血管吻合技术的研究进展和应用现状

郭宏波 宦 玮 尹任其 邱 裕 谭梓仪 职康康

海军军医大学附属长征医院血管外科，上海 200003

血管吻合是血管外科手术中的一项重要操作，在血管损伤、血管移植、血运重建等情况下具有不可替代的作用，良好的血管吻合对手术效果及患者的预后具有重要意义。临床上吻合血管的标准方法是缝线吻合法，手工缝合血管对器械要求低，缝合效果好，但也存在局限性：（1）技术要求高，因为在管径细小的血管上缝合，技术操作难度大；（2）缝针、缝线反复进出会损伤血管壁；（3）部分缝线暴露于血管内，容易引起炎性反应、血小板聚集、内皮受损及内膜过度增生等，严重时甚至可能导致血管腔狭窄[1]。为优化血管吻合操作，医师、学者在血管缝合方式、技术及材料等方面不断探索和改进。同时各种新的非缝合血管吻合技术、器械、材料也相继出现，使血管吻合变得更加简单、安全、高效，但同时也暴露出新的问题。本文从血管缝线吻合法和非缝合血管吻合技术两个方面结合文献对这些技术进行分类，并针对每种技术的优缺点及其应用情况进行综述。

1 血管缝线吻合法

血管缝线吻合法是指利用缝针、缝线对血管进行吻合重建的技术。缝线吻合血管有四个基本原则：（1）避免吻合口处的血管腔狭窄；（2）确保血管内表面光滑；（3）两侧血管断端的内膜要紧密贴合；（4）尽量减少缝合材料与血液的直接接触[1]。

1.1 缝合方式

间断缝合法是最经典的缝合方式，主要针对直径在2 mm以下的小血管缝合；研究表明，儿童患者使用间断缝合更有利于血管生长[2]。但间断缝合的方式缺点：（1）针间存在较大间隙，可增加出血风险，而加针又可能造成吻合口狭窄；（2）需要反复缝合、打结，操作繁琐，耗时较长。

连续缝合具有与间断缝合相似的通畅率，但避免了反复打结，可显著减少操作时间，并使整个缝合线上张力均匀分配。但连续缝合的血管在收紧缝线后存在“收缩效应”，即连续缝合时由上一针斜向行至下一针，导致两针之间存在横向应力，收紧缝线后可导致吻合口血管横向收缩折叠，多次累积后容易造成吻合口环形狭窄。因此，陈忠[2]建议在完成连续缝合后，先解除阻断使血管腔充分充盈后再打结，可以避免“收缩效应”。此外，在连续缝合基础上衍生出连续锁边缝合，即在连续缝合时每针都交线锁边，以减少血管缝线的累积应力，也可以减少“收缩效应”。

1.2 缝合技术

（1）端-侧缝合与侧-侧缝合。血管端-侧缝合是将一根血管断端与另一血管的侧面进行缝合，临床上多见于血管旁路移植术及动静脉造瘘等。血管侧-侧缝合是在两根血管的侧面进行缝合，多用于门-腔静脉分流，主-肺动脉分流及动静脉造瘘等。这两种缝合技术的优势在于应用灵活，受血管断端位置、直径限制较小影响，适用于血管直径不一致，或直径虽一致但血管不能切断的情况。但缝合时需注意侧面血管直径的大小，避免吻合后血管瘘口过大或狭窄发生。

（2）套筒式缝合。套筒式缝合是将血管流入端末端塞入血管流出端内部，而后将流入端血管浆肌层与流出端血管全层进行缝合的技术，其优势在于操作简单，缝合时间短，可避免管腔内显露缝线。Zou等[3]使用套筒式缝合技术对小鼠主动脉进行血管重建，结果显示，其在缩短缝合时间、减少出血、增加手术成功率等方面显著优于间断缝合。但是，仅当血管流入端直径小于或等于血管流出端直径时才可使用该技术，否则易导致吻合口狭窄。此外，因需要重叠一段血管，血管有效长度也是重要限制因素。

（3）降落伞技术。降落伞技术是指先在两侧血管断端松散地缝合数针，然后拉紧缝线使两侧血管吻合对齐。该技术适用于操作空间小、血管断端显露不佳的情况。Suezawa等[4]利用降落伞技术对Stanford A型急性主动脉夹层进行远端血管缝合表明，降落伞技术可显著缩短操作时间。但是使用该技术需注意缝合的针数，超过5针时可能导致缝线收紧困难。

（4）外翻式缝合。为确保吻合口内膜之间相互接触，减少管壁组织或缝线暴露于管腔内导致管腔狭窄、血栓形成等风险，血管缝合时常规采用外翻式缝合技术。但该技术的缺点在于外翻式缝合法吻合中小血管时容易出现环状缩窄。

青铜铸造是西周燕国最重要的手工业部门。殷商王朝创造了灿烂的青铜文明，特别是燕地出土了大量的商代铜器，说明商代燕地的青铜铸造业是较为发达的，而这为西周燕国青铜业的发展奠定了基础。从考古发掘来看，西周燕国出土的青铜器物数量多、种类全、器形多样，为我们探讨其铸造技术提供了条件。

（5）血管腔内缝合技术。为最大程度上保证血管吻合口外翻，血管缝合通常会在腔外完成。但当伤口位置过深，血管后壁暴露较为困难时，也可以选择从血管腔内侧进行缝合，其优势在于不用将血管完全游离，去翻转就能完成后壁的吻合，但吻合口外翻不佳或缝线暴露过多，则增加血栓形成风险。

1.3 缝合材料

缝合材料主要指缝针、缝线，另外还有人工血管、补片等辅助材料。在缝针方面，有研究表明，使用圆形缝针，1/2或3/8的缝针弧度，1∶1的缝针、缝线直径配比、缝针与缝线融合的连接方式能最大程度减轻缝合对血管壁的损伤[2]。

为减轻缝合对血管带来的不良反应，在选择缝线材料时应遵循以下原则：（1）在保证足够强度的情况下尽量选细线；（2）光滑或外覆涂层的缝线对血管损伤更小；（3）多股编织线的缝隙容易藏匿感染源，应尽量选用单丝缝线；（4）以不可吸收缝线为主，可吸收缝线主要用于小儿血管缝合以适应血管生长[2]。目前临床上应用最多的血管缝线是聚丙烯缝线及聚四氟乙烯缝线，聚丙烯缝线由单股丝线组成，摩擦系数低，线头与缝针一体连接，对血管损伤小；聚四氟乙烯缝线柔韧性好，强度高，操作性强，具有遇血膨胀的独特优势，可以减少针眼漏血。新材料的应用显著降低了缝线对血管的不良反应，同时也可以在缝线上添加药物来减少缝合相关并发症。张铁慧等[5]利用血管内皮生长因子的成血管作用构建了特殊的血管内皮生长因子缓释微粒缝线，并在大鼠尾动脉上验证了其良好的生物相容性、可以减少血栓形成及提高血管长期通畅率。

人工血管、补片等主要应用于血管长度不够血管吻合，如血管严重损伤、缺失过多或需要进行血管旁路移植术等。合格的人工血管应具备以下特点：生物相容性好、力学强度好、顺应性好、不易形成血栓、不易血液渗透等[6-7]。人工血管的优势在于避免了自体静脉在供体状况、取材长度、管径匹配等方面的限制，且节约了取材手术时间，但缝合时受不同材料间弹性、硬度、延展性等差异影响，容易出现吻合口、针眼漏血。目前临床上用于制造人工血管的材料包括蚕丝、涤纶、聚氨酯、膨体聚四氟乙烯及胶原、海藻酸钠、壳聚糖等天然高分子材料。同时为进一步提高人工血管（尤其是6 mm以内的小直径人工血管）的通畅率，多项研究提出在人工血管表面添加涂层（肝素、含氟表面活性剂、肽类物质等）来进一步增强人工血管的抗凝血性能[8-10]；Niklason和Lawson[11]提出利用组织工程技术来构建更为理想的血管移植物。由活组织制成的组织工程血管不仅在抗血栓形成、组织相容性等方面具备天然优势，还应该具备一定的类似正常血管的愈合、重塑、收缩及分泌能力[12]。

2 非缝合血管吻合技术

2.1 吻合器吻合法

血管吻合器对血管壁的损伤小，在保证内膜之间紧密对接、减少异物在血管腔内暴露方面具有独特优势。血管吻合器从原理上可以划分为针环型、磁环型、吻合夹型、针线型等四类。

2.1.1 针环型

针环型血管吻合器的历史起源于1960年Holt和 Lewis[13]使用成对带针和孔的血管吻合环，随后由Ostrup和Berggren[14]进一步发展成Unilink系统，该系统包含两个聚乙烯环及一个专门用于对合的辅助装置，其中聚乙烯环上针和孔交替分布，两个聚乙烯环对合后，针跟孔相互对接，起到吻合效果。Unilink系统降低了小血管针环型吻合的操作难度，目前临床上应用的针环型血管吻合器仍基于该系统。针环型血管吻合器的优势：（1）操作简单、高效；（2）吻合后血管通畅性好。Wieker等[15]利用coupler针环型血管吻合器对201例颌面区域皮瓣移植患者进行静脉吻合重建表明，coupler针环型血管吻合器在节约吻合时间、保证血管通畅率方面具有显著优势。其缺点：（1）吻合时需要将血管断端外翻90°，不宜用于厚壁、硬化或直径＜0.5 mm的血管吻合；（2）不能吻合管径差异过大的血管。目前这款器械在临床上主要用于静脉、端-端血管吻合，在动脉、端-侧血管吻合上因外翻血管难度更大而应用较少，Zhang等[16]发明的双股线悬吊技术降低了coupler针环型血管吻合器在端-侧血管吻合上的应用难度。

磁环型血管吻合器是利用磁环间的相互吸引对血管壁产生机械性压迫作用以形成吻合口。优势：（1）磁力链接自动重合，精准度高；（2）确定吻合前可多次调整。局限性：（1）磁干扰，多部位磁环吻合容易导致磁体之间相互影响，降低血管吻合的稳定性，影响磁共振等检查；（2）无法用生物材料制作，组织相容性差，容易出现排异反应。目前该技术多应用于胆道狭窄疏通、消化道重建等领域，在血管吻合上还停留在动物实验阶段。

2.1.3 吻合夹型

吻合夹型血管吻合器是利用吻合夹的机械作用力使外翻的血管边缘紧密贴合以达到血管吻合目的。动物实验表明血管吻合夹在缩短吻合时间、减少吻合口漏血、改善血流动力学、促进血管壁各层修复等方面优于缝线吻合法[17-18]。Shenoy和Wooward[19]临床试验表明，与缝线吻合法相比，非穿透性血管吻合夹能显著改善动静脉内瘘和动静脉移植物内瘘的近远期通畅率。需要注意的是，首先使用血管吻合夹一定要注意力度的把握，既要确保吻合可靠，同时又不会因为钳夹过紧导致血管壁穿孔；其次，吻合直径2.5 mm及以下的血管时吻合口环形狭窄风险较高。

2.1.4 针线型

针线型血管吻合器结合了传统缝合技术的可靠和自动吻合装置的高效，是一种新型血管吻合器。针线型血管吻合器由操作器和缝线盒组成，缝线盒内装有多把带缝线的缝合针，能够同时对0.5～4.0 mm的小血管和淋巴管进行多次缝合，使整个血管吻合时间缩短。这款器械的优势：（1）安全性高；（2）适用于机器人手术、腹腔镜手术等。目前该器械已在动物实验中证实其安全性和有效性[20]。但针线型血管吻合器只能缝合，打结依然需要手工完成。

2.2 黏合吻合法

黏合吻合法是利用组织黏合剂将血管断端粘合在一起以达到血管重建目的。黏合吻合法具有对血管创伤小、使用方便、吻合速度快、能用于多种形式的血管吻合等优点[21]，具有代表性的组织粘合剂，包括纤维蛋白胶、氰基丙烯酸酯胶、BioGlue生物蛋白胶和新兴组织粘合剂。

2.2.1 纤维蛋白胶

纤维蛋白胶由浓缩的纤维蛋白原冷沉淀、X Ⅲ因子、凝血酶、钙和抗纤溶剂等组成，通过模拟自然凝血级联反应的最后阶段发挥作用。纤维蛋白胶是目前临床上最广泛使用的一种组织粘合剂，具有支持细胞生长，无毒，完全可吸收，生物相容性好，凝固和降解时间可控等优势。Sacak等[22]在大鼠实验动物模型上的研究发现，在两根缝合线固定的基础上联合应用纤维蛋白胶和静脉袖套辅助进行端-端血管吻合，能显著缩短吻合时间，减少吻合口出血，并且对近、远期通畅率无影响。但纤维蛋白胶同时存在机械强度差，可形成抗纤维蛋白原和凝血酶的抗体导致凝血病和出血，以及容易导致血管栓塞等缺点[23]，所以目前尚未有单独应用纤维蛋白剂进行血管吻合研究。

2.2.2 氰基丙烯酸酯胶

氰基丙烯酸酯胶通过与碱性物质（如水、血液、身体组织等）快速反应短时间内黏附到目标表面，然后放热聚合形成薄膜覆盖血管断端以达到吻合效果。目前，氰基丙烯酸酯胶已在伤口闭合、创面覆盖、切口感染预防等领域广泛应用，表现出良好的替代传统缝线吻合法的潜力，多项研究均证实了该技术的有效性[24-26]。但因为组织毒性方面尚有争议，其在血管吻合等深部组织应用还停留在动物实验阶段。另外，氰基丙烯酸酯胶还存在抗拉强度较低，可引发哮喘、深度烧伤和组织坏死等不良反应[27]。

2.2.3 BioGlue生物蛋白胶

BioGlue生物蛋白胶由45%牛血清白蛋白和10%戊二醛组成，戊二醛分子与牛血清白蛋白的氨基共价交联，使液体胶水快速转化为水凝胶，在修复部位形成机械密封发挥作用。其优点：（1）具有较强黏合和密封能力，能提供良好抗拉伸和剪切强度；（2）室温下储存和使用，具有即时可用的优势；（3）生物可降解性。2001年食品药品监督管理局批准BioGlue生物蛋白胶作为大血管开放性手术修复后止血的辅助手段[28]；其局限性：（1)需要在无血区域进行黏附，使用前必须清除目标区域所有血液；（2）吸收缓慢，可导致局部的炎性反应，有文献显示其与血管外膜的纤维化、血管狭窄、血栓形成等相关[29-30]。

2.2.4 新兴组织粘合剂

理想的粘合剂应满足以下标准：（1）使用方便并且能够在原位发挥作用；（2）具有足够的机械灵活性以适应复杂的吻合口轮廓和大小；（3）生物相容性好；（4）具有合适的机械和物理性能，如抗压力、拉伸和剪切强度；（5）能够与潮湿组织或器官高强度粘合[22,31]。然而，现有的组织粘合剂距离此标准仍有较大差距，因此在现有粘合剂的基础上不断探索。如在传统明胶组织密封剂的基础上，与二琥珀酰亚胺、酒石酸盐、聚乙二醇和海藻酸钠等结合，提高其疏水性能，增强了密封剂的粘接能力及粘合强度[32]；受蛞蝓、贻贝、壁虎、章鱼等动物启发开发出的仿生组织粘合剂能够在潮湿的环境下发挥作用[33]；利用基因工程和材料学开发出一种由枯草芽孢杆菌生物膜制成的活性胶具有自我再生和环境响应能力[34]。然而，新兴密封剂仍在实验研究中，因此，其黏附性能和对人体治疗的潜在并发症仍然未知。

2.3 热能吻合法

血管热能吻合的原理是利用激光或电凝产生的热能作用于血管融合介质（血液、纤维蛋白原、亚甲蓝基蛋白、蛋白/染料混合物、聚乳酸-乙醇酸、聚氧化乙烯等），使介质溶解、聚合、凝固，最终将血管断端“焊接”在一起。1962年，Sigel和Acevedo[35]使用热能血管吻合方法，用双极电凝钳焊接闭合了血管上的线形切口，该方法操作简单，使用方便；但其缺点更为明显：（1）吻合时电凝钳常与凝固的蛋白组织相互粘连，电凝钳移开时容易使吻合口裂开；（2）电流强度及吻合时间难以把握，电流强度过大、过小或电凝时间过长、过短都可能影响粘合效果；（3）吻合强度差，通常需要配合适当的血管缝合。相较于电凝血管吻合法，激光的应用一定程度推进了热能血管吻合的发展，但仍受限于吻合强度及生物安全性。但是以准分子激光为基础，结合血管缝合或其他血管吻合手段进行血管旁路构建的技术显示出一定优势，准分子激光辅助的非阻断性吻合技术（excimer laser-assisted nonocclusive anastomosis，ELANA），通过在端侧吻合后的血管腔内定点释放准分子激光，实现了在不阻断血流的情况下构建了血管旁路目的。van der Zwan等[36]利用ELANA技术对35例大脑前动脉复杂动脉瘤患者进行了血管旁路移植手术显示，ELANA技术是常规颅内血管旁路移植手术的一种可接受替代方法，特别是在某些不建议临时闭塞血管的患者中更为适用。

在血管吻合研究中，缝线吻合法一直是金标准，因为缝线相对便宜、方便、可靠并且可以适应所有可能遇到的组织状况。然而，这并不意味着缝线吻合完全符合“理想”吻合的标准。早期学者们在不断改进血管缝合技术的同时，也在不断探索新的血管吻合技术，这些技术避开了缝线吻合的局限性，使得血管吻合在一定程度上变得更为方便、快捷。但在实际应用中，这些非缝合血管吻合技术也暴露出其他问题。血管吻合器创伤小、吻合速度快，但吻合环的刚性结构可能对血流动力学造成影响；血管粘合剂使用方便，但可能因为生物毒性、粘合剂渗漏入血管腔内等问题导致严重不良反应；激光血管吻合则存在吻合强度不够的缺点。这些问题的存在一方面制约着吻合技术的应用，另一方面也为其进一步发展指明了方向，相信随着新材料、新技术的研究更加深入，未来医师可以应用更加方便、安全、可靠的血管吻合技术。