結直腸吻合技術的演變與展望

结直肠吻合技术的演变与展望

文章來源:中華胃腸外科雜誌,2018,21(4)

摘 要

在世界範圍內,結直腸癌位於男性惡性腫瘤發病率的第3位,位於女性惡性腫瘤發病率的第2位。結直腸癌已經成為最常見的惡性腫瘤之一,極大地威脅著人類的健康。雖然放射治療、化學藥物治療等治療手段的發展大大地提高了結直腸癌的預後,但是現階段,外科治療即腫瘤的切除,仍然是所有治療方式中最主要的、決定性的手段。經過一百多年的發展,腫瘤外科已經從單純地根治性切除腫瘤向保持器官功能、進一步提高生活質量的方向發展,低位保肛手術和腹腔鏡結直腸外科的不斷髮展也正是適應了這種趨勢的要求。在結直腸外科手術中,病變(腫瘤)腸段在切除後,通常需要對合腸道斷端,施行結直腸吻合術,以恢復消化道的連續性。

由此產生了一系列用於結直腸腫瘤切除的結直腸吻合技術,包括手工縫合、吻合器吻合、加壓吻合以及如今國內外研究者正在探究的射頻焊接腸道吻合技術,其中手工縫合又按不同的方式分為一層吻合和二層吻合,連續縫合和間斷縫合,內翻縫合和外翻縫合。本文對主要的幾種結直腸吻合技術的發展及演變進行了詳細概述,並綜合前人研究,評估各吻合技術在腸道吻合的安全性和有效性,對其併發症尤其是吻合口漏、吻合部位狹窄的發生率等方面進行比較,客觀闡述了各吻合技術的優缺點,並對未來更為理想的結直腸吻合技術進行了展望。

在世界範圍內,結直腸癌位於男性惡性腫瘤發病率的第3位,位於女性惡性腫瘤發病率的第2位。現階段,結直腸癌的治療仍然是以外科治療為主,即腫瘤的切除。在結直腸外科手術中,病變(腫瘤)腸段在切除後,通常需要對合腸道斷端,施行結直腸吻合術,以恢復消化道的連續性。由此產生了一系列用於結直腸腫瘤切除的結直腸吻合技術。現對主要的幾種結直腸吻合技術進行綜述。

一、手工結直腸吻合

1.發展歷程:

對腸道吻合術的系統研究始於19世紀早期,1812年,Travers在對兔子進行手工吻合的研究中,發現髒層腹膜在腸道癒合中扮演重要角色,並提出腸道吻合時應確保漿膜的整齊連續性,這為19世紀腸道手術的發展奠定了基礎。腸道吻合的現代史起於1826年,此時的Lembert提出並確立了腸道吻合中漿膜對合的原則。

Travers在1812年使用的還不是內翻縫合法,而是外翻縫合法;而Lembert發明的"Lembert法的垂直褥式縫合法"是將腸道吻合口內翻,許多外科醫生相信內翻縫合更能降低吻合口漏的發生率,這也使得內翻縫合在19世紀早期得到了廣泛認可。

1880年,Czerny等改進了Lembert法,在Lembert法的基礎上,Czerny增加了黏膜層縫合,這是一種兩層內翻縫合法,即Czerny-Lembert法。1892年,Connell提出了一種連續內翻縫合法,減少了線結的數量並節約了吻合的時間。儘管Connell提倡的是一層內翻縫合,但是很多人將這種連續縫合用於Lembert法的第2層縫合。

一層吻合技術首先由Halsted提出,Halsted認為,在腸道吻合時,可以採用將黏膜下層縫合在內的一層吻合法,原因是他發現膠原蛋白大量存在於腸道黏膜下層,而黏膜下層是縫線的主要著力點。在過去的100年裡,Halsted的發現得到了不斷的證實。Halsted相信,一層吻合可以減少腸壁的壓縮和腸腔的狹窄。相對於Czerny提倡的兩層吻合法,Halsted提出了一層水平褥式縫合法。

至於一層吻合和兩層吻合孰優孰劣,在19世紀一直存在爭論。由於擔心一層吻合容易引起吻合口漏,這種吻合法在當時並沒有得到推廣。直到1951年,Gambee發明了間斷全層垂直褥式內翻縫合,在臨床得到成功實踐,隨後逐漸得到推廣。後來,Weinberg和Oslen提出了間斷全層內翻縫合,線結在外,操作更加簡便,漿膜對合也更加滿意,從而把一層吻合技術推向了一個新的高度。

2.一層吻合與兩層吻合:

在19世紀和20世紀的大部分時間裡,兩層吻合都被認為是標準的吻合方法。直到20世紀後期,一層吻合逐漸獲得了認可。多項研究都得出了相同的結論,即兩層吻合增加吻合部位的炎性反應和減少血流量,兩層吻合劣於一層吻合。一項92例患者結直腸吻合的隨機對照試驗結果表明,在吻合口漏方面,高位的一層吻合與兩層吻合並沒有明顯的差別(17.2%比15.8%,P = 0.874)。

最近,Herrle等前瞻性研究了768例接受結腸吻合的患者資料,以術後3個月吻合口漏的發生率作為主要觀測指標,結果發現一層吻合與兩層吻合具有相似的效果(3.1%比4.9%,P = 0.532)。但是由於研究樣本數量限制,尚無法得出關於一層吻合與兩層吻合孰優孰劣的確切結論。

總而言之,一層吻合耗時少,對組織血供影響小,癒合較快,不易引起狹窄。兩層吻合閉合腸壁完全,而且可以增加吻合口的拉力強度。但兩層吻合同時也對內層組織產生壓迫,影響組織血供,易引起炎性反應,從而導致癒合不良和狹窄,臨床上應用越來越少。但是對於組織脆、水腫以及血管豐富的結直腸組織,仍有學者推薦採用兩層吻合以減輕吻合張力。

3.連續縫合與間斷縫合:

有研究表明,相較於間斷縫合,連續縫合的漿膜對合程度以及吻合口血供更優。而另有4項試驗研究發現,連續縫合與間斷縫合的爆破壓和組織學觀察結果相似。由於臨床研究證據不夠確切,尚不能得出連續縫合和間斷縫合何種縫合方式更優的結論。雖然間斷縫合耗時更長,但是在吻合的兩側腸壁大小不等時,間斷縫合更方便於縫合間隙和腸軸的調整。

相較於連續縫合,間斷縫合可以減少生長所致的吻合部位狹窄,因此,對於新生兒和嬰幼兒而言,更推薦使用間斷縫合。而從技術和時間消耗的角度來看,連續縫合比間斷縫合更方便。因此,對於連續縫合與間斷縫合的選擇要綜合考慮以上幾個方面。

4.內翻縫合與外翻縫合:

如前所述,Lembert法使內翻縫合在19世紀早期得到了廣泛認可,由於黏膜的突出,外科醫生認為外翻縫合具有容易導致吻合口漏的缺點。然而到了19世紀60年代,兩項試驗研究結果表明,外翻縫合的吻合口癒合很好,吻合口漏的發生率也很低。儘管結論不盡相同,但是20世紀後期的幾項試驗研究都表明,外翻縫合有容易引起粘連的缺點、以及不易造成狹窄的優點。

Goligher等研究發現,接受結直腸外翻縫合的患者更容易在術後發生吻合口漏,其發生率是內翻縫合的5倍之多。因此,關於內翻縫合和外翻縫合何者更優仍存在爭論,其結論仍不是十分明確。

二、吻合器吻合

1.發展歷程:

1908年,Hultl在布達佩斯設計出了第一個現代意義上的吻合器,應用於一次胃切除術中並獲得了成功。雖然這個吻合器重達3.5 kg,使用起來很笨拙,但是這個吻合器所使用的一些方法,如使用金屬吻合釘進行訂書機式吻合,每側兩排吻合釘,以及縫釘彎曲成B形釘合組織等,在今天仍然廣為沿用。1934年,Friedrich設計出了一種可使縫釘同時穿過組織和反覆折裝的齒槽。而就在同一年,德國慕尼黑大學診所的Seemen分享了L型吻合器用於直腸癌手術的經驗。

1950年起,前蘇聯國家實驗外科器械研究所從血管吻合器的研究開始,設計出了一系列的吻合器械。前蘇聯設計的這些吻合器中的一種形式就是接近、釘合以及切開,而這就是今天直線切割吻合器的前身。還有一個主要的進步是吻合器內翻端端腸吻合的設計,這對19世紀後期的結直腸手術有著巨大的影響。

1958年,美國的Ravitch對從前蘇聯帶回來的吻合器進行研究和仿製。從1963年起,他和Steinchen一起在美國外科公司從事有關吻合器械改進方面的研究,其主要的創新是設計了預先安裝吻合釘的、可以一次性使用的吻合器械,由此避免了因機械故障所致的吻合失敗。

1987年,美國外科公司設計出了彎曲吻合器。此外還有一些改進的設計,例如用鈦釘代替銀釘和設計以防不當擊發的裝置等。如今,結直腸手術中使用的吻合器主要有圓形吻合器、直線型吻合器和直線型切割吻合器等,在臨床已有了成熟而廣泛的應用。圓形吻合器的吻合過程見圖1。

结直肠吻合技术的演变与展望

2.吻合器吻合與手工縫合:

目前對於吻合器吻合和手工縫合效果的研究已經較為充分。Choy等對於施行右半結腸切除術患者的研究結果進行綜述和分析,發現使用吻合器吻合的患者發生吻合口漏的概率要遠小於使用手工縫合的患者(1.4%比6%,P = 0.02)。Oprescu等的一項回顧性研究分析發現,對於分別接受過新輔助放射治療和患有腸道炎性疾病的患者,吻合器吻合發生吻合口裂開的概率比手工縫合分別高出29.4%和5.5%,並且認為除低位結直腸吻合外,吻合器吻合並不適用於結直腸腫瘤手術,更不應該認為吻合器吻合優於手工縫合。

有研究表明,結直腸手術吻合器吻合不易發生術後吻合口漏,但是卻更容易造成狹窄。目前大量的研究都得出這樣的結論,即在吻合效果上,吻合器吻合和手工縫合之間的差異並無統計學意義。雖然結直腸手術中吻合器吻合相較於手工縫合耗時更少,使用較為方便,易上手,但是價格也更為昂貴。因此,在臨床實際中的使用選擇還應綜合考慮這些方面的因素。

三、加壓吻合

1.

發展歷程:

加壓吻合的概念最早是由Denan提出的,這種吻合器械的支架管是用金屬環製作的,他在準備吻合的兩個腸腔中分別置入兩個金屬環,把腸斷端內翻卷入金屬環內,然後把金屬管也插入金屬環內以壓住腸壁,再在腸腔外加以複雜的縫合固定。這種吻合方法可以使腸道組織的壞死和癒合過程同時進行,然後腔內腸壁組織壞死脫落,金屬環從體內排出,腸腔則可以穩固地粘合在一起。

1892年,美國著名的外科醫生Murphy設計了一種互鎖鈕釦,又被稱為Murphy鈕釦,見圖2。Murphy鈕釦由兩個空桿狀金屬蘑菇組成,杆可以將荷包縫合固定,相互包套,內置的彈簧則使得空桿狀金屬蘑菇相互擠壓,其間的腸壁組織發生壞死,而後脫落排出。這種器械比Denan的金屬環更為簡單,一開始被用於膽囊空腸的吻合,後來逐漸應用於其他消化道的吻合,並被廣泛使用很多年。

1985年,美國的Hardy和他的助手設計出了一種生物可分解吻合環(biofragmentable anastomosis ring,BAR),對Murphy紐扣作出了革命性的改進。他們用可降解物質聚乙醇酸代替金屬,在兩個環之間留有1.5~2.5 mm的空隙,而且外緣呈波紋狀,以防止出現壓迫性壞死,在手術後2~3周,此器材即可降解並從腸道中排出。BAR在當時的臨床應用效果良好,在20世紀90年代很受歡迎。然而,由於BAR在術後從腸道排出需要較長時間且操作複雜,因此現在並沒有得到很好的推廣。

此外,加壓吻合還存在其他方式的設計。如19世紀80年代,有一種磁力環設計的加壓吻合方式被用於腸道的吻合;前蘇聯的Kanschin和他的同事發明了AKA-2用於加壓吻合,並利用鎳鈦記憶合金製成了加壓吻合環(compression anastomosis ring,CAR27)等,這都對加壓吻合進行了很好的探究,見圖3和圖4。

2.加壓吻合與傳統吻合方法:

加壓吻合在吻合器械排出體外後不會在體內殘留異物,因此不會引起炎性反應、狹窄和異物反應。但是,加壓吻合仍然是機械式地對合組織,如果在吻合器械尚未脫離、排出體外前發生吻合口漏,將會產生非常嚴重的後果。最近,Slesser等對1969例分別接受加壓吻合(大部分使用BAR)、手工縫合和吻合器吻合的結直腸吻合患者的術後情況進行分析,發現雖然在吻合口漏的發生率方面,加壓吻合與手工縫合、吻合器吻合之間的差別沒有統計學意義,但是加壓吻合更容易發生術後腸道梗阻(OR = 1.87,P = 0.03)。

國內方面,2009年復旦大學附屬腫瘤醫院大腸外科李心翔等在亞洲首次將鎳鈦記憶合金加壓吻合環(CAR27)應用於1例行直腸高位切除術的乙狀結腸癌患者行結直腸端端吻合,並獲得了成功。此後,李心翔等前瞻性地將60例行結直腸切除術的結直腸癌患者隨機配對分為兩組,每組30例,分別使用CAR27與一次性金屬釘管狀吻合器進行結直腸吻合,發現CAR27吻合組與釘式吻合組患者術後各出現1例吻合口漏,兩組均未出現吻合相關的吻合口狹窄和腸梗阻等併發症。

因此認為,雖然在結直腸吻合方面,加壓吻合與手工縫合、吻合器吻合相比,並沒有明顯的優勢,而且此次研究的樣本例數對於客觀評價CAR27的優缺點尚顯不足,但初步顯示了應用CAR27進行腸吻合是一項安全可靠的新技術,這種新型加壓吻合技術在腸道吻合方面的應用仍然具有很好的前景。

四、射頻焊接吻合

Kennedy等基於摩擦作用產生熱的現象,設計了雙極射頻反饋血管閉合器,使用設計好的能量平臺生成射頻能量,作用於被夾持的血管及其周圍結締組織,使之發生變性甚至壞死,而後形成凝結物,從而達到封閉血管的作用。然而,目前關於射頻組織焊接的機制研究報道不多,多認為與激光組織焊接的機制相類似。

但是血管焊接閉合與腸道組織焊接的目的不同,前者是為了使血管壁在熱能作用下凝結或壞死而達到封閉的目的,後者是除了要保證焊接部位可靠地抗張力強度外,周圍仍須有足夠的正常存活細胞,以便能順利完成吻合口的自然癒合過程,這就需要將周圍組織的熱損傷降到最低水平。因此,為閉合血管而設計的電熱雙極血管閉合器的射頻能量輸出模式與反饋控制系統不能直接用於腸道組織的焊接。

對射頻焊接技術在腸道吻合方面應用的探索最早開始於2006年,當時Salameh等使用血管閉合焊接器材ligaSure對豬小腸進行閉合,雖然當時的研究結果不理想,但卻為探索這種新型腸道吻合技術提供了一個很好的思路。2007年,Smulders等採用特製的ligaSure設備對4只活體豬的迴腸組織進行側-側吻合,在術後第7天將豬處置後觀察,發現射頻焊接吻合口部位出現了肉芽組織並正常癒合,黏膜下層出現了新合成的膠原蛋白,在吻合口的邊緣也出現了組織的重新上皮化,由此證明了ligaSure技術用於腸道吻合的可行性。

後來還有一些關於將射頻焊接技術應用於腸道吻合的報道,射頻焊接吻合的離體實驗見圖5。但是總體而言,射頻焊接技術在腸道吻合方面的應用仍處於探究階段,有待進一步的深入研究。

结直肠吻合技术的演变与展望

五、未來展望

結直腸外科手術中現行的結直腸吻合方式主要是手工縫合以及吻合器吻合,它們在臨床上都已經有了成熟而廣泛的應用。但是金屬鈦釘和手工縫合一樣都有組織對合非連續性和殘留異物等缺點。而如前所述,加壓吻合與手工縫合、吻合器吻合相比並沒有明顯的優勢,無法取代傳統的手工縫合、吻合器吻合在結直腸吻合中的應用。

因此,研究開發新一代吻合技術,提高腸道吻合質量以進一步提高結直腸手術的安全性,是值得我們積極探索的課題。筆者認為新一代吻合技術應當具有以下優勢:

(1)操作簡便;

(2)實現連續性吻合;

(3)漿膜與漿膜自然對合,降低吻合口漏的發生率;

(4)內徑和外徑統一,吻合口徑更大,降低吻合口狹窄和腸梗阻發生率;

(5)無異物殘留,對術後影像學檢查無影響。對於以上幾個方面,在目前看來,射頻焊接吻合技術無疑是最具有前景的一種結直腸吻合技術。

但是射頻焊接技術在腸道吻合方面的應用仍處於探究階段,在真正實現臨床大規模應用前仍需要大量的研究,而這也是值得我們花費人力和物力去努力探索研究的。我們相信經過更多人的努力,在不久的將來,這一技術可以成功應用於臨床。

微創時代強調在最大程度上減輕手術對患者造成的創傷,而現階段材料、機械等各學科的發展也是日新月異,各種新技術不斷湧現,學科滲透、學科交叉日益明顯,我們更加相信在未來會有無盡的新技術可以與腹腔鏡技術相結合,為我們用於結直腸吻合,使結直腸吻合技術得到一步步的發展和完善,減輕病痛,造福人類。這是我們結直腸外科醫生所肩負的使命,是我們無比期盼與希翼的。

參考文獻【略】


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