静脉动脉化对微循环重建影响的研究*

邵　滨　房清敏　刘永涛　邢建强　王大巍

滨州医学院附属医院脊柱外科　滨州　256603



·论著·

静脉动脉化对微循环重建影响的研究*

邵滨房清敏刘永涛邢建强王大巍

滨州医学院附属医院脊柱外科滨州256603

目的研究静脉动脉化对新西兰大白兔后肢微循环重建、组织形态学变化的影响。方法选取新西兰大白兔60只，分为动静脉转流组(A组)和缺血模型组(B组)各30只。A组制作静脉动脉化模型，B组制作缺血模型。于手术后第1、2、3、4周取A、B两组股动脉、股深静脉血做血气分析，取远端腓肠肌做切片在光镜及电镜下观察，取股动脉血分离血清测血清细胞因子，检测不同时相变化。结果与术前比较，A和B组术后1周灌注动脉血与回流静脉血血氧分压差和二氧化碳分压差显著降低(P<0.05)，并且A、B组间上述指标对比有显著性差异(P<0.05)。B组在术后1周后陆续因感染而死亡。术后4周，A组上述指标与术前相比无显著性差异(P>0.05)。术后1周，B组肌肉组织弥漫坏死，A组肌纤维大小不等，萎缩变性，纤维间有炎性细胞浸润；术后2～3周，A组肌纤维逐渐恢复，炎细胞对比减少；术后4周，A组肌纤维排列有序，无萎缩变性及坏死征象。与术前比较，术后1周A和B组血清因子含量明显提高(P<0.05)，而术后4周，A组血清因子与术前相比无显著性差异(P>0.05)。结论静脉动脉化可使缺血肢体组织营养供应、微循环得到一定程度的恢复。

静脉动脉化；血清；细胞因子；微循环；血气分析

静脉动脉化在临床中已经成为了一种成熟的手术方式，被广泛应用于治疗血管闭塞性脉管炎及皮瓣移植等，并得到了较好疗效。但静脉动脉化后对于远端缺血组织如肌肉、血管组织的微循环改变国内外学者研究较少[1]。静脉动脉化后微循环是否会出现理论意义上的倒流，不同时段组织间的血氧交换及血管通透性变化情况及转流后微循环的超微改变及相关血清因子变化规律尚不清楚。本实验着重研究了动静脉转流后远端组织微循环的改变及相关时相血清因子的变化，进而分析动静脉转流后微循环途径的改变，现报道如下。

1　材料与方法

1.1动物分组选取2.0～2.5 kg健康雄性新西兰大白兔共60只作为实验对象，将动物随机分为2组，动静脉转流组(A组)30只，分离出股动静脉做端端吻合，使静脉动脉化；单纯缺血组(B组)30只，制备缺血模型。

1.2手术方法大白兔行腹腔注射乌拉坦麻醉，麻醉成功后将兔仰卧固定于动物实验台上，后肢剃毛，碘伏消毒手术区域皮肤，铺无菌巾单。A组分离出股动静脉，股动脉近端接静脉远端，做端端吻合，使静脉动脉化，缝合切口。B组于腹股沟区沿股动脉行径做纵行切口，分离出股动静脉，从主动脉分叉处开始，结扎髂内、髂总、髂外及股动脉所有分支，于膝上切断股动脉，结扎断端，缝合切口。

1.3术后处理所有动物均给予青霉素40万U 1次/天肌注，连用1周，1次/天碘伏消毒切口。动静脉转流组用肝素钠20 mg，2次/天静脉注射，连用1周，观察术后1、2、3、4周患肢情况。

1.4标本采集①分别于术后1、2、3、4周取动静脉转流组术肢远端腓肠肌制成病理切片作HE染色与健肢，缺血组对照。②分别于1、2、3、4周取A、B组股静脉血，采用酶联免疫法检测各时段LDH、内皮素、HIF1α、血管内皮生长因子值。③转流组转流前与转流后1、2、3、4周分别抽取灌注端股动脉与回流段股深静脉血各2 mL做血气分析。

2　结果

2.1手术后动物肌肉形态改变影响对HE染色的肌肉组织光镜检查：缺血组肌肉组织弥漫坏死，1周后动物陆续因感染死亡；转流组术后1周肌纤维大小不等，萎缩变性，纤维间有炎性细胞浸润，转流后2～3周，肌纤维逐渐恢复，炎性细胞对比减少，术后4周肌纤维排列有序，无萎缩变性及坏死征象(见图1～4)。

电镜观察：转流组术后1周，肌肉的肌原纤维排列好，清晰，肌浆网扩张不明显，肌节长短不一，间质细胞变性，转流后4周，肌节长度较规整，粗细肌丝排列整齐，肌原纤维间糖原颗粒较多。

图1转流组术后1周肌纤维大小不等，萎缩变性，纤维间有炎性细胞浸润图2转流后2周，肌纤维逐渐恢复，炎性细胞对比减少

图3转流后3周，肌纤维逐渐恢复，炎性细胞对比减少图4转流术后4周，肌纤维排列有序，无萎缩变性及坏死征象

2.2静脉动脉化前后血气改变A组血气分析显示术后1周灌注动脉血与回流静脉血血氧分压差较术前有显著性差异(P<0.05)，回流静脉血与灌注动脉血二氧化碳分压差与术前有显著性差异(P<0.05)，A、B组间上述指标对比有显著性差异(P<0.05)；B组在术后1周陆续因感染而死亡；术后4周，A组上述指标与术前相比无显著性差异(P>0.05)(见图5、6)。

橙：动脉血O2分压；蓝：静脉血O2分压；黑：动静脉血O2分压差橙：动脉血CO2分压；蓝：静脉血CO2分压；黑：动静脉血CO2分压差

图5转流组不同时段血O2分压变化图6转流组不同时段血CO2分压变化

2.3静脉动脉化前后血清因子变化A组和B组血清因子对比，LDH、内皮素、HIF1α和血管内皮生长因子的含量变化见表1。A组术后1周与术前相比有显著性差异(P<0.05)，术后4周，A组血清因子与术前相比无显著性差异(P>0.05)；B组术后1周与术前相比有显著性差异(P<0.05)。

表1　血清因子的含量变化

3　讨论

学者们对于动静脉转流后组织早期微循环重建的方式存在不同的观点。主要观点包括静脉动脉化静脉后组织早期血流的主要途径为动脉血流入细静脉后,经细静脉间交通支回流至起回流作用的细静脉内[2-8]；静脉转流后微静脉可起到代替毛细血管的作用[9]。目前认为，静脉动脉化可通过血压进行有效地静脉血管扩张，关闭或使静脉瓣失效，血液流经缺血部位进行循环，随之开放微静脉短路，为周围组织有效提供血运，保持皮瓣良好血运与成活。随着缺血组织血管化的完成，血流则逐渐变为生理性血流循环，从而有效保证组织成活[10-11]。本次研究分析了兔子静脉动脉化对术肢的肌肉组织微观形态学改变，微循环改变及动静脉血氧改变的影响。实验结果显示：大白兔动静脉转流术后，术肢可重新得到血液灌注，末端肌肉组织细胞可逐渐恢复正常结构。缺血组动物术肢于缺血后2～3天出现肢端坏死，并于1周后死亡。转流组术后皮肤颜色与术前健侧肢体同部位皮肤无明显改变。转流组病理学表现为肌纤维大小不等，萎缩变性，纤维间有炎性细胞浸润，转流后2～3周，肌肉纤维逐渐恢复，炎性细胞对比减少，术后4周，肌肉纤维排列有序，无萎缩变性及坏死征象。说明转流术后1周，术肢缺血组织血供并未恢复至术前水平。术后4周，动脉血的单向灌注已建立，有效微循环恢复，组织恢复营养供应，肌肉形态恢复。实验中存在吻合口血栓形成情况，然而远端缺血组织未出现缺血坏死。孙建民等[12]通过术后经灌注动脉造影发现吻合口闭塞时会出现侧支沟通吻合口两端血管。国外学者Baffour等[13]指出，吻合口周围血管网形成是机体对肢端严重缺血的反应。Graham等[14]进一步研究发现，这些血管网密度与肢端缺血程度呈正相关。因此我们认为，随转流时间推移，血流可转变为生理性血流，肌肉组织营养将逐步改善，即使吻合口出现一定程度的狭窄，也会有侧支循环代偿，不会出现肢端缺血坏死。

静脉动脉化后正常的微循环通路被破坏，缺血组织必须通过微循环得到营养。因此，在血管转流后，股动脉能否流经静脉进入缺血组织的微循环成为组织营养重建的关键所在。本实验检测了术后1周灌注端动脉血与回流端静脉血血气变化，结果显示，术后1周，动静脉血氧分压差及动静脉血二氧化碳分压差和术前相比有显著差异，这可能与动静脉转流后，组织微循环因改变了正常交换途径，不能立刻适应变化有关系。转流后4周,动静脉血氧分压差及动静脉血二氧化碳分压差和术前相比无显著差异，说明转流的动脉可经股浅静脉进入缺血组织的微循环，同时，术后4周，随着股动脉血的单向灌注，有效微循环得以建立，也可以在此进行充分物质交换。

我们还检测了动静脉转流术后1～4周相同时段的LDH、内皮素、HIF1α和血管内皮生长因子的含量，并与术前正常值进行比较，结果显示，术后1周，血液内4种因子较术前有显著性差异(P<0.05)，术后4周，血清内4种因子较术前无明显差异(P>0.05)。这说明，术后1周存在血管内皮细胞脱落，组织细胞缺氧及转流后血管重塑。术后4周，血液内血清因子同术前，表明转流术后4周，血管内皮细胞已完全修复，微循环已重建，血管重塑已基本完成。

近年来，利用动脉灌注静脉治疗肢体缺血已有了大量研究，如股动静脉瘘的建立及分期转流中静脉灌注动脉血，然而动静脉转流的广泛应用并未取得突破进展。本实验对静脉动脉化后微循环重建及组织形态学的研究表明，静脉动脉化后动脉血能有效进入微循环，从而改善缺血端肢体血流供应。并且已有学者证明对无静脉瓣的组织，动脉血直接进入静脉并逆流入毛细血管从而营养缺血组织，而对于存在静脉瓣的离断组织，高压高速的动脉血使静脉壁扩张，从而瓣膜关闭不全甚至失效，进而血液逆流入毛细血管完成供血。在早期可能随动脉压的变化，静脉进入组织的血液退回至循环系统作为回流，后期可能是依靠与周围组织建立新的侧支循环得以回流。这为临床治疗因中小动脉广泛闭塞而致患肢无法生存，传统血管重建难以实施的病例提供了可靠的理论依据。

综上所述，兔子后肢静脉动脉化可使缺血肢体组织营养供应、微循环得以恢复。本实验仍然存在诸如观察周期较短，样本量较小等不足之处，将来大样本、长周期的实验观察会为临床治疗提供更加可靠的理论依据。

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The experimental study on the effects of the microcirculation reconstruction by arteriovenous reversion

SHAO BinFANG QingminLIU YongtaoXING JianqiangWANG Dawei

Department of Spinal Surgery,Binzhou Medical University Hospital,Binzhou 256603,P.R.China

ObjectiveTo evaluate the effects of reversal arteriovenous on the microcirculation reconstruction, tissue morphological changes.MethodsSixty Newzealand rabbits were randomly divided into arteriovenous turn flow group(group A) and ischemic model group(group B).Specimens were taken for blood gas analysis,gastrocnemius biopsy for pathology observation,blood from femoral artery and deep femoral vein to detect the serum cytokines in different phases.ResultsCompared with the preoperative,femoral artery and deep femoral vein blood PaO2and PaCO2reduced 1 week after the reversal operation(P<0.05).Contrast between the index of A,B group with significant difference (P<0.05).Group B died 1 week after operation because of infection.Compared with preoperative,the above indexes of Group A was no significant difference after 4 weeks(P>0.05).In group B,the muscles were necrosis postoperative 1 week in the pathology.In group A,muscle fibers with varying sizes,atrophy degeneration,inflammatory cell infiltration between the fibers postoperative 1 week.Muscle fibers recovered gradually and inflammatory cells decrease after 2 to 3 weeks.Muscle fibers arranged orderly with no signs of atrophy degeneration and necrosis after 4 weeks.Compared with preoperative, the serum factors of group A and B improved 1 weeks after the reversal operation(P<0.05),and the serum factors of group A had no significant difference compared with preoperative index 4 weeks after the operation(P>0.05).ConclusionArteriovenous reversal can supply the ischemic limb tissue nutrition and reconstruct microcirculation.

arteriovenous reversal,serum，cell factor,microcirculation,blood gas analysis

山东省医药卫生科技发展计划项目(2013ws0305)

房清敏，E-mail：byfqm2008@163.com

R687.3

A

1001-9510(2016)04-0241-04

2016-01-06)