腹壁肌收缩影响切口疝的发生和大小

概要
背景
切口疝是所有开腹手术中10％的并发症，并且可导致显著的发病率。本研究的目的是确定抑制腹部肌肉收缩是否影响剖腹手术愈合过程中切口疝的形成。作者假设减少腹部肌肉组织变形可减少切口疝的发生和大小。

学习规划
使用已建立的大鼠切口疝模型，通过一个切口中段，快速吸收缝线闭合通过白线的剖腹手术。比较三组：SHAM组（SHAM; n = 6）未接受剖腹手术，而盐水疝（SH; n = 6）和肉毒杆菌疝（BH; n = 6）组用等体积生理盐水或肉毒杆菌毒素治疗一次（Botox®，Allergan）在闭合不完全闭合前。在术后第14天，检查腹壁的突出和粘连，并测量腹壁肌肉的收缩力。

结果
在SHAM大鼠中没有发生疝气。所有SH和BH大鼠均出现头侧疝。所有SH大鼠均出现尾疝，但只有50％的BH大鼠出现。与SH组相比，BH组的延髓疝短35％，狭窄43％（p <0.05）。与SHAM和SH组相比，BH组的腹肌较弱（p <0.05）。

结论
在作者的大鼠模型中，腹部肌肉的部分麻痹减少了切口疝的数量和大小。这些结果证实腹壁肌肉收缩在切口疝形成的病理生理学中起重要作用。

关键词：切口疝，腹部疝，疝修补术，肉毒杆菌毒素，肌肉麻痹

介绍
当开腹腹部切口周围的肌筋膜组织无法愈合并永久支撑腹壁的承重肌肉和肌腱层时，发生切口疝。虽然外科手术可以以技术上正确的方式进行，但临床研究发现切口疝是所有开腹病例中至少10％的并发症。 1-3在美国，这意味着每年进行大约200,000次切口疝修复.4这些缺损的网状修复导致复发率为2-36％。 5-14缝线修复复发率在12-54％之间.5-7,15-18由于大多数研究仅提供短期随访，因此这些复发率甚至可能被低估。严重的并发症，如肠外瘘，肠梗阻和感染也可能由切口疝修复引起，并可导致患者病情的进一步恶化.19导致切口疝形成的基本生物学机制尚不清楚。因此，切口疝引起了未解决的手术挑战。

外科医生认为剖腹手术是穿过腹壁的线状中央肌腱的一种撕脱术。倾斜的腹横肌和腹直肌连接到白线，辅助姿势和呼吸，弯曲和扭曲躯干，保持腹部器官的压迫，并作为躯干伸肌的拮抗剂。正常的腹直肌肌力矩通过肌腱间隙横向引导，并纵向穿过腹直肌肌肉腹部。这些肌肉的收缩通常稳定中线处的外斜肌，同时缩短和稳定胸骨前端和耻骨之间的软组织区域。当切割和修复白线时，通过中央肌腱的力矩集中在缝合部位，导致早期伤口衰竭20,21。切口疝部分归因于腹壁上的负荷增加，由于衰弱而无法支撑21,22之前的研究表明，切口疝的形成与位于缝合部位两侧的肌肉之间的距离有关。 23,24在恢复的早期阶段，伤口完全取决于缝合完整性，以保持腹壁闭合，直到有足够的支撑组织强度来抵消伤口上的负荷.22随着康复患者增加活动并加剧伤口的负荷，收缩在这个关键的，脆弱的愈合阶段，腹壁可能导致伤口边缘的剪切力或分散力.25,26

大多数旨在改善剖腹手术结果和预防疝气形成的研究主要集中在手术技术或缝合材料和网状物等工具的性质和实用性上。然而，纯手术方法已被证明是不可靠的.22

在另一种方法中，作者建议操纵局部肌肉收缩可能会影响切口疝的形成。在剖腹手术期间选择性腹部肌肉组织的部分，暂时性麻痹减轻了白线的压力和应变，提供了确定沿肌腱的力矩是否影响切口疝的发展和大小的机制。作者假设在切口疝大鼠模型中腹部肌肉组织的不完全双侧麻痹将通过减轻导致沿着白线的应力和应变的局部肌肉变形来减少切口疝的形成和大小。

肉毒杆菌神经毒素血清型A（BoNT-A）在医学上用于肌肉的部分可逆化学去神经支配。它的作用是阻止神经递质从兴奋性轴突末端释放，从而抑制肌肉收缩。 FDA于1989年首次批准了一种名为Botox&#174;（Allergan，Inc.，Irvine，CA）的BoNT-A制剂，用于治疗眼睑痉挛和斜视。由于其麻痹作用，Botox&#174;已被应用于许多肌肉相关的病理27，如颈部肌张力障碍，28头震颤，29腭眩晕引起的咔哒声，30手掌和腋窝多汗症，31例逼尿肌反射亢进，32例胃肠道平滑肌和括约肌痉挛，33和食管贲门失弛缓症.34Botox&#174;对剖腹产腹壁的麻痹作用是否能预防性地影响切口疝的形成是一种研究伤口愈合和疝气形成的新方法。

方法
涉及大鼠的所有程序均由密歇根大学的机构动物护理和使用委员会批准。根据国家研究委员会的实验动物护理和使用指南处理大鼠，1996.35大鼠从查尔斯河育种实验室（Wilmington，MA）获得，并且都是F344菌株，雄性，退休作为育种者，以及8个月和10个月大。

大鼠模型
在剖腹手术切口后，在大鼠中建立的切口疝模型（下面解释）使用两种快速溶解的缝合线来部分闭合腹膜腔。 使用这个模型，Dubay等人。 （2005）在术后第28天引用切口疝发生率为40％。作者修改了这个模型用于作者的研究，将一根缝合线放置在切口中点通过白线（图1）。


图1
大鼠切口疝模型，基于Dubay等人的研究.1单个快速吸收的铬肠缝线在其中点闭合剖腹手术切口。

注射技术和Botox&#174;剂量的初步研究
研究单个大鼠以确定Botox&#174;稀释液的正确水平并计划药物注射部位的间隔。 在水溶液中注射1％Evan蓝的大鼠腹壁，然后切除以进行显微镜分析。 发现单次推注0.03毫升成功地将染料扩散穿过肌纤维，同时避免通过外膜渗漏（图2）。 该研究还发现，进入腹壁的14个注射部位（每侧7个）提供了最佳的浸润。


图2
在每个部位进行5次注射（白色箭头）后，腓骨，左侧腹壁深度观察0.03 mls。将1％Evan's Blue水溶液与白色线条正交注入。照片可视化流体通过肌肉组织的直接传播。

以前的研究表明，Botox&#174;的效力是剂量依赖性的.36通过参考大鼠腓肠肌37-39注射肉毒杆菌毒素及腓肠肌，腹直肌和外斜肌的平均肿块的剂量反应曲线，确定10个单位的总剂量将实现显著的腹壁麻痹。

外科手术
将总共&#8203;&#8203;18只大鼠随机分配到三组中的一组：SHAM，盐水疝（SH）或肉毒杆菌疝（BH）。用注射到腹膜空间中的65mg / kg体重浓度的戊巴比妥钠剂量麻醉每只大鼠。将横向开口的3.0×5.0cm皮瓣切开大鼠腹部并破坏1.0cm。

所有大鼠均接受0.5ml载体（盐水）或Botox溶液的注射。将25号针头插入白色线，并通过腹直肌横向前进约1.5cm进入腹壁肌肉组织。沿腹直肌双侧进行14次等间隔注射0.03ml。在针头撤回时，将肉毒杆菌注射到外斜肌和腹直肌中。 SHAM组大鼠注射总共0.5ml盐水，但未接受剖腹手术切口。 SH组和BH组大鼠通过白线接受60mm中线剖腹手术切口。然后SH组的患者接受腹腔注射，共计0.5ml盐水。然后BH组大鼠接受0.5mlBotox&#174;溶液（10单位）。用切开的中点处的单个间断缝合线（5-0 Fast Absorbing Chromic Gut，PC-1）闭合剖腹手术切口（图1）。对于所有组，用4-0单丝尼龙针缝合皮瓣。在疝气和肌肉分析之前使所有大鼠恢复14天。

疝气与肌肉分析
在术后第14天，将每只大鼠麻醉并按照规定的顺序完成测量以维持肌肉活力和疝气完整性。按顺序，测量结果为：疝气评估和测量，两个相同的外斜肌（EO）肌肉条[9毫米宽×15毫米长×可变厚度（0.6至1.4毫米）]，附着力等级和最大力的最大力测试测试两个腹直肌（RA）肌肉条[可变宽度（9.2至12.2毫米）×15毫米长×可变厚度（1.7至4.9毫米）]。切口疝被定义为“通过临床检查或成像可察觉或可触及的术后瘢痕区域有或无凸起的任何腹壁间隙。”40特别切除肌肉切片，以确保肌肉纤维与载体平行。力量将被测量。外斜肌纤维的轮廓是确保与纤维平行切割的标志。此外，左或右RA肌肉从锁骨移除到脐下方。

以前述方式进行收缩试验.41将肌肉条置于含有生理Tyrode溶液的定制肌肉浴中，该溶液保持在25℃并用含95％氧气和5％二氧化碳的气体充气。定制软件（LabView Version 5.1，National Instruments，Austin，TX）用于控制刺激电压并记录和存储力数据。刺激电压增加，直到条带抽搐力最大化;然后通过调整条带长度来估计最佳肌节重叠，直到第二次抽搐力最大化。使用这种“最佳条带长度”和刺激电压，通过应用300ms刺激序列产生力频率曲线，其最终产生强直性肌肉收缩。刺激频率从50Hz逐渐增加到200Hz，直到记录出最大等长条带力。每次试验之间允许休息两分钟。肌肉测试在条带完全破坏并切除后10分钟内完成。

在力测试后，将EO和RA肌肉条冷冻并储存用于组织学分析。将冷冻的肌肉样品纵向切成10μm的厚度，用苏木精和曙红染色，并安装用于显微镜评估.42分析评估a）大的蓝色，位于中心的核，其可指示纤维再生，b）平均纤维宽度具有更小的纤维表明纤维萎缩，c）纤维周围的细胞外基质的质量，具有更大的ECM到纤维区域，表明纤维变硬，和d）任何可能表明感染的淋巴细胞或巨噬细胞的存在。

使用0至5的等级评估体内粘连的出现，其中0表示没有粘连，5表示与嵌顿和绞窄的肠密集粘连.43-45完整的评分标准可以在附录1中找到。进行疝气分析通过注意在缝合线已经放置的点处腹壁的两个边缘之间出现可变致密的纤维桥。注意到纤维桥上的嘴侧或尾侧的切口疝的存在，并且如果存在的话，测量其最宽点处的长度（头尾）和宽度（横向）。

统计分析
使用来自统计分析系统（SAS Institute，Inc.，Cary，NC）的软件，使用一般线性模型（GLM）进行统计计算。如果GLM显著，则使用Bonferroni校正进行多重比较。此外，使用SPSS 16.0（SPSS Inc.，Chicago，IL）将具有相等预期疝发生率的χ2检验应用于疝发生数据。对于该研究，对于所有统计检验，α先验地设定为0.05。用于测试无差异强度的计算替代假设表明，对于头侧疝形成，尾疝形成和总尾疝和头侧疝，功率值分别为0.98,0.90和0.78。

结果
除非另有说明，否则提供所有18只大鼠的数据。在评估日期之前没有老鼠死亡。由于评定量表误差，第一只大鼠（SH组中的一只大鼠）不包括疝气大小和粘附等级数据。另外，BH组中的一只大鼠在最终评估期间从假定的麻醉过量药物中过期。虽然测量了该大鼠的疝气大小和粘附等级数据，但未收集肌力数据。由于设备故障，无法测试来自另一只BH大鼠的两个EO切片的收缩力。

在图3中所有三个手术组的代表性大鼠中可以看到去除瘢痕组织后腹壁的外观。注意BH组中的疝气的小尺寸与SH组相比。研究数据的摘要列于表1和2.2中。来自BH组的EO和RA切片收缩的平均最大力显著低于来自SHAM和SH组的切片（表2）。在所有SH组大鼠和6只BH组大鼠中的3只中形成了在缝合点处形成的纤维桥的头侧和尾侧的疝（表1）。 BH组的头侧疝在SH组较短（头尾）和较窄（横向）比延髓疝（图4，图5）.5）。注意到BH和SH组的尾疝形成没有显著差异（图4，图5）.5）。当将延髓和尾疝长度加在一起时，BH组的总疝长度明显短于SH组的总疝长度（图4）。类似地，BH组中的总疝宽度显著小于SH组中的总疝宽度（图5）。与SHAM组相比，SH组和BH组的浅表和腹腔内粘连明显更厚且更致密（表1）。


图3
来自a）SHAM组，b）盐水疝组和c）肉毒杆菌疝组的代表性腹壁的总视图在术后第14天.a）注意没有任何疝气。 白色和黑色轮廓分别代表左EO和RA肌肉切片的位置。 相同的部分也从右侧拍摄。 b）和c）直肌鞘两侧的矩形（白色箭头）表示双侧外侧倾斜切除的位置，用于收缩力测试。 注意盐水疝和肉毒杆菌疝组之间疝气大小的差异以及两组中透明疝缺陷允许的腹部内容量（透明箭头）。


图4
手术组对穿过腹壁的中线缝合线两侧形成的疝气长度（mm）的影响。 对于总疝气长度，将嘴侧和尾侧长度加在一起。 SHAM组没有疝气，因此没有绘制。 *表示与盐水疝组明显不同（p <0.05）。


图5
手术组对穿过腹壁的中线缝合线两侧形成的疝气宽度（mm）的影响。 对于总疝气长度，将嘴侧和尾侧长度加在一起。 SHAM组没有疝气，因此没有绘制。 *表示与盐水疝组明显不同（p <0.05）。

表格1
手术组疝气发生率和粘连评分数据。

*表示使用具有相同预期疝发生率的χ2检验测试发生时与SHAM组显著不同（p <0.05）。
&#8224;当使用具有Bonferroni多重比较的GLM测试得分时，表明与SHAM组显著不同（p <0.05），n =每个手术组中的大鼠数目。

表2
手术组外斜肌和腹直肌肌肉肌腱体积和收缩力数据

&#8224;表示与盐水疝组明显不同; （p <0.05）。 数据表示为平均值±SD。 n =样本数。
来自所有三个手术组的EO和RA肌肉的肌肉组织的代表性照片以160x放大率拍摄（图6）。 所有照片都代表在深平面拍摄的纵向截面。 所有肌肉切片的显微镜检查未发现有感染或纤维再生迹象的切片。 在SH和BH组EO和RA肌肉中观察到肌纤维萎缩。 对于任何组中的任何肌肉，没有明显的细胞外基质增加迹象。


图6
通过来自所有三个手术组的外斜肌（EO）和腹直肌（RA）切片的代表性样品，苏木精和伊红染色的纵切片。虽然Botox&#174;治疗的肌肉切片显示轻度萎缩，但没有明显的坏死或细胞再生迹象。

讨论
根据这些数据，作者得出结论，在剖腹手术修复时使用Botox&#174;治疗会降低腹肌收缩力，从而减少腹侧中线切口疝的发生率和大小。与SHAM和注射盐水的肌肉相比，Botox&#174;注射减少了体外肌肉力量，同时在显微镜检查时没有引起明显的肌肉细胞损伤或坏死。粘连形成不受肌肉麻痹的影响。

较大的缺损尺寸与较高的复发风险相关[18,46]。麻痹抑制了腹部肌肉组织中的基线张力和主动力，使得切口边缘在恢复期间更接近地彼此接近。这种定位可能有助于改善筋膜修复部位的剪切力和分散力，并使切口愈合，减少物理中断。这与Ibarra-Hurtado等人最近的研究一致。 （2009年），证实腹腔壁突出症患者使用Botox&#174;预处理可显著减少横疝缺损直径，促进筋膜闭合，平均随访9个月无复发。在另一项研究中，在损伤控制剖腹术后，Botox&#174;同样注射到腹部开放的患者体内。在最初开腹手术后24小时内接受肉毒杆菌毒素治疗的患者中，89％达到了原发性筋膜闭合.48切口疝修补术患者的肉毒杆菌毒素治疗也显著改善了疼痛评分，减少了对阿片类药物镇痛的需求.49， 50

在SHAM和SH组中观察到EO和RA收缩力之间没有显著差异。鉴于SH和BH组的治疗方法完全相同，BH组肌肉切片的显著力损失归因于Botox&#174;的药理作用。然而，这些部分保留了一些收缩功能，表明瘫痪不完整。这一发现与Botox&#174;治疗的预期结果一致，已显示骨骼肌的原始收缩力产生能力仅为12％.38,39,51在本研究中，EO和RA切片治疗Botox&#174;仍然能够分别产生其基线收缩力的25％和50％，这表明高于10个单位的剂量可用于产生更大幅度的麻痹。尚不清楚不同程度的麻痹是否会对切口疝的形成和大小产生不同的影响。

在动物模型中放置单根缝合线允许形成两个独特的疝气部位，在局部肌肉组织上具有可变负荷。在缝合线的延髓处，通过刚性肋缘，下面的腹部器官和横膈膜的运动将相当大的应变放置在腹壁的两半上。据报道，上腹部中线切口的切口疝发生率高于下腹部切口.10,52相比之下，腹直肌的左右滑动起源于耻骨联合并穿过耻骨区的中线，两个肌肉重叠，因此解剖学有助于避免尾部区域的突出。缝合线尾部的腹壁将受到较小的机械应变。这个前提得到了作者的结果的支持：在BH组中，100％的大鼠形成了头侧疝，而只有50％的大鼠形成了尾疝。此外，平均尾疝比SH组的平均疝气短11毫米，窄6毫米。在BH组中，平均尾疝比平均颅疝短11毫米，窄4毫米。然而，作者没有测试这两个位置的腹壁应变是否不同，这是一个限制。

SH和BH组之间在缝合线尾侧的疝气大小方面没有统计学上的显著差异。尽管与SH组相比，BH组的平均尾疝较小，但是6只BH大鼠中只有3只存在尾疝，这扩大了平均疝大小的标准偏差。这不太可能产生统计上显著的差异。小样本量是作者研究的一个限制，较大的样本量可能允许观察尾部疝气大小和SH和肉毒杆菌毒素组之间疝气的统计学显著差异。

粘连是腹部手术的并发症，一般腹部手术后发生率为93％.53在SH和BH组中观察到表面和腹膜粘连的可比较表现。这些发现表明减少腹壁运动几乎不会影响粘连发展。

鉴于在动物模型中难以重建人类切口疝，本研究中做出了一些假设。首先，假设作者模型中腹腔的不完全闭合非常接近人切口疝环境，其中剖腹手术切口用许多缝线闭合。还假设Botox&#174;溶液能够扩散到整个腹壁并且部分地使腹内斜肌和腹横肌以及EO和RA肌肉麻痹，从而减轻白线的应变。

本研究的短期随访可视为一种限制，因为疝气可能在手术后数月或数年发展，或可能由小疝引起。尽管作者认为切口疝通常在术后早期发生，但需要更长时间的随访才能确定Botox&#174;是否会导致发病率降低或疝气形成延迟。 Botox&#174;的临床效果在2天后显现，在14天达到最大值，持续效果持续6-9个月.54因此，这些效果可能进一步有助于伤口愈合。作者没有注意到任何不良反应;然而，Botox&#174;的全身传播是一种罕见但严重的并发症，其症状与肉毒杆菌作用一致，包括全身肌肉无力。未来的工作需要确认作者的发现，建立适当的剂量反应关系，并确定疝气形成的时间过程。

本研究的目的不是建议腹部切口疝修复的可能治疗方法，而是帮助确定这些缺陷的发病机制。根据作者的结果，切口疝可能与腹肌收缩有关。在术前解释患者剖腹手术切口的风险或与已经患有剖腹产的患者讨论切口疝的发病机制时，考虑作者的结论可能是有用的。鉴于作者的结果，未来预防切口疝的干预措施可能针对限制腹部肌肉活动。

附录1.粘附分级系统


参考：
Contraction of Abdominal Wall Muscles Influences Incisional Hernia Occurrence and Size
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