Choke Vessels对跨区皮瓣成活机制的研究扩展

贾丁丁，甄平

(兰州总医院创伤骨科，甘肃 兰州 730050)



综 述

Choke Vessels对跨区皮瓣成活机制的研究扩展

贾丁丁，甄平*

(兰州总医院创伤骨科，甘肃 兰州 730050)

随着对穿支皮瓣中穿支血管血供的深入研究，和对不同设计类型、较大面积的皮瓣用于修复的迫切需要，人们对临床上应用的超常皮瓣的血供进行了研究，并在此基础上建立了跨区供血学说，这是对血管分区概念的补充与发展。1987年，Taylor等[1]在对前人提出的人体皮肤血供规律研究的基础上重新提出了血管体理论，并解释了其具体意义。所谓血管体是指某一源动脉呈不同区域树形分布的所有人体表层解剖学区域，包括皮肤、皮下组织及覆盖的各种其他组织。Taylor等[2]认为穿支体区应为解剖学供区。由此，新理论的应用奠定了穿支皮瓣由形态学研究到数字化理论时代的基础，为以后的科学实验与临床上穿支皮瓣的研究与发展奠定了理论基础。

1 Choke Vessels吻合特点

在Choke Vessels吻合区域网理论研究基础上，采用现有外科技术切取具有主干穿支血管供养跨区皮瓣，并以该穿支血管作为血管蒂进行的移植修复，不仅为供区保留了主要血管，同时也降低了供区和受区的坏死率[3-4]，进而实现了皮瓣由“粗制”向“精制”的转变，极大地提高了皮瓣的成活率。国外有文献报道，通过CT技术对不同部位的单穿支进行了三维可视化研究，发现人体浅层Choke Vessels区具有以下特征：相邻穿支区的血供主要通过两种方式进行有效吻合流通(直接与间接)，不同部位穿支间的流通方式与方向都各有不同；在进行跨区灌注时，其遵循相邻的穿支进行灌注，包括来自同一主干动脉的相邻穿支和来自不同主干动脉的相邻穿支体进行灌注[5]。Cormack等[6]在前人研究的基础上将皮肤表层的穿支血管供区依次分为3个区域：解剖学供区、血流动力学供区及潜在供区。每一穿支动脉所供养的解剖学组织被称为解剖学供区。研究发现具有穿支的解剖学供区是最基础的供血区，其穿支动脉与相邻穿支动脉之间均有不同方式与特性的吻合网；当一侧穿支血管被破坏阻断时，因为其内血流的被阻和血流量的下降，造成了其管道内的血管压力下降。此时，在内外因素作用下，受破坏的血管区与解剖学供区之间的血流屏障就会打破，血管内的血流通过二者之间的吻合部位向其供血。这种通过被相邻解剖学供区供血而扩张部分被称之为血流动力学供区(Ⅰ区)；通过有了解剖学供区和跨越动力学供区的基础条件，在有利因素的干预下若扩张部分通过Choke Vessels再继续向远邻的供区延伸，则称其为潜力供区(Ⅱ区)。这样便可将皮瓣从解剖学供区向紧邻的动力学供区扩张，进而达到潜力供区，这种叠加式的I区与Ⅱ区的扩增从而得到更大的穿支皮瓣，即为跨区供血皮瓣。

2 对影响Choke Vessels因素的研究

Choke Vessels扩增生长后在对促进穿支营养除解剖学供区外以远的皮肤软组织，对跨区皮瓣的成活具有极其重要的作用。目前，临床与基础的研究主要集中在延迟皮瓣的领域，而Choke Vessels的各种变化是其研究的重点。大量文献报道，延迟的跨区皮瓣Choke Vessels的扩增生长是一个主动过程，而非被动过程，这便为其后来的生化研究提供了便利。Dhar及Taylor[7]发现在跨区皮瓣中当一侧穿支血管离断后，24 h后血液通过未损伤侧穿支血流压力进入Choke Vessels，管壁细胞增生并增殖，3 d内Choke Vessels管腔持久开放并扩张，3 d后管壁细胞继续增殖，管腔出现肉眼可见的扩大，7 d内达到峰值；产生这些变化的最主要的原因是低氧环境，但血液流体剪切力亦是另一作用因素。而进一步研究发现，皮瓣延迟后Choke Vessels的增生及扩张与炎性过程紧密相关[8]。Williams等[9]对背部跨区轴型皮瓣切取后，发现Choke Vessels形成过程中的因子与血管生成的相关因子在皮瓣形成3～5 d内大量生成，包括中性粒细胞黏附因子CD11b、细胞间黏附分子-1(intercelluar adhesion molecule-1，ICAM-1)及基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase 2，MMP2)，代表血管内压力的因素热休克蛋白70( heat shock proteins，HSP70)在5～7 d内亦升高，但与缺氧密切相关的因子血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)并未见表达增多；故他认为Choke Vessels的形成与缺氧无直接联系，而与血管炎性过程有关。

3 动物实验下Choke Vessels的形态演变规律

Choke Vessels血管在生理状态下是相邻不同穿支体区的屏障墙，阻碍了两个不同区域的灌注流通，从而造成潜力供区无法得到应有的血供，因此皮瓣远端的坏死率极高。所以大部分的研究也就集中在Choke Vessels身上，通过对Choke血管形态结构、生理生化及病理特性的深入研究，打破这一血管屏障，提高其远端成活率，从而更好地指导临床上如何对跨区皮瓣的切取[10-11]。现对Choke血管的基础研究主要通过实验动物行外科皮瓣切取，术后按照不同时间点进行动脉血管造影摄片，以便观察Choke血管的变化情况，但此方法只能观察到血管的增长情况。另外不同实验动物研究的同一部位的血管网是有差别的，进而对实验造成较大的误差，无法对其生理生化特性作进一步的研究。此方法也尚有局限性，其一就是动物是被处死的，而临床研究前提必须保证实验对象是成活的，这样才能真实有效的模拟临床以便达到快速准确的应用与指导；其二大部分是关于Choke动脉的，原因是动脉没有瓣膜，比较容易得到清晰的影像，而静脉有瓣膜，管壁薄，不易于造影。然而，临床上皮瓣跨区切取后，静脉回流受阻是造成皮瓣远端出现肿胀、青紫进而坏死的主要原因。虽然对改善皮瓣静脉回流的方法有很多研究，但临床效果并不是很理想[12-13]。因此，有一部分人便着手于对Choke静脉进行研究。戴开宇等[14]对大鼠背部跨区皮瓣的Choke静脉的变化规律进行了实验研究，发现跨区皮瓣切取后Choke区的动脉与静脉管径在不同时间段均扩张，并提出了Choke静脉血早期主要以“迷宫”式回流为主，而术后晚期则通过“迷宫式”及“瓣膜失效”两种方式进行回流，但以“瓣膜失效”为主要途径的理论。王欣等[15]在低分子量肝素钠对逆行岛状皮瓣存活影响的实验研究中发现早期静脉回流的负荷不会立即表现出来，是由于皮瓣切缘渗血可以缓解Choke静脉内的回流负荷，使早期皮瓣颜色基本正常，但随着切缘的愈合，皮瓣的静脉回流不畅就会表现出来，造成皮瓣远端颜色青紫。因此切取皮瓣时必然完全切断远端的血管(保护好穿支血管蒂中的静脉)，使正常的静脉回流途径经近端蒂部静脉才能实现回流。研究显示将蒂部的伴行静脉完全阻断后，会明显增加皮瓣肿胀和坏死程度[16]。有报道发现Choke血管区微血管依不同时间点将出现不同程度的扩增。如果该时间点Choke血管扩增有效(包括人为干预)，则获取穿支跨区供血皮瓣时，该Choke血管区就能保证跨区皮瓣间血供的代偿能力，避免皮瓣出现部分缺血性坏死[17-18]。随着研究技术的革新，动物皮窗的应用实现了在活体上对目标Choke Vessels血管进行长时间的实时、直视观察。胡斯旺等[19-20]应用此技术对大鼠背部皮肤Choke血管“扩增率”的观察，发现出不同时间段左、右髂腰动脉穿支体区间的Choke血管扩增规律为：在第1天即逐渐增粗，至第4～6天达高峰，然后逐渐下降，第10～16天时再次出现增粗。进而又对大鼠背部穿支体区间Choke血管密度进行了研究，发现穿支体区间Choke血管密度增加在术后24 h后出现，72 h到峰值，随后逐渐消退。这对临床上切取超大跨区供血皮瓣或延迟皮瓣可能有一定的参考意义。

4 临床应用中对影响穿支皮瓣成活率的研究

4.1 术前因素 a)对于吸烟患者手术期间戒烟处理；b)术前常规检查及专科检查：心电图、肝肾功能、血常规、凝血四项、胸片等，排除其他基础疾病的干扰，如糖尿病、风湿病等全身免疫反应性疾病；c)缺损的原因、面积大小、位置、形状，以及术前清创是否彻底等对后期的皮瓣移植也有一定影响；d)皮瓣选取的位置、大小等，常规必须采用多普勒超声血管听诊仪确定主要供血血管行径[21]。e)皮瓣设计不合理。包括：(a)供区选择不合理：选择皮瓣供区时，原则上选择没有损伤、可游离范围较大，皮瓣下没有重要神经、血管通过者，最好是肌肉丰富的位置，尤其是皮瓣蒂部更不能为碾挫受破损的组织。(b)皮瓣布局设计不合理。皮瓣的常规设计一般遵循点、线、面、弧的原则。旋转点位置既不能过高也不能过低，旋转点过高会导致皮瓣蒂部过长，过低易造成穿支动脉移植中损伤或进入皮瓣的穿支动脉过少，皮瓣灌注压过低。旋转点设计中要充分考虑到皮瓣旋转过程中蒂部长度损失。轴心线设计原则应遵循解剖皮瓣轴心血管的走行，不可自主偏离，因皮瓣的Choke血管供血范围决定于轴心血管的灌注压和灌注面积，如果在轴心血管两侧偏心设计皮瓣，必然面临大的一侧灌注面积不足的问题，皮瓣边缘容易发生动脉危象，出现坏死的可能。皮瓣设计中要充分考虑皮瓣轴心血管的灌注面积，尽量避免做越过皮瓣轴心血管灌注范围的跨区皮瓣移植。董忠根等[22]通过大量临床病例证实远端蒂腓肠神经营养血管皮瓣的近端不超过小腿下7/9与上2/9交界线时皮瓣成活可靠；而皮瓣近端位于小腿上1/9区段时，皮瓣部分坏死的可能性明显增加。面和弧的设计一方面由轴心血管的灌注范围决定，另一方面更取决于创面的形态。皮瓣面积设计中应充分考虑到皮瓣回缩及旋转牵拉造成的皮瓣面积损失，因此有报道指出一般皮瓣长、宽要大于受区长宽至少1～2 cm，否则会有皮瓣过小或缝合过紧情况发生[23-24]。

4.2 术中因素 对于皮瓣坏死的原因，有文献认为主要是因为静脉回流障碍，其次是皮瓣蒂部扭转或受压[25-26]。观察供血动脉均畅通，术后发现扩增血管内有大量微小血栓的形成，这是由于术中由于静脉干被完全结扎，静脉腔内淤血完全闭塞，并且有血栓形成的血管蒂又恰与皮瓣坏死的程度有关联，这又是导致皮瓣静脉回流障碍的又一重要因素，从而形成了一个恶性循环。有报道发现在设计腓肠神经营养血管皮瓣时保证腓肠神经、小隐静脉包含在皮瓣内，这是皮瓣成活的关键。而有的学者则认为小隐静脉留在皮瓣对皮瓣的成活有一定的影响[27]。至于哪一个手术方案选择是恰当的，仍需要大量基础研究和临床资料去证实。深筋膜血供的破坏也是造成皮瓣坏死的主要原因。由深筋膜血管网发出的皮穿支是皮肤营养最主要的血供来源，因此如果在深筋膜浅层切取皮瓣，必然造成深筋膜血管网与表层皮肤血管的吻合支破坏，从而严重影响轴心血管的灌注范围；另外，皮瓣切取过程中，深筋膜与浅层分离或深筋膜过度牵拉，均可造成深筋膜血管网和浅层吻合支断裂，因此应当及时将深筋膜与浅层固定，防止穿深筋膜血管损伤。

4.3 术后因素 对跨区皮瓣术后的保护尤为重要。术后血管痉挛是造成皮瓣坏死的另外一个因素，而室温过低是导致血管痉挛的外部因素。临床发现术后48 h内给予有效措施可预防其痉挛，也大大降低坏死率。患者术后体位不当也是造成皮瓣坏死的一个因素。术后患肢体位摆放不当会导致皮瓣受压，加重血管回流的阻力，可造成皮瓣坏死，所以临床医生应及时告诉患者及家属，保持正确的体位。研究发现疼痛可使机体释放炎性介质，可造成强烈收缩Choke血管作用，如不及时处理可导致血栓形成，甚至堵塞[28]。暂时性的皮瓣堵塞是最常见的并发症(7.5%)，占到总并发症率的20%，特别是在下肢穿支皮瓣重建[29]时可直接影响皮瓣的成活。同时，疼痛也可影响睡眠，加重紧张、焦虑等不良情绪，对术后整体的恢复都存在一定的影响，因此术后给予一定的止痛药物，可减轻血管的挛缩。

5 展 望

在各种软组织损伤中，创伤是导致大面积皮肤软组织缺损最为常见的原因。Lancet(柳叶刀)2012年12月刊登的大型调查报告显示[30]：1990—2010年，在调查各个国家与地区死亡原因中，发现年龄介于19～49岁的男性因创伤导致的死亡率占总死亡率的10.7%，若再加上其他外伤的死亡率占总死亡率的6.2%，则其伤害性死亡率占总死亡率的16.9%，高于艾滋病(10.7%)和心血管疾病(12.8%)的死亡率。在各类创伤中，交通伤和机械伤所致损伤往往会造成大面积的软组织缺损，所以穿支皮瓣的应用就显得尤为重要。针对每个不同病例不同软组织缺损，我们临床医生应当制定出个体化的皮瓣设计方案，并灵活运用皮瓣外科现有的显微外科技术去创新设计，因此不断地提高皮瓣的成活率是创伤外科医师永无止境的追求。

跨区穿支皮瓣的基础研究和临床应用研究已取得很大的进展，但跨区穿支皮瓣在确保其成活率的基础上，仍有很多问题有待解决。如进一步分析Choke Vessels的动态性分布规律、血管扩增的分子机制是什么影响、如何重建皮瓣感觉与美容等诸多方面均有待进一步探索与研究。

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国家自然科学资金(81371983)；*本文通讯作者：甄平

1008-5572(2017)07-0622-04

R622

A

2016-03-25

贾丁丁(1990- )，男，研究生在读，兰州总医院创伤骨科，730050。

贾丁丁，甄平.Choke Vessels对跨区皮瓣成活机制的研究扩展[J].实用骨科杂志，2017，23(7)：622-625.