柔和电凝在肾部分切除术中安全性的实验研究

曹天庆，方自林，牛云，李江，李鸿，李俊杰，任建*

（1.中日友好医院 泌尿外科，北京 100029；
2.中日友好医院 病理科；
3.中日友好医院 检验科；
4.中日友好临床医学研究所，北京 100029）

肾部分切除术是早期肾脏肿瘤的标准化手术方式，与根治性切除手术相比，肾部分切除术在不影响肿瘤控制效果的同时，能够有效的保护肾功能，降低术后慢性肾功能不全的发生率[1]。特别是对于孤立肾、双侧肾脏病变及术前存在肾功能不全的患者，尽可能多的保留健康的肾单位意义重大[2]。肾动脉阻断，切除肿瘤，对创面进行缝合重建是目前经典肾部分切除术的标准步骤[3]，但由于肾动脉阻断会造成肾脏的缺血，肾动脉再次开放可以引起肾脏缺血再灌注损伤，缝合重建会导致有效肾单位的进一步损失，影响肾脏功能[4]，有学者开始探索避免肾动脉阻断，或避免缝合重建以减少手术对肾功能对影响[5，6]。柔和电凝（soft coagulation，SOFTCOAG，VIO 300，Erbe）是一种特殊的能量释放形式，电极的能量被限制在200J以下，在止血的过程中不产生碳化和焦痂，较常规单极电凝具有更好的止血效果，有学者尝试采用柔和电凝完成肾部分切除术，取得了良好的止血效果[7]。但目前针对柔和电凝对肾脏组织及肾功能的影响尚缺乏相关的基础研究，我们通过构建兔肾部分切除模型，探索柔和电凝在肾部分切除术中应用的安全性和有效性，为临床应用提供理论依据。

1.1 实验材料

12 只健康雌性日本大耳白兔由中日友好医院临床医学研究所动物科研平台提供，体重2.5～3.0kg，饲养于动物房中适应周围环境1 周做实验前准备。随机选取8 只为实验组，4 只为对照组。本实验通过中日友好医院动物实验福利伦理委员会审查，编号：170107。本实验手术中使用的主要器械包括：高频电外科工作站（ERBE VIO 300S，德国），负极板（ERBE，德国），医用血管阻断夹（苏州施强），可吸收外科缝合线（上海金环），戊巴比妥钠（Sigma，美国），洗消手术器械。

1.2 实验方法

用1%的戊巴比妥钠溶液按25mg/kg 麻醉剂量，肌肉注射麻醉，麻醉后腹部备皮，仰卧绑定于手术台上，常规消毒铺单。（1）实验组（柔和电凝组）兔经腹部正中切口入路，游离右肾，不阻断肾蒂，切除右肾下极3mm 厚度肾脏，使用柔和电凝（单极SOFT COAG 模式，能量80W）止血，通过间断在创面喷撒生理盐水降低电极和组织间的电阻，从而增强止血效果。止血彻底后，游离并切除左肾，构建孤立肾实验组模型，3-0 丝线间断缝合腹部切口。（2）对照组（传统缝合组）：使用相同手术入路进入腹腔，暴露并分离右侧肾蒂，血管阻断夹临时阻断肾蒂后用切除右肾下极约3mm 左右厚度肾脏，用3-0 可吸收缝线缝合创面进行止血，充分止血后松开阻断，随后切除左肾，构建孤立肾对照组模型，3-0 丝线间断缝合腹部切口（图1A、1B，见封二）。2 组动物手术结束后置于兔笼内平稳苏醒，不限制术后活动和饮水进食。术后未常规使用抗生素预防感染。

1.3 血清学检测指标

电凝组和对照组分别在术前、术后第1d、1 周和2 周时取耳缘静脉血1ml，待血液凝固后离心，取上层血清测定血尿素（BUN）和血肌酐值（SCr）。

1.4 大体和病理观察

2组动物分别于术后2周在麻醉下取出肾脏，随后耳缘静脉注射过量麻醉药物处死，肾脏经固定、包埋后做石蜡切片，进行苏木精-伊红（HE）染色，于光学显微镜下观察。

1.5 统计学方法

应用SPSS19.0 统计软件进行数据分析，计量数据以均值±标准差（）表示，组间比较采用单因素重复测量数据的方差分析，并采用独立样本最小显著性差异法（LSD-t）检验。

2.1 术中情况

2 组手术均顺利完成，电凝组术中切除右肾下极后，使用柔和电凝充分止血，通过间断在创面喷撒生理盐水降低电极和组织间的电阻，术中即刻止血效果确切，电极与创面接触时未发生放电现象。对照组阻断右侧肾蒂后，右肾颜色5s 内由鲜红至暗红色，手术平均阻断时间15min，手术过程无输尿管及大血管损伤。术中均无明显出血。

2.2 术后一般情况

2组兔术后2h苏醒，均可自行进食、水。术后第1d 取血时，反应敏捷，兔笼内未见血尿，切口无红肿渗出。连续观察14d 后，在麻醉下取原切口进入腹腔，观察手术部位，2 组均未发现肾周血肿及漏尿，随后切除肾脏进行病理观察。

2.3 血清学指标检测结果

2.3.1 血尿素变化

表1 示，电凝组和对照组术前血尿素水平差异无统计学意义（P＞0.05）。术后第1d、1周和2周的血尿素水平均显著高于术前，血尿素自术后1周开始下降，但与术后2 周相比，差异无统计学意义。2 组术后的血尿素变化趋势一致，各个时间点2组间差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 不同手术阶段外周血中尿素的变化（，mmol/L）

表1 不同手术阶段外周血中尿素的变化（，mmol/L）

注：*同组内与术前比较，P＜0.05；
# 同组内与术后第1d比较，P＜0.05。

2.3.2 血肌酐变化

表2 示，电凝组和对照组术前血肌酐水平组间差异无统计学意义（P＞0.05）。术后第1d、1 周和2 周的肌酐水平均显著高于术前，与血尿素的变化趋势一致，自术后1 周开始下降，但与术后2周相比，差异无统计学意义。2 组术后的血肌酐变化趋势一致，各个时间点2 组间差异无统计学意义（P＞0.05）。

表2 不同手术阶段外周血中肌酐的变化（，mmol/L）

表2 不同手术阶段外周血中肌酐的变化（，mmol/L）

注：*同组内与术前比较，P＜0.05；
#同组内与术后第1d 比较，P＜0.05。

2.3.3 肾脏大体及病理改变

肾脏大体对照组术后2 周肾剖面，可见下极创面组织基本愈合，创面较为整齐，瘢痕组织深度与具体缝合进针深度相关（图1C，见封二）。电凝组术后2 周肾剖面，可见下极灰白色瘢痕组织，沿切缘肾皮质下延伸形成锥形（图1D，见封二）。2组术后2 周探查时创面均无感染、血肿形成和漏尿等发生。

图1 电凝组和对照组的术中及术后2周大体观察

光镜下观察兔正常的肾脏可见排列规整的肾小球、肾小管及血管等结构（图2A、2D，见封二）。对照组术后2 周观察，肾实质断面表面见纤维化组织，纤维化组织向下延伸的深度与缝合深度一致，纤维化反应带与正常肾组织分界较为模糊，有一定的重合（图2B、2E，见封二）。电凝组2 周后光镜下可见变性坏死带，组织凝固性坏死，纤维化形成，深处可达3～5mm，反应带与正常肾组织界限清晰（图2C、2F，见封二）。

图2 电凝组和对照组术后2周光镜下观察

对于较小的肾肿瘤，肾部分切除术可以达到与根治性肾切除相当的肿瘤控制效果，但在术后肾功能的保护方面具有明显的优势。特别是对于术前即存在肾功能不全，或孤立肾以及遗传性肾癌患者，肾部分切除术是最优的治疗方式[8]。但肾部分切除同时涉及到肿瘤切除以及肾脏重建，术中术后出血的发生率要显著高于根治性切除，因此术中确切的止血效果是保证手术安全性的重要条件[9]。术后肾功能的保护取决于保留更多有效肾单位的数量以及缩短肾脏的热缺血时间[10]，传统的肾部分切除术需要进行肾动脉的阻断，切除肿瘤后缝合创面进行重建，因此会不可避免的造成肾脏缺血-再灌注损伤，缝合重建会进一步造成有效肾单位的丢失，因此有学者尝试进行不阻断肾动脉的肾部分切除术，以避免肾脏缺血，在不涉及集合系统开放的前提下，创面使用单极、双极或生物胶进行封闭止血，目的在于最大限度的保护肾脏功能[11，12]。

柔和电凝是一种特殊的电凝模式，通过精确的控制电压仅产生焦耳热效应，使蛋白变性凝固，优点是电凝的效果好于传统电刀，电极和组织不会发生粘连，并且能够保护血管，防止血栓形成及避免瘘的产生。柔和电凝已经成熟运用在胸外科、肝胆外科以及胰腺癌的患者，产生很好的止血效果[7，13～15]。我们的研究发现，柔和电凝处理的肾部分切除创面无需借助缝合技术，减少了缝合造成的肾单位丢失，缩短了手术时间。在本实验中观察到创面均未见出现组织汽化及肾脏组织焦痂形成，其产生的止血效果确切，术后探查创面均未发现出血和血肿形成。术后大体标本切面观察观察到电凝组作用深度可达5mm，可能是由于兔的肾脏体积小，血流缓慢不能及时带走散发的热量，使球形的柔和电凝刀头产生的热效应波及到肾脏的深层。光镜下观察，柔和电凝和传统缝合对肾脏组织造成的损伤不完全一致，柔和电凝的凝固深度较为一致，范围约3～5mm，并且与正常肾组织有清晰的界限，而缝合组的损伤深度与缝合的进针深度密切相关，因此柔和电凝对肾脏的损伤较传统缝合更为可控。

由于实验动物检测分肾功能的可行性较低，因此本实验设计了一个孤立肾模型，术后的血肌酐及尿素水平即可代表肾脏的实际功能。孤立肾模型可能增加实验动物术后死亡的风险，因此我们仅切除了有限的肾脏组织（3mm 厚度），并不能完全代表临床实际情况，术后也未使用抗生素预防感染，以减少药物对肾脏功能的影响。研究结果证实该孤立肾模型是可行的，术后两组的尿素和肌酐水平显著升高，在术后第7d 开始持续下降，并且下降趋势保持到术后14d 实验结束，电凝组和缝合组在各时间段的差别无统计学意义，表明柔和电凝安全可靠，柔和电凝的能量并未增加对肾脏的损伤。

我们的实验还有一些不足之处，首先从理论上来说，不阻断肾蒂，不缝合重建的肾部分切除术对肾脏功能的保护作用应该优于传统的手术方法，但本实验的结果并未显示出这个优势，我们分析可能在于肾脏切除的组织较少，缝合重建速度快，阻断的时间较短，随访时间短等原因，这也提示我们在日后的研究中应继续优化该动物模型。其次，本实验仅持续至术后14d，应该增加长期随访的实验数据，以观察两种手术方式对肾脏功能的长期影响。最后，本实验的肾创面较浅，无法完全反映临床实际情况，特别是柔和电凝对肾髓质较大血管的止血效果。

本实验成功构建了柔和电凝辅助的肾部分切除兔孤立肾模型，术后选取血肌酐、血尿素氮，以及术后肾脏病理为观察指标，有效的反映出了肾损伤后的病理生理变化，实验数据表明柔和电凝与传统缝合组相比具有同样安全有效的止血效果，并未增加对肾功能的损伤，为柔和电凝应用于临床不阻断肾蒂、不缝合重建的肾部分切除术提供了有力的基础理论支撑。

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