饶桂荣 李 刚 杨吉武 王 洁 齐 颖 程奥飞 黄 晶 陈 曦

(中国人民解放军南部战区空军医院,广州 510602)

现代战争中新型武器导致多脏器复杂枪弹伤明显增加,腹部战伤在战争中的发生率约为7%,腹部肠管损伤后常因严重的腹腔感染和子弹等武器的特殊致伤效应而出现休克进而伴发脓毒症、多器官功能障碍综合征等,死亡率高达25%左右[1]。因此,研究野战中腹部枪弹的救治成为现实课题,构建大动物枪弹伤模型,更真实模拟未来战场实情,以及如何快速快捷进行简单的战场急诊手术是控制腹腔感染、提高救治率的关键[2]。关于腹部枪弹伤大动物模型鲜有报道,本研究借助新型武器模拟野战环境,构建大动物腹部枪弹模型,利用实验室自主研发的吻合磁环实施快速救治,为应对未来战场枪弹伤所致腹部消化道肠管破裂的批量伤员救治需求提供新技术研究基础。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1实验动物:实验用巴马小型猪,体质量(30±5)kg,购于广东明珠生物技术有限公司【SCXK(粤)2022-0061】。无菌手术在野战手术室平台进行。该实验通过单位动物伦理委员会审核,伦理审批号:NKYY-2019-001。

1.1.2仪器与试剂:枪弹由空军军医大学专业教研室指导并提供,并在空军军医大学动物实验中心指导下进行。多参数心电监护仪(型号为MP-700),麻醉机(型号为Aeon8300A),电动负压吸引器(型号为YB-DX23B),液体如羟乙基淀粉、左氧氟沙星以及甲硝唑等其他药物均为南部战区空军医院中心药房领取。吻合环为本单位研制,专利号为ZL 2020 2 2294785.1,如图1所示。

图1 吻合用磁环Fig.1 anastomotic magnetic ring

1.2 方法

1.2.1腹部枪弹伤模型的建立:实验前禁食12 h,禁饮6 h。实验时3%的戊巴比妥钠(或苯巴比妥钠)按1 mL/kg剂量注射大腿或臀部肌肉进行麻醉镇静。随后放置于动物支架上行侧仰位固定,使用国产95式突击步枪距离5和10 m实弹射击右下腹麦氏点致伤,注意从右侧腹部斜向下射入,以避免损伤脾,射击后查看动物反应情况,于伤口创面予纱布包扎,如有出血予纱布填塞。用担架将致伤动物小心抬起并放置手术台上,进行救治的术前准备,并监测基本生命指征。

1.2.2实验分组及手术:将成功制备的腹部枪弹伤动物模型随机分为两组:一组采用磁环快速吻合术,另一组采用传统手工缝合术。按野战手术规范操作进行,观察术中各项生命体征,手术救治过程中,实施静脉置管补液如羟乙基淀粉250 mL、乳酸钠林格液250 mL及抗感染治疗,如左氧氟沙星100 mL、甲硝唑100 mL。沿腹壁弹道置入腹腔引流管,深约10 cm,外接负压引流瓶。术后放置腹腔引流管引流腹腔液,连续3 d均给予适当的抗生素治疗及合理补液,观察动物活动等状态,如进食、站立等情况。

1.2.3检测指标:监测动物基本生命体征,如记录体温、心率、呼吸、血压及动物存活情况;检查造模时肠管穿透数,是否合并其他脏器损伤;记录腹腔内渗液及腹水量以及吻合完成时间等指标。磁环X线检查:实验组术后7、14 d进行X线检查观察磁环位置,并记录磁环降解及排出时间。术后2周进行动物解剖,测定吻合口肠管周径,观察吻合口愈合情况,组织病理学观察:切取吻合口肠壁及系膜组织,用10%甲醛溶液固定,常规石蜡包埋切片,进行HE染色、Masson染色光镜下观察组织形态。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 腹部枪弹伤大动物模型的建立

距离5和10 m的致伤情况见图2,10 m造模后动物存活不超过半数,体内脏器灼伤程度高并伴内脏破裂,出血太多动物休克或死亡,造模失败。而距离射击点5 m造模的动物全部存活,出血量少,用纱布即可填塞止血,血压脉搏等动物生命体征平稳,行手术探查,见腹腔内有少量红色血性腹水约50～80 mL,小肠和/或结肠穿孔破裂伤或1处或多处贯通伤,伴或不伴有小肠边缘系膜破裂,无结肠及肠系膜大血管损伤,未见实质脏器损伤。

注:A. 5 m入口; B.5 m出口; C.10 m入口; D.10 m出口; E.连续肠穿孔; F. 肠贯通伤。Note:A. 5 m inlet; B. 5 m outlet; C. 10 m inlet; D. 10 m outlet; E. Continuous intestinal perforation; F. Intestinal penetrating injury.图2 腹部枪弹伤大动物造模结果Fig.2 Large animal modeling results of abdominal gunshot wounds

2.2 腹部枪弹伤大动物模型不同手术救治方式的比较分析

选取造模成功的动物,随机分组,对小肠或结肠不同的损伤部位行磁环吻合术或手工缝合术。结果显示,小肠和大肠均采用磁环吻合的手术时间平均为(2.08±0.14)min,传统缝合手术时间平均为(19.89±1.59)min(图3,表1)。手术期间动物血压和脉搏略有波动,但均在正常范围,心率为130～180次/分,呼吸为32～38次/分。

表1 肠管破裂后进行磁环吻合和手工缝合的手术时间对比Table 1 Comparison of operative time between magnetic ring anastomosis and manual suture performed after intestinal rupture

注:A.常规手术缝合;B.肠磁环吻合;C.肠磁环吻合和手术缝合术后。Note:A. Conventional surgical suture; B. Intestinal magnetic loop anastomosis;C. Intestinal magnetic loop anastomosis and surgical suture postoperatively.图3 枪弹伤损伤肠管不同手术方式Fig.3 Different surgical modalities of intestinal injuries from gunshot wounds

2.3 磁环吻合组术后X线检查结果

术后第3、7、10天,磁环组进行X线片检查磁环在体内的位置是否移动,结果显示,磁环在体内存在并随肠蠕动位置变化而发生变化,间隔一周进行监测,呈逐步排出体外趋势。术后2周磁环基本都随大便排出体外,平均排出时间约为12 d(图4)。

注:A.术后第3天;B.术后第7天;C.术后第10天;D.磁环随大便排出体外。Note:A. Post-operative day 3; B. Post-operative day 7;C. Post-operative day 10; D. Magnetic ring was excreted with stools.图4 磁环吻合术后X线检查结果Fig.4 X-ray findings after magnetic ring anastomosis

2.4 组织学观察结果

术后4周解剖动物,观察吻合口组织光滑,愈合良好,未见渗漏或狭窄现象,同时取磁环组和手工缝合组的组织进行常规病理检查,结果显示HE染色、Masson染色的结果均显示两组病理形态基本相似,均有一定的炎性细胞浸润(图5,6)。

注:A.磁环吻合肠管;B.手工缝合肠管。Note:A. Magnetic ring anastomosis of the intestinal canal;B. Manual suture of the intestinal canal.图5 术后吻合口组织观察Fig.5 Post-operative anastomotic tissue observation

图6 吻合口组织HE、Masson染色(×25)Fig.6 HE, Masson staining of anastomotic tissue (×25)

3 讨论

随着现代武器装备和战略战术的发展,战时卫勤保障特别是快速成功急救成为当前重要研究。构建相应的枪弹伤大动物模型,运用新型救治技术开展研究,提升卫勤保障能力显得尤为迫切。本单位在科研过程中,紧盯实战一线需求,成功申请后勤科研创新项目,在战创伤救护领域探索新型的野战救护模式,为一线战伤抢救提供技术支持。

腹部枪弹伤的造模目前报道较少,有研究[3]模拟海水环境,利用自己研发的预热型实验用气步枪建立了海水浸泡状态下新西兰兔的肠管枪弹伤模型,重复性稳定性好。因为现代武器高速、小口径等特点,致伤后由于弹道的侧冲力容易造成广泛的组织损伤,有时可能有异物进入,容易造成感染或多脏器出血导致休克甚至死亡。因此,选择适当的距离和致伤点位非常重要。造模后动物死亡率是造模成功的关键,本次研究高度模拟战场情景特点,课题组利用巴马小型猪选择不同致伤距离,实验显示,距离5 m后致伤的动物肠管破裂的建模动物全部存活,致伤部位和弹道未损及其他脏器,适合快速救治,而10 m距离致伤后,动物死亡率高。

磁压榨吻合技术(magnetic compression anastomosis,MCA)近年来出现的一种无缝线吻合技术,是外科手术的重大飞跃[4-5]。该技术利用磁铁互相吸引对组织产生机械性压迫作用,使被压榨组织缺血坏死,外缘相邻组织分层愈合形成吻合口,目前国内外已成功用于临床肠道手术[6-7]。该项技术具有操作简便、吻合迅速、对位准确、吻合质量确定、无缝线无钉、安全可靠等优点,能够明显简化手术步骤,缩短手术时间,对术者技术要求不高,非常适合应用于腹部战创伤急救[8]。而传统缝合线手术耗时长,操作复杂,易损伤组织发生裂漏,对术者的手术技能要求高,已经不能满足于战场快速急救的需求。

实验团队前期利用磁压榨吻合技术研制了一种新型的消化道快速吻合磁环(专利号:ZL 2020 2 2294785.1),并通过了生物相容性等相关性能实验,验证磁环符合自行制定的质量指标要求。因此,在建立腹部枪弹伤大动物模型的基础上,开展快速吻合磁环在腹部枪弹伤动物模型中的初步应用实验研究,并和传统缝合手术进行比较,实验表明,磁环手术组时间快速,平均仅用2 min完成肠管吻合,远比缝合手术的时间短,更适用于战场快速救治需求,而且磁环手术后,X线检测显示,磁环在体内稳定存在,并随着时间推移,磁环吻合组织愈合后,磁环脱落并随粪便排出体外,显示磁环是安全的。吻合伤口的愈合较好,病理结果显示优于缝合手术组,这与参考文献[9]在动物犬的研究报道一致。磁环目前已经应用于人体实验中,最近有研究人员[10]进行了一个前瞻性的单中心研究,评估磁环在人体内建立肠吻合的可行性和安全性,共有5名患者接受小肠吻合术,在平均13个月的随访中,5名患者耐受性良好,均未出现任何与吻合口相关的并发症。因此,磁吻合技术能够实现消化道的无线无钉吻合,该吻合技术对管壁组织损伤小,吻合迅速,缩短抢救时间,达到快速控制消化液渗漏、降低腹腔感染风险,有效降低伤残率、伤死率,并提高治愈率,预期未来在创伤领域特别是野战环境或突发自然灾难领域有较大应用价值,能应对未来战场腹部枪弹创伤所致批量消化道破裂伤员救治需求。