Invloed van Vroeg Postoperatief Voeden op Gastro-Intestinale Anastomotische Fistelvorming en Genezingsduur bij Konijnen

Abstract

Doelstellingen. Nagaan of vroege postoperatieve voeding de remmende effecten van intestinale anastomose bij konijnen vermindert. Methoden. Na het ondergaan van een gastro-intestinale anastomose, werden 48 konijnen willekeurig verdeeld in experimentele en controle groepen. De konijnen in de experimentele groep kregen een vloeibaar dieet vanaf 24 uur postoperatief, terwijl de controle konijnen alleen totale parenterale voeding kregen na de operatie. Verkennende laparotomie werd uitgevoerd op vier konijnen in elke groep 3, 5, 7, 10, en 15 dagen postoperatief, en de genezingsgraad van de anastomose, anastomotische barstdruk, anastomotische breeksterkte, en hydroxyproline inhoud bij de anastomose werden bepaald. Resultaten. De anastomosen genazen in 91,6% (22/24) van de controlegroep en in 95,8% (23/24) van de experimentele groep. De anastomotische barstdruk daalde opmerkelijk in beide groepen 3 dagen postoperatief en bereikte de laagste waarde. De anastomotische breeksterkte verschilde niet tussen de twee groepen 3 dagen postoperatief, toen beide hun laagste punt bereikten, en beide groepen namen duidelijk toe en bereikten een piek 10 dagen postoperatief. Het hydroxyproline gehalte van de anastomose was iets lager in de experimentele groep 3 dagen postoperatief, hoewel beide groepen een piek bereikten 7 dagen postoperatief. Conclusies. Vroege postoperatieve voeding verhoogt de genezingstijd van de anastomose niet, noch de kans op lekkage van de gastro-intestinale anastomose.

1. Inleiding

Gastro-intestinale anastomose is de meest voorkomende gastro-intestinale reconstructie chirurgie . Een frequente complicatie na gastro-intestinale anastomose is gastro-intestinale fistelvorming, waarvan de incidentie 0-17,4% is . Lichte gevallen kunnen leiden tot infectie, elektrolyten onbalans, en ondervoeding, maar ernstige gevallen kunnen de dood tot gevolg hebben. Anastomotische lekkage wordt beïnvloed door systemische factoren, waaronder diabetes, cirrose en andere chronische slopende ziekten, die het herstellend vermogen van het lichaam aantasten, evenals het vermogen om infecties te bestrijden en dus de genezing van de anastomose. Vele studies hebben aangetoond dat patiënten met een slechte voedingstoestand vatbaarder zijn voor complicaties. Er werd een positieve correlatie gemeld tussen preoperatief gewichtsverlies en anastomotische fistels. Onvoldoende beweeglijkheid van de anastomose, overmatige resectie en overmatige spanning op de anastomoseplaats brengen ook de genezing in gevaar, evenals een ontoereikende bloedtoevoer.

Wondgenezing is een proces van dynamisch evenwicht waarbij cellen, hun milieu, en de extracellulaire matrix betrokken zijn. De cytokines afgescheiden door bloedplaatjes en ontstekingscellen bevorderen zowel de vorming van nieuwe bloedvaten en collageen synthese, die in dynamisch evenwicht met collageen degradatie bepalen de genezing respons . Twee belangrijke componenten van collageen zijn hydroxyproline en hydroxylysine. Hydroxyproline wordt gesynthetiseerd onder omstandigheden van oxidatieve stress via de hydroxylering van proline en is betrokken bij het cellulaire transport van collageen. De synthese en het transport van wondcollageen kunnen worden begrepen door het hydroxyprolinegehalte van de wond te controleren.

Patiënten die een gastro-intestinale anastomose ondergaan, worden postoperatief gevoed via een inwendige maagslang. Gastro-intestinale decompressie, vasten en parenterale voeding worden ook gebruikt om postoperatieve misselijkheid en braken te voorkomen. Deze methoden bieden voldoende tijd voor de genezing van de anastomose en voor het herstel van de integriteit van het gastro-intestinale segment. De haalbaarheid van een alternatief protocol, waarbij patiënten postoperatief anti-emetica krijgen toegediend en in kleine hoeveelheden vloeibaar voedsel krijgen, met strikte controle van zowel de hoeveelheid als de frequentie van de inname om ervoor te zorgen dat de anastomotische druk binnen een veilig bereik blijft, moet echter nog worden vastgesteld. Een gebrekkige voedingstoestand kan snel worden gecorrigeerd bij een patiënt die vroeg na de operatie orale enterale voeding of de orale inname van zelfgemaakte voedzame maaltijden kan verdragen, eventueel in combinatie met parenterale voedingsondersteuning. Dit bespoedigt op zijn beurt het herstel van het operatietrauma.

De optimale methode om de voedselinname na een gastro-intestinale anastomose te controleren is onduidelijk. De meerderheid van de chirurgen is van mening dat hoe later het normale eten wordt hervat, hoe vollediger de gastro-intestinale anastomose zal genezen. Echter, na slokdarm anastomose bij konijnen, werden betere resultaten verkregen met vroege dan late voeding. Bij patiënten met een gastro-intestinale anastomose maakt vroege voeding een vroege intestinale absorptie van nutriënten mogelijk en verbetert zo de weefselgenezing en vermindert de incidentie van postoperatieve maaginfectie. Vroege postoperatieve voeding is in overeenstemming met het concept van snelle revalidatiechirurgie, dat tot doel heeft chirurgische stress en complicaties te verminderen, het herstel te versnellen, de duur van de ziekenhuisopname te verkorten, de voedingskosten te verlagen en het herstel na fysiek en geassocieerd psychologisch trauma te verbeteren. Het doel van deze studie was om het effect van vroege voeding op de genezing van een gastro-intestinale anastomose bij konijnen te onderzoeken en zo, voorlopig, de relatie tussen vroege voeding, gastro-intestinale anastomotische fistelvorming, en genezingstijd na gastro-intestinale chirurgie op te helderen.

2. Materialen en Methoden

2.1. Experimentele dieren

Achtig mannelijke en vrouwelijke konijnen (gewicht, 4-6 kg) gebruikt in deze studie werden door het Basic Medical Laboratory Animal Laboratory van Jilin University School geleverd. De konijnen werden willekeurig verdeeld in experimentele en controlegroepen van elk 24 konijnen. De testgroep kreeg normaal vloeibaar voedsel (gemalen konijnenvoer verdund met warm water) 24 uur postoperatief, waarbij de voedselopname streng gecontroleerd werd. De eerste voeding was 15 ml drie keer per dag. Daarna werd als volgt driemaal daags een enkelvoudige voeding toegediend: 72 uur postoperatief 20 ml; 5 dagen postoperatief 25 ml; 7 dagen postoperatief 30 ml; 10 dagen postoperatief 35 ml; en 15 dagen 40 ml. De controlegroep vastte na de operatie en kreeg water via een intraveneus infuus toegediend om aan de dagelijkse fysiologische behoeften te voldoen. Deze studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van The first hospital of Jilin University (Jilin, China) (nummer 2016-379).

2.2. Experimenteel Model

Na het vasten met water gedurende 8 uur voor de operatie, werden de konijnen intramusculair geïnjecteerd met een verdovingsmiddel bestaande uit een mengsel van ketamine (40 mg/kg) en droperidol (1,6 mg/kg). De buik van de konijnen werd geschoren, en ontsmet, en de incisie plaats behandeld met 5 mL van 2% lidocaine. Een mediane abdominale incisie werd gemaakt, gevolgd door een subtotale gastrectomie en de creatie van een gastrische jejunum end-to-side volledige dikte 1.2 cm anastomosis met behulp van 1-0 resorbeerbare hechtingen en een steeklengte van ~ 2 mm. Na ervoor gezorgd te hebben dat er geen overmatige spanning op de plaats van de hechting stond en er geen actieve bloeding was, werd de buikholte gespoeld met een zoutoplossing. Tijdens de operatie werd een aseptische techniek gehandhaafd. De abdominale incisie werd laag voor laag gehecht. Vier dieren van elke groep werden geëuthanaseerd op postoperatieve dagen 3, 5, 7, 10, en 15. Weefseldoorsneden werden bereid uit monsters van dag 5 en gekleurd met hematoxyline en eosine (H&E) en Masson’s trichrome kleuring. Op elk tijdstip werden de volgende parameters geëvalueerd.

2.3.

Postoperatieve voedselopname, gewichtsveranderingen, en wondgenezing werden onderzocht bij de nuchtere controle konijnen en bij de gevoede experimentele konijnen.

2.4. De aanwezigheid van pus en necrotisch weefsel rond de anastomotische plek en lekkage van darminhoud of andere duidelijke tekenen van lekkage werden beschouwd als een indicatie van een anastomotische fistel.

2.5. Het weefsel 15 cm proximaal en distaal van de anastomotische plaats werd weggesneden en in Ringer’s oplossing geplaatst. Een uiteinde van het segment werd verbonden met een microinfusiepomp en het andere met een druktester. Methyleenblauw werd geïnjecteerd met een snelheid van 8 ml/min met behulp van een infuuspomp. De druk die het overlopen van de kleurstofoplossing veroorzaakte werd gedefinieerd als de anastomotische breukdruk.

2.6. Onmiddellijke druk op de anastomose in de experimentele groep

De darmdruk veroorzaakt door de maximale enkelvoudige voedselopname werd nagebootst en de druk op de anastomotische plaats werd geregistreerd volgens dezelfde methode als hierboven beschreven.

2.7. 2.7. Treksterkte op de anastomotische plaats

Weefsel 3 cm proximaal en distaal van de anastomotische plaats werd weggesneden en het overblijvende darmsegment werd vastgemaakt aan een ag-x plus Desktop 10 KN pneumatische chuck. Er werd spanning uitgeoefend met een snelheid van 60 mm/min tot de breuk. De treksterkte werd gedefinieerd als de maximale belastingskracht die interfacebreuk veroorzaakt.

2.8. Morfologie

De gastro-intestinale wand weefsels van de dag 5 anastomosen werden gefixeerd in 10% neutrale formaldehyde-oplossing, paraffine-embedded, en verwerkt voor conventionele weefsel sectie. De met H&E gekleurde coupes werden met lichtmicroscopie onderzocht op de hoeveelheid neovascularisatie en op de morfologie van de fibroblasten, als indicatoren voor de genezing van de anastomotische stoma. De Masson trichrome kleuring werd onderzocht door lichtmicroscopie voor het bedrag van de collagene vezels. Image-Pro Plus Analysis Software hielp ons bij de berekening van de collagene vezel oppervlakte ratio tussen de twee groepen. Het resultaat werd automatisch berekend door beeldanalyse system.

2.9. Statistische Analyse

SPSS19.0 statistische software werd gebruikt voor de statistische analyse. Anastomotische breukdruk en anastomotische treksterkte in de twee groepen dieren werden vergeleken en werden uitgedrukt als het gemiddelde ± standaardafwijking. De gemiddelde waarden van de twee groepen werden vergeleken in een eenfactorige variantieanalyse (ANOVA). Een p-waarde < 0,05 werd beschouwd als een aanduiding van een statistisch significant verschil.

3. Resultaten

3.1. Algemene toestand

Na de operatie waren de twee groepen dieren in goede conditie, en er deden zich geen sterfgevallen voor. Het gemiddelde postoperatieve gewicht van de konijnen in de experimentele en controlegroepen was 4,96 ± 0,42 kg en 5,04 ± 0,38 kg, respectievelijk. Op de 3e postoperatieve dag was het gemiddelde lichaamsgewicht van de experimentele en controle konijnen 4,36 ± 0,28 kg en 4,41 ± 0,25 kg, respectievelijk; postoperatieve dag 5, 4,36 ± 0,28 kg en 4,41 ± 0,25, respectievelijk; en postoperatieve dag 10, 4,64 ± 0,28 kg en 4,77 ± 0,13 kg, respectievelijk. Geen van de verschillen tussen de experimentele en controlegroepen waren significant (). Infectie van de incisie kwam in geen van beide groepen voor.

3.2. De genezingsgraad van de anastomotische plaats

Laparotomie werd uitgevoerd in de twee groepen dieren op de hierboven beschreven postoperatieve tijdstippen. In het algemeen verschilden de anastomose en het omliggende weefsel en omentum in de mate van adhesie. Op basis van een definitie van anastomotische fistel als de aanwezigheid van pus en necrotisch weefsel of duidelijke lekkage, vertoonde geen van de monsters bewijs van anastomotische fistel op dag 3 postoperatief. In de controlegroep werd op postoperatieve dag 5 een groot aantal peritoneale exsudaten gezien, vergezeld van een abces dat zich rond de anastomotische plaats had gevormd en verontreiniging met darminhoud, hetgeen het optreden van een anastomotische fistel bevestigde. Op postoperatieve dag 7 waren er anastomotische fistels opgetreden in zowel de controle- als de experimentele groep. Het genezingspercentage van de anastomosen was 91,6% (22/24) in de controlegroep en 95,8% (23/24) in de experimentele groep. Het verschil in de genezingspercentages van de twee groepen was niet significant (). Er was geen significant verschil in de breukdruk van de twee groepen op postoperatieve dag 2, en de breukdruk van beide groepen was significant lager op dag 3 dan op enig ander tijdstip. Op postoperatieve dag 5 nam de breukdruk in de experimentele en controlegroepen significant toe, met een iets lagere druk in de eerste groep. De piek van de breukdruk in de controlegroep was op postoperatieve dag 7 en nam licht af op postoperatieve dag 10, toen de druk in de experimentele groep een piek bereikte. Op postoperatieve dag 15 was de druk in beide groepen iets lager dan op postoperatieve dag 10. Er was echter geen significant verschil in de breukdruk van de anastomose tussen de twee groepen op enig tijdstip () (figuur 1(a)).

(a)

(b)

(a)
(b)

3.4.

3.4. Onmiddellijke druk op de anastomotische plaats in de experimentele groep

Naarmate de nagebootste voedselopname geleidelijk toenam, nam de onmiddellijke druk op de anastomotische plaats ook toe. Met de progressieve genezing van de anastomose, was de breukdruk hoger dan de onmiddellijke druk. De waarden van de twee drukken lagen het dichtst bij elkaar op postoperatieve dagen 3 en 15 (figuur 1(b)).

3.5. Er was geen significant verschil in de treksterkte van de anastomotische plaats tussen de twee groepen op postoperatieve dag 2, hoewel die van de controlegroep iets lager was. Er was ook geen significant verschil tussen de twee groepen op postoperatieve dag 3. Op postoperatieve dag 5 hadden beide groepen een significant hogere anastomotische treksterkte dan op de voorgaande dagen, met een iets lagere treksterkte in de experimentele dan in de controlegroep. Op postoperatieve dag 7 was de anastomotische treksterkte van de experimentele groep iets maar niet significant hoger dan die van de controlegroep op postoperatieve dag 5 en iets lager dan die van de controlegroep op postoperatieve dag 7. Op postoperatieve dag 10 nam de anastomotische treksterkte in de twee groepen significant toe en bereikte in beide groepen een maximum. De anastomotische treksterkte van de experimentele groep was iets lager dan die van de controlegroep. Op postoperatieve dag 15 was de treksterkte van de anastomose iets maar niet significant lager dan op dag 10. Er was geen significant verschil in de treksterkte van de anastomose tussen de twee groepen op elk van de tijdstippen () (figuur 2).

Figuur 2

Treksterkte op de anastomotische plaats. Op postoperatieve dag 5 hadden beide groepen een significant hogere anastomotische treksterkte dan op de voorgaande dagen, met een iets lagere treksterkte in de experimentele dan in de controlegroep.

3.6. Histologie van de postoperatieve dag 5 anastomose

Lichtmicroscopie van de H&E-gekleurde postoperatieve dag 5 secties toonde zeldzame neutrofielen maar grote aantallen lymfocyten en monocyten in de anastomotische site weefsels van beide groepen dieren. Granulatieweefsel, hoofdzakelijk bestaande uit fibroblasten en nieuwe, ingroeiende haarvaten werden gezien op het wondoppervlak (figuur 3). Vascularisatie kon duidelijk worden gevonden in de experimentele groep. Necrose van mucosa en submucosa weefsel werd aangetroffen in de controlegroep. Lichtmicroscopie van de Masson trichroom gekleurde postoperatieve dag 5 secties toonde aan dat verschillende groepen verschillende prestaties hadden. De collagene vezel oppervlakte verhouding is hoger in de experimentele dan de controlegroep (figuur 4).

(a)

(b)

(a)
(b)

(a)

(b)

(c)

(a)
(b)
(c)

4. Discussie

Gastro-intestinale anastomose om de integriteit van het spijsverteringskanaal te reconstrueren is een zeer invasieve techniek in de algemene chirurgie. Een van de meest voorkomende complicaties na een gastro-intestinale anastomose is een gastro-intestinale fistel, met een incidentie van 0-17,4%. Het optimale tijdstip van postoperatieve voeding na een gastro-intestinale anastomose is een punt van intense discussie. De meeste chirurgen geloven dat het uitstellen van eten de gastro-intestinale anastomose beschermt tijdens de genezingsfase. Eerdere studies bij konijnen die een slokdarm anastomose ondergingen toonden echter de voordelen aan van vroege in plaats van late postoperatieve voeding, hoewel dit niet is bevestigd bij patiënten met een gastro-intestinale anastomose. Men kan stellen dat bij patiënten met een maagoperatie de vroege intestinale opname van voedingsstoffen de weefselgenezing zal verbeteren en de kans op postoperatieve infectie zal verminderen. Bovendien is vroege postoperatieve voeding in overeenstemming met het concept van snelle revalidatiechirurgie om chirurgische stress en complicaties te verminderen, het herstel te versnellen, de duur van het verblijf in het ziekenhuis te verkorten, de voedingskosten te verlagen en zowel de fysieke als de psychologische genezing bij maagchirurgiepatiënten te versnellen.

Verder wordt vroege voeding ondersteund door studies die aantonen dat na de maagdarmprocedure de dunne darm gewoonlijk 4-8 uur postoperatief weer normaal functioneert, waarbij de normale functie van de maag en het colon iets later optreedt. Binnen 24 uur na de operatie kan eten dus worden getolereerd en kunnen voedingsstoffen worden opgenomen. In dierproeven leidde vasten tot een vermindering van het collageengehalte in het littekenweefsel van de anastomose en daardoor tot een verminderde kwaliteit van de genezing, terwijl vroegtijdig eten atrofie van het slijmvlies voorkwam en de afzetting van collageen en de sterkte van de wond deed toenemen. De resultaten van andere studies bij dieren en mensen suggereerden eveneens een verband tussen voeding via vroege voeding en verbeterde genezing van de anastomotische plaats.

Collageensynthese en -samenstelling zijn belangrijke determinanten van de genezing van anastomosen. In onze studie was het genezingspercentage van de anastomose van de controle- en experimentele groepen respectievelijk 91,6% en 95,8%. De treksterkte van het anastomotische stoma nam aanzienlijk af binnen 3 of 4 dagen na de anastomose. De treksterkte 48 uur na de gastroduodenale anastomose was 64% lager, wat wijst op een afname van de hoeveelheid collageen. Deze periode is een kritieke fase van de anastomotische genezing, aangezien er een hoog risico is op anastomotische lekkage. Tegen postoperatieve dag 3 of 4, had de accumulatie van collageen de treksterkte van de anastomose snel doen toenemen.

In ons experiment verschilden de twee groepen op geen van de tijdstippen significant wat betreft de breukdruk of de treksterkte van de anastomose. De sterkte van de anastomotische stoma in de vroege fase was voornamelijk te wijten aan de spanning van de hechtingen op de anastomose. Onze gegevens zijn consistent met de resultaten van eerdere studies die aantonen dat de anastomotische plaats 3 dagen na de operatie het zwakst was en dus het meest kwetsbaar voor fistelvorming. Vroeg in het proces van weefselherstel prolifereren de wondfibroblasten en synthetiseren ze overvloedige hoeveelheden collageen, die samen met de capillairen van het granulatieweefsel een sleutelrol spelen in de wondgenezing. Onze resultaten suggereren dat vroege postoperatieve voeding geen invloed heeft op de synthese van collageen tijdens de genezing van de anastomose.

5. Conclusie

De resultaten van deze studie geven aan dat met een geleidelijke toename van de enkelvoudige voedselinname, de druk op de anastomotische plaats ook toeneemt, maar consequent lager kan worden gehouden dan de barstdruk. Vroegtijdig eten is dus veilig en haalbaar, mits het strikt gecontroleerd wordt met betrekking tot de maximale voedselinname. Het aantal dagelijkse voedingen moet op gepaste wijze worden verhoogd om ervoor te zorgen dat de anastomotische druk lager blijft dan de barstdruk, teneinde de vorming van anastomotische fistels te voorkomen. Naarmate de anastomose geneest, kan de voedselinname geleidelijk worden verhoogd. Dit schema vermindert de chirurgische stress en complicaties, versnelt de revalidatie van de patiënt, verkort het ziekenhuisverblijf, verlaagt de voedingskosten en versnelt zowel de fysieke als de psychologische genezing van de patiënt.

Beschikbaarheid van gegevens

De gegevens in het manuscript zijn origineel en beschikbaar.

Conflicts of Interest

De auteurs van dit manuscript hebben geen belangenconflicten te onthullen.

Bijdragen van de auteurs

Youbin Cui bedacht en ontwierp de experimenten. Ze Tang voerde de experimenten uit. Hongfei Cai analyseerde de gegevens. Ze Tang en Hongfei Cai bijgedragen aan reagentia / materialen / analyse-instrumenten. Ze Tang schreef het manuscript.