PLoS ONE: Glat muskel enfoldment Intern sphincter Construction efter Intersphincteric resektion for endetarmskræft

Abstrakt

Målsætning

For at vurdere den glatte muskulatur enfoldment og intern sphincter konstruktion (SMESC) til forbedring af kontinens efter intersphincteric resektion (ISR) for endetarmskræft.

Metoder

Fireogtyve Bama minigris blev tilfældigt opdelt i en konventionel ISR gruppe og eksperimenterende SMESC gruppe, med 12 grise i hver gruppe. Den proksimale sigmoid colon blev anastomoseret direkte til anus i ISR ​​gruppen. I SMESC gruppen, blev indre sphincter konstruktion udført. Ved 12 uger før og efter operationen, blev rektal hviletryk og endetarmen længde vurderes. Tredimensionale ultralyd blev anvendt til bestemmelse af tykkelsen af ​​det indre lukkemuskel. Efter at dyrene blev aflivet, blev endetarmen og anus reseceret og patologiske undersøgelser blev udført for at vurdere forskellene i sphincter tykkelse og muskelfibre.

Resultater Salg

Alle 24 dyr i SMESC gruppen og ISR gruppe overlevede kirurgi. Tolv uger efter kirurgi, den rektale hviletryk, længde af den anale højtryks-zone og den postoperative indre lukkemuskel tykkelse for ISR gruppen var signifikant lavere end for SMESC gruppen. Der var en fortykket område (ca. 2 cm) over det anastomotiske stomi blandt dyr fra SMESC gruppe; Desuden er de glatte muskler var signifikant udvidet og foldet i forhold til ISR gruppen.

Konklusion

Denne dyremodel undersøgelse viser, at SMESC procedure opnåede acceptabel rekonstruktion af det indre anale neo-sphincter (IAN /S), uden at øge kirurgisk risiko. Dog skal resultaterne i denne eksperimentelle dyremodel bekræftes ved kliniske forsøg for at bestemme sikkerhed og effekt af denne procedure i klinisk praksis

Henvisning:. Jin H, Zhang B, Yao H, Du Y, Wang X , Leng Q (2014) Smooth Muscle enfoldment Intern sphincter Construction efter Intersphincteric resektion for endetarmskræft. PLoS ONE 9 (3): e91491. doi: 10,1371 /journal.pone.0091491

Redaktør: John Souglakos, University Hospital of Heraklion og Laboratoriet for Tumor Cell Biology, School of Medicine, University of Crete, Grækenland

Modtaget: November 25, 2013; Accepteret: 11 Februar 2014; Udgivet: 13 marts 2014

Copyright: © 2014 Jin et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Undersøgelsen er finansieret af National Nature Science Foundation of China (nr 30.973.837, 81.273.944). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Intersphincteric resektion (ISR) spiller en vigtig rolle i sphincter-bevarelse kirurgi for patienter med ultralav endetarmskræft [1], [2]. Martin et al. [3] foretaget en systematisk gennemgang af 14 undersøgelser af ISR procedure udføres for rektal kræft (1.289 sager), hvori de samlede 5-års overlevelse og tumor-fri overlevelse var 86,3% og 78,6%, henholdsvis; disse resultater viser, at onkologisk resultatet af ISR procedure er tilfredsstillende. I otte undersøgelser af anal funktion, den gennemsnitlige hyppighed af afføring per 24 timer, af patienter, steg ca. 2,7 gange efter ISR procedure. I denne henseende er det funktionelle resultat, efter ISR proceduren i sphincter-bevarelse kirurgi hos patienter med lave rektale cancere ikke har været optimal, selvom oncologically effektiv. Ud over den høje afføring frekvens, nogle patienter rapporteret en følelse af uopsættelighed for afføring og udsivning af afføring, om natten, når søvn eller på anden måde ikke ved fuld bevidsthed. Chamlou et al. [4] rapporterede, at efter ISR procedure, kunne ca. 41% af patienterne kontrollere afføring, ca. 35% af patienterne havde delvis anal inkontinens og 24% af patienterne havde fuldstændig anal inkontinens.

Forskellige faktorer, såsom skade til bækkenbundsmuskulaturen, nedsat kapacitet i endetarmen, afkortning af indre anale sphincter (IAS), kan bidrage til reduktion i evnen til at kontrollere afføring efter ISR [4]. I en undersøgelse af ISR procedure, i en gris model, Sato et al. [5], at den anale hviletryk blev reduceret til en tredjedel af den oprindelige værdi i svinene gennemgår ISR procedure med fuldstændig udskæring af det indre anale sphincter. Derfor nogle forskere anbefaler, at den interne sphincter, på den side med tumoren, skal være helt udskåret under ISR procedure, og den modsatte side, uden en tumor, bør bevares. Men en tredjedel til halvdelen af ​​patienterne stadig har anal inkontinens. Derudover, også utilstrækkelig udskæring af den nedre kant af en tumor fører til en stigning af lokal tumortilbagefald er i øjeblikket ukendt.

Intern sphincter skade spiller en vigtig rolle i fækal inkontinens efter IRS procedure. Rekonstruktion af en intern anal neo-lukkemuskel (IAN /S) kan være en effektiv måde at forbedre anal kontinens postoperativt [6], [7]. Den interne anale sphincter er den fortykkede del af de rektale glatte muskler kontrolleres af splanknisk nerve, og har evnen til automatisk at trække sig sammen og udvide sig. Under ISR rekonstruktionskirurgi, de colon glatte muskler er i stand til automatisk at trække sig sammen og udvide, som styres af splanknisk nerve. Derfor kan spørgsmålet om, hvorvidt colon glat muskulatur blive foldet og fortykket at rekonstruere en intern anal neo-sphincter (IAN /S), som herefter kunne anastomoseret til anus blev rejst. Den IAN /S ville arbejde som en IAS og forbedre den anale hviletryk, lindre det haster at defecate, mindske udslippet af afføring natten og forbedre patientens evne til at kontrollere afføring. I denne undersøgelse glatte muskulatur enfoldment og intern sphincter konstruktion (SMESC), blev undersøgt i minigris, at undersøge, om neo-sphincter plasticitet kunne forbedre evnen til at kontrollere afføring efter rektal cancer kirurgi.

Materialer og metoder

Dyr

Fireogtyve Bama minigris (vægt: ca. 10 kg, mand eller kvinde) blev anvendt i denne undersøgelse (Animal licensnummer: SYXK (su) 2010-0005). Det Dyreetiske Komité Jiangsu Academy of Agricultural Sciences godkendt dette dyr forskning.

I første omgang blev grisene bedøvet med ketamin og anal manometri blev udført samt 3D ultralydsundersøgelse af de interne og eksterne lukkemuskler. Anal manometri blev anvendt til at vurdere den anale hviletryk og analkanalen længde. 3D ultralyd blev anvendt til bestemmelse af tykkelsen af ​​det indre sphincter.

Kirurgisk procedure

Efter intravenøs anæstesi blev leveret, endetarmen, til niveauet af levator ani musklen, blev adskilles. En cirkulær indsnit ved intersphincteric rille blev udført, og den interne sphincter blev reseceret og adskilles opad til bugvæggen. Rectum og en del af colon sigmoideum på stedet for sigmoid colon blev fjernet. Den proximale colon sigmoideum var direkte anastomeres anus i ISR ​​gruppen (5). I SMESC gruppen, i en afstand på ca. 1 cm fra den proksimale ende af tyktarmen, blev en nål indsat i musklen lag af tyktarmen væggen, uden at gennemtrænge den slimlag. Kontinuerlige suturer blev leveret opad sammen tyktarm i omkring 5 cm, med en nål afstand på ca. 0,5 cm. Derefter blev nålen trukket tilbage. Efter at have afsluttet suturerne, på begge sider, og bagsiden ved hjælp af samme metode blev stingene strammet at forkorte 5 cm kolon væg til 2 cm, og så blev de knyttede; Endelig blev colon gjort til prolaps uden for anus, der skal anastomoseres. Den abdominale indsnit blev lukket, og afslutningen af ​​operationen (fig 1a, b)

A:. Tre suturer blev placeret langs længdeaksen af ​​tyktarmen. B:. Efter knuder blev bundet, blev 5 cm tyktarm forkortet til 2 cm

Postoperativ Funktionel Evaluation

Anorektal manometri og 3D ultralydsundersøgelse blev udført 12 uger efter operationen. Anorektal manometri blev anvendt til at vurdere den rektale hviletryk og analkanalen længde. 3D ultralyd blev anvendt til bestemmelse af tykkelsen af ​​det indre lukkemuskel. Efter anorektal manometri og 3D ultralydsundersøgelse blev dyrene aflivet, og endetarmen og anus blev reseceret. Patologi undersøgelser blev udført for at sammenligne forskellene i sphincter tykkelse og muskelfibre mellem ISR gruppen og SMESC gruppen.

Statistisk analyse

Data præsenteres som gennemsnit og standardafvigelse og analyseret ved hjælp af studerende

t

-test. En P 0,05 blev accepteret som signifikant

Resultater

I den eksperimentelle gruppe (SMESC gruppen) og gruppen kontrol (ISR gruppe), blev sammenlignet postoperativt.. I ISR-gruppen, 12 dyr havde fækale pletter, der blev observeret på deres haler inden for to uger efter operationen. Dannet afføring blev bemærket på to uger efter operationen. I SMESC gruppen, 12 dyr havde fækale pletter, der blev observeret på deres haler senest to uger efter operationen og 11 dyr kunne defecate normalt med to uger efter operationen. Ét dyr havde vanskeligheder med afføring på grund anal stenose. Det kunne afføring efter anus blev dilateret under lokalbedøvelse.

Hvad angår anorektal manometri, var der ingen signifikant forskel i den præoperative rektal hviletryk, længde af den anale højtryks-zone og tykkelsen af ​​den indre lukkemuskel blandt Bama svin i de to grupper. Men 12 uger efter kirurgi, blev rektal hviletryk reduceret til 9,2 CMH

2O (29,4%) i ISR ​​gruppen, og var 23,7 CMH

2O (79,5%) i SMESC gruppe; Denne forskel var statistisk signifikant. Med hensyn til den anale højtrykszonen blev længden af ​​den anale højtrykszonen reduceret til 8,4 mm (41,4%) i ISR ​​gruppe, og var 16,7 mm (74,6%) i SMESC gruppe; Denne forskel var statistisk signifikant. 3D ultralyd viste, at den indre tykkelse sphincter blev nedsat til 0,9 mm (40,9%) i ISR ​​gruppe, postoperativt, og var 1,7 mm (85,4%) i SMESC gruppe; Denne forskel var statistisk signifikant. En sammenligning af ændringerne i anorektale manometri og 3D ultralydsundersøgelse mellem ISR og SMESC grupper er vist i tabel 1.

Per blotte øje observation, der var en fortykket område, ca 2 cm over anastomotiske stomi blandt dyr i SMESC gruppen postoperativt. Derimod var der ingen fortykkede område i dyrene uden enfoldment i ISR ​​gruppen. Den patologi viste, at de glatte muskler var signifikant udvidet og foldet i SMESC gruppen, men ikke i ISR-gruppen (figur 2a, b, c, d)

A:. Området over det anastomotiske stomi blev observeret at være fortykket med eksemplarer fra SMESC gruppen. B: Der var ingen fortykkede område i prøver fra ISR gruppen. C: I SMESC gruppe blev de glatte muskler foldet og fortykket under lysmikroskop ved en forstørrelse på x200. D: I ISR gruppe, de glatte muskler var ikke foldet eller fortykket under lysmikroskop ved en forstørrelse på x200

Discussion

Selv om der er en række faktorer, der bidrager. til fækal inkontinens, skade på det indre lukkemuskel spiller en vigtig rolle i fækal inkontinens, der opstår efter ISR procedure [6], [7]. Sato et al. [5], at den anale hviletryk blev reduceret til en tredjedel af den oprindelige værdi i grise, der gennemgår ISR procedure med fuldstændig udskæring af det indre anale sphincter. Andre undersøgelser har også vist, at efter ISR procedure, manglen på en intern sphincter er en vigtig årsag til nedsat anal funktion [8], [9], [10]. Den interne sphincter er dannet af en fortykkelse af de cirkulære glatte muskler i endetarmen; kan de glatte muskler være fortykket kunstigt ved enfolding rektale glatte muskler til at rekonstruere en intern anal neo-lukkemuskel (IAN /S), og kan det konstruere effektivt erstatte funktionen af ​​det indre anale sphincter?

For at besvare disse spørgsmål , en gris model af glat muskulatur enfoldment interne sphincter konstruktion (SMESC) blev udført for at rekonstruere en IAN /S. Sphincter blev fortykket 2,5 gange. Operationen øgede ikke komplikationer efter ISR procedure. Alle grise havde god anastomotiske healing og ingen lækage eller abscesdannelse efter operationen. I SMESC gruppen (glat muskulatur enfoldment gruppe), en gris havde anastomotiske stenose, som forbedret efter anal dilatation under lokalbedøvelse. Resultaterne af denne undersøgelse viser, at SMESC ikke øgede kirurgiske komplikationer sammenlignet med ISR gruppe. Salg

Med hensyn til postoperativ funktion, kan dyrene i begge grupper defecate normalt efter operationen. Selvom fænomenerne postoperativ afføring og fecal pletter observeret på halerne af svin blev undersøgt af Sato et al [5], i denne undersøgelse, aktiv afføring blev ikke betragtet som et resultat foranstaltning. Den vigtigste årsag til dette er, at afføring proces af svin ikke er fuldt forstået. Anvendelse af postoperativ afføring og fecal pletter på haler af grisene til at vurdere postoperative anal funktion, er for subjektiv. I denne undersøgelse anal hviletryk, længden af ​​den anale højtryks-zone og tykkelsen af ​​den indre lukkemuskel blev anvendt til at vurdere anal funktion efter ISR og SMESC i grisene. Resultaterne af denne undersøgelse viste, at den postoperative anal hviletryk i SMESC gruppen var omkring 2 gange højere end den for ISR-gruppe; disse resultater tyder på, at SMESC forbedret anal hviletryk i grisene. Da over 80% af anal hviletryk genereres fra den interne anale sphincter, de indesluttede glatte muskler fungerede delvis som en intern sphincter [11], [12]. Med hensyn til den anale højtrykszonen, værdien målt i SMESC gruppe var næsten to gange højere end i ISR ​​gruppen. Disse resultater bekræftede yderligere, at de indesluttede glatte muskler spillede en vigtig rolle i den interne sphincter funktion. For tykkelsen af ​​det indre sphincter, blev det reduceret til 40,9% efter kirurgi i ISR ​​gruppen, men kun reduceret til 85,4% i SMESC gruppen. Den store forskel mellem de to grupper bekræftede, at de glatte muskler kunne foldet og fortykket til dannelse af en struktur, der svarer til den interne sphincter. Baseret på resultaterne af blotte øje observation og patologisk undersøgelse, efter operation, sammenlignet med prøver fra ISR gruppen, havde prøverne i SMESC gruppen fortykket muskler i området foldet, og de glatte muskelfibre blev noteret til at blive fortykket, med morfologiske egenskaber ved en intern sphincter [13], [14]. Resultaterne af denne undersøgelse viste, at den foldet tarm glatte muskulatur, der blev konstrueret forårsaget fortykkelse af det indre anal neo-lukkemuskel omkring anus og den rekonstruerede anal højtryksområdet, som kan fungere som en passiv barriere i hvile og forbedre ano-rektal funktion hos patienter med kompromitteres bækkenbundsmuskulaturen

Alligevel hvorvidt enfoldment af glatte muskler vil forårsage en nedsættelse, hvorvidt en nybygget rektum blev ikke evalueret i denne undersøgelse.; undersøgelse af rektal overholdelse kræver samarbejde af forsøgspersoner. Det er vanskeligt at få disse data fra dyreforsøg [8].

Resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at SMESC kan forbedre anal funktion efter ISR procedure. Dette resultat er foreløbigt baseret på en dyremodel. Hvorvidt resultaterne er de samme i mennesker kræver yderligere undersøgelse i kliniske forsøg. En pilotundersøgelse er planlagt til at bekræfte sikkerheden og effekten af ​​denne procedure i mennesker.

Sammenfattende resultaterne af denne dyremodel eksperiment viste, at SMESC øgede anal hviletryk, længden af ​​den anale højtryks- zone og tykkelsen af ​​den anale sphincter. Disse resultater indebærer, at SMESC kan spille en vigtig rolle i genopbygningen af ​​det indre anal neo-lukkemuskel (IAN /S), uden at øge kirurgisk risiko.