修复重建外科学的原则
修复重建外科学中的很多技术需要对组织进行移植。皮肤即为一种常用的移植组织,在不同患者及同一患者的不同部位,皮肤的特征都存在差异。这些差异性的特征包括肤色、纹理、厚度、延展性、皮肤固有张力及血供,它们会在不同情况下发挥不同的作用。
组织移植(tissue transfer)是指以重建为目的而进行的组织移位。不同于切除手术,以重建为目的的组织移植要求术者对组织供区及受区部位的解剖有详尽的了解并熟知手术原则,以保证移植后的组织成活。
以皮肤为例。皮肤的浅层被称作表皮(厚度0.8~1.0mm)。其深层为真皮(dermis),真皮可分为两层:较表浅的一层为外层真皮(也称乳头层或附件周围真层),较深的一层为网织层。泌尿生殖系统修复重建常用到不包含附属器的皮肤。其他常用于泌尿生殖系统修复重建移植的组织包括膀胱和口腔黏膜。膀胱上皮是膀胱的表层,其深层为固有层(lamina propria),固有层又可分为深浅两层。口腔黏膜是附着于大部分口腔表面的浅层组织,其深层同样是双层结构的固有层。
所有组织都有各自的生理特性,包括延展性、固有张力、压力释放后的黏弹性及延展性等。移植物的生理特性的维持,主要是由螺旋排布的胶原及弹力蛋白交联结构所决定的。胶原-弹力蛋白结构混悬于黏多糖基质中,影响着组织的黏弹性特征。
组织可以以游离移植物(图20-1)的形式进行移植。游离移植物(graft)是指被游离切下并移植至受区的组织,该组织会经过“成活”过程而形成新的血供。成活需要大约96h,可分为两个阶段。第一个阶段为吸胀期,约需48h。在此阶段,移植物通过毗连的受区摄取营养物质以维持存活,其温度低于中心体温。第二个阶段为血管接合期,同样持续48h左右。在该阶段,移植物微循环得以重建,同时移植物温度升高至中心体温。成活的过程受移植物特征及受区条件的影响。因此干预受区血供会影响移植物成活。
图20-1 皮肤(A)和口腔黏膜(B)断层示意图(上方为组织学层次,下方为微血管分布)(From Jordan GH,Schlossberg SM.Using t issue transfer for urethral reconstruction.Contemp Urol 1993;13:23.)
表皮或上皮层覆盖在深部组织表面,形成了与“外界”的屏障,其深面与真皮浅层或固有层浅层相连,两者大致的交界面为浅层血管丛。对于皮肤而言,即为真皮内血管丛。在真皮浅层,存在淋巴组织。真皮深层或固有层深层的下表面存在深层血管丛。对皮肤而言,即为皮下血管丛。大部分淋巴组织均位于真皮深层,且真皮深层所含胶原多于浅层。通常认为组织的生理特性由真皮深层或网织层决定。
刃厚皮片包括表皮层及真皮浅层血管丛(真皮层内或固有层内)。在大多数游离移植物中,浅层血管丛包括细微且数量巨大的血管,因此刃厚皮片也拥有了这些良好的血管特征。这些移植物中淋巴组织较少,且无法保持供区皮肤原有的物理特性,因此韧性较差且易破损。刃厚皮片不含真皮网织层(Jordan,1993)。
网状植皮是刃厚皮片的一种用法。将获取的游离移植物置于容器中,做规则小切口。这些切口可使移植物按不同比例(即1.5∶1、2∶1、3∶1)延展。然而,大多数生殖器重建手术中做移植物小切口并不是为了延展,而是为了便于移植物下渗出物流出。一些病例中,小切口能使移植物更好地贴合不规则的受区(如在睾丸表面覆盖中厚皮片重建阴囊)。也有观点认为,网状移植物更易成活,因为小切口有可能使其生长因子水平升高。全厚移植物一般不用来制作网状移植物(Schreiter and Koncz,1983;Jordan,1993)。
全厚移植物则包括表皮层和浅层真皮(对于黏膜则是上皮层和固有层的浅层),因此具有这些层次的特征。然而,全厚移植物还包括真皮层或固有层的深层。皮肤移植物会显露真皮下血管丛。大多数情况下,真皮下血管丛由分布稀疏的较大血管构成,而这种血管特征使得移植物对受区营养供给要求更高。全厚移植物中包含大部分淋巴组织,其物理特性同样会表现在移植物中(Devin et al,1976;Jordan,1993;Wessels and Mc Aninch,1996)。对比各种最常用于泌尿生殖系统修复重建手术的移植物,刃厚皮片的血管特征优势最为突出,但容易发生组织收缩,且生长稳定后易于破损。全厚皮片血管特征劣于刃厚皮片,但不易发生收缩,且生长稳定后更加耐用(见图20-1A)。生殖器全厚皮片(阴茎皮肤与包皮移植物)与非生殖器全厚皮片是不同的。这或许是非生殖器皮肤移植物拥有更大的数量所致。而这使得移植物对受区条件要求变得更高,而使用非生殖器全厚皮片进行尿道重建效果较差的原因可能是成活不佳或缺血性成活(Webster et al,1984;Webster,1987;Jordan,1993)。耳郭后移植物 (全层皮移植物)是非生殖器皮片中的例外。耳郭后皮肤较薄,贴附于颞肌筋膜,且被认为有较多穿支血管;此部位皮下网状组织特征与真皮内网状组织相似,其全厚皮片中特性更接近刃厚皮片。膀胱上皮移植物中存在浅层及深层血管丛;然而两层网状组织间有更多的穿支相连。膀胱上皮移植物具有更佳的血管特征。口腔黏膜中有全层血管丛,因此可以在削薄的同时保留足够的固有层深层组织,从而保留固有层的生理特性(见图20-1B)。有观点认为,口腔黏膜移植物具有最佳的血管特征(Humby,1941;Memmelaar,1947)。将移植物修剪变薄,能够减少其总重量,同时保留其生理特性,且不影响其血管特征。越来越多的人表现出了对口腔黏膜的热情。同时,口腔黏膜移植物具有“湿润上皮”的外表面,这种特点也被认为更适合用于尿道重建手术。舌黏膜、唇黏膜和颊黏膜的厚度及质地均各不相同。由于唇黏膜移植物较薄,因此会被许多术者选择用来重建舟状窝(Jordan,1993)。
Fichtner团队(2004)的一项研究报道了“颊黏膜”移植物镶嵌(onlay)的中期及长期随访结果,证明了该移植物的耐久性。研究纳入67例患者,随访时间均超过5年,部分患者随访达10年。所有失败病例均发生在初次术后12个月内。更新的研究则显示:使用颊黏膜及舌黏膜移植物具有相同的手术效果(Sharma et al,2013)。真皮移植物用于扩大阴茎海绵体白膜已有多年。获取的移植物上下表面分别为真皮内血管丛及真皮下血管丛,因此真皮移植物易于成活(对受区条件要求并不严苛),且保持正常皮肤的物理特性。睾丸鞘膜作为移植物,在本质上几乎等同于腹膜。腹膜作为移植物具有易于成活的趋势,这在关注黏附形成的文献及涉及腹膜移植物应用于尿路重建的泌尿外科文献中都有报道。然而文献并未明确指出移植物不同的物理特性意味着什么(Jordan,1993)。已有证据证明了睾丸鞘膜移植物修复阴茎海绵体白膜小缺损的效果,但用于较大缺损则有形成动脉瘤样膨出的可能。睾丸鞘膜移植物也曾被用于尿道重建,均未获得满意效果。
根据本章节中的定义,静脉移植物或许并非真正的移植物。静脉补片广泛应用于血管手术中。前提是血管内皮直接血流灌注及通过血管滋养支灌注实现血管壁血流重建,使作为移植物的静脉得以存活。这个观点在血管相关文献中尚有争议。血管内膜为较薄的内皮层,易在取材及移植物制备时受损伤,造成内皮塌陷。炎症细胞和纤维蛋白黏附在暴露的基膜上。然而,内皮会在6周内再生。中层则是平滑肌和相互交错的胶原蛋白。获取移植物后会发现平滑肌明显受损,其原因可能与热缺血损伤有关。更为成熟的移植物中,大量平滑肌被胶原沉积和纤维化组织所取代。外膜是疏松的胶原网及散在的血管滋养支。成熟静脉移植物则拥有更多滋养血管。然而,外膜往往与周围结缔组织连在一起。在成活过程的初期,血管滋养支内血栓形成并不罕见。当静脉移植物暴露于动脉压和血流剪力之下,就会开始一种通俗地称为“动脉化”的过程,血管弹性发生改变,移植物变得僵硬,顺应性降低。一旦发生“动脉化”,则移植物顺应性不会再恢复,至少用于血管替代是如此(Szilagyi et al,1973;Fuchs et al,1978;Tolhurst and Haeseker,1982)。当前,静脉“移植物”广泛用于替代损伤的阴茎海绵体白膜。真皮移植物曾被尝试用于尿道修复,然而疗效欠佳。直肠黏膜移植物也被考虑用于尿道重建,但目前对于该种移植物的成活知之甚少。通常,肠黏膜血管化依赖于底层肌肉的血管化,继而在黏膜下形成穿支。文献中还没有关于直肠黏膜移植物成活过程的相关报道。
组织可以以皮瓣的形式进行移植。皮瓣,是指被游离和移植时其血供得以保留的组织;既可以是原有血管的保留,也可以在通过手术在受区重建血供。皮瓣可以根据不同的标准进行分类。根据血管分布可分为任意皮瓣(图20-2)或轴型皮瓣(图20-3)。任意皮瓣(random flap)是指该皮瓣没有明确的血管供应范围。皮瓣从真皮或固有层网状组织层取下;不同个体及不同部位的任意皮瓣大小均不同。轴型皮瓣(axial flap)则表明有明确血管分布在该皮瓣的基底部,此种皮瓣分为三种类型。直接皮血管轴型皮瓣由浅层血管直接供应体壁筋膜外层(图20-3A)。腹股沟皮瓣就是典型的直接皮血管皮瓣。肌皮瓣(图20-4A)以肌肉的血管分布为基础,肌肉上覆盖的皮肤由穿支血管供应。若该肌肉以肌瓣的形式被取下,则其表面的皮肤成为任意皮瓣。皮筋膜皮瓣的血管系统(图20-4B)与肌皮瓣相似。然而,深部血供来源于筋膜(深层及浅层),其上所覆盖皮肤亦由穿支供血。皮筋膜皮瓣可与其供血血管一同被移植;若未被同时取材,则其上方所覆盖的皮肤成为任意皮瓣(Ponten,1981;Tolhurst and Haeseker,1982;Cormack and Lamberty,1984)。也有不同观点认为,筋膜相对无血管,不能作为皮筋膜移植物的“血液供应”。事实上,筋膜层的作用更像“篱笆”——血管像藤蔓一样攀爬在上面(Jordan,1993)。
图20-2 任意皮瓣。穿支血管已被离断,因此其成活依赖于真皮内和皮下血管丛
图20-3 轴型皮瓣。大血管进入皮瓣基部,其成活依赖于这些血管及远端血管形成。A.半岛皮瓣,皮瓣基部血管和表皮保持连续性。B.岛状皮瓣,血管保持连续但表皮已离断,轴血管周围无支撑。C.微血管游离移植皮瓣,游离皮瓣的血管和表皮均于基部离断,需于受区通过纤维手术重建血供(From Jordan GH,McCraw JB.Tissue transfer techniques for genitourinary reconstructive surgery.AUA Update Series 1988;7:lesson 10.)
皮瓣还可根据获取方式分类。半岛皮瓣是指基部血管连续性及表皮连续性均保持完整的皮瓣(见图20-2、图20-3A)。岛状皮瓣(见图20-3B)是指血管连续性尚存,但表皮已完全离断的皮瓣。真正的岛状皮瓣仅靠血管与供区部位相连。微血管游离移植皮瓣(游离皮瓣)(见图20-3C)的血管及表皮与周围完全离断。其血管连续性需在受区重建。
相关术语的使用存在混淆。在泌尿生殖系统修复重建外科,我们倾向于使用岛状皮瓣(island flap)。正如前述,真正的岛状皮瓣仅靠血管与供区部位相连。然而,通常的情形是岛状皮瓣会与肌肉相连(如股薄肌肌皮瓣)或与筋膜相连(如局部生殖器皮瓣)。岛状皮瓣与皮岛及皮肤补片的含义是不同的。这些皮瓣及游离移植物的用法,会在本章后续手术技巧探讨部分予以展示。很多人仍然对组织培养移植物或“人造”移植物有着浓厚兴趣。或许,使用规模化生产的移植物或培养材料膜片的那一天即将到来(Chen et al,1999;Atala,2002;Rotariu et al,2002;El-Kassaby et al,2003;Bhargava et al,2004)。
图20-4 A.肌皮瓣,动脉肌皮穿支通过肌肉供应皮肤和皮下脂肪。它们可作为游离瓣进行移植,但往往保持血管连续性而仅用于局部。B.皮肌膜瓣,丰富的筋膜浅层及深层血管丛供应,通过穿支血管与表面的皮肌膜瓣相连接。生殖器重建中,常于阴茎肉膜组织上取瓣或从前臂获取游离瓣(From Jordan GH,McCraw JB.Tissue transfer techniques for genitourinary reconstructive surgery.AUA Update Series 1988;7:lesson 10.)