疝修补材料的研究进展及展望

于 凡 综述 伍 波， 康 杰 审校

（上海交通大学附属第六人民医院甲乳疝外科，上海 200233）

疝是指组织或器官的一部分因组织薄弱、缺损或异常的腔内压力升高，使其离开正常的解剖位置，并向组织薄弱、缺损处突出而形成的结构，俗称疝气。据统计，2017年全世界约2 600万人患有疝，目前65岁以上人群腹股沟疝患病率高达1.16%[1]。临床中常见的有腹股沟疝、食管裂孔疝、切口疝、脐疝。虽然，尚有研究者认为对于无症状的男性腹股沟疝无需修补，但不可否认，疝修补手术仍是治疗疝的主要方式[2]。随着对疾病病理生理的进一步理解及治疗技术的不断发展，疝修补手术已从传统张力修补发展到目前广泛开展的开放无张力修补术和腹腔镜疝修补术，甚至将机器人手术系统运用于疝手术。传统修补术后术区张力较大，病人术区不适、疼痛，且复发率较高，活动能力变差，严重影响生活质量。现阶段常用的开放和腹腔镜无张力疝修补术则在多方面优于传统疝修补术。最大的区别在于术中使用疝修补材料，其使用不仅缓解直接缝合组织所致术区张力大的问题，同时提高修补强度而有效防止复发。疝修补材料的材质、编织方式、孔径、形状及后期修饰等不断得到发展。

本文综述现阶段临床常用各类补片的特点及研究进展，并对未来的疝修补材料进行展望。

疝修补材料的分类

现阶段临床使用的疝修补材料根据材质不同可分为人工合成补片、生物合成补片和复合补片。其中人工合成补片可进一步分为不可吸收和可吸收。根据编织方式不同可分为单丝编织、双丝股及多丝股补片。根据孔径大小可分为Ⅰ型(大孔型)，孔径＞75 μm；Ⅱ型(小孔型)，孔径为 1～10 μm；Ⅲ型(包含微丝或小孔的大孔型)，由多纤维丝材料构成；Ⅳ型(极微孔型)，孔径＜1 μm[3]。现阶段又进一步提出Ⅴ型(巨孔型)，孔径＞1 500 μm。根据补片密度可分为轻量级(＜35 g/m2)、中量级(35～90 g/m2)、重量级(＞90 g/m2)[4]。

不可吸收人工合成补片

一、聚酯补片

聚酯材料发明于1939年，是乙烯二醇和对苯二酸的聚酯聚合体。1956年，Wolstenholme首先采用涤纶布作为疝修补材料进行19例疝修补手术，均无短期并发症发生，遗憾的是无长期随访报告。与聚丙烯相比，聚酯补片柔韧性较好，但抗张力能力仅为聚丙烯的1/3。然而，研究者对此类补片的疗效问题看法不一。美国学者使用聚酯补片作为切口疝病人的疝修补材料，术后远期复发率34%，肠漏发生率16%，感染发生率12%，肠梗阻发生率12%。作者提出聚酯补片不宜再用于疝修补[5]。2019年，Stavert等[6]用该类补片对514例病人行腹腔镜腹股沟疝修补术，248例单侧，266例双侧，术后随访4.4年，无补片感染，4例(0.78%，4/514)复发，其中3例(0.58%，3/514)后期行开放性疝修补术。该研究团队指出，使用此种聚酯自粘补片行疝修补术安全、可靠、有效且复发率低。有学者提出，聚酯补片适用于选择性切口疝修补术，术后感染的风险最低[7]。然而多数临床医师认为，聚酯材料在防止感染方面较聚丙烯差，且随着术后时间延长，聚酯材料退化、失去弹性等不稳定性增加晚期复发的可能[8]，近年来使用逐渐减少。

二、聚丙烯补片

自1962年聚丙烯材质补片首次被用于修补腹壁缺损以来，已成为现阶段临床上最常用的疝修补材料。聚丙烯因来源广泛、质量轻、价格低廉、无毒无味、强度高，以及热稳定性和化学稳定性好，广泛应用于医疗器械领域。使用聚丙烯作为疝修补材料进行无张力疝修补术，不仅术后炎症反应小，且复发率低[9]。

聚丙烯补片可通过调节孔径及编制纤维的粗细制作不同重量级的补片。设计的孔径均允许巨噬细胞和白细胞通过，同时允许纤维原细胞、胶质细胞、新生血管细胞生长，这些细胞降低感染发生率。现阶段多主张使用大孔径、轻量型补片。Peeters等[10]研究指出，使用重量型聚丙烯补片与轻量型聚丙烯补片的病人相比，腹腔镜腹股沟疝修补术1年后，精子活力有所下降，但生活质量、慢性疼痛和复发率差异无统计学意义。然而，这一观点尚未达成一致，大多认为精子活力与补片无关[11]。有研究发现，轻量型补片与重量型补片相比，慢性疼痛等术后并发症少，但术后复发率差异无统计学意义[12]。然而，聚丙烯的表面较粗糙，生物相容性较差，可刺激周围组织产生过量瘢痕组织，致慢性炎症。早期研究指出，聚丙烯与切口疝术后病人的腹腔内脏器接触时可引起腹腔粘连、肠梗阻、肠穿孔等严重并发症[13]，故无防粘连特性的单纯聚丙烯补片禁止置入腹腔，存在局限性。Heymann等[14]研究发现，聚丙烯补片植入后可引起植入材料相关炎性肉芽肿，主要是由单核细胞来源的巨噬细胞表达高水平炎症激活标志物所致，外来植入物诱导骨髓细胞迅速聚集而发生。且此种反应在植入90 d内无明显衰减。由于聚丙烯补片易被细菌感染，重型、多丝股的聚丙烯补片在腹腔污染的情况下需谨慎使用[7]。但不可否认聚丙烯材质的疝修补材料仍是现阶段临床最受欢迎的。

三、膨化聚四氟乙烯补片

膨化聚四氟乙烯补片是除聚丙烯补片外临床常用的不可吸收人工合成疝修补材料。聚四氟乙烯属于氟化物，是一种惰性材料，可制成网格样结构，质地柔软、可塑性强、耐磨损，且表面光滑，与腹腔内脏器接触后不易形成粘连，可引起轻微的炎症反应[15]。2015年，张春泽等[16]纳入211例术中应用膨化聚四氟乙烯补片、行开放腹壁切口疝手术的病人，进行回顾性分析。长期随访发现，6例(2.8%)疝复发；3例(1.4%)补片感染，其中1例因存在感染而行急诊手术，另外2例则行常规手术。作者认为此补片应用于腹壁切口疝安全可靠，复发率低。然而，感染情况下置入此补片易诱发术后补片感染。2020年，Morales-Conde等[17]回顾60例疝修补术病人，其中41例(68.3%)使用膨化聚四氟乙烯补片作为疝修补材料。术后1个月随访发现，皮下积液13例(21.7%)，其中1例(7.7%)出现严重不适和补片脱落，接受第2次手术。比较其他材质补片，术后补片相关性皮下积液的发生率明显增加，且差异有统计学意义。膨化聚四氟乙烯补片为微孔型材料，因此成纤维细胞及巨噬细胞不易通过补片中的微孔，修补后补片的牢固性及抗感染能力不及聚丙烯和聚酯补片。因此，临床此种补片发生感染时，大部分情况下应移除补片。同时，膨化聚四氟乙烯补片的生物力学强度弱，不宜用于张力较大的手术区域。

为改善其不足，美国Gore公司研制了多款膨化聚四氟乙烯补片。①Mycromeshe补片为双层膨化聚四氟乙烯结构，一层为微孔材质，另一层为大孔径。大孔径层面有利于组织长入而固定补片。②Dualmesh补片为双面结构，与脏器接触面仍保持平滑的微孔结构特点，与筋膜接触面为脊或凹陷相间。此结构同样利于组织长入从而固定补片。③Gore-tex系列的另一种产品为单层双面。一面为Mycromesh结构，利于组织长入，此面接触腹壁组织。另一面为Dualmesh结构，阻止组织长入，此面接触腹腔内脏。这种设计弥补了膨化聚四氟乙烯材质的不足，明显提升病人舒适感，但较昂贵。

可吸收人工合成补片

可吸收人工合成材料起初是作为缓慢吸收的缝合线应用于医疗领域。最具代表性产品为美国爱惜康公司生产的Vicryl缝合线。后对于主要由聚乙醇酸制成的合成可吸收材质习惯性使用“Vicryl”一词。现阶段临床应用的人工合成可吸收补片主要有Vicyl聚多糖补片、聚交酯补片、聚羟基乙酸补片、混合纤维补片等。可吸收人工合成材料抗感染能力强、与腹腔内脏器粘连的发生率较低，同时有些混合纤维补片可满足疝修补材料所需的强度。有学者指出，聚交酯材料聚丁二酸丁二醇酯具有生物相容性高、对组织无刺激性、不溶血及血小板的黏附性接近医用级聚乳酸的特点[18]。Martin等[19]应用聚-4-羟基丁酸纤维编织补片进行体外及大型动物实验，发现虽然补片自身机械强度及分子量随时间的推移而减弱，但其修复强度与原生腹壁相当。

可吸收人工合成补片一般在90 d左右降解吸收，增加疝复发率。Ruiz-Jasbon等[20]应用缓慢吸收的可吸收补片进行李金斯坦疝修补术，其中单纯性腹股沟直疝9例，单纯性腹股沟斜疝14例，腹股沟斜疝合并直疝12例。手术12个月后无严重不良事件发生。在36个月的随访中，单纯性腹股沟斜疝无复发病例，但4例(44%，4/9)单纯性腹股沟直疝和4例(33%，4/12)腹股沟斜疝合并直疝出现复发。同时，腹股沟外侧疝病人无明显疼痛且无异物感。全部病人中，5例(16%)有轻度慢性疼痛，3例(9.7%)有明显异物感。现阶段临床中此类补片不单独作为腹部疝永久性修补材料，仅作为腹膜缺损修补和有感染创面的暂时性修补材料。在不引起并发症的情况下临时恢复腹壁的完整性，后期用不可吸收补片进行二期修补。

生物补片

生物补片第1次使用是在1999年，2003年开始市场化。现阶段应用于疝的生物补片按其来源主要分为人尸体皮肤去细胞基质以及动物皮肤和组织器官去细胞基质材料。应用高分子材料进行疝修补后，部分病人可出现补片相关性组织水肿、感染、慢性疼痛、补片皱缩、肠粘连、肠梗阻和复发等。生物补片的修复机制为宿主细胞在补片支架上生长，分泌新的细胞外基质，形成自身组织，修复和重建缺损和薄弱组织。生物补片中的细胞外基质成分通过脱细胞技术制成，降低宿主的免疫排斥反应，促进成纤维细胞的聚集和新生血管的生成。因此，临床中生物补片可在感染情况下使用，适合于伤口或补片感染导致的腹壁缺损[9]。Hufford等[21]研究认为，局部造口旁疝应用生物补片进行修补是安全的手术，其广泛粘连、肠糜烂、造瘘相关性疾病等并发症发生率极低，复发率可接受，特别是采用夹层修复技术进行修补。然而，目前对感染情况下是否使用生物补片仍存在一定争议，有待进一步的深入研究。

生物补片生物力学强度较弱，补片中网孔发生破裂的可能性较高[22]。同时，生物补片在体内分解的时间不易调控，有不同程度的术后并发症发生。Miserez等[23]在10个欧洲国家17家医院对253例病人进行双盲随机对照试验。253例中13例被移除。研究发现，开放或腹腔镜疝修补术，疝复发和再次手术等发生率，生物补片组均高于人工合成补片组。开放手术生物补片组66例，疝复发9例，补片感染1例，再次手术12例；腹腔镜手术生物补片组62例，疝复发14例，补片感染1例，再次手术10例。在校正疝类型、体质量指数和研究地点后，发现生物补片的使用导致更多并发症发生，最终提前终止试验。

生物植入材料已逐渐成为医疗植入材料的主要方向，但其价格因素不可忽视。

复合补片

如上所述，单一材质结构的疝修补材料各有其优势及不足，为整合或弥补各类补片的优势或劣势而制备复合补片。现阶段制备复合补片的方法如下：①两种或多种材料制备复合补片；②在原有补片表面进行涂层。如聚丙烯和膨化聚四氟乙烯补片是临床中常用的疝修补材料，聚丙烯较稳定，有一定抗感染能力，但聚丙烯不能直接与腹腔内脏器接触，可与脏器发生紧密黏连；膨化聚四氟乙烯可直接用于腹腔内修补手术，不与组织发生紧密黏连，但膨化聚四氟乙烯抗感染能力差，且易移位。将聚丙烯和膨化聚四氟乙烯结合制成复合补片后同时呈现两种材料的优点。Wen等[24]用聚丙烯/聚四氟乙烯复合补片对90例病人行腹腔镜疝修补术。其中原发性腹壁疝55例，切口疝35例。疝中位面积为4 cm2。2例出现术中并发症(浆膜撕裂1例，脐孔裂开1例)。4例住院期间出现并发症(疼痛1例，非机械性肠梗阻2例，肺炎1例)。随访1个月后，5例出现主要并发症(疼痛1例，局部麻木1例，脐孔裂开1例，血清肿1例，肠梗阻1例)。12个月后，9例出现远期并发症，其中疼痛3例，肿胀1例，局部麻木2例，血清肿2例，肠梗阻1例，再次手术1例。该研究显示聚丙烯/聚四氟乙烯复合补片安全有效，具有良好的短期和中期疗效。

美国强生公司生产的轻量级疝修补材料VyproⅡ是由聚丙烯和可吸收性聚乳酸羟基乙酸混合而成，可减少异物感等不适。有研究指出，VyproⅡ的硬度较低，使得腹腔镜全腹膜外腹股沟疝修补术中补片放置时间较长[25]。后强生公司推出新型疝修补装置 (UltraPro Hernia System)，同样具有VyproⅡ部分可吸收、易于操作、病人感觉较舒适、异物感小等优点，适用于中度腹壁缺损(直径3～5 cm)的病人[26]。

德国生产的钛涂层聚丙烯疝修补材料，不仅较轻、透明度好、长期稳定性强，且其表面经钛涂层处理后，生物相容性好，局部皮下积液及感染发生率明显降低，对局部器官组织刺激减少，从而降低周围组织的慢性纤维化以及由此产生的复发和慢性疼痛。目前有TiMesh和TiO2Mesh两种钛涂层聚丙烯补片[27]。然而动物实验发现，污染环境下使用该补片，术后均发生化脓性感染，并与肠道广泛粘连[28]。Gordon等[29]对自2005年至 2007年用 TiMesh行腹腔镜食管裂孔疝修补术病人研究，36例病人随访9年发现，2例烧心，9例胃食管反流，2例胸痛，1例吞咽困难。病人术后满意度调查发现，97%的病人认为手术成功。此研究发现，采用该疝修补材料进行巨大食管裂孔疝的一期修复，随时间的推移，未见到与补片相关的侵蚀和狭窄等不良反应。

展 望

随着科学技术和制作工艺的发展，现阶段疝修补材料逐渐具有最佳的生物相容性，防止复发且提供足够的稳定性，并减少补片自身的退化或皱缩。若要满足上述要求，补片应为大孔径、轻量级，而这种补片术中的可操控性将受到影响，特别是在腹腔镜疝修补术中，补片可操控性差可能延长手术时间。因此，疝修补材料在术中的可操控性也应受到关注。未来的疝修补材料应具有如下特点：具有最大化的生物惰性，不易与周围组织发生黏连或侵袭；具有最小化的总体面积，大孔径设计；具有最优化的表面性质，在不刺激周围组织发生严重炎症反应的情况下，可使巨噬细胞及成纤维细胞等附着；具有最适宜的补片重量，术中便于操作，术后不引起病人不适及并发症发生；具有最适宜的生物力学强度，防止补片本身的破裂，同时防止疝复发。这需对疝的病理生理及补片材质的特性进一步研究。