适于内镜下胃肠重建的磁吻合环的优化设计

前言 胃肠道吻合重建是腹部外科最基本的手术操作，手工缝线吻合作为消化道吻合重建最基本的方法可用于任何部位的吻合，但缝线吻合操作繁琐、耗时、创伤大。胃肠道各种钉式机械吻合器的研发和普及大大简化了胃肠道吻合重建的过程，吻合效果可靠、操作简单、吻合时间明显缩短。腔镜技术在消化道吻合重建中的应用，大大减轻了手术对患者造成的创伤。尽管如此，现有的方法并未将创伤控制到极致。随着微创外科的发展和快速康复外科理念的深入，在满足治疗目标的前提下，尽可能地减小创伤和缩短手术时间已成为所有外科医生追求的共同目标。 磁吻合作为一种新型的空腔器官吻合重建方法最早由日本学者Obora于1978年用于血管端端吻合的动物实验研究[1]。至今，磁吻合已被用于血管吻合[2-6]、胃肠道吻合重建[7-10]、狭窄胆道再通[11-15]、胆肠吻合[16-17]、食管闭锁再通[18-19]等手术中，磁吻合操作简单、吻合速度快、并发症少，吻合效果可与传统的的手工缝线吻合和机械吻合器吻合效果相媲美甚至更好。磁吻合借助特殊形式的“非接触性”磁场力从根本上改变了传统的吻合模式[20]。而且磁吻合与内镜技术结合后，消化系统一些原本需要外科手术处理的疾病在内镜操作下就能完成。Cope等人最早进行了内镜下胃肠道磁吻合的动物实验，结果吻合取得成功并初步总结出内镜操作路径[21-22]。此后Chopital和Jeanine分别报道了将磁吻合与内镜技术结合治疗肿瘤引起的恶性十二指肠梗阻的临床研究结果，达到了满意的姑息治疗的目标[23-24]。但Chopital等人设计的磁体在实施过程中有三大缺点：其一，磁体为圆饼形，截面积较大，因此置入过程中对食道损伤较大；其二，磁体置入后吻合口不能立即建立；其三，磁体体积较大，自然排出有困难，因此需要内镜下取出。 针对以上学者设计的磁体在胃肠吻合应用中存在的缺点，结合我们团队多年来在磁吻合领域的研究，提出了下面的优化设计方案。 1 设计思路 为解决圆饼形磁体在胃肠吻合中存在的上述缺陷，我们提出椭圆环状优化设计方案。在充分保证吻合口大小情况下，通过设计合适的椭圆环的长、短轴比例，减小磁体的横截面积，利于磁体的置入和自然排出。同时，先前圆饼形的磁体置入后需4-7天后才能建立消化道旁路，而椭圆环状的设计使磁体在置入后，可立即建立新的食物流转通道，这对于解决肿瘤引起的恶性十二指肠梗阻有重要意义。 2 磁体结构 磁吻合装置包括一对形状和尺寸完全相同的椭圆形磁环，其结构如图1：椭圆形磁环沿长轴最大外径为20mm，最大内径为14mm，沿其短轴最大外径为12mm，最大内径为8mm，磁环的厚度为4mm。磁体材料选用N50烧结钕铁硼经机械加工成型，磁体表面经电镀镍处理。单个磁环质量约为2.95g，在吸合面上的表面场强约为3300Gs，在0间距时，子母磁环间的吸力为30N。 图1 磁吻合环结构示意图 3 操作路径及动物试验结果 借助于上述椭圆形磁吻合环可使胃十二指肠远端旁路手术在内镜操作下即可完成，与内镜下操作相配套的器械和用品包括斑马导丝、导管等。具体操作实施步骤如图2详解。图A：胃镜前端过幽门至十二指肠降部；图B：斑马导丝经胃镜送至十二指肠末端；图C：退出胃镜，借助于与导管和约束线将椭圆形磁环沿斑马导丝送至十二指肠近升部位置；图D：经胃镜将另一个椭圆形磁环送至胃内；图E：胃内磁环和十二指肠内磁环自动对位相吸，压迫胃壁和十二指肠肠壁；图F：7-10天后，受压的胃壁和十二指肠壁缺血坏死，紧贴受压部位的胃和十二指肠浆膜能黏连愈合，磁环连同受压坏死组织一起脱落，经消化道自然排出体外，胃-十二指肠旁路即建立。 图2 内镜下磁压榨胃-十二指肠旁路手术操作示意图 当患者原发病所造成的幽门或十二指肠严重梗阻时，在两个磁环自动对位吸合后，可经胃镜将夹在两个磁环间的胃壁和十二指肠壁直接毁损，这样在术中就可立即建立经吻合环内部的胃十二指肠旁路，待压榨完成磁环脱落后可建立最终的吻合口，吻合口大小即为椭圆形磁环的面积。 用于内镜下胃肠吻合重建的磁吻合环的优化设计方案经大动物实验验证，具有良好的可操作性；待吻合口形成，磁吻合环脱落排出动物体外一月后，处死动物取出吻合口标本，肉眼观察吻合口两侧胃肠壁连接紧密，未见泄漏、出血等并发症；吻合口标本HE染色后在10X光镜下观察发现两侧胃肠壁完全粘连，组织对合良好，层次整齐；对吻合口进行爆破压强度测试，结果表明吻合口无泄漏，且强度高。该方案吻合效果可靠，可向临床推广使用。 4 结论 磁压榨技术联合内镜技术能将传统的部分消化外科手术变成内镜下操作。内镜下胃肠吻合重建的磁吻合环的椭圆优化设计方案具有以下优点：（1）椭圆形设计方案能有效减小磁环的横截面积，从而方便胃镜下置入，同时减小对食管的损伤；（2）椭圆设计有利于磁体完成吻合后从消化道自然排出，减小肠道梗阻的几率；（3）通过优化的长轴和短轴比例设计，在方便置入和排出的前提下，可有效保证足够的吻合口大小；（4）环形设计的最大优点在于当两个磁环相吸后，可将压榨在磁环里面的组织毁损，使旁路通道立即建立；（5）该设计的主要适用对象为幽门部恶性梗阻，当患者无法耐受根治手术而采用姑息性治疗时，磁压榨技术联合内镜技术能把对患者的损伤降低到最小。

文章来源：《中国内镜杂志》 网址: http://www.zgnjzzzz.cn/qikandaodu/2020/1118/408.html