【關(guān)鍵詞】 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 pided 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: 對兔小腸行CO2激光焊接和傳統(tǒng)絲線縫合，探討小腸CO2激光焊接的可行性. 方法: 選用家兔30只，4只做為短期試驗組，26只做為長期試驗組，運用低功率（500 mW環(huán)形CO2激光焊接）并與臨床外科常規(guī)縫合比較，短期試驗組測吻合口爆裂壓力，長期試驗組觀察吻合后3 d，1，2和3 wk的組織病理學變化. 結(jié)果: 激光焊接吻合術(shù)方法簡便、快速，在手術(shù)后吻合口爆裂壓力理想，愈合早期炎癥細胞比線縫合吻合術(shù)后愈合早期的炎癥細胞少，無粒狀縫隙. 結(jié)論: 用低功率CO2激光焊接小腸組織是可行的.

【關(guān)鍵詞】 CO2； 激光焊接； 小腸； 組織學

0引言

隨著激光醫(yī)學的發(fā)展，20世紀70年代以來，在小血管［1-2］和輸卵管［3］吻合術(shù)中，使用激光焊接各種生物組織比傳統(tǒng)的線縫合有明顯優(yōu)勢［4-6］. 此后，越來越多的研究人員使用激光焊接各種組織，而且將其擴展應(yīng)用到焊接兔子和鼠的小腸切開術(shù)中. Sauer等［7-8］對Nd：YAG［9-11］激光在兔小腸末端重建的焊接效果進行了報道. 本文是關(guān)于在兔子腸末端吻合術(shù)中應(yīng)用低能量環(huán)形CO2激光［12］的報告. 探究CO2激光環(huán)形焊接兔腸吻合術(shù)［13-14］的可行性，并且對其近期及遠期愈合效果進行評估.

1材料和方法

1．1材料30只第四軍醫(yī)大學實驗動物中心提供的質(zhì)量在2.0~3.5 kg健康白兔（4只作為短期實驗，26只作為長期實驗），未考慮其性別. 第四軍醫(yī)大學物理教研室自行制造的環(huán)形CO2激光器［14］，輸出波長10.64 μm，連續(xù)輸出功率0.2～15 W可調(diào)，準單模，利用開關(guān)電源使輸出穩(wěn)定，輸出時間可調(diào). 在光路上有紅色的半導體激光作同光路指示. 焊接結(jié)構(gòu)由鏡筒、擴束鏡、準直鏡、柱透鏡及手柄等構(gòu)成. 工作時激光通過擴束鏡、準直鏡和柱透鏡使光斑呈線狀照在安裝于手柄頭部的反射器上，使入射光呈線狀均勻地照在腸管吻合口上. CO2激光能量測量儀校正其輸出功率.

1．2方法

1．2．1短期實驗術(shù)前24 h，固定兔子，麻醉劑使用鈉戊基巴比妥（30 mg/kg）. 取上腹部約4 cm切口，識別回腸并分離回腸距盲腸近側(cè)10 cm，切除重建回腸. 接下的每個測試移動約10 cm，每只兔腸吻合使用500 mW CO2激光焊接. 回腸的兩個切口邊沿用3根縫合線將組織固定在一起. 每次焊接前后都對激光輸出功率進行校正. 焊接組織變白收縮，兩吻合邊沿融合意味著組織焊接的結(jié)束. 環(huán)形焊接就此完成. 在每個激光焊接完成后1 min，分離結(jié)扎10 cm的包括吻合部位的腸，然后向腸腔內(nèi)注入生理鹽水采用“U”形管測壓測量其吻合部位的爆裂壓力. 記錄“U”形管刻度直到吻合部位破裂，即灌注液從腸內(nèi)漏出，“U”形管渡面下降，后根據(jù)公式換算為mmHg及kPa. 每只兔子焊接3~5次，術(shù)后均被處死.

1．2．2長期實驗術(shù)前24 h，固定兔子，麻醉劑使用戊巴比妥鈉（30 mg/kg）. 取上腹部切口約4 cm，環(huán)形切除分離回腸，分別用于激光吻合焊接和傳統(tǒng)單層絲線吻合縫合. 隨機決定回腸吻合部位近端距盲腸10 cm或35 cm，用3根縫合線固定腸焊接吻合部位的切口邊沿. 另一手術(shù)用16~20根單層絲線進行單純縫合吻合. 激光輸出功率500 mW進行焊接，肉眼觀察組織變白且收縮，吻合邊沿融合，則表示組織焊接完成. 激光焊接一般需5~7 min，而線縫合則需10~15 min. 術(shù)前術(shù)后12 h分別使用Gentamycine（4 mg，im）. 所有兔子分別在3 d，1，2和3 wk時處死，進行宏觀和微觀的病理研究.

2結(jié)果

在短期實驗中線縫合組吻合口爆裂壓力為（50±5）mmHg；而500 mW激光焊接組吻合口爆裂壓力為(20±4) mmHg. 雖激光焊接壓力低于絲線縫合，但小腸峰值壓低于15.2 mmHg，因此我們推論，500 mW激光焊接的腸吻合部位爆裂壓力足以避免峰值壓力引起的破壞. 在長期實驗中，動物在術(shù)后2和3 d各死亡1只，尸檢時腸吻合處無破裂現(xiàn)象，死亡原因未知. 除此之外，剩余24只兔子被分成4組，每組6只.

術(shù)后3 d，腸吻合部位兩端愈合較好，無滲漏. 在吻合部位和腸系膜毗連處均發(fā)現(xiàn)有松散的纖維黏連、硬化和水腫. 線縫合吻合部位較重并可以看到仍有縫隙，而激光焊接吻合部位黏連較輕，腸壁光滑未見縫隙. 顯微鏡觀察，兩種吻合術(shù)都可見水腫、急性炎癥細胞浸潤，主要由中性白細胞、淋巴細胞和巨噬細胞組成，但相比之下激光焊接吻合術(shù)的程度較輕（圖1）.

術(shù)后1 wk，水腫顯著減輕，但線縫合吻合術(shù)的切口邊沿仍腫脹. 兩種吻合周圍均可觀察到黏連、但激光焊接吻合術(shù)的纖維黏連輕. 兩組均有炎癥細胞浸潤，主要是淋巴細胞和漿細胞. 在線縫合組中可見到部分腸壁壞死及漿膜壞死，黏膜下層高度水腫、充血，偶伴有出血. 而激光焊接組的未見出血及壞死，腸壁光滑(圖2).

術(shù)后3 wk，吻合部位組織形態(tài)正常柔軟，線縫合組可觀察到沿著切口部位有線狀疤痕，而激光焊接組疤痕較少. 線縫合組纖維黏連程度比以前顯著減少，激光焊接組有極少黏連. 顯微鏡觀察，兩組仍存在炎癥細胞浸潤和纖維增生. 線縫合組纖維組織較激光焊接組多且厚，縫合處尤其明顯（圖3）.

A:線縫合；B:激光吻合.

圖1術(shù)后3 d（略）

A: 線縫合； B:激光吻合.

圖2術(shù)后1 wk（略）

A:線縫合; B:激光吻合.

圖3術(shù)后3 wk（略）

3討論

大量實驗表明大功率激光可用于手術(shù)的止血和切割，不同于醫(yī)學上其他目的所需的高能激光，一般焊接活組織時需用低能激光. 選擇激光類型依據(jù)的是靶組織的結(jié)構(gòu)和焊接需求. 而低功率激光可用于組織焊接. 激光組織焊接技術(shù)通過激光能量誘發(fā)被連接組織的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生熱改變［15］，從而達到焊接組織的目的. 激光束攜帶的能量被組織吸收后，組織內(nèi)的膠原或蛋白發(fā)生可逆性松散，當激光照射離去后，斷緣或吻合口內(nèi)的膠原或蛋白再次交聯(lián)、融合，迅速形成新的連接，使組織吻合口或斷緣呈“愈合”狀態(tài). 另外激光的光能也有利于組織修復. 有效的焊接靠兩斷端組織的直接緊密對合，我們在實際焊接實驗中，只要使兩斷端腸切緣緊密對合，在激光照射下使切緣變白發(fā)干，即可達到滿意的焊接牢固度. 而組織發(fā)黃、焦化則為能量過度，引起組織變性凝固，反而不能產(chǎn)生最佳焊接效果.

兔小腸吻合術(shù)愈合過程顯示，兩種吻合術(shù)愈合早期均有纖維組織或不同程度的腸黏連. 手術(shù)愈合后期，激光焊接吻合的腸與正常腸幾乎難以分辨，而線縫合吻合的腸可以發(fā)現(xiàn)殘余的縫隙和白色的線狀疤痕. 顯微鏡下觀察，激光焊接吻合術(shù)在手術(shù)后愈合早期炎癥細胞比線縫合吻合術(shù)后愈合早期的炎癥細胞少，無粒狀縫隙. 我們由此得出結(jié)論，激光焊接吻合術(shù)作為一種新型的無縫合外科手術(shù)技術(shù)，以其無縫合吻合、無需進口材料、無針創(chuàng)以及不留殘余縫隙、弱炎癥反應(yīng)、減少傷口的感染和收縮的優(yōu)勢在臨床應(yīng)用中有很大的潛在價值［16］. 在我們的激光焊接實驗中，吻合的理想效果是在腸相對的切口邊沿對齊緊密、激光焊接過程中組織變白的情況下得到的. 顯微鏡觀察，在激光焊接吻合部位附近可以見到少量組織變性和壞死. 最近的研究顯示，使用一定的焊接劑可以改善焊接效果. 同時據(jù)報道，膠原蛋白合成體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過程方面進行進一步研究.

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