环形CO2激光吻合兔小肠

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【关键词】 激光焊接

Small bowel anastomosis in rabbits with CO2 laser welding compared with suture repair

【Abstract】 AIM: To study the feasibility of utilizing CO2 laser welding in bowel anastomosis and to compare it with sutch repair. METHODS: Thirty rabbits were divided into 2 groups: 4 as shortterm group, 26 as longterm group. Then, they underwent anastomosis by using 500 mW CO2 laser and the effects were compared with those by traditional stitch suture. Pressure of anastomotic stoma was measured in the rabbits of shortterm group. The histopathological changes were observed 3 d, 1, 2, 3 weeks after anastomosis in the rabbits of longterm group. RESULTS: CO2 laser welding, compared with traditional suture, had some advantages such as simplicity, quickness, the ideal pressure of anastomotic stoma after operation and the reduced inflammatory cells at the early stage. CONCLUSION: These preliminary observation suggests that small bowel anastomosis with CO2 laser may be feasible.

【Keywords】 CO2； laser welding； small bowel； histology

【摘要】 目的: 对兔小肠行CO2激光焊接和传统丝线缝合，探讨小肠CO2激光焊接的可行性. 方法: 选用家兔30只，4只做为短期试验组，26只做为长期试验组，运用低功率（500 mW环形co2激光焊接）并与临床外科常规缝合比较，短期试验组测吻合裂压力，长期试验组观察吻合后3 d，1，2和3 wk的组织病理学变化. 结果: 激光焊接吻合术方法简便、快速，在手术后吻合裂压力理想，愈合早期炎症细胞比线缝合吻合术后愈合早期的炎症细胞少，无粒状缝隙. 结论: 用低功率CO2激光焊接小肠组织是可行的.

【关键词】 CO2； 激光焊接； 小肠； 组织学

0引言

随着激光医学的发展，20世纪70年代以来，在小血管［1-2］和输卵管［3］吻合术中，使用激光焊接各种生物组织比传统的线缝合有明显优势［4-6］. 此后，越来越多的研究人员使用激光焊接各种组织，而且将其扩展应用到焊接兔子和鼠的小肠切开术中. Sauer等［7-8］对Nd：YAG［9-11］激光在兔小肠末端重建的焊接效果进行了报道. 本文是关于在兔子肠末端吻合术中应用低能量环形CO2激光［12］的报告. 探究CO2激光环形焊接兔肠吻合术［13-14］的可行性，并且对其近期及远期愈合效果进行评估.

1材料和方法

1．1材料30只第四军医大学实验动物中心提供的质量在2.0~3.5 kg健康白兔（4只作为短期实验,26只作为长期实验），未考虑其性别. 第四军医大学物理教研室自行制造的环形CO2激光器［14］，输出波长10.64 μm，连续输出功率0.2～15 W可调，准单模，利用开关电源使输出稳定，输出时间可调. 在光路上有红色的半导体激光作同光路指示. 焊接结构由镜筒、扩束镜、准直镜、柱透镜及手柄等构成. 工作时激光通过扩束镜、准直镜和柱透镜使光斑呈线状照在安装于手柄头部的反射器上，使入射光呈线状均匀地照在肠管吻合口上. CO2激光能量测量仪校正其输出功率.

1．2方法

1．2．1短期实验术前24 h，固定兔子，麻醉剂使用钠戊基巴比妥（30 mg/kg）. 取上腹部约4 cm切口，识别回肠并分离回肠距盲肠近侧10 cm，切除重建回肠. 接下的每个测试移动约10 cm，每只兔肠吻合使用500 mW CO2激光焊接. 回肠的两个切口边沿用3根缝合线将组织固定在一起. 每次焊接前后都对激光输出功率进行校正. 焊接组织变白收缩，两吻合边沿融合意味着组织焊接的结束. 环形焊接就此完成. 在每个激光焊接完成后1 min，分离结扎10 cm的包括吻合部位的肠，然后向肠腔内注入生理盐水采用“U”形管测压测量其吻合部位的爆裂压力. 记录“U”形管刻度直到吻合部位破裂，即灌注液从肠内漏出，“U”形管渡面下降，后根据公式换算为mmHg及kPa. 每只兔子焊接3~5次，术后均被处死.

1．2．2长期实验术前24 h，固定兔子，麻醉剂使用戊巴比妥钠（30 mg/kg）. 取上腹部切口约4 cm，环形切除分离回肠，分别用于激光吻合焊接和传统单层丝线吻合缝合. 随机决定回肠吻合部位近端距盲肠10 cm或35 cm，用3根缝合线固定肠焊接吻合部位的切口边沿. 另一手术用16~20根单层丝线进行单纯缝合吻合. 激光输出功率500 mW进行焊接，肉眼观察组织变白且收缩，吻合边沿融合，则表示组织焊接完成. 激光焊接一般需5~7 min，而线缝合则需10~15 min. 术前术后12 h分别使用Gentamycine（4 mg，im）. 所有兔子分别在3 d，1，2和3 wk时处死，进行宏观和微观的病理研究.

2结果

在短期实验中线缝合组吻合裂压力为（50±5）mmHg；而500 mW激光焊接组吻合裂压力为(20±4) mmHg. 虽激光焊接压力低于丝线缝合，但小肠峰值压低于15.2 mmHg，因此我们推论，500 mW激光焊接的肠吻合部位爆裂压力足以避免峰值压力引起的破坏. 在长期实验中，动物在术后2和3 d各死亡1只，尸检时肠吻合处无破裂现象，死亡原因未知. 除此之外，剩余24只兔子被分成4组，每组6只.

术后3 d，肠吻合部位两端愈合较好，无渗漏. 在吻合部位和肠系膜毗连处均发现有松散的纤维黏连、硬化和水肿. 线缝合吻合部位较重并可以看到仍有缝隙，而激光焊接吻合部位黏连较轻，肠壁光滑未见缝隙. 显微镜观察，两种吻合术都可见水肿、急性炎症细胞浸润，主要由中性白细胞、淋巴细胞和巨噬细胞组成，但相比之下激光焊接吻合术的程度较轻（图1）.

术后1 wk，水肿显著减轻，但线缝合吻合术的切口边沿仍肿胀. 两种吻合周围均可观察到黏连、但激光焊接吻合术的纤维黏连轻. 两组均有炎症细胞浸润，主要是淋巴细胞和浆细胞. 在线缝合组中可见到部分肠壁坏死及浆膜坏死，黏膜下层高度水肿、充血，偶伴有出血. 而激光焊接组的未见出血及坏死，肠壁光滑(图2).

术后3 wk，吻合部位组织形态正常柔软，线缝合组可观察到沿着切口部位有线状疤痕，而激光焊接组疤痕较少. 线缝合组纤维黏连程度比以前显著减少，激光焊接组有极少黏连. 显微镜观察，两组仍存在炎症细胞浸润和纤维增生. 线缝合组纤维组织较激光焊接组多且厚，缝合处尤其明显（图3）.

A:线缝合；　B:激光吻合.

图1术后3 d（略）

A: 线缝合； B:激光吻合.

图2术后1 wk（略）

A:线缝合; B:激光吻合.

图3术后3 wk（略）

3讨论

大量实验表明大功率激光可用于手术的止血和切割，不同于医学上其他目的所需的高能激光，一般焊接活组织时需用低能激光. 选择激光类型依据的是靶组织的结构和焊接需求. 而低功率激光可用于组织焊接. 激光组织焊接技术通过激光能量诱发被连接组织的分子结构发生热改变［15］,从而达到焊接组织的目的. 激光束携带的能量被组织吸收后,组织内的胶原或蛋白发生可逆性松散,当激光照射离去后,断缘或吻合口内的胶原或蛋白再次交联、融合,迅速形成新的连接,使组织吻合口或断缘呈“愈合”状态. 另外激光的光能也有利于组织修复. 有效的焊接靠两断端组织的直接紧密对合，我们在实际焊接实验中,只要使两断端肠切缘紧密对合,在激光照射下使切缘变白发干,即可达到满意的焊接牢固度. 而组织发黄、焦化则为能量过度,引起组织变性凝固,反而不能产生最佳焊接效果.

兔小肠吻合术愈合过程显示，两种吻合术愈合早期均有纤维组织或不同程度的肠黏连. 手术愈合后期，激光焊接吻合的肠与正常肠几乎难以分辨，而线缝合吻合的肠可以发现残余的缝隙和白色的线状疤痕. 显微镜下观察，激光焊接吻合术在手术后愈合早期炎症细胞比线缝合吻合术后愈合早期的炎症细胞少，无粒状缝隙. 我们由此得出结论，激光焊接吻合术作为一种新型的无缝合外科手术技术，以其无缝合吻合、无需进口材料、无针创以及不留残余缝隙、弱炎症反应、减少伤口的感染和收缩的优势在临床应用中有很大的潜在价值［16］. 在我们的激光焊接实验中，吻合的理想效果是在肠相对的切口边沿对齐紧密、激光焊接过程中组织变白的情况下得到的. 显微镜观察，在激光焊接吻合部位附近可以见到少量组织变性和坏死. 最近的研究显示，使用一定的焊接剂可以改善焊接效果. 同时据报道，胶原蛋白合成体是在激光焊接后的愈合期被激活，因此有必要在激光焊接的过程方面进行进一步研究.

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