聚丙烯与腹腔脏器的直接接触，防止聚丙烯网片与腹腔脏器形成粘连。

B组补片尚未完全吸收，腹腔侧的补片裂解较重，胶原成小块状，中间部分尚存在条索状的胶原结构，其间散在炎性细胞，炎性细胞主要存在于裂解的补片间隙及补片与腹膜接触的部位，腹膜侧补片与腹膜界限模糊，可见纤维细胞长入和新生血管。C组补片与B组补片镜下表现大致相同，胶原排列情况与B组胶原略有不同。

在污染环境下使用胶原蛋白复合PP网片修补腹壁缺损与生物补片相比，在预防粘连方面效果相当，均能够在污染环境下对防止腹腔脏器与补片发生粘连起到较好的作用，组织学观察发现炎症反应显著重于生物补片，有较多的炎性细胞浸润，但同时也有较多的纤维细胞和新生血管形成，相比之下生物补片炎症反应轻微，能够较好的适应组织，是目前用于污染环境下修补缺损的首选材料，然而由于生物补片价格昂贵，限制了其应用范围，在此实验中虽然新型胶原蛋白与PP的复合补片组织反应效果不如生物补片，但其成功解决了聚丙烯与腹腔组织发生粘连的问题，基本满足了污染环境下疝修补的要求，且该补片价格低廉，利于推广，相信经过进一步改进，能够成功应用于污染环境并得到推广。综上所述，该实验所运用的3种补片在污染环境下对大型动物进行腹壁缺损修补均取得了较满意效果，该新型PP/胶原蛋白复合补片同生物补片相比，既有不足，也有优势，具有巨大的临床应用潜力，但限于实验观察时间较短，长期使用效果及安全性评价仍有待进一步确定。

1 Chavarriaga LF，Lin F，Losken A，et al. Management of complex abdominal wall defects using acellular porcine dermal collagen［J］.Am Surg，2010，76（1）：96-100.

2 姚京，田文，李佳. 三种复合补片在污染环境下修补大鼠腹壁缺损的比较研究［J］.中国修复重建外科杂志. 2011，25，（6）：116-119.

3 Katada J，Saito H，Ohashi A. Significance of cyclooxygenase-2 induced via p38 mitogen-activated protein kinase in mechanical stimulus-induced peritoneal adhesion in mice［J］. J Pharmacol Exp Ther，2005，313（1）：286-292.

4 郭盛旗. 人工材料聚丙烯补片在修补腹壁切口疝中的应用［J］.中国组织工程研究与临床康复，2010，14，（47）：8881-8884.

5 Alaedeen DI，Lipman J，Medalie D et al. The singlestaged approach to the surgical management of abdominal wall hernias in contaminated fields［J］. Hernia，2007，11（1）：41-453.

6 Engelsman AF，van Dam GM，Van der Mei HC et al. In vivo evaluation of bacterial infection involving morphologically different surgical meshes［J］. Ann Surg ，2010，251（1）：133-137.

7 Ott R，Hartwig T，Tannapfel A et al. Biocompatibility of bacterial contaminated prosthetic meshes and porcine dermal collagen used to repair abdominal wall defects［J］. Langenbecks Arch Surg，2007，392（4）：473-478.

8 D í az-Godoy A，Garc í a-Ureña MA，L ópez-Monclús J，et al.Searching for the best polypropylene mesh to be used in bowel contamination［J］. Hernia，2011，15（2）：173-179.

9 Limpert JN，Desai AR，Kumpf AL et al. Repair of abdominal wall defects with bovine pericardium［J］. Am J Surg，2009，198（5）：e60-e65.

10 Loganathan A，Ainslie WG，Wedgwood KR. Initial evaluation of Permacol bioprosthesis for the repair of complex incisional and parastomal hernias. Surgeon［J］，2010，8（4）：202-205.

11 Baptista ML，Bonsack ME，Felemovicius I et al. Abdominal adhesions to prosthetic mesh evaluated by laparoscopy and electron microscopy［J］. J Am Coll Surg ，2000，190（3）：271-280.

12 Asano T，Takazawa R，Yamato M et al. Transplantation of an autologous mesothelial cell sheet prepared from tunica vaginalis prevents postoperative adhesions in a canine model［J］. Tissue Eng，2006，12（9）：2629-2637.

13 Gaertner WB，Bonsack ME，Delaney JP. Visceral adhesions to hernia prostheses［J］. Hernia，2010，14（4）：375-381.