Choke Vessels扩展的研究进展

蒙旭 昌昝涛 李青峰

Choke Vessels扩展的研究进展

蒙旭 昌昝涛 李青峰

穿支皮瓣是创伤修复的研究热点，穿支皮瓣研究的重点和难点则在于choke vessels。我们对近年来choke vessels扩展研究的相关文献进行综述，目前的研究主要聚焦于形态学的描述，其扩张机制很可能是剪切力变化，激活TRPV4，通过NF-kb通路而导致choke vessels扩张。

Choke vessels穿支皮瓣动脉生成扩展

穿支皮瓣因设计、应用方便，对供区损伤小，常用于修复创伤等导致的皮肤软组织缺损。穿支皮瓣有独立的穿支血管供血，这些血管从其所属的主干发出后，穿出深部组织并营养表浅皮瓣。研究发现，穿支血管大体呈树形分支，且口径逐渐变小，并与周围邻近的穿支血管形成血管网状连接。这种相邻穿支血管之间互相吻合的血管网被称之为“choke vessels”[1]。正常情况下，choke vessels处于闭合状态，当相邻穿支动脉阻断时，这些吻合支逐渐扩展成为有效循环，及时代偿性提供血供，防止穿支皮瓣缺血、坏死。本文就choke vessels扩展的研究进展综述如下。

1 Choke vessels的来源及作用

Choke vessels的概念由Taylor等提出[1]。他们应用血管造影对人皮动脉进行研究，认为每一支知名的皮肤血管供区应该包含其所在区域的骨骼、肌肉、肌腱、皮下组织及皮肤等多种组织在内，该区域的由深向浅呈立体三维分布的皮肤血管可视为一“血管体”，而各相邻“血管体”周边借真性血管吻合或由choke vessels互相连接。真性血管吻合指的是两血管体间连接血管的管径较大，且在连接过程中管径没有变小。这种现象出现的概率较低，在解剖上该血管通常有皮神经及皮下静脉伴行，故两血管体间真性血管吻合若存在，通常只有一处，以其行进方向切取穿支皮瓣，皮瓣存活面积将较大。Choke vessels广泛存在于两两相邻的各血管体之间，且血管管径是逐渐变小的。这正是单词“choke”的含义[2]：某种逐渐趋向于窄小的特殊管道，如枪管。两血管体间choke vessels数量虽多，但位于远离血管体的边缘位置，血流灌注压相对较低，且处于两侧平衡状态；加上其特征性的管腔逐渐变窄，血流阻力大，故腔内几乎无血液流动，处于功能闭锁状态。

穿支皮瓣蒂部的血供不能通过血管体之间的吻合向远端无限制供血，穿支皮瓣的缺血、坏死的界线常出现在两血管体相邻的choke vessels区域，choke vessels成为该皮瓣血运阻力最大的区域[3]。但是，一旦某穿支动脉被阻断，其供区血管腔内血压下降，此时相邻血管体的血流在一定压力差的作用下，就会流经原闭锁的choke vessels中，向压力低的一侧供血，从而保障了该缺血血管体的存活。Choke vessels在供血的同时，自身受到血流剪切力的持续作用，内皮细胞及平滑肌细胞等不断增殖、迁移，管腔也逐渐扩展，不可逆地向真性血管方向发展，从而进一步降低该区域的血供阻力，有助于血供到达更远的范围。这与Cormack等[4]通过分析相邻血管体之间的压力差，提出的将皮肤的血管供区依次分为3个层次：解剖学供区、血流动力学供区，以及潜力学供区的理论是吻合的。由此可见，choke vessels就像是相邻血管体间的一道门，在未打开之前，血流只能止步不前；若choke vessels在一定条件下扩展了，意味着门被打开了，血流突破了choke vessels的解剖学限制，跨越自身供区流到相邻血管体供区，从而为临床获得更大的穿支皮瓣提供了生理基础。

2 Choke vessels的相关研究

2.1 Choke vessels的形态学研究

Choke vessels的研究已有近30年的历史，大都是choke vessels的形态学研究。早期几乎都采用了最直观的大体解剖学的方法，随着血管灌注和血管造影法等技术的成熟，追踪与观察血管走行、分支及相互吻合情况成为可能，但是也存在如灌注前需处死实验动物、灌注不均匀，以及容易破坏周围组织结构等不足。Taylor也多次强调：血管体与choke vessels是在纯形态学观测的基础上提出的。限于当时的条件，他们的研究结果都是二维的、静态的，和非生理状态的。

近十年来，随着技术的发展，可通过外周血管注入显影剂，螺旋CT连续薄层扫描，影像经处理后，可重建血管的三维立体影像，可方便地显示血管体及其相互间的choke vessels的三维图像。该方法具有良好的空间分辨率，能够清晰显示穿支血管体的解剖学特征和范围；而且运用磁共振血管造影和磁共振数字减影血管造影技术对血管体进行研究，可以反映相关血流动力学情况。这些现代的检查手段结合电脑图像处理技术，为临床设计、切取穿支皮瓣提供了很好的解剖学依据[5-9]，开创了穿支血管形态学研究的数字化时代。

但是，数字化研究也不能解决在活体上难以对血管进行长时间观察的缺陷，庄跃宏等[10]将皮窗技术运用到choke vessels的研究上，实现在活体上长时间对choke vessels进行实时、动态观察；梁成等[11]构建了新型小鼠跨区供血耳瓣模型，能够在体视显微镜下实时活体观察choke vessels血管形态学变化，为研究血管扩展机制及遴选促皮瓣存活药物提供了良好的基础。此类方法有望成为动态的、生理性状况下观察choke vessels的有效方法之一。

2.2 Choke vessels扩展的机制研究

长期以来，对choke vessels的研究主要聚焦于形态学的描述，缺乏对其生理机制的研究。正常情况下，choke vessels处于闭塞状态，没有血液流动，而在某些病理情况下能够扩展增生。外科延迟手术是目前扩展穿支皮瓣滋养范围常用的方法，通过使choke vessels两侧的血管压力发生变化，形成压力差，使得choke vessels主动扩张和增殖，从而增加皮瓣的血管化程度[12]。该过程与机体的心、脑、下肢血管栓塞时侧支循环的建立过程相似。在心脏冠脉结构上，左冠状动脉前降支和右冠状动脉在室间隔的区域存在侧支吻合。正常情况下，这些侧支处于闭合状态，当某一冠状血管发生狭窄或栓塞时，侧支循环将开放，并且这一区域的血管增粗、扩张，伴有新生血管的生成[13]。类似的现象还存在脑血管循环中，如阻塞性脑血管疾病，部分单纯颈内动脉狭窄，甚至完全闭塞，可通过Willis环侧支循环恢复部分血运[14]。同样，结扎股动脉后，可通过远侧的股动脉与股深动脉之间的侧支循环代偿，恢复30%～40%的血运[15]。在上述侧支血管的开放过程中，由于栓塞造成的两侧血管内压力差形成的剪切力发挥重要作用。在剪切力作用下，侧支小动脉管径增大、内皮及平滑肌细胞增殖，VEGF、NO等血管活性因子释放，进而重塑形成功能性血管，即动脉生成[16]。

此外，在choke vessels扩展机制的研究上，主要是以动物下肢的缺血模型作为参考，来对choke vessels扩展的分子生物学机制进行探索。在兔股动脉梗阻的下肢缺血模型上，通过动静脉短路（A-V shunt）人为提高侧支循环剪切力7 d后，TRPV4表达明显增加，侧支小血管明显增生，下肢代偿灌注能完全恢复到缺血前水平[17]。Troidl等发现，在下肢缺血模型中，应用TRPV4特异性激动剂4a-PDD后，可起到类似于动静脉短路后的效应，内皮细胞和平滑肌细胞表面的TRPV4表达增加，侧支血管口径增粗、密度增加[18]。Schierling等[19]发现，TRPV4是剪切力刺激下唯一表达显著增加的机械敏感性离子通道相关蛋白。激动剂4a-PDD在不改变剪切力的条件下，可刺激动脉生成，认为TRPV4可以作为一个促进侧支血管形成的治疗靶点。分析认为，TRPV4对血管化作用的可能通路是：TRPV4激活，通过NF-kB通路使得趋化因子（MCP-1、IL-6等）和黏附因子（ICAM-1、ICAM-2等）表达上调，趋化并激活单核/巨噬细胞分泌TGF-β，促进血管内皮细胞和平滑肌细胞增殖[20-21]。如果能探明TRPV4介导剪切力促进侧支循环建立的分子生物学机制，便有可能通过干预TRPV4或下游因子调控组织血管化。

3 Choke vessels扩展的临床意义

当皮瓣面积较大，一端切断可能导致部分皮肤血运不足时，可先将计划的皮瓣作部分切开，剥离皮下组织，彻底止血后再缝回原处。这种逐步切断皮瓣部分血运，以改变血运方向的手术，称为皮瓣延迟术。在切取超出穿支血管供血范围的大面积跨区穿支皮瓣时，常采用皮瓣延迟术，被延迟的部分由于来自周围的血供中断，只能依靠皮瓣穿支的血供，从而造成皮瓣被延迟部分的血供减弱，造成了皮瓣穿支正常微循环与被延迟部分减弱的微循环间形成血压不平衡区（choke vessels区），当血压差达到一定程度，不平衡交界区内微循环即由压力较高的一侧通过choke vessels逐渐向压力较低的一侧移动。这种血压差的存在，改变了皮瓣原本的血供方向，还促进了延迟皮瓣choke vessels逐渐开放、扩展，特别是皮瓣术前2周左右的延迟手术过程，能够有效地扩张解剖学供区与潜力学供区间的choke vessels，从而明显降低该穿支皮瓣血管蒂到达潜力学供区的血流总阻力，使得皮瓣术后在相同的灌注压力下，来自蒂部的血流可以灌注到更远的距离，能营养的潜力学供区越大，皮瓣的存活面积也就越大。动物实验证实，在皮瓣延迟术后的30 h内，choke vessels是收缩的，其原因可能是大量肾上腺素、去甲肾上腺素的释放；大约在术后48～72 h，肾上腺素、去甲肾上腺素耗竭，choke vessels迅速扩张，血管管径增粗、曲度增加，血管分布顺着皮瓣的方向重构[22-24]。根据Taylor等的血管体理论，穿支皮瓣坏死是因为choke vessels成为皮瓣血运阻力最大的区域，而延迟手术促进了穿支皮瓣血管的扩张，且扩张幅度最大的就是choke vessels，这就很好地解释了延迟术能扩大皮瓣存活面积的现象。此外，Miyamoto等[25]也在动物试验中证明，不通过延迟手术扩张choke vessels，而单纯依靠提高血管蒂部的血液灌注压，同样可以扩大皮瓣潜力学供区的存活面积。这与延迟术能扩张choke vessels，降低血流阻力，在血液灌注压不变的情况下扩大潜力学供区存活面积相互验证。

4 展望

近年来，穿支皮瓣是研究的热点之一。穿支皮瓣克服了传统肌皮瓣肥厚臃肿的缺点，可以根据缺损组织的特点，灵活设计多种类型的皮瓣，并且对供瓣区的损伤较小。然而，穿支皮瓣研究的重点和难点则在于choke vessels。目前，对choke vessels的研究主要停留在形态学的描述，缺乏对其生理机制的深入研究。如果能够进一步阐明choke vessels的功能和扩展机制，明确其血流动力学、静脉回流及皮瓣感觉等问题，将有助于建立沟通相邻穿支的跨区大皮瓣，预防皮瓣缺血、淤血甚至坏死，进而有效扩大穿支皮瓣的成活面积和临床应用。

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Research Progress of Choke Vessels Dilation

Choke vessels;Perforator flap;Arteriogenesis;Dilation

R622

B

1673－0364（2017）01－0048－03

MENG Xuchang1,ZAN Tao2,LI Qingfeng2．
1 Department of Plastic and Aesthetic Surgery,The First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,China;2 Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200011,China.Corresponding author:LI Qingfeng(E-mail:dr.liqingfeng@yahoo.com).

2016年11月25日；

2016年12月19日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2017.01.014

国家自然科学基金项目(81471857)；国家“十二五”科技支撑计划项目（2012BAI11B03）。

530021广西壮族自治区南宁市广西医科大学第一附属医院整形美容外科（蒙旭昌）；200011上海市上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科（昝涛，李青峰）。

李青峰（E-mail：dr.liqingfeng@yahoo.com）。

【Summary】The perforator flap has become a research focus in plastic and reconstructive surgery,and choke vessels is the emphasis and difficulty in the study of perforator flap.In this paper,the recently published literature at home and abroad about the choke vessels dilation was reviewed and summarized.The research of choke vessels is mainly about the morphology,and chemical activation of TRPV4 as a therapeutic target may promote the dilation of choke vessels.