离断肢体保存的研究进展

陈冠军　陈敏亮

[摘要]肢体离断后因缺血缺氧，正常的代谢过程受到干扰而产生一系列的病理生理变化，导致细胞变性和组织坏死。因此对断肢进行科学保存以减少组织缺血性损伤，延缓组织变性坏死，为临床赢得再植时间，显得尤为重要。本文通过检索分析相关文献，对保存断肢的几类常见方法做一综述，涉及低温保存法、器官保存液保存法、灌注保存法、高压氧保存法和暂时异位寄养再回植等。

[关键词]离断肢体；低温保存；器官保存液；灌注；高压氧；暂时性异位寄养

[中图分类号]R658.1 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2017）06-0126-03

肢体离断后因缺血缺氧，正常的代谢过程受到干扰而产生一系列的病理生理变化，如代谢和毒性物质堆积、细胞胞浆空泡形成、线粒体水肿、功能下降、溶酶体稳定性下降，导致细胞变性和组织坏死。恢复供血后又会引起一系列病理生理学方面的改变，可笼统称之为缺血再灌注损伤（ischemi～reperfusion in-1ury）。这不仅会影响再植肢体还会波及心、肺、肾等远隔器官。相关实验及临床数据表明，超过4～6h的缺血时间会影响再植成功率和术后肢体功能康复。但患者有时伴随骨折、颅脑外伤等复合伤需先接受某些救命手术，或受伤士兵需要转运至后方医院接受手术而无法缩短断肢缺血时间，使断肢发生不可逆的损伤。因此如何保存缺血时间较长的断肢仍是一个不小的挑战。在断肢再植重建血液循环之前，如何对断肢进行保存，以减少组织缺血性损伤，延缓组织变性坏死，为临床赢得再植时间，确保断肢成活及功能恢复，是目前临床需要深入研究的课题之一。近年来国内外对断肢保存的研究取得了很大成就，现综述如下。

1低温保存法

断肢中不同组织对缺血的耐受力差别很大。常温下，肌肉组织的临界缺血时间是4h，神经8h，脂肪13h，皮肤24h，骨组织高达4d，其中骨骼肌最易受缺血损伤。低温可降低缺血组织中细胞代谢速率，减少三磷酸腺苷（Adenosinetriphosphate，ATP）消耗及其代谢废物的积聚l生损伤，降低细胞内酶对组织细胞破坏的速度。Allen在20世纪30年代首次报道低温对断肢的保护作用。他认为低温条件下组织代谢活性降低，能量需求减少，并提出用纱布包裹断肢装入塑料袋内直接浸入冰浴中的低温冷藏干燥保存断肢的方法被沿用至今。1997年，Wilson等建立不同温度下股薄肌缺血模型，24h后评价其肌肉存活力，发现低温下肌肉存活力明显优于常温。Ozkan等通过橡胶止血带建立大鼠后肢缺血再灌注损伤模型，发现（12±2）℃的低温和臭氧对大鼠骨骼肌缺血再灌注损伤具有保护作用，但它们之间没有协同作用。罗晓中等采用暂时阻断家兔髂总动脉起始处血流的实验模型，观察用泡沫型氯化钠降温袋使坐骨神经旁肌温（代表神经温度）降至18.2℃～24.7℃的方法预防坐骨神经缺血再灌注损伤（缺血4h，再灌注5h）的形态学变化，结果显示：神经的缺血再灌注损伤在低温下较常温下明显轻微，提示降温可预防周围神经缺血再灌注损伤。Hansson等研究得出结论32℃浅低温能有效减少心肌缺血再灌注损伤，减小梗死面积。

2器官保存液保存法

器官保存液最初应用在肝、肾、胰腺等实质器官移植外科领域并获得巨大成功。器官保存液根据成分不同大致分为：仿细胞内液型（如E-C液）、仿细胞外液型（如U-W液）、血漿类溶液、载氧保存液和非体液型保存液。其中研究最多的是E-C液和U-W液，但随后问世的IGL-1（Institute Georges Lopez）液、SCOT（solution deconservation des organes etdes tissus）液、Kyoto液等均比U-W液表现出更优越的器官保存方面的特性。Janssen等将ceIsior液、U-W液和HTK液（histidinetryptophan ketoglutarate solution）在低温条件下保存人肝细胞的能力进行了比较，得出结论：Celsior液在降低人类肝细胞低温保存条件下的缺血再灌注损伤方面优于HTK液，但与U-W液相似，此外Celsior液对肝细胞体外长时间保存也有效。Norden等对uw液保存断肢进行研究后发现，大鼠断肢保存在uw液中24h，转移再植后成活率可达83%，uw液对大鼠骨骼肌有保护作用。Ikeda等回顾了2002-2012年间26例肺移植患者，术后肺功能满意，5年存活率达到85.1%，所有移植肺均用Kyoto液保存，平均缺血时间（483.8±19.0）m。

3灌注保存法

灌注保存可分为持续灌注和单次灌注。常用灌注液有Collins液、E-C液和U-W液，还有应用自由基清除剂、能量合剂、血液及血液代用品灌注的，均取得不错的保存效果。王楠等利用U-W液灌注Wistar大鼠离断后肢，在4℃条件下分别采用单次灌注、24h间断灌注和连续灌注，发现与对照组相比，灌注组肌纤维水肿轻、断裂少，细胞较少发生横纹溶解，证明使用U-W液对离断肢体进行灌注后低温保存效果更好，24h连续灌注和间断灌注对断肢的保护效果相当。Yan等采用大鼠离断肢体模型也证明补充维生素C（自由基清除剂）能够增加NO生物活性，促进断肢再植后血流恢复，减少氧化应激反应，增加侧支动脉供血、减少肌肉坏死。章伟文等研究证实能量合剂可为骨骼肌中的Na⁺-K⁺-ATP酶活性提供能量，维持其缺血条件下的活性2～4h；能量合剂中含有的适量激素，也具有一系列抗缺血再灌注损伤的作用。Xu等研究发现，氟碳化合物（血液代用品）可在SD大鼠肺微血管内皮细胞（pulmonarymicrovascular endothelial cells，PMVECs）的细胞膜表面形成密集且有扩散性能的物理屏障，阻止炎性因子接触靶细胞，减少细胞内信号级联反应及随后的炎性反应，起到细胞保护作用。体外循环下全血灌注已被证明在肺和肝脏的保存中可行，在肾脏的保存中甚至优于普通低温保存。Constantinescu等通过猪前肢动物模型探讨了利用现有体外循环技术和设备进行体外全血灌注保存断肢的潜力和技术可行性，结果比较理想。在12h的灌注中，pH值维持正常，钾通过胰岛素和葡萄糖控制很好，乳酸水平在灌注早期因缺乏肝脏代谢有所上升，肌肉刺激反应一直存在，组织病理和免疫荧光检查显示组织损伤较少，与对照组差异明显。持续低温灌注可给断肢供应营养物质、排出代谢废物，常温或亚常温灌注则可一定程度上避免低温对组织的损伤，未来可能会成为研究热点。近期，日本学者Araki等研制出一种携氧的血红蛋白囊泡（Hemoglobin vesicles，HbVs），它由磷脂囊泡包被纯化人血红蛋白形成。大鼠断肢经过常温下8h缺血时间（其中六小时用1：1的ETR和HbVs混合溶液灌注）后再植，然后进行生化、形态和功能评价，结果显示HbVs处理组比单纯ETK液灌注有更好的氧合作用，腓肠肌保存完好，再植手术很成功。endprint

4高压氧保存法

高压氧（hyperbaric oxygen，HBO）目前在临床上广为应用，可增加血氧分压，提高血氧弥散半径，使距离毛细血管较远的细胞获得足够的氧，有助于葡萄糖有氧代谢和能量供应恢复，促进毛细血管新生及侧支循环建立，改善微循环，促进可逆性缺氧细胞功能恢复。近年来很多研究发现HBO保存离体组织或器官可提高移植或再植成活率。张智等探讨了HBO保存对大鼠离断肢体的影响，发现HBO保存对骨骼肌Na⁺-K⁺-ATP酶和Ca²⁺-ATP酶活性及超微結构的影响皆明显优于室内空气中保存。缺血6h再植后HBO组成活率为100%，而室内空气组为50%。Yin等观察了HBO预处理的大鼠心脏功能和缺血再灌注损伤情况，发现HBO可以改善心脏功能和心肌缺血再灌注损伤引起的组织学改变，减少氧化产物和炎性细胞因子，其机制可能是HBO能增加血红素氧化酶1（heme oxygenase 1，H0-1）的表达。该机制也被证实在HBO预处理减轻大鼠高氧性急性肺损伤时肺的生化和组织学改变中起主要作用。Kang等报道了HBO预处理对大鼠带蒂移植皮瓣的缺血再灌注损伤有保护作用。多项研究也证实了高压氧可以有效减轻骨骼肌等组织的缺血再灌注损伤，其机制可能是与一氧化氮合酶（NOS）相关：内皮型一氧化氮合酶（eNOS）活性增加在前，肺组织中eNOS蛋白表达增加在后。

5暂时性异位寄养再回植技术

首例断手异位寄养再回植手术由Godina等在1986年报道，此后不断有不同部位肢体和器官利用此技术得以保存的报道，但二期再植的肢体功能不如一期再植。因此要严格把握这类手术的适应证，包括：①肢体完全离断，伴全身严重复合伤或休克，不能耐受长时间再植手术者；②肢体完全离断，断肢远端相对完整但近端肢体为毁损伤，并伴广泛皮肤软组织缺损或严重骨关节损伤，两断端无法短时间内进行原位再植者；③少儿、青壮年发生肢体离断伤，强烈要求保全肢体者。通过此技术可缩短断肢缺血时间，并为抢救复合伤患者生命或修复毁损的肢体近端赢得时间。王江宁等报道了2例急诊断足病例，伤后6h入院行暂时性对侧小腿异位寄养，术后3个月行再回植术，通过主动、被动运动、按摩、高压氧以及保护觉和位置觉训练等方法对患者进行康复治疗，再回植术后断足均成活，足底感觉恢复，不需使用短腿支具或拐杖，可以参加轻体力工作。James kaaj报道了两例断肢异位寄养再回植案例，一例是右手爆炸伤，右侧拇指通过端侧吻合术暂时寄养在同侧腕部桡动脉处，7d后再植回原处取得成功；另一例是严重的右侧前臂和手掌撕脱伤，将食指和小指异位寄养在对侧前臂桡动脉处，但由于受损较重食指未能保住，9d后将小指再植回原无名指处取得成功。Tomlinson等将受伤右手的食指、中指和无名指异位寄养在左前臂桡动脉处，8个月后再植回原处并重建右手获得满意效果。

6总结

断肢再植的时限与肢体离断平面和环境因素等有关，一般而言常温下完全缺血6h不会出现不可逆变化，因此常温再植时限一般不超过6h。随着科技进步和社会发展，严重创伤尤其是高能创伤逐步增多，人们越来越多地经受组织缺损或肢体离断等伤痛；现代战争中肢体离断和毁损的情况也非常常见。但受制于救治条件所限，离体组织或离断肢体需要到有条件的医院才能再植，因此再植前的保存就成为再植能否成功的关键。单纯低温保存经济简单易操作，各种器官保存液和灌注液也都有不错的延长再植时限的作用，暂时性异位寄养再回植的肢体功能稍差但能挽救许多无法一期再植的断肢，HBO保存断肢仍处于实验阶段，还有一些不常用的方法也都取得了一定的断肢保存效果，但单一方法均或多或少存在一定局限或者至少延长再植时限仍不够，因此能否将各种方法合理地联合应用，并与防治缺血再灌注损伤的措施结合，或提出更具创新性的技术及方法，将是影响断肢再植成功率的关键。

创面持续密闭负压吸引技术（vacuum sealingdrainage，VSD）为外科修复领域带来了里程碑式创新。该技术可以全方位去除细菌培养基和创伤后受损组织产生的毒性分解产物，减少机体组织对毒性产物的重吸收，避免二次打击所致的“失控的全身炎症反应”，阻断病理反应链，防治MODS的启动。肢体或复合组织离体后因创面裸露和血供的阻断会进一步加重加速离体组织的失活，因而及时封闭离体组织的创面对延长离断肢体保存时间有重要意义。因此，未来如何将该技术与其他方法有机结合应用于离断肢体的保存将有重大研究价值。

[收稿日期]2017-2-13

[修回日期]2017-04-25

编辑/张惠娟endprint