三种植入方法评价内置疝修补补片动物试验研究的比较

林振华,刘成虎,董传俊,魏振西,董秀丽,屈秋锦,许铭

山东省医疗器械产品质量检验中心/山东省医疗器械生物学评价重点实验室,山东 济南 250101

[摘 要]目的疝修补补片置入腹腔后发生粘连的可能性及程度是评价产品安全性的重要因素。本研究目的为在动物试验中确定合适的动物模型、适宜的植入方法及观察方式。方法将6头实验用小型猪(雌性未孕,体重30~40 kg)随机分为A、B、C三组(A组为腹腔镜式腹膜前直接植入组,B组为开放式手术腹壁全层缺损植入组,C组为腹壁疝模型腹腔镜植入组),每组2头。植入补片4周后,用腹腔镜进行观察补片是否引起腹腔内组织器官粘连。结果A组植入操作简单,在评价补片的有效性的同时能够单一考虑补片的安全性因素,腹腔镜观察没有引起腹腔内组织器官粘连;B组开放式植入对外界环境要求较高,C组耗时较长,并存在造模不成功的风险,B、C两组均引起腹腔内组织器官的粘连。结论评价内置疝修补补片的动物试验研究时,宜采用腹腔镜式腹膜前直接植入的方法进行评价。

[关键词]腹腔镜;腹壁疝;疝修补补片;肠粘连

 

引言

随着医疗器械的不断发展,各种盆腹腔内置疝修补补片相继问世。理想的外科补片[1-3]是类似人体的生物膜补片,这是医疗器械行业的不断追求。任何异物置入腹腔都有可能与腔内组织器官发生粘连[4],进而引起严重的并发症。考虑到临床试验中很难直接观察到补片在人体内的粘连情况,所以必须开展相关动物实验,对补片与腔内组织器官的粘连情况进行评价,以减少产品上市后肠瘘、肠梗阻、肠粘连等相关并发症的发生率[5]。目前,评价内置疝修补补片的动物试验模型主要有三种,但都没有相关标准。本研究就三种植入补片的不同方法及结果进行初步分析,为补片的动物试验评价方法提供有效的依据,在医疗器械动物试验评价中宜选择腹腔镜式腹膜前直接植入。

1 材料和方法

1.1 主要材料和仪器

呼吸麻醉机(WATO EX-20,深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司),兽用便携式多参数监护仪(iMEC8 Vet,深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司),腹腔镜(型号SYSHREK-S700,上海世音光电仪器有限公司)。复合补片(R80×100-A,常州市康蒂娜医疗科技有限公司)。

1.2 实验动物及分组

普通级实验用小型猪6头(天津市百农实验动物繁育科技有限公司,许可证号:SCXK(津)2015-0002),雌性未孕,体重30~40 kg,随机分为A、B、C三组(A组为腹腔镜式腹膜前直接植入组,B组为开放式手术腹壁全层缺损植入组,C组为腹壁疝模型腹腔镜手术植入组),每组2头。本研究获得山东省医疗器械产品质量检验中心动物伦理委员会批准,实验过程中动物的处理符合伦理要求。

1.3 实验方法

1.3.1 动物麻醉

动物术前24 h禁饲不禁水。按0.5 mL/kg的剂量,通过耳静脉一次性注射丙泊酚注射液进行诱导麻醉。诱导麻醉后,进行气管插管,连接呼吸麻醉机,使用异氟烷进行气体维持麻醉。动物仰卧位,于相应皮肤部位剃毛,清洁后用碘伏进行彻底消毒,铺上盖单、洞巾等。确认动物麻醉(肌肉松弛)后进行操作。

1.3.2 腹腔镜式腹膜前直接植入法

进行穿刺手术,用抓钳抓紧皮肤,用10 mm穿刺器在腹部上方三分之一腹中线处(图1中①的位置)进行穿刺,用5 mm穿刺器在腹部右侧区离腹中线约100 mm处(图1中②的位置)进行穿刺,继续用5 mm穿刺器在腹部左侧区离腹中线约100 mm处(图1中③的位置)进行穿刺。腹腔镜进行手术操作[6],用钉枪将疝补片(5 cm×8 cm)平展固定于腹腔内壁(图2)。

图1 穿刺器在腹部位置

图2 腹腔镜下钉枪将疝补片平展固定于腹腔内壁

1.3.3 开放式手术腹壁全层缺损植入法

用手术刀腹部一侧(离腹中线10~15 cm处)皮肤切开一个8 cm左右的切口,然后用手术剪刀依次剪开皮下筋膜、肌肉和腹膜层,制备一个约3 cm×6 cm的缺损模型[7]。外科植入疝修补片(5 cm×8 cm),补片的边缘至少应超过缺损边缘1~2 cm,3-0缝线外科连续缝合固定。

1.3.4 腹壁疝模型腹腔镜手术植入法

距腹中线一侧10~15 cm处,做一个纵行切口,长度为8 cm,分别切开皮肤层、皮下组织层、肌肉层,直至腹膜层而不切开腹膜层。分离切口处的肌肉层并切除部分肌肉组织,制成一个3 cm×5 cm的肌肉腱膜层缺损区[8](图3)。

缝合皮下组织及皮肤(图4),并对伤口进行消毒处理。逐日观察切口处有没有腹壁疝的形成,21天后仍然没有疝的形成则放弃观察,腹部手术部位有膨出则判定造模完成[9-10]

图3 腹壁疝模型腹腔镜手术植入法

图4 缝合皮下组织及皮肤

造模完成形成腹壁疝后(图5),采用腹腔镜进行腹膜前植入补片,将5 cm×8 cm的补片平展固定于腹腔内壁(图6)。

图5 造模完成形成腹壁疝

图6 腹腔镜进行腹膜前植入补片

1.4 主要观察指标及评价方法

植入补片4周[11-12]后采用腹腔镜观察腹腔内组织器官粘连情况,对所有动物进行粘连情况综合评价。补片与腹腔内组织器官的粘连情况评价按下表1和表2进行评价。

表1 补片与腹腔内组织器官的粘连情况评价表

表2 粘连情况综合评价表

2 结果

A组使用腹腔镜式腹膜前直接植入补片操作简单,在评价补片的有效性的同时能够考虑补片单一因素的安全性,4周后,腹腔镜观察结果显示两只动物均未出现腹腔内组织器官粘连,新生腹膜较明显。

B组开放式手术腹壁全层缺损植入补片对外界环境要求较高,术后护理繁琐,4周后,腹腔镜观察结果显示两只动物出现腹腔内组织器官粘连。

C组腹壁疝模型建立后,腹腔镜手术植入补片耗时较长,并存在造模不成功的风险,4周后,腹腔镜观察结果显示两只动物均出现腹腔内组织器官粘连。

三组腹腔镜观察粘连情况结果见图7,各组粘连情况评分结果,见表3。

图7 三组腹腔镜观察粘连情况结果

注:a~b为A组两个病例粘连情况;c~d为B组两个病例粘连情况;e~f为C组两个病例粘连情况。

表3 各组粘连情况评分结果

3 讨论

腹腔镜式腹膜前直接植入补片具有对正常组织破坏小、操作简便等优点,植入过程不破坏周围组织,故不易引起组织粘连的发生[13-16]。在评价粘连时,能够排除因破坏周围组织而导致粘连,具有补片单因素方面的考量。同时,腹腔镜及配套设备本身价格昂贵,手术要求操作者要有腹腔镜的操作经验。

开放手术植入补片对设备技术的要求低,但是对环境要求相对较高,操作后动物护理繁琐,由于创口较大,容易形成感染而导致粘连的发生,不能排除粘连是否因补片本身引起[17]

腹壁疝模型腹腔镜手术植入补片能够模拟临床应用,但是研究成本很高,耗时,对动物造成二次伤害,不符合伦理要求[18-19]

综上所述,在内置疝修补补片的动物试验研究中,更宜选择腹腔镜式直接植入补片的方式来评价,动物试验研究中如考虑补片的修补有效性时,需进一步研究确定。

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Comparison of Three Implantation Methods in Evaluating the Experimental Study of Internal Hernia Patch in Animals

LIN Zhenhua, LIU Chenghu, DONG Chuanjun, WEI Zhenxi, DONG Xiuli, QU Qiujin, XU Ming
Shandong Provincial Inspection Center for Medical Devices/Key Lab of Biological Evaluation of Medical Devices of Shandong Province, Jinan Shandong 250101, China

Abstract:ObjectiveThe possibility and extent of adhesion after herniorrhaphy patch placement in abdominal cavity is an important factor to evaluate the safety of the product. The purpose of this study is to determine the appropriate animal model, implantation methods and observation methods in animal experiments.MethodsSix experimental miniature pigs (none pregnant females,weighing 30-40 kg) were randomly divided into three groups: group A, B and C, with 2 in each group. Group A: laparoscopic direct peritoneal implantation; Group B: open operation for full-thickness defect of abdominal wall; Group C: laparoscopic implantation of abdominal wall hernia model. Four weeks after implantation, laparoscopy was used to observe whether the patch caused intraperitoneal tissue and organ adhesion.ResultsIn group A, the procedure of implantation was simple, and the safety factors of the patch could be considered only while evaluating the effectiveness of the patch. Laparoscopic observation did not cause intraperitoneal tissue and organ adhesion. Open implantation in Group B requires higher external environment. Group C is timeconsuming and at risk of unsuccessful modeling. The adhesion of tissues and organs in abdominal cavity was induced in group B and C.ConclusionIn the evaluation of the animal experimental study of internal herniorrhaphy patch, the method of direct retroperitoneal implantation should be used for evaluation.

Key words:laparoscopy; abdominal hernia; hernia patch; ankylenteron

通讯作者邮箱:liuchenghu510@163.com

通讯作者:刘成虎,高级工程师,主要研究方向为医疗器械生物学评价。

基金项目:“十三五”国家重点研发专项支持(2016YFC1103202)。

修回日期:2018-08-29

收稿日期:2018-07-25

[文章编号]1674-1633(2018)11-0016-03

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2018.11.005

[文献标识码]A

[中图分类号]R331

本文编辑 王静