逐步详解：结合两种无生命动物模型的显微外科训练方法
2015年5月9日
本文介绍了如何建立一个小型显微外科练习工作站，以及一种使用无生命动物模型进行显微外科训练的简单且经济的方法。
以下实验的总体目标是开发一种显微外科训练方法，结合两种无生命的动物显微外科模型。对于无显微外科经验的受训者，建议首先对市售鸡大腿进行显微解剖，以暴露股动脉、股静脉和神经。随后将组织置于显微镜下，进行所需的显微外科技术操作。
例如，对鸡股动脉进行端对端缝合。当受训者能够熟练操作大腿组织后，便可进一步练习在市售鸡翅中找到的较小型的肱动脉。最终，通过鸡股动脉和肱动脉对这些显微外科技术的不断完善，可为神经外科医生后续在更小的活体动物模型上操作以及临床实际应用做好准备。
与现有的大鼠显微外科训练技术相比，本技术的主要优势在于无需使用麻醉，也无需专用设施，从而最大限度地降低了经济成本并减少了动物使用。通过将手指沿股骨骨干内侧滑动，可轻松暴露鸡大腿的股血管和坐骨神经。随后可在解剖平面附近观察到股骨头，该平面位于股骨骨干平行位置，可用于在鸡股动脉上采用单向向上技术练习端对端吻合。
接下来将组织置于显微镜下。此时应观察到股动脉、静脉和坐骨神经的位置。分离动脉下方的组织，并进行横向切断。
然后使用显微镊子和显微剪刀修剪覆盖在动脉管腔上的任何外膜组织，接着用普通自来水冲洗管腔内部。若进行计时训练，记录开始时间，随后在股动脉组织远端的后壁处放置第一针，从动脉外侧进针穿过管腔，再从管腔内穿出至动脉外侧，以完成打结。首先打一个双重结，然后交替方向再打两个单结。
然后完成整个后壁的缝合，来回穿针方式如前所示。接下来，在血管前壁从外侧进针至管腔内，再从管腔内出针至外侧，放置单个缝线。然后按前述方法打结，使用单个缝线完成前壁的缝合，方法如前所述。
然后记录完成时间。接下来在鸡的肱动脉上进行练习。首先，使用剪刀从肩部开始沿翅膀纵行切开皮肤，直至翼尖。
现在可以观察到动脉在肱二头肌和肱三头肌之间走行，如箭头所示。为了检测任一显微外科手术的通畅性，可将一根光滑的20或27号血管导管穿过吻合口，以检查是否存在阻塞。然后将装有市售食用色素的注射器连接到导管末端，并将染料灌注入动脉，以检测是否有渗漏。
最后沿纵轴切开动脉，以观察缝线、缝线的平行程度以及所缝合的血管壁范围。下图显示的是采用单向进针技术、如上所述使用单个缝线完成的股动脉端对端吻合的显微图像。而本图中展示的则是鸡肱动脉端对端吻合的代表性图像。
肱动脉比股动脉小得多，因此手术操作的技术难度显著更高。鸡腿模型具有很高的灵活性，可进行多种类型的练习操作。事实上，在本代表性实验中，进行了利用自体股静脉获取的静脉移植物修复股动脉的操作。
观看该视频后，您应该能够很好地掌握如何完成端对端动脉吻合，以及如何吻合鸡的股动脉或桡动脉。同时，您还应了解如何评估手术结果的通畅性。
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概述
本文介绍了一种使用非活体动物模型进行显微外科手术训练的方法。文中概述了显微外科训练工作站的设置，并为受训者提供了逐步提升技能的操作方案。
关键研究组成部分
科学领域
- 显微外科
- 培训方法
- 非生命模型
背景
- 显微外科手术需要通过练习来培养的精确技能。
- 非活体动物模型提供了一种安全且经济有效的培训选择。
- 鸡大腿和鸡翅被用作练习显微外科技术的模型。
- 在这些模型上进行训练可使学员为更复杂的手术操作做好准备。
研究目的
- 建立一种显微外科手术的培训方法。
- 利用无生命的动物模型进行技能训练。
- 提高受训人员在活体动物手术中的准备程度。
使用的方法
- 解剖鸡大腿以暴露股动脉、股静脉和神经。
- 在暴露的股动脉上练习端对端缝合技术。
- 进阶练习转向鸡翅中的较小肱动脉。
- 在操作过程中使用显微镜以提高精确度。
主要结果
- 学员可以通过非活体模型有效学习显微外科技术。
- 在鸡模型上进行练习有助于建立信心和技能。
- 成功完成操作流程可使学员为活体手术做好准备。
- 该方法成本低，易于推广，适用于培训目的。
结论
- 所述训练方法对初学者显微外科医生有益。
- 非活体模型可作为活体动物训练的实用替代方案。
- 有效的训练可提高临床环境中的手术效果。
常见问题
行业重要性概述
显微外科技能的培养是神经外科和血管外科培训中的关键瓶颈，由于成本、伦理和设施可用性的限制，活体动物模型的使用受到制约。本方法利用易获取的生物组织，提供了一个可扩展且可重复的平台，用于基础技能的训练，使学员能够在过渡到复杂模型之前建立初步的胜任能力。通过减少对活体动物的依赖，该方法支持符合伦理的培训实践，同时保持与手术准备相关的解剖保真度。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：通过在具有生物学相关性的组织上动手实践吻合技术，实现对血管修复过程的机制性理解。
- 操作价值：利用市售的鸡组织建立低成本、高重复性的培训模块，用于外科技能评估。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：支持利用可量化的终点指标（如缝合通畅性和染料渗漏测试）开发标准化的显微外科技能评估方法。
- 操作价值：有助于建立可重复的培训流程，其中组织准备、吻合操作和功能验证均遵循一致的协议。
转化与临床前研究
- 科学价值：通过在逐渐缩小的血管中模拟动脉修复，反映临床应用中的缩放挑战，从而将离体技能训练与体内实际应用相衔接。
- 操作价值：可在股动脉和肱动脉上进行反复练习，优化手术技术，为后续在啮齿类动物或大型动物存活模型中的应用奠定基础。
流程与工作流整合
该方法适用于早期发现阶段，作为一种提升生物学操作技能的工具，可支持向临床前验证阶段的交接，后者在器械测试、移植物评估或损伤模型构建中需要显微外科级别的精确操作。
- Discovery Biology：通过显微镜下精确的组织操作和修复观察，支持血管生物学领域的假设验证。
- Screening：通过计时吻合和功能性灌注测试，实现显微外科能力的标准化评估。
- Analytics：生成可量化的结果，包括缝合完整性、导管通过评估管腔通畅性，以及染料灌注法量化渗漏。
- Translational Research：通过培养血管操作和吻合可靠性的基础技能，为受训者开展存活手术模型做好准备。
- Enterprise Reuse：采用标准化的组织来源和基于显微镜的工作流程，在外科团队间建立可重复使用的培训平台。
运营与企业影响
- 科学价值：通过直接可视化缝合技术对组织的反应，减少外科技能习得过程中机制上的模糊性。
- 操作价值：通过标准化的组织解剖、显微镜设置和缝合技术流程，确保实验的可重复性。
- 战略价值：通过确认基础显微外科操作能力，提高开展或不开展活体动物研究的决策准备度。
- 项目影响：在投入大量资源的实验前验证基础技能，从而支持基于风险评估向复杂模型的进阶。
实施注意事项
- 需要基本的显微外科器械，包括显微镊、显微剪和体视显微镜。
- 依赖于解剖工作区的可及性，以及无菌灌洗用品（如用于管腔冲洗的自来水）。
- 需要接受针对禽类股动脉和肱动脉的血管识别与操作技术的专业培训。
- 从鸡模型过渡到哺乳动物系统时，需考虑血管尺寸和管壁厚度差异带来的适应性调整。
- 仅限于离体训练；无法模拟活体系统中存在的血流动力学条件或生物学修复反应。
