中国医生用磁吻合技术革新猪肝移植引国际关注

中国医生用磁吻合技术革新猪肝移植引国际关注

肝移植是治疗终末期肝病的有效方法，无肝期持续时间与受者近远期预后相关。长时间的无肝期伴随着长时间的供肝热缺血和长时间的受体器官血流障碍，可能会增加同种异体移植物功能障碍、肠道细菌移位、急性肝功能衰竭和肾功能不全的风险。

缩短无肝期最简单易行的方法是快速移植物血运重建，也称为供肝快速植入。然而，这一过程通常需要传统的手工血管吻合。相反，磁吻合技术(magnetic anastomosis technology, MAT)是一种方便、省时的再血管化方法。

在此之前，MAT已被应用于动物模型的肝脏植入。在前期研究的基础上，来自中国西安交通大学第一附属医院的研究团队开发了一种新型的磁性装置，以促进快速和安全的技术在猪肝移植中进行主要血管吻合。

该研究结果上周五（11月17日）在scientific reports上发表后引发国际关注。论著第一作者是西安交通大学第一附属医院老年外科Qiang Lu（卢强，音译），两位通讯作者分别是西安交通大学第一附属医院肝胆外科Yi Lv（吕毅，音译）和西安交通大学第一附属医院肝胆外科、精准外科与再生医学国家地方联合工程研究中心Shan-Pei Wang（王善培，音译）。

西安交通大学第一附属医院

研究结果

本研究采用MAT对猪进行肝移植，所有手术均获得成功。手术时间平均为225 分钟，供肝冷缺血时间约为59 分钟。

无肝期相对较短，持续时间为13分钟，在肝移植中至关重要。此阶段肝上、肝下下腔静脉随静脉连接，耗时分别为4、3、3 分钟。此外，受体的缺血时间仅为4分钟。另一方面，手工连接动脉和胆管的缝合技术需要更多的时间。

术后血清肝损伤指标天冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平升高。然而，这些水平在24小时内开始下降。

血清总胆红素术后明显升高，但24小时后下降。根据血尿素氮(BUN)和血清肌酐(CRE)水平评估，肾功能在整个手术期间均保持稳定。

受体术后中位生存时间为115 d。死亡的主要原因包括肝衰竭、系统排斥和感染。其他促发因素包括动脉吻合口的水肿和出血。幸运的是，在手术后的恢复期，肝脏血管没有堵塞或渗漏等并发症。

MAT对血管吻合的详细检查显示了良好的结果。1例受体术后存活13 d，血管吻合口愈合良好。

用于吻合的磁性装置排列整齐，无狭窄或成角征象，吻合口表面光滑。组织学分析显示吻合口内膜排列整齐，内皮细胞和胶原纤维排列规则。

MAT在保证血管吻合完整性和功能的同时，有效减少了关键手术时间。

原文图3：吻合口大体观察和组织学检查(a)， (b)大体吻合口观察；(c)、(d)门静脉吻合口和肝下下静脉吻合口的组织学检查。

原文图4：用于血管吻合的磁性装置(a)肝上下腔静脉磁吻合装置；(b)肝上下腔静脉-肝下下腔静脉-门静脉磁吻合装置。

原文图5：应用磁吻合技术的原位肝移植(OLT)过程。

附：上述研究相关信息

上述研究在猪肝移植中应用MAT实现了供肝的快速植入，术后未见与MAT相关的吻合口并发症。

目前临床肝移植肝植入血管吻合仍以手工缝合为主，但因其复杂耗时，无肝期较长(40 ~ 80 分钟) 。MAT已成功应用于消化道及快速血管重建领域。

遗憾的是，在以往的研究中，用于大血管重建(腔静脉和门静脉)的磁性装置并不适合作为生物体内的永久性植入物。

基于此，研究团队设计了一种由一对匹配的可永久保留在体内的钛-钕铁硼（Ti-NdFeB）复合环组装而成的磁性血管吻合装置。

在前期研究中，这些磁性吻合环已成功应用于门静脉端端吻合，并显示出良好的生物相容性，随着血管吻合的简化，简化和节省时间。

背驮式肝移植与传统原位肝移植相比，无肝期时间缩短了50%，但仍需要至少30 分钟。

上述研究成功地将磁性吻合环应用于肝移植，显著缩短无肝时间(13 分钟；IQR = 9 ~ 20 分钟)。使用MAT时，至少需要2 cm的血管残端安装吻合环。

因此，在无肝期之前分离出足够长度的血管是必要的。在原位肝移植术中，3条主要血管需要在无肝期重建。与门静脉和肝下下腔静脉不同，肝上下腔静脉由于其特殊的解剖位置，其分离过程需要一定的匠心。

因此，该研究在分离肝上腔静脉的过程中结扎了膈静脉。所有受体术后均未出现膈肌功能障碍。

在原位肝移植的无肝期，下腔静脉和门静脉血流被阻断，受体的肠道和肾功能可能因血液循环障碍而受损，特别是在未建立侧支循环的情况下，如急性肝衰竭的受体。

因此，短时间的无肝期可以减少肾脏和肠道的损伤。上述研究中，血清BUN和CRE水平在无肝期前后无明显差异，提示无肝期越短，肾功能损伤越轻。

此外，受体热缺血时间本质上等同于"肝移植植入时间"，曾被认为是"固定时间"。在现代肝移植手术技术已经普遍成熟的情况下，传统的肝移植技术似乎没有任何改进。

然而，既往研究表明，较短的受体热缺血时间可能改善肝移植术后的近期和远期结局。MAT可显著缩短受体热缺血时间，从而减轻缺血再灌注损伤程度。

另一个需要考虑的问题是由于相互的磁体吸引而导致的吻合口成角或扭曲及其生物相容性。

门静脉吻合口与肝下腔静脉吻合口之间距离很短，可能会导致磁性装置之间相互吸引导致吻合口成角或扭曲。但术后影像学检查未发现吻合口成角或扭曲。

一个可能的原因是磁力随着磁体之间距离的增加而显著减小，即使距离增加很小。另一个可能的原因是，磁环被包裹在一个磁屏蔽壳中，这将防止磁体之间的相互吸引。

在上述研究中，每个环包含两部分：生物医用钛合金外壳和钕铁硼磁环的磁芯；钛具有生物相容性和安全性。组织学检查未发现组织排斥反应。

该研究有几个局限性。

首先，该研究建立了磁性血管吻合在猪肝移植中的可行性；然而，在人体临床试验开始之前，还需要更多的长期随访实验来进一步评估和验证他们的发现。

第二，由于前期研究发现磁场会影响细胞的增殖、分化和迁移，因此该研究中磁性装置产生的磁场可能会影响血管吻合口的愈合和局部血流动力学。遗憾的是，研究团队在本该研究中没有探讨这个问题，需要进一步研究。

资金资助

陕西省重点研发计划(No. 2020GXLH-Z-0019, No. 2021GXLH-Z-047)；

陕西省创新能力支撑计划(No. 2020TD-040)；

国家自然科学基金(No. 92048202)；

国家自然科学基金专项(No. 92048202)；

西安交通大学本科实验实践与创新创业教育教学改革研究项目(No. 22SJZX40)。