本文描述了腹壁腹侧缺损（疝）的构建与修复方法。该模型可用于研究使用植入材料等修复策略。本文以猪小肠黏膜下层修复实验性疝为例进行了介绍。
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本文内容
摘要
摘要
腹壁疝是一种相对常见的临床病症，有时需要进行疝修补术（手术修复）。腹壁疝的修复通常需要植入一种材料，以在腹壁缺损处起到机械桥接的作用。生物材料（如猪小肠黏膜下层组织，SIS）不仅可作为细胞向植入物内生长的支架，还能自然地整合入宿主组织中。此类修复材料的研发得益于动物模型的应用，这些模型能够方便地建立实验性腹壁缺损，并可重复、可靠地进行修复操作。本文所述方法介绍了在大鼠模型中建立并修复腹壁疝的手术技术。在此模型中，使用SIS修复实验性腹壁疝后，植入物可在28天内迅速整合入宿主组织。组织学上，植入材料与宿主组织的整合表现为显著的纤维血管化反应。未来对大鼠腹壁疝模型的进一步优化和应用可能涉及糖尿病和/或肥胖动物，以更贴近人类常见的合并症情况。
引言
腹壁疝是一种常见的临床问题，可能由先天性缺陷、外伤或涉及腹壁的手术切口愈合失败引起。修复通常需要使用植入物来加强腹壁，与仅用缝线关闭腹壁的患者相比，使用植入物治疗的患者复发率较低。1
外科疝修补术通常需要使用植入材料对缺损进行机械性桥接。在这方面，合成材料和天然材料均已被用于疝修补。许多合成材料通常为不可吸收材料，包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）和膨体聚四氟乙烯，而其他一些合成植入物则将一种不可吸收材料与可吸收聚合物（如聚甘醇酸）结合使用。1 相比之下，天然材料植入物通常来源于动物或人类尸体组织。用于疝修补的天然材料通常富含胶原蛋白，可作为宿主组织长入和整合的支架。
开发和优化用于腹壁疝修补的新材料需要合适的动物模型来评估候选材料。已有研究在多种物种中开展，包括绵羊2、猪3、兔4、大鼠5,6,7,8和狗9 。使用大鼠进行此类研究的优势在于，该模型易于操作，且存在多种近交品系，可有效控制遗传变异。此外，与上述其他物种相比，大鼠整体体表面积较小，适合评估尚处于实验阶段、数量有限的材料 。同时，使用大鼠所产生的成本较低，有助于相对高效地筛选可用于腹壁疝修补的候选材料 。通常在评估材料时需考虑的因素包括：外科医生操作的便利性、材料强度、与宿主组织的整合能力、生物相容性以及抗感染能力。
例如，猪小肠黏膜下层（SIS）是一种天然生物材料，已被用于多种组织修复适应证，包括腹壁、腹股沟和膈疝的修复。10,11,12 SIS 可迅速整合入宿主组织，且通常具有抗感染能力，因此在污染区域中具有特殊的应用价值。13,14 在大鼠模型中，SIS 表现出良好的操作性、通过 单轴拉伸断裂试验测定的优良抗张强度，以及在胶原沉积和新生血管形成方面促进组织长入的能力。6,7
在评估候选修复材料时，精确地通过手术桥接缺损是有效建模的关键特征。动物必须达到充分的麻醉状态，并严格遵循无菌操作技术。此外，需精确创建一个标准尺寸的腹壁缺损，并以能够将修复材料牢固固定于缺损边缘的方式进行桥接。8 本方案提供了一种标准手术方法，以大鼠为例，使用SIS作为桥接材料，进行腹壁腹侧疝的制备与修复。
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方案
本方案中动物的使用已获得圣母大学机构动物护理和使用委员会的批准，遵循所有监管要求和指南，并在获得国际实验动物评估和认可委员会（AAALAC）认证的设施中进行。
1. 动物选择
- 从信誉良好的供应商或繁殖机构获取无病原体的Sprague Dawley大鼠。
注意：通常，实验动物设施的兽医或管理人员可为研究者推荐合适的来源。体重约250 g的大鼠适用于本实验操作。 - 手术前一天，对拟使用动物进行检查，以确保其临床健康。具体包括称量动物体重并评估其体况；观察是否存在呼吸异常、开放性伤口或肿块，以及动物的一般活动水平。将任何异常情况记录于手术记录中，并将此类观察结果视为可能的排除标准。
2. 动物无菌手术的麻醉与准备
- 为镇痛，于术前2小时，对大鼠皮下注射1.1–1.2 mg/kg的缓释丁丙诺啡。 手术前 双眼涂抹眼用软膏，并皮下注射2 mL温热的无菌生理盐水。
- 用氯胺酮盐酸盐（90 mg/kg）和赛拉嗪（10 mg/kg）经腹腔注射麻醉大鼠。每只眼睛涂抹少量眼用润滑剂，以防止角膜干燥。当动物呼吸稳定，且对用力夹捏脚趾无反应时，表明其已达到适合手术的麻醉水平。可通过观察呼吸深而规律、眼睛颜色正常来进一步确认麻醉深度达到可接受水平与 苍白，可能提示心脑血管灌注不足。
- 使用商用剪毛器将腹部腹侧从耻骨至胸骨以及腹侧两侧边缘区域的毛发剪除。用湿润的纸巾擦拭该区域，去除剪下的毛发。
- 用碘伏消毒剂擦拭剃毛区域，随后用70%乙醇擦拭。铺置手术巾，使切口区域形成隔离窗口，避免潜在污染。
- 穿戴无菌手术衣、口罩和头帽。用肥皂彻底清洗并刷洗手部，然后戴上无菌外科手套。
3. 腹部腹侧疝的创建与修复
- 手术前，通过高压灭菌器对手术器械进行灭菌。
- 使用手术刀沿腹正中线做一条长约 3 - 4 cm 的纵向切口，直至腹壁肌肉层。用镊子轻轻提起腹壁，在白线处制造一个小开口。为保护下方内脏，将镊子穿过该开口进入腹腔，作为保护性引导，随后切开肌层，形成一个约 2 cm × 2 cm 的全层缺损，切口位于白线切口两端的中线两侧各约 1 cm 处。
- 将预先裁剪好的 2 cm × 2 cm 机械桥接材料（本例中为 4 层 SIS）（图 1）覆盖于缺损处。
注意：也可采用“底层覆盖法”（underlay approach），即将材料片置于腹腔内，从内部覆盖缺损区域。 - 使用 4-0 丝线或尼龙线，以单纯间断缝合方式将桥接材料的四个角固定于腹壁肌肉上。
注意：使用不可吸收缝线可在后续取材时便于识别植入材料，区别于可吸收缝线材料。 - 在材料每一边缘等距添加三个额外缝合点以加固固定。检查整个周缘，确保无明显间隙存在，以防内脏通过腹壁突出；若发现此类间隙，应追加缝合以进一步固定边缘。
- 使用 4-0 可吸收缝线以单纯间断缝合方式闭合皮下组织。皮肤可用外科缝钉闭合，但也可使用单纯间断缝合方式进行缝合。
- 动物未恢复足够意识并能自主维持胸卧位之前，不得无人看管；接受手术的动物在完全从麻醉中恢复之前，不得放回与其他动物共同饲养的环境中。在此期间，应将动物置于温暖区域，以防低体温。
- 对接受该手术的动物每日进行检查，确保其完全恢复且伤口正常愈合。术后 7 - 10 天使用拆钉器拆除皮肤缝钉。
4. 植入材料的收获
- 根据研究需求，在预定时间（通常为手术后21至28天）通过二氧化碳过量处死动物，二氧化碳注入速率控制在10%至30%的腔室填充速率。
- 使用标准解剖工具切开皮肤和腹壁，暴露植入物区域。
注意：若使用不可吸收缝线固定植入物，则可通过原始缝线识别材料（图2）。 - 观察任何大体病理学变化，包括不良反应（例如，伤口裂开、脓肿、血清肿、血肿）以及与下方内脏组织粘连的范围和牢固程度。
- 通过切割包含植入物的较大范围组织来取出植入部位样本，并将样本置于固定液（如10%中性缓冲福尔马林）中，以备后续组织学检查与表征处理。
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结果
植入后28天，SIS通常表现出良好的宿主组织整合（图2）。大多数情况下仍可见残留的SIS，但通常需要仔细探查组织才能识别出植入材料。组织学分析证实了大体病理学观察结果，显示组织整合良好，主要为纤维血管组织，仅见极少残留的SIS（图3）。这些结果表明大鼠腹壁疝模型具有良好的应用价值。大鼠易于获取和饲养，术后通常恢复较快。植入生物材料后的组织长入表明材料具有良好的生物相容性，并证明SIS可作为组织生长和修复的支架。即使组织整合较为充分，仍可通过用于将材料固定于腹壁的缝线清晰识别出植入部位。因此，疝修补材料可在此模型中以一致且相对高效的方式进行评估。
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讨论
用于腹壁疝修补的材料备受关注，尤其是那些既能提供初始机械支撑桥接作用，又能够整合入宿主组织的材料。在这方面，已有多种材料被研究，包括小肠黏膜下层（SIS）、猪源脱细胞真皮基质和猪心包膜。6,7 这些材料代表了相应组织的细胞外基质，可作为细胞迁移和增殖的支架，从而促进组织整合。
评估疝修补材料需要一种易于操作且具有完整愈合能力的动物模型。大鼠腹壁疝模型便于在评估修补材料的研究中进行操作。 体内已证明该模型可用于对植入性疝修补材料的宿主反应进行比较组织学评估。6 这对于在修复机制中会整合入宿主组织的生物材料（如SIS）而言尤为重要。
大鼠腹下腹疝修补模型可轻松实现高度可重复的操作。无菌操作技术对于成功至关重要，因为手术区域的污染可能改变愈合反应，从而影响实验结果的解读。15 本方案旨在为具有动物手术经验...
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披露
其中一位作者（CJ）受雇于 Cook Biotech, Inc.，该公司是医用级 SIS 的制造商。
致谢
作者谨此感谢 Valerie Schroeder 在本研究技术方面提供的帮助。本模型开发相关工作由 Cook Biotech, Inc.（美国印第安纳州西拉法叶）资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 异氟烷（Isoflo） | Henry Schine Animal Health | 17579 | 气体麻醉剂 |
| Optixcare 眼部润滑剂 | Henry Schine Animal Health | OPX4240 | 眼部润滑剂 |
| Oster 电推剪 | Henry Schine Animal Health | 6092 | 毛发修剪器 |
| 聚维酮碘外科 scrub | Henry Schine Animal Health | 1618 | 碘伏类消毒剂 |
| 无菌手术刀片 | Henry Schine Animal Health | 329 | #10 手术刀 |
| 9" x 12" 一次性手术洞巾 | Braintree Scientific, Inc. | SP-RPS | 手术洞巾 |
| 4-0 尼龙缝线 | Braintree Scientific, Inc. | SUT 812 | 缝合材料 |
| 4-0 可吸收缝线 | Henry Schine Animal Health | 29242 | 合成可吸收缝线 |
| 9 mm 自动夹及施夹器 | Braintree Scientific, Inc. | ACS KIT | 用于皮肤切口闭合的外科缝合钉 |
| Torbugesic/镇痛剂 | Henry Schein Animal Health | 12084 | 术后镇痛用酒石酸布托啡诺 |
| 小肠黏膜下层（SIS） | Cook Biotech, Inc. | 用于桥接实验性腹壁缺损的植入材料 | |
| 大鼠 | Harlan, Inc. | Sprague Dawley | 用于疝模型的实验动物 |
参考文献
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