CO2气腹对腹膜间皮细胞形态学和腹腔炎症因子影响的实验研究

论文摘要

背景和目的:近二十年来,腹腔镜技术发展迅速,逐渐成为治疗消化道和妇科良性疾病的金标准。与传统的开腹手术相比,腹腔镜手术切口小、出血少、创伤小、术后恢复快、住院时间短,因此越来越受到广大患者和外科医生的欢迎。二氧化碳（carbon dioxide,CO2）气体因为廉价、无色无味、机体易吸收清除、不易爆炸等优点而被国内外腹腔镜手术广泛应用,然而,近年来研究表明CO2气腹不仅仅是创造了手术空间,同时也导致腹膜间皮细胞的结构损伤、代谢改变,以及免疫紊乱。越来越多的研究表明CO2气腹在腹腔镜手术中改变了腹腔微环境,可能有利于脱落于腹腔的肿瘤细胞种植于受损的基底膜形成转移灶。根据Pajet的“种子与土壤”学说和肿瘤生物学理论,脱落于腹腔的肿瘤细胞只有在适宜的环境中才能种植生长,因此,腹膜间皮细胞对腹腔肿瘤细胞的种植转移有着重要影响。Volz首次采用电子显微镜观察CO2气腹后腹膜间皮细胞形态学变化,发现间皮细胞退缩肿胀、细胞间隙增宽和基底膜暴露。其他研究者也有类似的发现,但气腹引起间皮细胞形态学变化的因素却不明确。Volz考虑CO2对腹膜代谢的影响以及气腹建立时的腹壁机械性扩张是主要原因;Douglas认为气腹压力和气体的干燥作用有关,而与气体类型无关;Marcos观察了CO2和空气气腹后腹膜间皮细胞变化,认为气体类型是主要影响因素,腹壁机械性扩张不是引起间皮细胞变化的唯一因素;Carsten将生理盐水灌入腹腔,也观察到类似CO2气腹引起的间皮细胞变化,由此有研究者推测腹腔内压力而不是气体类型造成间皮细胞损伤;Ordemann观察CO2和氦气（helium,He）气腹后间皮细胞变化,发现气腹并未引起间皮细胞形态学和完整性变化,认为出现与其他研究者差异的原因之一可能是实验气流量太小,并推测建立气腹的气流量大小是主要影响因素;Suematsu观察CO2和He气腹后腹膜间皮细胞变化,认为间皮细胞变化与气体类型、压力和时间有关,但该结论缺乏统计学数据支持,同时观察了开腹与CO2气腹后腹膜间皮细胞变化,发现两者存在差异,却并未比较两者差异程度大小。因此,气腹引起腹膜间皮细胞形态学变化是否与气体类型、压力、时间和气流量等因素有关,以及变化程度与上述因素的关系,腹腔镜手术与传统开腹手术相比,何者造成更严重腹膜形态学损伤尚待深入研究。此外,动物实验缺乏呼吸机机械通气和手术操作过程,与临床手术存在较大差异,而研究表明上述因素都将影响腹腔微环境和肿瘤转移。因此,临床腹腔镜胃癌手术与传统开腹胃癌手术相比,何者造成更严重的腹膜形态学损伤、更易促进肿瘤腹膜转移尚待深入研究。腹部手术创伤会刺激机体发生急性炎症反应,进而引起腹腔细胞释放一系列的炎症因子和生长因子。腹部手术后腹腔内白细胞介素1β（interleukin -1β,IL-1β）表达水平普遍升高,在手术引起的创伤性炎症反应中发挥重要作用。白细胞介素6（interleukin -6,IL-6）在术中术后创伤性炎症免疫反应方面发挥着重要作用,是宿主对创伤炎症的急性保护性反应的重要介质,是组织损伤后恒定升高的细胞因子。IL-1β、IL-6是反应创伤严重程度的早期、敏感因子。因而普遍认为IL-6和IL-1β可以作为评估手术创伤程度的两个重要指标。既往研究亦表明CO2气腹影响腹腔炎症因子表达,但不同的CO2气腹条件对腹腔炎症反应的影响尚未见相关报道。为此本课题采用不同气体类型、压力、时间和气流量实施动物气腹实验,采集腹膜和腹腔冲洗液,运用扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）和体视学技术测量腹膜暴露基底膜面积百分比和腹膜间皮细胞直径,运用ELISA法测定腹腔冲洗液IL-6和IL-1β浓度的变化;同时,与开腹动物实验相比较。为进一步阐明其临床意义,采集临床腹腔镜胃癌根治性手术与开腹胃癌根治性手术腹膜样本,运用SEM和体视学技术测量腹膜暴露基底膜面积百分比和腹膜间皮细胞直径,比较何者造成更严重的腹膜损伤。期望通过以上研究初步探讨不同气腹条件对腹膜创伤的影响,为临床调整适当的气腹条件,减少腹膜创伤提供理论和实验依据,同时,为临床腹腔镜胃癌根治术的推广提供理论依据。方法:1.以SD大鼠作为实验对象,对照组仅单纯麻醉,气腹组分为CO2气腹组和He气腹组。He气腹组气腹实验设定为气腹压力5mmHg,气流量1.0 l/min,气腹时间分别为1h、2h和3h（H1h组、H2h组和H3h组）;CO2气腹组气腹实验设定为气腹压力5mmHg,气流量1.0 l/min,气腹时间分别为1h、2h和3h （C1h组、C2h组和C3h组）,同时设立C8p组（气腹压力8mmHg,气流量1.0 l/min,气腹时间1h）、C2f组（气腹压力5mmHg,气流量2.0 l/min,气腹时间1h）和C3f组（气腹压力5mmHg,气流量3.0 l/min,气腹时间1h）。于实验结束后12h采集腹膜和腹腔冲洗液,应用SEM和体视学测量腹膜暴露基底膜面积百分比和腹膜间皮细胞直径,运用ELISA检测CO2气腹组腹腔冲洗液IL-1β和IL-6浓度变化。2.以SD大鼠作为实验对象,对照组仅单纯麻醉,实验组分为CO2气腹组和开腹组。气腹组实验设定为:气体类型CO2,气腹压力5mmHg,气流量1.0 l/min,气腹时间4h,开腹组实验时间为4h。于实验结束后12h采集腹膜和腹腔冲洗液,应用SEM和体视学测量腹膜暴露基底膜面积百分比和腹膜间皮细胞直径,运用ELISA检测腹腔冲洗液IL-1β和IL-6浓度变化。3.以本中心58例胃癌手术患者为研究对象。其中31例患者行腹腔镜根治性手术治疗（腹腔镜手术组）,同期27例患者行开腹根治性手术治疗（开腹手术组）。手术结束时采集腹膜,应用SEM和体视学测量腹膜暴露基底膜面积百分比和腹膜间皮细胞直径。结果:1.运用体视学研究不同气腹条件对腹膜间皮细胞形态学的影响发现,CO2气腹组和He气腹组在1h、2h和3h,腹膜基底膜暴露面积百分比和间皮细胞直径差异均无统计学意义（P>0.05）;C2h组,C3h组,C8p组,C2f组和C3f组腹膜形态学创伤程度高于C1h组（P<0.01）;H2h组和H3h组,以及C3f组腹膜创伤程度分别高于H1h组和C2f组（P<0.01）;同时,C3h组和H3h组腹膜基底膜暴露面积百分比分别高于C2h组和H3h组（P<0.01）。腹膜基底膜暴露的机制可能是腹膜间皮细胞的脱落和破裂。2.运用ELISA检测不同CO2气腹条件对腹腔冲洗液IL-1β、IL-6的影响发现,随着气腹时间和气流量的增加,C2h、C3h和C3f组腹腔冲洗液IL-1β和IL-6浓度升高并高于C1h组（P<0.05）,而随着气腹压力的增加,腹腔冲洗液IL-1β、IL-6浓度虽然升高,但与C1h组差异无统计学意义（P>0.05）。3.运用体视学研究CO2气腹和开腹手术对腹膜间皮细胞形态学的影响发现,CO2气腹组和开腹组均可引起腹膜间皮细胞形态学创伤,但两组创伤程度差异无统计学意义（P>0.05）。并且两组引起腹膜形态学创伤的机制可能不同。4.运用ELISA检测CO2气腹和开腹手术对腹腔冲洗液IL-1β、IL-6的影响发现,CO2气腹组和开腹组均可引起腹膜炎症反应（P<0.01）,CO2气腹组腹腔冲洗液IL-1β浓度显著低于开腹组（P<0.01）。CO2气腹组腹腔冲洗液IL-6浓度低于开腹组,差异有统计学意义（P<0.05）。5.运用体视学研究胃癌患者腹腔镜根治性手术组和开腹根治性手术组术后腹膜间皮细胞形态学的变化,发现两种手术方式均可引起腹膜间皮细胞形态学创伤,但两组腹膜基底膜暴露面积百分比和腹膜间皮细胞之径差异均无统计学意义（P>0.05）。并且两组引起腹膜形态学创伤的机制可能不同。结论:1.气腹引起腹膜间皮细胞形态学变化与气体类型无关,与气腹时间、压力和气流量呈正相关,因此临床腹腔镜手术应采用较小气腹压力和气流量,提高手术操作技术,缩短手术时间。2.腹腔冲洗液IL-1β、IL-6的浓度与CO2气腹时间和气流量呈正相关,而在正常工作压力范围内,气腹压力对腹腔炎症反应影响不大,因此临床腹腔镜手术应在工作压力范围内,并采用较小的气流量,同时提高手术操作技术,缩短手术时间。3. CO2气腹和开腹手术相比,腹膜间皮细胞形态学损伤并无差异,同时,腹腔冲洗液IL-1β、IL-6的浓度低于开腹手术,因此腹腔镜手术可能对腹膜损伤的影响小于开腹手术。4.与传统开腹胃癌根治性手术相比,腹腔镜胃癌根治性手术具有腹壁切口小、术后恢复快等优势,并且两组腹膜间皮细胞的形态学创伤并无差异,因此腹腔镜胃癌根治性手术可能对胃癌术后腹膜转移的影响小于传统开腹手术。

论文目录

• 中英文缩写一览表
• 英文摘要
• 中文摘要
• 前言
• 参考文献
• 第一部分 不同气腹条件对腹膜间皮细胞形态学和腹腔炎症因子IL-1β、IL-6 的影响
• 引言
• 第一节 运用体视学研究不同气腹条件对腹膜间皮细胞形态学的影响
• 材料和方法
• 结果
• 2气腹条件对腹腔炎症因子IL-1β、IL-6 的影响'>第二节 不同C0₂气腹条件对腹腔炎症因子IL-1β、IL-6 的影响
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 2气腹和开腹手术对腹膜间皮细胞形态学和腹腔炎症因子IL-1β1L-6 的影响'>第二部分 C0₂气腹和开腹手术对腹膜间皮细胞形态学和腹腔炎症因子IL-1β1L-6 的影响
• 引言
• 2气腹和开腹手术对腹膜间皮细胞形态学的影响'>第一节 运用体视学研究C0₂气腹和开腹手术对腹膜间皮细胞形态学的影响
• 材料和方法
• 结果
• 2气腹和开腹手术对腹腔炎症因子IL-1β、IL-6 的影响'>第二节 C0₂气腹和开腹手术对腹腔炎症因子IL-1β、IL-6 的影响
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 第三部分 运用体视学研究腹腔镜胃癌手术和开腹胃癌手术对腹膜间皮细胞形态学的影响
• 引言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 2气腹对腹腔微环境的影响'>文献综述 C0₂气腹对腹腔微环境的影响
• 参考文献
• 攻读博士学位期间撰写论文情况