摘要

背景与目的：研究食道置换术的新可能性仍然是消化外科的一个挑战。在本研究中，通过成像技术对拟用于食道修复的人工和生物假体进行了测试。

方法：在30只通过食管重建手术存活的实验大鼠上进行实验。使用可降解壳聚糖管状支架和局部生长的胎儿食管胃植入物或局部肌肉的带血管皮瓣制成的生物假体桥接颈部椭圆形或圆形缺损主要重建手术前，使用超声波评估胎儿植入物的生长情况及其对假体加固的适用性。通过功能和形态学检查评估重建成功。使用X线成像评估假体的存在和退化另一方面，消化团通过重建的食管段。之后，对动物实施安乐死，并对重建的食管进行组织学检查。在术后1周至13个月对动物进行检查。

结果:结果令人鼓舞:壳聚糖已经显示出足够的性能作为椭圆形和圆形缺陷桥接的支架。在调整手术技术和随访方法后，手术可以认为是成功的，有令人满意的存活率，动物一般情况完全恢复，没有渗漏或明显狭窄。在体内获得的图像与重建食管壁的组织学发现相一致。

结论：X线和超声波成像（静态和连续图像）可用于评估大鼠食管缺损修复所需的胎儿食管囊肿的存在，验证修复体的演变以及重建手术后食管的完整性或损伤。

关键词

生物修复;壳聚糖支架;结合假肢;食管缺损修复;小动物的伦琴和超声成像

缩写

BW-Body重量

介绍

如今，当分子过程可视化时，医学成像已经达到了惊人的水平[1-5]然而，为了在病理情况下或在缺陷矫正后测试不同消化器官的功能，特别是转运功能，不仅在人体中，而且在小型实验动物中，仍然需要提供宏观成像。事实上，还不可能避免必要的动物实验步骤尤其是在重建外科[6]。食管修复仍然是此类外科的一个巨大课题。事实上，几十年来，食管大手术的方法和结果停滞不前[7-14]，对新可能性的需求很大。在^th世纪50-60-ties使用刚性防水不可降解管假体进行了尝试，但失败了：要么假体滑向胃，要么出现糜烂和溃疡，随后出现脓肿或狭窄[15-17]。正如上世纪60-70-ties所预测的那样[16]，成功的关键可能是将防水但可降解的支撑支架与生物血管化强化物结合起来作为组织修复的基础。但这种用于导管的材料尚不易获得。在过去几年中，提出了基于组织工程的中空器官重建新方法。取得了一些成功已注册气管重建，但到目前为止，食道重建的类似尝试仍处于实验阶段[18-25]。在我们的工作中[20,22]壳聚糖，一种从蘑菇几丁质中提取的可降解聚合物[26-27]作为管状支架，用于支撑修复后的食管段。关键时刻之一是对假体降解和器官功能及形态重建的随访。我们尝试采用经典X线和超声波检查的旧方法来达到我们的目的。

材料和方法

实验在30只Wistar和Fischer品系大鼠上进行，雄性和雌性，体重200-400克。

其中包括5只完整的动物作为对照，5只将壳聚糖管植入靠近食管的颈部肌肉之间，5只将壳聚糖管固定在完整食管内，15只成功修复颈部食管椭圆形（5）和圆形（10）缺损的动物。（表1）对5只大鼠进行了壳聚糖生物相容性和体内再吸收的研究：在颈前皮肤纵向切开后，将用于食管支架置入的导管（直径2 mm，长度15 mm）置于颈部肌肉之间。切口通过单独的缝合线（Vicryl®4°）缝合.在2个月内每周进行一次X线对照。在5只大鼠中，通过插管技术将壳聚糖管引入颈部食管并固定在食管内后，对壳聚糖管降解进行研究。在插入壳聚糖管1周后进行X线对照。为了观察壳聚糖管内外的情况他使用了一台数字化的桌上伦琴（通用电气的“Prestige”NH，美国），然后对动物实施安乐死（过量麻醉剂），并进行尸检以验证成像结果。

系列	动物数量	观测延迟	评论
对照1:正常大鼠	5.	-	独特的调查
对照2：颈部皮肤下植入壳聚糖管	5.	最多2个月	反复调查
对照3:完好食管内置入壳聚糖管	5.	最多2个月	重复调查
椭圆形食管缺损修复术	5.	最长10个月	重复调查
圆形食管缺损的修复	10	最多13个月	重复调查
全部的	30	从2个月到13个月

表1：系列和动物编号

在植入约5×5×2 mm胎儿食管节段后，进行超声波检查（西门子17 MHx探头，德国）以识别和测量囊肿^3.在皮肤下，在离食管不远的颈部肌肉之间。这被认为是为了证实使用生长的植入物的皮瓣来加强食管损伤修复的可能性。提供了三种类型的手术来创建和修复食管椭圆形或圆形缺损。它们的方案如图1所示。

图1：颈部食管缺损修复的外科技术方案
A.椭圆形缺损，B.带壳聚糖支架的圆形缺损，C.带壳聚糖管和带血管蒂皮瓣强化的圆形缺损。
1.气管
2.食道
3.壳聚糖管
4.带血管的皮瓣（来自胎儿食管种植体或颈部肌肉）。

经Nembutal®麻醉(0.075 mg/kg BW)，皮下注射1%-2ml硫酸阿托品后，暴露食管颈部，每口插入几丁糖管，经1-2丝针(6°)将其远端与食管固定。在管周围切除一部分器官，用4针(6°°)固定其边缘。卵圆形缺损表面约为8mm²，切除段长度在4mm ~ 6mm之间，约为食管颈段长度的1/3。在一半的病例中，从生长的胎儿食道植入物中获得带血管蒂的囊肿瓣，用4针(6°)将其固定在食道缺损的两侧。伤口用Vicryl®4°缝合(另见[22])。手术后的观察延迟长达13个月。对术后2、4、6、13个月存活的15只动物进行了食道修复的研究。为了研究动物食道的吞咽和转运功能，给予了戊巴比妥^®镇静剂和麻醉剂保持在弹性状态[28]，以便保持吞咽能力。将一根尺寸为16的导管固定在一个10毫升的注射器上，插入颌骨和脸颊之间的口腔中，并使用胃格拉芬^®温和地注射溶液，直到胃开始填满。对动物安乐死后(麻醉过量)尸检材料进行组织学对照检查，采用12%福尔马林固定，石蜡包埋，切片4 mcm，苏木精伊红藏红花染色。包括成像在内的所有手术都是在“氟烷”麻醉下进行的^©4%1分钟/100克体重，戊巴比妥^©0.075 mg/100g BW和Temgesic^©0.2毫升腹膜内注射，1%硫酸阿托品0.2毫升皮下注射。

动物管理按照赫尔辛基规则进行，并得到当地动物伦理委员会的批准（第50N号议定书）。

结果

对组织间植入壳聚糖管(pH值约为7.0-7.4)的动物颈部的x线检查显示，即使在术后2个月内，这些管也可以看到(图2)。它们没有引起植入部位的任何显著反应。放置在食管腔内(pH < 6)的壳聚糖支架在2-4天内不再可见。如果提供食管内容物碱化(pH为7.1-7.4的水喂养)，壳聚糖降解延迟延长至9-12天(图3)。超声检查胎儿食管胃植入部位，可以对生长的器官进行成像和测量，并确定其用于食管缺损加固的适当时机。在食道缺损修复的情况下，在第7d时，壳聚糖支架周围已经形成了一层薄薄的防水纤维膜，尽管支架降解，但仍能保证器官壁的连续性。组织学检查证实了这一点(图5)。在第4、6、10和13个月，修复后的食管被证实具有渗透性，该器官正常吞咽和蠕动(图6)。在一些动物中，直径缩小约10-15%。在其他一些情况下，可以观察到直径略有增加(约10%)。这与这些只检查过的动物的颈部食管圆形缺损完全修复和壁结构真正修复的宏观和微观结果相一致(图7)。

图2：植入2个月后将壳聚糖管（箭头）插入颈部组织的X线照片

图3：壳聚糖管在完整食管中的降解。
a、 第9天试管的伦琴照片（箭头）。
b.尸检当天肉眼观察(箭头-壳聚糖管)。
c、 第9天完整食管及其3个正常层和降解壳聚糖管（箭头）的组织学（苏木精-伊红-藏红花染色，G x 2.5）。

图4：成年胎儿食管植入物。
A.在植入后2个月内超声检测和测量食道-胃移植物(框架)生长的有机物。
B.类器官壁的组织学。箭头：食管上皮被粘膜下层和肌肉层包围的囊肿腔。（苏木精-伊红-藏红花染色。G x 2.5.）

图5：食道中壳聚糖管的降解。食管修复后第7天:薄纤维囊被生长的上皮覆盖(箭头)，开始形成肌肉层。没有壳聚糖管的残余。(苏木精伊红番红花;G x 20)。

图6：圆形缺损修复后10个月内对比造影剂团通过食管的视频图像。箭头：手术切除的范围。在节段蠕动收缩时注意到直径轻微减小（小于10%）。

图7：
(A)宏观和微观
（B） 颈部食管环形缺损修复后10个月内的照片。
答：难以从宏观上区分器官新形成的部分。
a、 整个器官，
b、 纵向开放性食管
箭头：新形成的节段和与周围组织连接的假定界限；
（C） 修复段正常食管壁三层的显微连续性（苏木精-伊红-藏红花染色；G:x20）

讨论

这项工作中使用的成像技术可能看起来很原始，但它们似乎足以解决所提出的问题，即小实验动物（大鼠）颈部食管在手术修复后不同时刻的形态和功能特征。获得的关于壳聚糖管降解延迟的数据因培养基pH值的不同而不同：生物体组织中的pH值为7.0-7.4，食道管腔中的pH值为6。这可能与记录壳聚糖的微环境和乙酰化程度对其降解性影响的最新文献数据相对应[27]。通过成像获得的信息有助于详细说明手术视频对比度的具体后续情况，并对胃格拉芬®丸的吞咽和转运进行系列成像，从而对手术的功能和形态学结果进行必要的评估。事实上，这些信息是由d确切地说，尸检材料的宏观测量和微观发现证实了它们的可靠性。事实上，电影研究可能更有趣，但更难实现。关于大鼠外科修复或再生治疗后食道功能研究的文献资料很少；它们更确切地说，在人工支架上的猪食管重建模型[ 29 ]。无论如何，由于所描述的成像控制，我们应该考虑我们的方法作为一个有价值的步骤，在食管缺陷外科修复新的解决方案。

结论

1. 使用临床设备的伦琴和超声波研究方法可应用于小型实验动物消化器官形态和功能的研究。
2. X线影像对比和系列成像研究可对严重缺损外科修复后的食管功能和形态进行有价值的定性和定量评估。
3. 获得的活体成像数据也使得在小动物中通过组合假体修复食管成为可能的人类临床应用的必要步骤，从而制定正确的操作和后续方法

致谢

作者表达了他们的感谢:L.Divano和M. canie分别是CHU Brugmann医学影像部的前任和现任主管，R Foutrel和E Marbaix女士(同一部门)对N.Damry博士(CHU Brugmann医学影像部)，Leroy M女士(IPG, Gosselies)，M. A.Bekkouri (ULB转化医学实验室)和M. Kempeneers JL的支持和后勤帮助。

工具书类

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文章信息

物品类型：病例报告

引用：Najar ES，Vandaele S，Delrée P，De Prez C，Coulic V（2018）对大鼠食管椭圆形和圆形缺损重建进行成像。临床病例研究杂志3（2）：dx.doi.org/10.16966/2471-4925.166

版权：©2018©2018 Coulic V，et al.这是一篇根据知识共享署名许可证条款发行的开放获取文章，允许在任何媒体中不受限制地使用、发行和复制，前提是原创作者和来源都是可信的。

出版历史：

收到日期:2018年1月18日

接受日期：2018年3月6日

出版日期：2018年3月12