Influens av tidig postoperativ utfodring på bildandet av gastrointestinal annastomos och läkningstiden hos kaniner

Abstract

Objektiv. Att fastställa om tidig postoperativ utfodring dämpar de hämmande effekterna av intestinal anastomos hos kaniner. Metoder. Efter att ha genomgått gastrointestinal anastomos delades 48 kaniner slumpmässigt in i experimentella grupper och kontrollgrupper. Kaninerna i experimentgruppen utfodrades med flytande kost från och med 24 timmar postoperativt, medan kontrollkaninerna endast fick total parenteral näring efter operationen. Utforskande laparotomier utfördes på fyra kaniner i varje grupp 3, 5, 7, 10 och 15 dagar postoperativt, och anastomosens läkningstakt, anastomosens sprängningstryck, anastomosens brytningsstyrka och hydroxiprolinhalten vid anastomosen bestämdes. Resultat. Anastomoserna läkte hos 91,6 % (22/24) av kontrollgruppen och 95,8 % (23/24) av experimentgruppen. Det anastomosala sprängningstrycket minskade anmärkningsvärt i båda grupperna 3 dagar postoperativt och nådde det lägsta värdet. Den anastomotiska brottstyrkan skiljde sig inte åt mellan de två grupperna 3 dagar postoperativt, då båda nådde sina lägsta värden, och båda grupperna ökade markant och nådde sin högsta nivå 10 dagar postoperativt. Anastomosens hydroxiprolinhalt var något lägre i försöksgruppen 3 dagar postoperativt, även om båda grupperna nådde sin högsta nivå 7 dagar postoperativt. Slutsatser. Tidig postoperativ utfodring ökar inte anastomosens läkningstid eller graden av gastrointestinal anastomosläckage.

1. Introduktion

Gastrointestinal anastomos är den vanligaste gastrointestinala rekonstruktionsoperationen . En vanlig komplikation efter gastrointestinal anastomos är gastrointestinal fistelbildning, vars incidens är 0-17,4 % . Lindriga fall kan orsaka infektion, elektrolytobalans och undernäring, men allvarliga fall kan leda till döden. Anastomosläckage påverkas av systemiska faktorer, inklusive diabetes, skrumplever och andra kroniska svinnsjukdomar, som försämrar kroppens reparationsförmåga samt dess förmåga att bekämpa infektioner och därmed läkning av anastomosen. Många studier har visat att patienter med dålig näringsstatus är mer benägna att drabbas av komplikationer. En positiv korrelation mellan preoperativ viktminskning och anastomosfistel har rapporterats . Otillräcklig rörlighet för anastomosen, överdriven resektion och överdriven spänning på anastomosstället äventyrar också läkningen, liksom otillräcklig blodtillförsel.

Sårläkning är en process av dynamisk jämvikt som involverar celler, deras miljö och den extracellulära matrisen . De cytokiner som utsöndras av trombocyter och inflammatoriska celler främjar både bildandet av nya blodkärl och kollagensyntesen, som i dynamisk balans med kollagennedbrytning bestämmer läkningssvaret . Två viktiga komponenter i kollagenet är hydroxyprolin och hydroxylysin. Hydroxiprolin syntetiseras under förhållanden med oxidativ stress genom hydroxylering av prolin och deltar i den cellulära transporten av kollagen. Syntesen och transporten av sårkollagen kan förstås genom att övervaka hydroxiprolinhalten i såret.

Patienter som genomgår en gastrointestinal anastomos matas postoperativt via en magsond. Gastrointestinal dekompression, fasta och parenteral nutrition används också för att förhindra postoperativt illamående och kräkningar. Dessa metoder ger tillräckligt med tid för att anastomosen ska läka och för att det gastrointestinala segmentet ska återfå sin integritet. Det har dock ännu inte fastställts om ett alternativt protokoll är genomförbart, där patienterna ges postoperativa antiemetiska läkemedel och får en flytande kost i små mängder, med strikt kontroll av både mängden och frekvensen av intaget för att se till att det anastomosala trycket förblir inom ett säkert intervall. En bristfällig näringsstatus kan korrigeras snabbt hos en patient som tidigt efter operationen kan tolerera oral enteral nutrition eller oralt intag av hemlagade näringsrika måltider, eventuellt i kombination med parenteralt nutritionsstöd. Detta påskyndar i sin tur återhämtningen från kirurgins trauma .

Den optimala metoden för att kontrollera födointaget efter gastrointestinal anastomos är oklar. Majoriteten av kirurgerna anser att ju senare det normala ätandet återupptas, desto fullständigare läker den gastrointestinala anastomosen. Efter esofagusanastomos hos kaniner uppnåddes dock bättre resultat med tidig snarare än sen utfodring. Hos patienter med gastrointestinal anastomos möjliggör tidig utfodring ett tidigt intestinal absorption av näringsämnen och förbättrar därmed läkningen av vävnaden och minskar förekomsten av postoperativ magsäcksinfektion . Tidig postoperativ utfodring ligger i linje med begreppet snabb rehabiliteringskirurgi, vars syfte är att minska kirurgisk stress och komplikationer, påskynda återhämtningen, förkorta sjukhusvistelsen, sänka näringskostnaderna och förbättra återhämtningen efter fysiska och tillhörande psykologiska trauman. Syftet med denna studie var att undersöka effekten av tidig utfodring på läkningen av en gastrointestinal anastomos hos kanin och därmed preliminärt belysa förhållandet mellan tidig utfodring, gastrointestinal anastomosfistelbildning och läkningstid efter gastrointestinal kirurgi.

2. Material och metoder

2.1. Försöksdjur

Fyrtioåtta han- och honkaniner (vikt, 4-6 kg) som användes i den här studien tillhandahölls av Basic Medical Laboratory Animal Laboratory of Jilin University School. Kaninerna delades slumpmässigt in i försöks- och kontrollgrupper med 24 kaniner vardera. Försöksgruppen utfodrades med normal flytande föda (malet kaninfoder utspätt med varmt vatten) 24 timmar efter operationen, med strikt kontroll av födointaget. Den inledande utfodringen var 15 ml tre gånger om dagen. Därefter gavs enkelmat tre gånger per dag enligt följande: 72 timmar postoperativt 20 mL, 5 dagar postoperativt 25 mL, 7 dagar postoperativt 30 mL, 10 dagar postoperativt 35 mL och 15 dagar 40 mL. Kontrollgruppen fastade efter operationen och fick vatten genom intravenös infusion för att upprätthålla de dagliga fysiologiska behoven. Denna studie godkändes av den etiska kommittén vid The first hospital of Jilin University (Jilin, Kina) (nummer 2016-379).

2.2. Försöksmodell

Efter att ha fastat med vatten i 8 timmar före operationen injicerades kaninerna intramuskulärt med bedövningsmedel bestående av en blandning av ketamin (40 mg/kg) och droperidol (1,6 mg/kg). Kaninernas buk rakades och desinficerades och snittstället behandlades med 5 ml 2 % lidokain. Ett mediansnitt i buken gjordes, följt av subtotal gastrektomi och skapandet av en anastomos av 1,2 cm mellan magsäcken och jejunum med full tjocklek och 1,2 cm med hjälp av 1-0 absorberbara suturer och en stygnlängd på ~2 mm. Efter att ha försäkrat sig om att det inte fanns någon överdriven spänning på suturstället och ingen aktiv blödning spolades bukhålan med saltlösning. Aseptisk teknik upprätthölls under operationen. Bukskärningen suturerades skikt för skikt. Fyra djur från varje grupp avlivades på de postoperativa dagarna 3, 5, 7, 10 och 15. Vävnadssektioner framställdes från prover från dag 5 och färgades med hematoxylin och eosin (H&E) och Massons trichromfärgning. Följande parametrar utvärderades vid varje tidpunkt.

2.3. Allmänt status

Postoperativt födointag, viktförändringar och sårläkning undersöktes hos de fastande kontrollkaninerna och de matade försökskaninerna.

2.4. Anastomosens läkningstakt

Närvaro av pus och nekrotisk vävnad runt det anastomotiska stället och läckage av tarminnehåll eller andra uppenbara tecken på läckage ansågs vara tecken på anastomosfistel.

2.5. Rupturtryck på anastomosen

Vävnaden 15 cm proximalt och distalt om den anastomotiska platsen exciderades och placerades i Ringerlösning. Den ena änden av segmentet kopplades till en mikroinfusionspump och den andra till en tryckmätare. Metylenblått injicerades med en hastighet av 8 ml/min med hjälp av en infusionspump. Det tryck som orsakade överflöd av färgämneslösningen definierades som det anastomotiska rupturtrycket.

2.6. Omedelbart tryck på anastomosen i försöksgruppen

Det tarmtryck som orsakades av det maximala enskilda födointaget imiterades och trycket på den anastomotiska platsen registrerades med samma metod som beskrivs ovan.

2.7. Dragstyrka på den anastomotiska platsen

Vävnad 3 cm proximalt och distalt från den anastomotiska platsen skars ut och det återstående tarmsegmentet fästes på en ag-x plus Desktop 10 KN pneumatisk chuck. Spänningen tillämpades med en draghastighet på 60 mm/min till bristning. Dragstyrkan definierades som den maximala belastningskraft som orsakar bristning av gränssnittet.

2.8. Morfologi

Mag-tarmväggsvävnaderna från anastomoserna dag 5 fixerades i 10 % neutral formaldehydlösning, paraffinbäddades och bearbetades för konventionell vävnadssektionering. De H&E-färgade sektionerna undersöktes med ljusmikroskopi för mängden neovaskularisering och för fibroblastmorfologi, som indikatorer på läkning av anastomosstomat. Masson-trikromfärgningen undersöktes med ljusmikroskopi för mängden kollagena fibrer. Image-Pro Plus Analysis Software hjälpte oss att beräkna förhållandet mellan de kollagena fiberytorna mellan de två grupperna. Resultatet var automatisk beräkning av bildanalyssystemet.

2,9. Statistisk analys

SPSS19.0 statistisk programvara användes för den statistiska analysen. Anastomotiskt rupturtryck och anastomotisk dragstyrka i de två djurgrupperna jämfördes och uttrycktes som medelvärde ± standardavvikelse. Medelvärdena för de två grupperna jämfördes i en variansanalys med en enda faktor (ANOVA). Ett p-värde < 0,05 ansågs indikera en statistiskt signifikant skillnad.

3. Resultat

3.1. Allmänt tillstånd

Efter operationen var de två djurgrupperna i gott skick och inga dödsfall inträffade. Den genomsnittliga postoperativa vikten hos kaninerna i försöks- och kontrollgruppen var 4,96 ± 0,42 kg respektive 5,04 ± 0,38 kg. På den tredje postoperativa dagen var den genomsnittliga kroppsvikten hos försöks- och kontrollkaninerna 4,36 ± 0,28 kg respektive 4,41 ± 0,25 kg; postoperativ dag 5, 4,36 ± 0,28 kg respektive 4,41 ± 0,25 kg; och postoperativ dag 10, 4,64 ± 0,28 kg respektive 4,77 ± 0,13 kg. Ingen av skillnaderna mellan försöks- och kontrollgrupperna var signifikanta (). Infektion av snittet förekom inte i någon av grupperna.

3.2. Läkningshastighet för det anastomotiska stället

Laparotomi utfördes i de två djurgrupperna vid de ovan beskrivna postoperativa tidpunkterna. I allmänhet skilde sig anastomosen och den omgivande vävnaden och omentum åt i graden av vidhäftning. Baserat på en definition av anastomosfistel som förekomst av pus och nekrotisk vävnad eller uppenbart läckage, visade inget av proverna tecken på anastomosfistel på dag 3 postoperativt. Ett stort antal peritoneala exudater sågs i kontrollgruppen på den postoperativa dagen 5, tillsammans med en abscess som hade bildats runt det anastomosala stället och kontaminering med tarminnehåll, vilket bekräftade förekomsten av anastomosal fistel. På postoperativ dag 7 hade anastomosfistel uppstått i både kontroll- och försöksgruppen. Den anastomotiska läkningsgraden var 91,6 % (22/24) i kontrollgruppen och 95,8 % (23/24) i experimentgruppen. Skillnaden i läkningsgraden i de två grupperna var inte signifikant ().

3.3. Rupturtryck på det anastomotiska stället

Det fanns ingen signifikant skillnad i de två gruppernas rupturtryck på postoperativ dag 2, och rupturtrycket i båda grupperna var signifikant lägre på dag 3 än vid någon annan tidpunkt. På postoperativ dag 5 ökade rupturtrycket signifikant i experiment- och kontrollgruppen, med ett något lägre tryck i den förstnämnda gruppen. Kontrollgruppens högsta bristningstryck var på postoperativ dag 7 och det minskade något på postoperativ dag 10, då trycket i försöksgruppen nådde sin högsta nivå. På postoperativ dag 15 var trycket i de två grupperna något lägre än på postoperativ dag 10. Det fanns dock ingen signifikant skillnad i anastomosens bristningstryck mellan de två grupperna vid någon tidpunkt () (figur 1(a)).

(a)

(b)

.
(a)
(b)

3.4. Omedelbart tryck på den anastomosala platsen i försöksgruppen

I takt med att det efterliknande födointaget gradvis ökade, ökade också det omedelbara trycket på den anastomosala platsen. Med progressiv läkning av anastomosen var rupturtrycket högre än det omedelbara trycket. Värdena för de två trycken låg närmast varandra på de postoperativa dagarna 3 och 15 (figur 1(b)).

3,5. Dragstyrka

Det fanns ingen signifikant skillnad i dragstyrkan på det anastomosala stället mellan de två grupperna på postoperativ dag 2, även om kontrollgruppens dragstyrka var något lägre. Det fanns inte heller någon signifikant skillnad mellan de två grupperna på postoperativ dag 3. På postoperativ dag 5 hade båda grupperna en signifikant högre anastomostisk dragstyrka än de föregående dagarna, med en något lägre dragstyrka i försöksgruppen än i kontrollgruppen. På postoperativ dag 7 var den anastomotiska dragstyrkan i experimentgruppen något men inte signifikant högre än i kontrollgruppen på postoperativ dag 5 och något lägre än i kontrollgruppen på postoperativ dag 7. På postoperativ dag 10 ökade den anastomotiska dragstyrkan signifikant i de två grupperna och nådde ett maximum i båda grupperna. Den experimentella gruppens anastomotiska dragstyrka var något lägre än kontrollgruppens. På postoperativ dag 15 var den anastomotiska dragstyrkan något men inte signifikant lägre än på dag 10. Det fanns ingen signifikant skillnad i anastomosens dragstyrka mellan de två grupperna vid någon av tidpunkterna () (figur 2).

Figur 2

Dragstyrka på den anastomosala platsen. På postoperativ dag 5 hade båda grupperna en signifikant högre anastomostisk dragstyrka än de föregående dagarna, med en något lägre dragstyrka i försöksgruppen än i kontrollgruppen.

3.6. Histologi av den postoperativa 5-dagars anastomosen

Ljusmikroskopi av de H&E-färgade postoperativa 5-dagars sektionerna visade sällsynta neutrofiler men ett stort antal lymfocyter och monocyter i vävnaderna på anastomosstället i båda djurgrupperna. Granulationsvävnad som huvudsakligen bestod av fibroblaster och nya, inåtväxande kapillärer sågs på sårytan (figur 3). Vaskularisering kunde uppenbarligen hittas i försöksgruppen. Nekros slemhinna och submucosa vävnad kunde hittas i kontrollgruppen. Ljusmikroskopi av de Masson-trikrom-färgade postoperativa dag 5-sektionerna visade att olika grupper hade olika prestanda. Den kollagena fiberområdeskvoten är högre i experimentgruppen än i kontrollgruppen (figur 4).

(a)

(b)

.
(a)
(b)

(a)

(b)

(c)

.
(a)
(b)
(c)

Figur 4

Masson-trikromfärgning av anastomosen postoperativ dag 5 (200x). (a) Kontrollgrupp. (b) Experimentell grupp. (c) Den kollagena fiberområdeskvoten är högre i experimentgruppen än i kontrollgruppen.

4. Diskussion

Gastrointestinal anastomos för att rekonstruera mag- och tarmkanalens integritet är en mycket invasiv teknik inom allmänkirurgin. En av de vanligaste komplikationerna efter gastrointestinal anastomos är gastrointestinal fistel, med en incidens på 0-17,4 %. Den optimala tidpunkten för postoperativ matning efter gastrointestinal anastomos är en fråga som diskuteras intensivt. De flesta kirurger anser att uppskjutandet av ätandet skyddar den gastrointestinala anastomosen under läkningsfasen. Tidigare studier på kaniner som genomgått esofagusanastomos visade dock på fördelarna med tidig snarare än sen postoperativ matning, även om detta inte har bekräftats hos patienter med gastrointestinal anastomos. Det kan hävdas att ett tidigt intestinal absorption av näringsämnen hos magkirurgiska patienter kommer att förbättra vävnadshelandet och minska sannolikheten för postoperativ infektion . Dessutom är tidig postoperativ matning i linje med begreppet snabb rehabiliteringskirurgi för att minska kirurgisk stress och komplikationer, påskynda återhämtningen, förkorta sjukhusvistelsen, sänka näringskostnaderna och påskynda både den fysiska och psykiska läkningen hos gastrokirurgiska patienter.

Ett ytterligare stöd för tidig matning kommer från studier som visar att tunntarmen efter det gastrointestinala ingreppet vanligen återgår till normal funktion 4-8 timmar efter operationen, och att normal funktion hos magsäcken och tjocktarmen inträffar något senare . Inom 24 timmar efter operationen kan man alltså tolerera att äta och näringsämnen absorberas. I djurförsök resulterade fastande i en minskning av kollageninnehållet i den anastomotiska ärrvävnaden och därmed i en försämrad läkningskvalitet, medan tidig matning förhindrade slemhinneatrofi och ökade kollagenavlagringen och sårstyrkan . Resultaten av andra studier på djur och människor tyder också på ett samband mellan näring via tidig utfodring och förbättrad läkning av anastomosen .

Kollagensyntes och kollagensammansättning är viktiga bestämningsfaktorer för läkning av anastomoser. I vår studie var anastomoseläkningen i kontroll- och försöksgrupperna 91,6 % respektive 95,8 %. Dragstyrkan hos det anastomosala stomin minskade signifikant inom 3 eller 4 dagar efter anastomosen. Dragstyrkan 48 timmar efter gastroduodenal anastomos var 64 % lägre, vilket återspeglar en minskad mängd kollagen. Denna period är en kritisk fas av anastomosläkningen, eftersom det finns en stor risk för anastomosläckage. Vid postoperativ dag 3 eller 4 hade ackumuleringen av kollagen snabbt ökat anastomosens dragstyrka.

I vårt experiment skilde sig de två grupperna inte signifikant åt vid någon av tidpunkterna när det gällde rupturtrycket eller anastomosens dragstyrka. Styrkan hos den anastomosala stomin i den tidiga fasen berodde huvudsakligen på spänningen hos suturerna på anastomosen. Våra uppgifter stämmer överens med resultaten av tidigare studier som visar att det anastomosala stället var svagast 3 dagar efter operationen och därmed mest sårbart för fistelbildning. Tidigt i vävnadsreparationsprocessen prolifererar sårfibroblasterna och syntetiserar rikliga mängder kollagen, som tillsammans med granulationsvävnadens kapillärer spelar en nyckelroll i sårläkningen. Våra resultat tyder på att tidig postoperativ ätning inte påverkar syntesen av kollagen under läkning av anastomosen.

5. Slutsats

Resultaten från den här studien tyder på att med en gradvis ökning av det enskilda matintaget ökar även trycket på det anastomosala stället, men kan hållas konsekvent lägre än sprängningstrycket. Tidigt ätande är således säkert och genomförbart, så länge det är strikt kontrollerat med avseende på maximalt matintag. Antalet dagliga matningar måste ökas på lämpligt sätt för att säkerställa att det anastomotiska trycket förblir lägre än sprängningstrycket, så att anastomotisk fistelbildning undviks. När anastomosen läker kan matintaget gradvis ökas. Detta schema minskar den kirurgiska stressen och komplikationerna, påskyndar patientens rehabilitering, förkortar sjukhusvistelsen, sänker näringskostnaderna och påskyndar både patientens fysiska och psykiska läkning.

Datatillgänglighet

Data i manuskriptet är original och tillgängliga.

Intressekonflikter

Författarna till detta manuskript har inga intressekonflikter att redovisa.

Författarnas bidrag

Youbin Cui tänkte ut och utformade experimenten. Ze Tang utförde experimenten. Hongfei Cai analyserade data. Ze Tang och Hongfei Cai bidrog till reagens/material/analysverktyg. Ze Tang skrev manuskriptet.