新型巨大腹壁疝及腹腔高压动物模型的实验研究

邹振玉 杨 硕 王明刚 曹金鑫 钟杏霞 申英末 陈 杰*

(1.首都医科大学附属北京朝阳医院疝和腹壁外科, 北京 100043； 2.广东冠昊生物科技有限公司实验动物部 国家再生医学实验室, 广州 510530)

腹壁疝是一种临床常见疾病，随着腹部手术例数逐年提高，术后切口疝、造口疝的发生率也有所增加。据统计，2%～10%的腹部手术后会出现切口疝[1]。主要由于手术切口和造瘘口等破坏腹壁肌肉腱膜的正常组织结构，加之肥胖、营养不良、腹水等因素易导致切口愈合不良[2]。腹壁疝如未进行规范治疗容易进展为巨大腹壁疝(腹壁缺损最大直径>12 cm或疝囊容积与腹腔容积的比值>15%[3])。巨大腹壁疝唯一的治疗方法是疝修补手术，但手术切除巨大疝囊后完全还纳疝内容物会造成术后腹腔内高压(intra-abdominal hypertension，IAH)，甚至发生腹腔间室综合征(abdominal compartment syndrome，ACS)，危及患者生命[4]。而且，补片相关合并症，如感染、慢性疼痛、腹壁顺应性降低等发生率增加。因此，对巨大腹壁疝修补方式和修补材料的研究尤为重要。但是，如此高风险、高致死率的临床病例无法进行前瞻性的随机对照研究，需要以动物模型为基础。研究通过家兔建立巨大腹壁疝和腹腔高压模型，希望探索出建立动物疝模型的有效方法，为下一步研究巨大腹壁疝治疗方法、预防围术期IAH和ACS奠定基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验兔为新西兰纯种大白兔，雌性，1岁龄，体质量3～5kg，健康。由广东冠昊生物科技有限公司动物实验中心提供，实验动物许可证号：SCXK(粤)2014-0035。所有动物分笼饲养，饲料为普通兔饲料，自然光照，定时进食，根据实验要求限制饮水，动物房温度维持在25度左右。

1.2 实验方法

1)建立腹壁缺损：实验兔20只，术前禁食水8 h，备皮，上至脐水平，下至耻骨结节水平，两侧至腋前线。实验兔取仰卧位，四肢固定于两侧。3%(质量分数)戊巴比妥(40 mg/kg)兔耳缘静脉麻醉，碘酒+乙醇消毒术区(图1)。

图1 兔腹壁巨大疝制备术前准备Fig.1 Preparation of giant ventral hernia in rabbits

于腹壁正中线偏左约一横指处做长约5 cm纵向切口，切开皮肤及皮下组织，暴露肌层(图2A)。向中线方向游离，用弯钳钳夹并提起正中线处肌肉组织，划开肌层，游离肌后腹膜前间隙(图2B)。保护腹腔内肠管，切除直径3 cm的肌肉全层，保留腹膜，建立腹壁缺损(图2C)。注意切除要靠近正中线，以避免关腹后腹腔内容物直接由缺损处疝出。肌层不予缝合，保留肌肉腱膜组织缺损，用丝线缝合皮肤和皮下组织(图2D)。伤口以康派特医用胶涂抹封闭，不再用外层无菌敷料包扎固定。20只实验兔腹壁结构均做上述外科处理。

图2 建立腹壁缺损Fig.2 Construction of the abdominal wall defectA：A 5 cm longitudinal incision was made, the skin and subcutaneous tissue was dissected and the muscle layer was exposed; B：Muscularis was dissected from lateral to middle, the muscle layer was divided and the retroperitoneal space was separated; C：Muscular tissue was resected and the defect with diameter about 3 cm was constructed; D：Subcutaneous tissue and skin were sutured.

2)观察腹壁疝形成过程：手术后予口服青霉素(10万单位/kg)3 d，观察期3个月，注意实验兔体温，局部切口愈合、肿胀情况，切口旁有无包块膨出。饮食控制，禁水不禁食，造成限水型便秘，使实验兔腹腔压力增高，以提高动物模型的成功率。待腹壁包块形成后，使用超声测量疝囊的长宽高，依据以下公式计算疝囊体积：疝囊长×宽×高/腹腔长×宽×高。实验兔平卧位，疝囊体积与腹腔容积的比值>15%即可诊断为巨大腹壁疝。

3)测量腹腔内压：巨大腹壁疝形成后，再次施行手术。在实验兔左下腹切开约3 mm的小切口，将输液管一端沿切口缓慢置入腹腔，另一端连接0.9%(质量分数)氯化钠注射液。将0.9%(质量分数)氯化钠注射液缓慢注入腹腔内，观察管内液平面，直至液平面不再上升。以实验兔耻骨联合为水平，测量管内液平面高度以反映术前腹腔内压(图3)。

打开疝囊，可见疝内容物为大量肠管，分离黏连后将疝内容物完全还纳腹腔，显露疝环，用可吸收线缝合关闭疝环，并使用4 cm×6 cm牛心包生物补片修补腹壁缺损。用丝线缝合关闭皮肤和皮下组织后，再次向腹腔内注入0.9%(质量分数)氯化钠注射液，测量输液管内液平面高度以反映术后腹腔内压(图4)。

1.3 统计学方法

2 结果

20只实验兔中，13只术后1周切口愈合，3只术后出现局部红肿，2周后消退，1例麻醉意外死亡，3只伤口裂开肠管外露死亡。术后3～18 d开始出现切口旁可复性包块，膨出包块触诊质地软，可完全或部分还纳，随时间延长包块逐渐增大(图5)。

超声测量疝囊体积与腹腔容积的比值>15%时，实验兔疝囊最大直径为(8.73 ± 1.00)cm，行疝修补术证实疝环直径为(2.58 ± 0.52)cm。

术前腹腔内压为(4.66±1.34)cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)，疝修补术后腹腔内压为(13.93±1.61)cmH2O，术后腹腔内压显著高于术前腹腔内压(P<0.01，图6)。

3 讨论

腹壁疝是由于腹壁切口或造口的筋膜和(或)肌层未能完全愈合，在腹内压力的作用下而形成的疝，其疝囊可有完整或不完整的腹膜上皮[3]。随着腹部手术例数逐年提高，术后切口疝、造口疝的发生率也有所增加。2%～10%的腹部手术会导致切口疝[1]。腹壁切口疝的病因复杂：(1)患者高龄、肥胖、糖尿病、营养不良、长期使用类固醇激素、免疫功能低下、腹水等因素，导致切口不易愈合；(2)术中缝合技术不佳或使用缝合材料不当，如使用丝线；(3)术后切口出现脂肪液化、感染、血肿、无菌性坏死等使切口愈合不良，切口处腹壁强度进一步降低；(4)术后早期持续性或突然腹压增高，如肠麻痹、便秘、剧烈咳嗽、喷嚏等[2]。腹壁疝给机体造成的危害主要取决于疝囊的体积和疝出组织或器官的多少。腹壁疝如未进行规范治疗，缺损部分的腹壁逐渐失去腹肌和膈肌的控制和约束，在腹内压的持续作用下容易进展为巨大腹壁疝。巨大腹壁疝是指腹壁缺损最大距离>12 cm或疝囊容积与腹腔容积的比值>15%(不论其腹壁缺损最大距离为多少)[3]。腹壁疝唯一有效的治疗手段是疝修补术。但巨大腹壁疝的治疗除了手术修补缺损，处理围术期腹压增高，预防IAH和ACS也是治疗的重要方面。

图6 腹壁疝修补术前术后腹腔内压对比Fig.6 Comparison of preoperative and postoperative intra-abdominal pressure △1 cmH2O=0.098 kPa.

巨大腹壁疝发生时，大量腹腔内脏器移位到疝囊，形成第二腹腔，当第二腹腔容积与原腹腔容积之比达到一定程度时，机体的呼吸、循环功能将受到威胁。这种状态被称之为巨大切口疝伴有腹壁功能不全(loss of abdominal domain)，患者可有以下几方面的改变：(1)呼吸和循环系统：由于腹壁缺损巨大，呼吸时腹肌和膈肌均受限。腹部巨大的突起使膈肌下移，腹腔内脏向外移位，影响胸内压、肺活量，造成回心血量减少，心、肺储备功能均进一步降低；(2)腹腔脏器：主要是指空腔脏器，以肠道及膀胱尤为明显。随腹腔内脏的疝出和移位，导致腹腔压力降低，易使空腔脏器扩张，并影响其血液循环和自身蠕动，加之腹肌功能受限，常引起排便困难和排尿困难；(3)脊柱和胸廓的稳定性：从整体来看，腹部的形态犹如桶状，这对维持脊柱的三维结构和稳定具有重要作用，前腹壁的肌肉对脊柱而言，具有像前支架样的作用。当腹壁肌肉因切口疝发生缺损和薄弱时，这种前支架作用受损，可导致或加重脊柱变形，巨大切口疝患者甚至可出现姿态改变和脊柱疼痛[2]。因此，在治疗中要围绕修复腹壁功能去选择手术方法，而非单纯的修补[5]。

处理巨大腹壁疝围术期腹压增高是疝外科医师面临的重要难题。ACS是巨大腹壁疝术后最严重的合并症之一，是由于腹内高压导致的心血管、呼吸、肾、腹腔内脏、腹壁和颅脑等功能障碍或衰竭的综合征，以腹内高压、呼吸窘迫、少尿或无尿为特征，可危及生命[6-7]。有研究[8]提出切除部分肠管行主动减容以预防ACS的发生，但近远期疗效如何仍不得而知。ACS在巨大腹壁疝患者围术期的高发生率和致死率使得研究必须以动物模型为基础。但近年开展的新型腹壁疝研究缺乏稳定的动物模型，使用何种实验动物，如何规范化、标准化建立动物模型急需引起疝外科研究者的重视。建立稳定的动物模型势必可以为腹壁疝的临床研究奠定坚实基础。

本研究中，使用家兔建立腹壁疝和腹腔高压模型。家兔是常用的动物模型，腹壁结构与人体大致相似，存在腹内斜肌、腹外斜肌及腹横肌[8]，且腹壁疝形成后便于观察。通过切除家兔腹壁肌层建立腹壁缺损。本研究中建立的家兔腹壁缺损为3 cm×3 cm。通过对比人体与家兔的体长比例确定腹壁缺损面积。正常成年男性平均身高为170 cm，成年实验兔体长约40～50 cm，结合腹壁巨大疝的定义，本课题组采用公式：实验兔腹壁缺损/实验兔体长=腹壁巨大疝缺损(12 cm)/人体身高，按照此公式计算，实验兔腹壁缺损约为2.82～3.53 cm。考虑实验兔1岁龄仍然有体型增长10%左右的空间，但过大的腹壁缺损仅缝合皮肤和皮下组织，术后的高腹压容易引起伤口裂开和脏器脱垂导致实验动物死亡，因此最终将缺损面积设置为3 cm×3 cm并获得成功。文献[8]报道，家兔腹壁疝模型的判断标准：(1)肉眼可见包块突出腹壁，包括突出范围面积，无法回纳，触诊可扪及疝环；(2)存在完整疝环。本研究中，术后3～18 d开始出现切口旁可复性包块，并通过解剖证实疝环缺损和肠管黏连，符合判定标准，说明模型建立成功。

腹压增高是腹壁疝形成的重要因素之一，本研究通过诱导围术期限水型便秘增高家兔腹腔压力[9]。腹腔内压测量有多种方式，分为直接测压法和间接测压法。直接测压法即通过腹腔引流管或穿刺针连接传感器进行测压，测量值较为准确。间接测压法，即通过测量腹腔内脏器的压力(下腔静脉压、胃内压、直肠和膀胱内压)来间接反映腹腔内压。临床上使用最为广泛的是膀胱内压，由于其技术操作简便、创伤小，是目前公认的间接测量腹腔内压的金标准。本研究中，由于没有特制的兔尿管，而且实验兔尿道内置管难以在术后长期保留，达不到连续测定腹腔内压的目标，因此本研究采用腹腔内置入输液管的直接测压法测量腹腔内压力。腹腔高压的定义为持续或反复地病理性升高，IAP≥12 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。由于目前尚无实验动物腹腔高压的诊断标准，因而采用人类标准进行研究。通过测量，本研究实验兔疝修补术后腹腔内压为(13.93 ± 1.61)cmH2O，已达到腹腔高压标准，说明腹腔高压模型建立成功。

本研究通过建立巨大腹壁疝和腹腔高压动物模型，该方法简单可行，为研究腹壁疝修补材料、修补方法、复杂腹壁疝治疗方法如主动减容、组织分离技术等研究奠定了基础。但本研究尚属于小样本实验研究，在未来的腹壁疝研究中会逐步扩大实验规模，并尝试在大型动物体内建立上述模型。