兔背阔肌瓣修复头部软组织缺损后肌肉萎缩形态学研究

肌瓣移植是整形外科临床修复重建常用方法之一,它能有效覆盖创面、重建肌肉功能及填充腔隙。自肌瓣的带蒂移植和吻合血管的游离移植相继成功地应用于临床后,表现其特有的优点是不臃肿、无需再次修整等,最大限度地实现了形态、功能和结构的完美结合。自2012年5月,为了掌握肌瓣移植修复创面后肌瓣本身变化的规律,我们特设计了以兔背阔肌肌瓣带蒂和模拟游离移植模型,观察检测肌瓣移植后其厚度重量、肌纤维数量以及组织形态学的变化规律。

1 材料与方法

1.1 实验动物与主要仪器 健康6个月龄新西兰大白兔20只,体质量2.4~3.0炖,雌雄各半,由第四军医大学实验动物中心提供。HE染色后用正置荧光显微镜观察并拍照。

1.2 实验设计 将大白兔随机分为3组:正常对照组、游离移植实验组和带蒂移植实验组,每组各3O只。两实验组每只均做自身对照,以左侧背阔肌转移至头部缺损区为实验侧,右侧背阔肌为对照侧。3组均于术后2、4、8、12、16、24周随机取材,每邸只。所有手术均由同一人完成。

1.3手术过程 以1%戊巴比妥钠2.5ml/kg于耳缘静脉注射麻醉后手术。游离移植组:于双侧腋后缘触及肩胛下动脉搏动后,于搏动点处向上约15°以亚甲蓝画-225px斜行切口线,沿切口线切开皮肤至背阔肌上层。于筋膜下钝性剥离,充分显露双侧背阔肌后,以右侧背阔肌中轴线为中线,距背阔肌起端50px处切取大小87.5px×62.5px肌肉,作为手术阴性对照侧(图1),测量体积、厚度,称量湿重。于左侧背阔肌同样位置用3-0丝线标记同样大小肌肉后,用手指将背阔肌钝性剥离,切断起止肌点,形成岛状肌瓣,再于手术显微镜下解剖胸背动脉血管神经蒂,血管蒂部置显微外科血管夹模拟游离移植,并切除50px胸背神经。头顶部形成87.5px×62.5px大小创面,血管夹阻断肌瓣血运4h后,将背阔肌瓣腋后移位经皮下隧道转移至头顶部,令标记的肌肉恰好覆盖创面,将肌瓣与创面周围组织充分固定后,表面植皮覆盖。带蒂移植组:对血管神经蒂不做精细解剖,不阻断血运,其余手术方法同前(图2~4)。所有实验动物对手术耐受良好。

1.4 取材 各组分别于术后2、4、8、12、16、20周再次麻醉动物,于手术显微镜下将头顶部皮肤及皮下组织与肌肉分离后,完整切取丝线标记的肌肉,迅速测量体积、称量湿重后,于中央切取12.5px×2,0组织块,1O%中性甲醛溶液固定,常规石蜡包埋,肌瓣组织采取垂直于肌纤维长轴的纵切方式,切片厚度5um。

1.5 分析方法 取材时大体观察;对照组和实验组均采用液体容积法测量容积、电子天平称量湿重;组织学观察:HE染色后使用Image Pro Plus6.0测量肌瓣厚度,随机选取5个视野低倍镜下进行肌纤维计数,分析肌瓣内各种组织变化情况。

1.6 统计学方法 采用SPPS13.0统计软件进行分析,数据采用方差分析Tukey-Kramer法进行检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大体形态观察 造模期间,实验组术后兔头顶部略显臃肿,第2周皮片均成活良好,至术后20周,兔头顶部臃肿逐渐消失,形态良好,取材时发现肌瓣面积变化不大,厚度逐渐变薄。

2.2 厚度测量结果 结果分析显示,术后各时间`氪两移植组的实验侧与对照组肌瓣厚度均有统计学意义(P<0.05),表明游离移植与带蒂移植均对背阔肌厚度造成显著的影响。同时对两移植组阴性对照侧与实验侧的肌瓣厚度进行测量分析,结果显示从实验侧背阔肌厚度变化的时间看,游离移植组肌瓣厚度于术后4周内明显下降了36.57%,至术后第12周厚度下降为术前的38.86%,达最低水平,16~20周厚度略有增加,第20周厚度达术前的41.57%。带蒂移植组背阔肌厚度于术后逐渐下降,术后第⒗周后略有增加,第24周厚度减少为术前的53.37%(表1)。这表明两种移植方式对背阔肌厚度变化均有统计学意义。

2.3 湿重测量结果 对照组与实验组(实验侧)相比湿重差异有统计学意义(P<0.O5),游离移植与带蒂移植背阔肌瓣均会对其重量造成显著影响。将两移植组阴性对照侧与实验侧差值做方差分析,结果显示这两种移植方式对背阔肌重量的影响有显著差异。游离移植组湿重呈进行性下降,术后第24周湿重减少为术前的39.40%。带蒂移植组术后湿重同样呈进行性下降,术后第20周下降为原背阔肌重48.77%。

2.4 肌纤维计数结果 方差分析对照组(侧)与各组实验侧相比肌纤维数目差异有统计学意义(P<0.01),游离移植与带蒂移植背阔肌瓣均对其肌纤维数量有显著影响。将两移植组阴性对照侧与实验侧差值做方差分析,结果显示这两种移植方式对背阔肌肌纤维数目均有统计学意义(P<0.05)。游离移植组术后第2~8周背阔肌细胞数量下降最显著,与对照侧相比第8周下降了,术后第以周减少为术前的31.85%。带蒂移植组肌纤维数量术后也呈进行性下降,术后第20周下降为原来的45.73%(表2)。

2.5 组织染色结果 背阔肌横截面HE染色结果显示,与术前相比术后第2周游离移植组和带蒂移植组的肌束间距增大,大小不等的肌束彼此分离,血管周围的肌束间距增大明显,并有少量结缔组织增生,其中游离移植肌束间距改变较明显(图5);两组均有个别肌纤维发生萎缩,萎缩肌纤维横径略有减小,两组肌纤维变化无明显区别。术后4~8周,两移植组肌纤维形态发生显著变化,肿胀与萎缩的肌纤维并存,肿胀的肌纤维横截面积成倍大于正常的肌纤维,而萎缩的肌纤维横截面积则成倍小于正常肌纤维;肌细胞核从胞浆的周边向中央聚集,肿胀肌细胞胞浆中央淡染或缺失(图6);肌束内肌纤维发生灶性凋亡,血管周围有较多纤维结缔组织、脂肪细胞堆积(图7);其中游离移植组肌纤维萎缩状况较带蒂移植组严重。术后8~20周,游离移植组肌纤维之间有较多的结缔组织增生,剩余肌纤维被逐渐增多的纤维结缔组织分隔为单个肌细胞,肌束最终消失(图8),带蒂移植组胶原结缔组织增生相对较少。

3 讨论

背阔肌瓣是身体上可供游离移植或带蒂移植范围最广、功能最多的肌瓣之一,常被用于修复头皮皮肤缺损[1]、乳房再造[2]等。李天锡等[3]研究发现,家兔背阔肌与人的背阔肌极其相似,血供类型均为V型。经过预实验,我们证实兔背阔肌长度足以覆盖头顶大面积缺损,且头顶部不易被兔搔抓,这是我们选择兔作为实验动物的一个重要原因。以往研究神经切断后骨骼肌的变化常以大鼠作为动物模型,而大鼠骨骼肌在失神经后5~7d就开始迅速萎缩[4],3~4个月肌肉体积就减小为原来的5%~20%[4-6],并且会发生肌纤维坏死的现象[7],这与临床真实情况不尽相符。本实验以兔为实验动物,建立背阔肌转移修复头顶部缺损的动物模型,观察肌瓣转移后的变化。结果显示,兔背阔肌带蒂移植后呈进行性萎缩,第12周其厚度、湿重基本保持为术前的45%~55%。对此,我们认为以兔作为模型研究肌瓣转移后肌肉萎缩的变化规律,在时间跨度、萎缩程度上更接近临床真实水平。

本实验结果表明,游离移植背阔肌后肌肉萎缩比带蒂移植组更加严重,肌细胞数量减少更多,纤维化程度也更加严重,这与缺血再灌注损伤密不可分,同时与两组肌肉萎缩机制的不同有很大关系。模拟游离移植组中,胸背神经予以切断,造成失神经支配的骨骼肌萎缩,而带蒂移植组中血管神经蒂未予解剖分离,是具有神经支配的带蒂肌瓣,其肌瓣萎缩为废用性萎缩。背阔肌瓣萎缩过程中,肌纤维数量最终减少为原来的30%~50%,但热hley等[8]研究发现兔胫骨前肌失神经萎缩后,肌细胞数量并无改变。由于I型肌纤维主要作用是维持姿势,Ⅱ型肌纤维则表现为高强度对抗及力量的输出。兔四肢非常灵活,其胫骨前肌要不断地进行力量的输出及维持身体姿势,因此,兔胫骨前肌失神经萎缩后肌细胞数量并无改变,且保持一定的收缩强度。而本实验将兔背阔肌转移至头顶部,使背阔肌仅有维持姿势的作用而不再进行高强度对抗及力量的输出,所以减少的肌纤维有可能是凋亡的Ⅱ型肌纤维,有待实验进一步证实。Uezumi等[9]研究表明,在肌肉萎缩过程中,堆积的胶原结缔组织与脂肪细胞均由骨骼肌中的固有间质前体细胞——PDGFRα十细胞诱导生成。而诱发肝脏组织纤维化的细胞也是一种间充质细胞-肝星状细胞,这种细胞存在于血管/血窦周围[101,有趣的是,我们发现骨骼肌血管周围也是最早出现纤维化、脂肪细胞堆积的地方,因此,我们猜想PDGFα+细胞是否也存在于血管周围,有待进一步探索。与带蒂移植组相比,游离移植背阔肌后肌肉萎缩更加严重,肌细胞数量减少更多,纤维化程度也更加严重,这与缺血再灌注损伤密不可分。此外,N⒒rosh(1993年)等报道游离肌皮瓣在常温下保存2h全部成活,保存4h部分成活,到6h则全部坏死。本实验中模拟游离移植选择阻断肌瓣血运4h,较接近临床真实情况,且不会出现肌瓣坏死。

综上所述,建立兔背阔肌修复头部缺损模型并观察肌瓣术后萎缩退化,能够更好地反映临床真实情况,为临床背阔肌移植修复头部软组织缺损提供实验研究依据。

参考文献：

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