疝修补材料的类型、研究工作进展与应用选择

　　作者：嵇振岭,李俊生　　作者单位：东南大学附属中大医院普外科,江苏南京

　　【关键词】 疝,补片,人工材料,文献综述

　　在腹壁疝修补手术中,应用补片进行“无张力修补”的概念已经受到普遍接受，在许多国家已经成为标准的手术方式。补片的应用在各种类型的腹壁疝疾患,包括腹股沟疝、腹疝或切口疝中已经不可或缺。补片应用的禁忌证仅限于儿童患者或者手术部位有污染时。世界范围内,补片的用量每年高达100万张。异体补片置于肌层或者筋膜层可以引起相关并发症,比如腹壁活动受限,而置于腹腔内的补片可以引起器官的粘连或者受损,甚至窦道的形成[12]。因此了解补片的种类与特性,正确选择补片的类型至关重要[3]。

　　1 补片的种类与材料

　　目前最常用的疝修补的补片材料包括聚丙烯(polypropylene)、聚酯(polyester)以及膨化聚四氟乙烯(expanded polytetraflouroethylene, ePTFE)等等,均为不可吸收材料。

　　1.1 聚丙烯材料

　　聚丙烯材料补片的发展很快,应用也相当广泛,已经使用了20多年。聚丙烯材料具有稳定、牢固、惰性、手感好等优点，这类补片由聚丙烯纤维交织成网。但是不同厂家生产的不同种类的补片之间差异也很大,在补片形状、大小、密度、编织情况、孔径大小等方面也有不同。研究表明,大孔径、低密度的补片所产生的炎症反应小、收缩小,疤痕小[45]。低密度的补片由于炎症反应小,因而术后恢复较好[6]。

　　与其他不吸收材料相比,聚丙烯材料补片还具有下列优点[7]：明显刺激纤维组织增生;纤维组织能够从网眼中生长穿过、补片能够与组织互相嵌入、抗张强度高、价格较为低廉;白细胞和巨噬细胞可自由进入网孔内,不易藏匿细菌,故具有较好的抗感染能力。聚丙烯补片的缺点如下：表面粗糙,与腹腔脏器直接接触会引起较严重的腹腔粘连,而且可能侵蚀肠壁,导致肠瘘发生;由于补片后期的疤痕收缩明显,会造成补片扭曲以及引起感染及皮肤窦道形成[8]。现有商品化聚丙烯补片包括: (1) Marlex网(Bard公司产品),为单股网片; (2) Prolene 网( Ethicon 公司产品),为双股补片; (3) Surgipro 网,为多股产品(美国外科公司产品)等。单股为首选,因为不易发生感染。

　　1.2 聚酯补片

　　聚酯补片即涤纶(Dacron),自20世纪60年代开始应用,目前临床使用量仅次于聚丙烯。该类补片具有亲水性,组织疤痕收缩较重型(heavy weight)聚丙烯补片小[9]。操作起来也不同,比较柔软,不易与组织粘连。

　　与PTFE相比,聚酯补片与聚丙烯在污染条件下有优势,即使暴露于感染区,也可以被肉芽组织从孔洞中穿过并最终覆盖[10];而不与周围组织相容的补片在感染发生时必须取出。该补片在法国应用较多。聚酯涤纶网片主要有: (1)　Mersilene 补片,多股网片;(2)　Dacron 补片,单股网片。上述两种补片在不与内脏接触时都是较为理想的疝修补材料。

　　1.3 膨化聚四氟乙烯(ePTFE)

　　此补片为微孔材料,有不同种类,有的与腹腔脏器直接接触时只引起轻度粘连,一般不会导致肠瘘的发生,可以较为安全地放置于腹腔内[11]。该补片引起的炎症反应较重量型聚丙烯补片小[12]。有时会在补片的边缘形成膜,分泌浆液,在补片两面引起血清肿。由于成纤维细胞及巨噬细胞等不易进入微孔内,因此修补后的牢固性和抗感染能力不如聚丙烯和聚酯补片。一旦出现感染,其微孔可藏匿细菌,大部分须移去补片。当通过该补片再次手术时,应该避免把补片从腹壁上牵拉下来,以避免继发感染。如果发生感染,补片应该取出。ePTFE补片代表产品是 Gore公司生产的 MycroMesh 和 Dualmesh。 MycroMesh 补片的平均微孔直径为22μm,允许组织细胞嵌入,柔韧光滑, 顺应性好, 极其耐用。Dualmesh 补片孔径<3μm,阻止细胞长入,与内脏表面不发生粘连。最近Gore公司还研制出 ePTFE 单层双面产品,一面为 Dualmesh 结构,与腹内脏器相接触,另一侧为 MycroMesh,接触腹壁组织,结构更加合理[13]。

　　1.4 其它材料

　　除了以上几种所提到的修补材料外,一些新型材料和新型整理技术,比如：含氟聚合物涂层的 Fluoropassive 新型纺织品手术用修补网,聚偏二乙烯氟化物(PVDF)补片等也处于研究阶段[1415],还有德国 P.J.Dahlhausen & Co.Gmbh 公司生产的 DynaMesh IPOMD补片,该补片具有双层结构,一面为PVDF, 一面为聚丙烯单丝纤维,属于复合补片的一种。而PVDF 面可以面向腹腔(肠管),有抗粘连作用。新型材料还包括德国的 Rokona Textilwerk GmbH 和 GfE Medizintechnik GmbH 两家公司合作来开发的一种钛涂层塑料网等。

　　2 腹壁重建的生物力学与轻量型(lightweight)补片

　　补片的作用在于对已经薄弱的筋膜组织提供生物机械力量(biomechanical)的支撑。外科补片的设计目的在于对抗腹壁的张力，而补片不应该阻碍愈合过程,或者应该通过促进结缔组织、胶原纤维的长入来促进愈合过程。外科补片必须具有一定的强度。腹壁的张力以及关闭筋膜所需要的抗张强度是由腹内压决定的，腹内压在平卧时约1.55mmHg (1mmHg=0.133kPa),在咳嗽时最高达到150mmHg。而传统的重量型小孔补片太过于强大，以Prolene 补片为例,如果要撕裂该补片,腹内压需要达到150 mmHg的10倍之多[16]。传统的小孔径重量型补片的强度来源于过多的补片材料,因而补片较坚硬,形成较多的疤痕,术后腹壁的顺应性受限。近来资料表明,约有半数的腹壁应用较大补片的患者会有不适主述,比如补片边缘麻木感,腹壁顺应性受限等。 因此,新一代的补片,即轻量型补片随之产生,所谓的轻量是指网片每平方米质量< 30 g,网片更薄, 网孔更大, 孔径大于1mm,伸展度为 20%～35%,柔韧性好,补片的设计模仿腹壁与腹股沟区的生理[17]。而重量型补片的定义为：以较粗的纤维构成,孔径小于1mm,抗张力强度高,表面积大。

　　2.1 复合型补片(composite meshes)

　　为了避免或者减少大孔径补片置于腹腔后产生的不良后果,产生了以可吸收材料或不可吸收材料为屏障(barrier)的复合型补片。

　　2.1.1 部分可吸收屏障的复合型补片 这类补片大都是在聚丙烯网状结构的表面通过编织或化学结合的方法添加可吸收的生物材料,形成与内脏隔离的保护层,大多数可吸收材料在体内2周内开始降解,随后补片的骨架网被间皮层覆盖。可吸收材料的目的是保护内脏与补片接触,在补片的表面形成保护层,直到补片被间皮层覆盖为止。大多数的可吸收材料是多聚体成分,可以在2周内降解,但是最佳的降解时间还不明确。可吸收材料可以覆盖补片的一面或者两面,仅覆盖一面的补片也会存在补片另一面的边缘与内脏接触的危险。当然两面都是可吸收材料的补片在理论上存在腹壁组织长入速度减慢的缺点。目前国际市场应用的可吸收材料复合型补片主要有以下几种。

　　Parietex (Sofradim,法国)补片 ：由多股聚酯纤维与纯化的氧化胶原蛋白I 组成,以可吸收、防粘连聚乙二醇和甘油覆盖。聚乙二醇属于水凝胶,可减少组织粘连,而甘油是疏水酯类。这种胶原覆盖物可增加聚酯补片的亲水性，促进胶原长入并减少纤维反应。因而有减少内脏粘连的危险,还具有三维多孔面以使组织快速长入腹壁。

　　Proceed Surgical mesh (Ethicon, inc)补片： 具有4层结构,有聚丙烯网片嵌入到两层可吸收的聚对二氧环己酮( PDS),下方再加一层可吸收的氧化再生纤维素(oxidized regenerated cellulose, ORC)膜。柔软的聚丙烯膜允许组织长入,可吸收材料ORC将补片与内脏分开保护起来。PDS膜可在聚丙烯网与ORC之间维持二者的结合,该膜在植入后14d内开始裂解, 6个月左右完全吸收。ORC在植入后14d内吸收。该补片的结构属于轻量型补片,孔径较大,液体可以自由进出,并且不会滞留细菌,并且顺应性好,是较为理想的补片材料[18]。

　　Sepramesh IP (Genzyme Biosurgery, USA)由两层结构组成,一面是大孔径的聚丙烯,另一面是聚乙醇酸,在聚乙醇酸表面覆盖含有可吸收成分透明质酸钠(HA)、羟甲基纤维素(CMC)和聚乙二醇(PEG)的水凝胶。该补片的筋膜面(fascial side),即聚丙烯面,与单纯聚丙烯补片一样允许组织长入,而脏器面具有可吸收涂层,将补片与脏器表面隔开,其生物多聚体涂层的可吸收成分在48h变成胶样物,但仍然在补片上存留约7d,在28d后清除掉。但以上补片价格昂贵, 临床应用可能受到限制。

　　2007年Atrium Medical Corporation 公司的新型补片CQURLiteTM Mesh通过FDA认证(www. atriummed.com / News),该补片是在聚丙烯补片上覆盖可吸收的Omega 3脂肪酸凝聚。Omega 3脂肪酸包含甘油一酯、甘油二酯、甘油三酯以及不同长度的脂肪酸混合物。Omega 3脂肪酸物质通过低温交联程序在聚丙烯表面形成涂层,交联的脂肪酸凝聚在体内通过水解作用分解转变为脂肪酸、脂肪醇和甘油酯。这些小分子可以被局部组织吸收,在细胞的线粒体内通过正常的脂代谢途径而作为能量消耗。有临床前期研究表明,该新型补片可以减少无细胞致密胶原粘连的形成,而且应用起来操作方便,解剖结构清楚,植入后补片柔软、舒适。

　　B Braun 公司生产的Optilene Mesh补片以及 VYPROⅡ与ULTRAPRO (Johnson and Johnson 公司)均属于轻量型补片。VYPROⅡ由聚丙烯和聚多糖(VICRYL) 多股纤维编织而成, 实验表明, 与 Prolene 补片相比较, 新型轻量疝修补材料VYPROⅡ疗效更加满意,异物反应更小[19]。由于含有VICRYL 或者MONOCRYL成分,这两种补片是部分可吸收的, 至少降低植入体内异物的70%,因而术后补片形成的疤痕小。 ETHICON 公司生产的 ULTRAPRO Mesh,由聚丙烯和聚卡普隆(poliglecaprone25)组成。其中聚卡普隆为可吸收材料,该补片具有轻型补片的特点,较为柔韧、抗张力。但是该补片材料不能与内脏直接接触,可在腹腔镜疝修补术与腹股沟疝修补术中使用[20]。

　　2.1.2 不可吸收材料的复合型补片 主要有美国Bard公司生产composix 补片, 法国 Cousin 生物技术公司的 intrameshT1补片,爱尔兰 Medchannel 公司 motifmesh 补片等。该补片将聚丙烯网与ePTFE结合，即聚丙烯网组织长入好,植入后在腹壁生长牢固,而ePTFE材料可放入腹腔内与内脏接触,有较好的防粘连作用。因此,这类材料分为与腹壁接触面和与内脏相接触面,它们常作为巨大腹壁切口疝的修补材料。但这类补片的缺点是材料较厚,固定后腹壁的顺应性差,另外因含有ePTFE成分,抗感染能力低下,一旦创面感染则需要取出补片。而且由于该补片柔韧性差,通过腔镜使用受到限制。

　　CORETEX dual mesh补片(Gore, 美国)：该材料具有单层双面结构,一面很光滑(微孔为3μm),另一面粗糙 (22μm)。使用时光滑面面向内脏器官,粘连少,另一面则与组织融合。近来新的进展是将银丝与氯己定和ePTFE结合,实验对比研究结果表明,可起到抗菌作用[21]。

　　新型的复合材料补片TiMESH(Titaniumcoated polypropylene mesh，TiMesh),在美国和西欧正在应用于各种疝修补术中。该材料是将钛与聚丙烯结合,具有轻型、牢固、完全的生物学相容性、抗菌等特性。由于使用纳米切缘技术,该补片材料具有操作方便的特性,适合于腹腔镜操作。体内实验研究表明,与ePTFE相比具有粘连少、炎症反应轻的特点[22]。

　　2.2 复合型补片功能的比较

　　Burger等[23]通过动物实验对9种商业修补材料进行体内研究比较表明,在补片感染方面没有明显差别。Dualmesh 与 Tutomesh 补片的皱缩较为明显。Parietex Composite、Prolene、Ultrapro与Sepramesh 补片的组织长入情况较显著。在补片的粘连方面,Parietex Composite、Sepramesh 与 Tutomesh 补片的粘连较其它补片轻。因而作者推荐,在无法避免与内脏接触的情况下,选择Parietex Composite 与 Sepramesh 补片。

　　Harrell应用新西兰白兔动物实验比较了ePTFE (DualMesh)、ePTFE & polypropylene (Composix)、Proceed与 polypropylene (Marlex)等4种补片的特性,研究表明,DualMesh引起的粘连最少,但是补片皱缩最为明显;Marlex补片粘连最多;Proceed与 Composix meshes 引起的粘连程度无明显差异[24]。

　　2.3 生物材料补片

　　当患者感染的风险很高或者已经存在感染,实施常规补片修补术则使失败率很高，这就导致有多种生物材料问世，包括人源性以及非人源性的产品。人源性材料如AlloDerm (Life Cell 公司),源自于尸体皮肤组织,去细胞、去蛋白化,保留了真皮细胞外基质成分。这种补片除可增加腹壁强度外, 还有抗感染、防粘连功能[25],临床应用研究表明,复发率较高分别为23% (ultrathick,>1.8mm )和 6%(thick)，并发症的发生率为24%[26]。非人源性材料来源于猪的小肠黏膜下层,如Surgisis (Cook Medical,美国)、Bard CollaMend(美国巴德公司),为低压冻干的去细胞猪的真皮胶原成分。生物材料补片的目的是提供细胞生长或者组织重建的骨架。然而,还没有资料表明这些材料可以提供长期坚固的支持,因而限制了常规临床应用。

　　3 展 望

　　随着科学技术的进步,还将有更多新的疝修补材料出现。随着重量型补片向轻量型补片的过度,未来的补片有可能向第3代,即具有生物活性的补片发展[27],新型补片需要同时具有轻量型补片的大孔径结构,又具有化学与生物学成分表面、多聚体修饰,可以影响疝的发生与复发，或者根据不同体质或不同生物特征的病人设计出更新型的补片。目前还没有最理想的人工假体,将来疝修补材料发展的几个领域可能是：抗粘连网片、抗微生物网片与生物活性网片等。未来的补片材料和结构必将更符合生理,更轻,使用后并发症更少,让患者感到更舒适,费用低廉。

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