间歇式正压对随意皮瓣组织细胞氧分压和二氧化碳分压的影响
作者：姚庆君 徐明达 陈璧
单位：姚庆君(第四军医大学西京医院烧伤科，陕西 西安 710032)；徐明达(第四军医大学西京医院烧伤科，陕西 西安 710032)；陈璧(第四军医大学西京医院烧伤科，陕西 西安 710032)
关键词：整形外科学；间歇式正压；随意皮瓣；氧分压；二氧化碳分压
西北国防医学杂志000419 摘要：目的：通过测量随意皮瓣组织细胞氧分压(PO2) 和二氧化碳分压(PCO2)的变化，进一步阐明间歇式正压提高随意皮瓣成活的机理。方法： 16个4 cm×16 cm猪随意皮瓣原位移植后被均分为实验组与对照组，实验组用7.5 kPa、加压 1 min、间歇4 min的间歇式正压，将皮瓣均分三段，测量两组皮瓣术后4 h、1 d至7 d 8个 时 间点各段的PO2和PCO2。结果：在中远段对照组比实 验组PO2下降，PCO2上升显著。结 论：间歇式正压能够改善随意皮瓣微循环，主要是改善随意皮瓣中段血液 循环来提高皮瓣的成活率。
, http://www.100md.com
中图分类号：R 62 文献标识码 ：A 文章编号：1007-8622(2000)04-0291-03
Effect of intermittent positive pressure on oxygen and carbon diox ide partial pressure of random flap
YAO Qing-jun,XU Ming-da,CHEN Bi.
(Department of Burn Surgery,Xiji ng Hospital,The 4th Military Medical University,Xi′an 710032,China)
Abstract:Objective:To understand intermittent positi ve pressure(IPP) how to enha nce random flap survival by investigating the effect of IPP on oxygen partial p ressure(PO2) and carbon dioxide partial pressure(PCO2) of random flap.Method s:16 random flaps on the porcine back were equally divided into 2 groups after being transplanted in situ.The size of each flap was 4 cm×16 c m.Each flap was equally divided into three parts.The experiment group was treate d by IPP with the parameter-one minute continuous pressure(7.5 kPa) in an inter val of 4 minutes.The values of PO2 and PCO2 of each part were detected at 4 h,24 h and 7 d after operation respectively.Results: Compared with experiment group,Much low er PO2 and much higher PCO2 in the middle and distal part of each flap appea red in control group.Conclusion:IPP could enhance su rvival rate of random flap by improving its microcirculation,especially in its m iddle part.
, http://www.100md.com
Key words:Plastic surgery; Intermittent positive pr essure; Random flap, Oxygen partial pressure; Carbon dioxide partial pressure
血供是皮瓣移植后成活的基础，为组织细胞提供氧和营养，组织细胞的氧分压(PO2) 和二氧化碳分压(PCO2)能客观地反映皮瓣的微循环功能状态，是评价组织微循环状态的客 观指标[1，2]。通过对PO2和PCO2的测量，进一步研究间歇式正压可以提高随 意皮瓣成活的机理[3]。
1 材料与方法
1.1 材料：间歇式正压机(第 四军医大学与中国飞行设计研究院联合研制)压力参数：压 力7.5 kPa、加压1 min、间歇4 min。PO2与PCO2非侵入性探测系统(Transend II Non-Invasive Monitoring System，美国Sensor Medics Corporation)。
, http://www.100md.com
1.2 方法：小白猪4只，体重2 0～25 kg，雌雄不限，常规饲养。30 mg*kg-1戊巴比妥钠 肌注麻醉，俯卧位，在躯干中线两侧各设计16 cm×4 cm皮瓣两个，沿深筋膜深层掀起皮瓣 ，结扎、止血后原位缝合。4个充气式加压硅胶囊外置于皮瓣上，大小与皮瓣相同，用尼龙 带固定。每侧2个皮瓣同分入一组，每组8个皮瓣。观察指标：把皮瓣均分三段(近、中、远) ，测每段中点在皮瓣移植后4 h、1、2、3、4、5、6、7 d的PO2和PCO2 。正常皮肤组织的PO2和PCO2值，每日测2点，均测16个样本。
1.3 统计方法：第四军医大学 统计教研室SPLM统计软件。
表1 实验组与对照组皮瓣PO2值(mmHg n＝8)
4 h
, 百拇医药
1 d
2 d
3 d
4 d
5 d
6 d
7 d
1.1
17.12±15.77
18.87±11.74
18.37±18.60
13.63 ±17.86
, 百拇医药 1.63±3.46**
6.13±6.52**
0.63±10.25**
0.88±1.46
1.2
4.00±5.93
10.50±7.52
0
0.88±2.48
0.13 ±0.35
0
, 百拇医药
3.13±6.08
3.50±5.76
1.3
0
0
0
0
0
0
0
0
2.1
16.38±20.12
, 百拇医药
19.00±16.04
5.75±7.78**
7.75±11. 17*
1.88±3.48**
8.25±14.11**
5.25±7.31**
12.75 ±17.62**
2.2
2.86±4.05
9.13±18.79
, 百拇医药
1.00±1.77
0
0
0
0
0
2.3
0
0
0
0
0
0
0
, 百拇医药
0
注：与正常皮肤组织比较(PO2＝32.75±7.5 9，n＝16),*P<0.05，**P<0.01；1.x代表实验组；2.x代表对照组；x＝ 1，2，3，分别代表近、中、远三测量点表2 实验组与对照组皮瓣PCO2值(mmHg n＝8)
4 h
1 d
2 d
3 d
4 d
5 d
6 d
7 d
, 百拇医药
1.1
43.88±12.16
37.50±22.15
41.25±15.23
54.50±13.00
45.50±4. 63
50.50±10.50
40.88±10.45
36.25±15.30
1.2
56.50±17.91
, 百拇医药 54.88±35.47
59.88±8.51
55.14 ±2.91
44.71±9.53
54.00±5.20
41.86±9.10
43.57±7.30
1.3
74.00±29.22
100.67±30.01＃
0
, http://www.100md.com 0
0
0
0
0
2.1
43.38±5.48
49.25±16.04
43.25±13.93
48.50±15.96
43 .38±21.51
57.75±10.50
, http://www.100md.com 49.75±11.00
49.15±8.27
2.2
90.75±48.61＃
104.00±32.13*
129.60±59.03*
0
0
0
0
0
2.3
, http://www.100md.com
158.88±2.91*
128.29±25.96*
0
0
0
0
0
0
注：与正常皮肤组织比较(PCO2＝45.875±4 .454，n＝16)，*P<0.01；与近、中段测量点比较＃P<0.05
2 结果
2.1 在皮瓣近段测量点(距蒂2.8 cm)，实 验组在术后第4天起出现PO2降低，与正常皮 肤PO2相比差别显著；对照组术后第2天出现PO2降低，术后7 d时仍都存在。说明实验组 改善了皮瓣近点的血供，PO2降低较对照组晚。术后第3天时，对照组中段测量点(距蒂8.0 cm)已测不到PO2(7例坏死)，而实验组仍存在，至术后6 d时PO2已接近2.8 cm点；说明 实验组显著改善了皮瓣中段的血供。远段测量点两组测不到PO2。
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2.2 随意皮瓣移植后，由蒂至远，PCO2逐 渐升高。两组皮瓣在近测量点与正常组织的 PCO2无明显差别。两组随意皮瓣PCO2差别主要在中段上(8.0 cm测量点)，实验组在皮瓣 移植后4 h至第7天，中段与近段PCO2无明显差别，而对照组则相反，表现为对照组术后4 h中段比近段的PCO2显著升高(P<0.05)，术后1 d及2 d时更显著(P<0.01)，第3 天时皮瓣在中段有7例坏死。
2.3 两组皮瓣在远段的结局相同，均发生坏 死，与其它区段相比差别均显著，但对照组 PCO2上升的趋势更明显。当PCO2为74.00 mmHg(9.84 kPa)时，预示随意皮瓣将发生不可 逆性损伤；当PCO2达到100.667 mmHg(13.39 kPa)时，皮瓣已出现坏死。
3 讨论
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皮瓣组织细胞的氧分压反映了皮瓣组织的供氧量，皮瓣组织的供氧量取决于皮瓣的动脉血的 灌流量，氧分压反映了皮瓣微循环的功能与状态。细胞内80%的氧在线粒体内氧化磷酸化， 提供能量，20%的氧在线粒体外作为生物合成、降解和解毒反应的底物被利用。当组织细胞 的氧分压低于13 mmHg(1.729 kPa)时，主要出现线粒体外的用氧障碍，当PO2低于1 mmHg( 0.133 kPa)时出现线粒体用氧障碍，而线粒体受损、脂质过氧化是细胞损伤的重要机制 [4]。
从实验中可以看出，在皮瓣移植后第2天时，在近段(距蒂2.8 cm)测量点，对照组氧分压为5 .75 mmHg(0.76 kPa)，已出现了线粒体外的用氧障碍，使组织细胞氧化磷酸化外的细胞代谢 出现障碍，影响组织细胞的修复；而实验组在第4天时才出现，使皮瓣渡过血循环危象期， 接近创基创缘供血时间。其后，两组氧分压基本上都大于1 mmHg，至第7天时虽还未能恢复 正常，但保证了近段皮瓣成活的低限需要。间歇式正压也改善了随意皮瓣中段血供，主要表 现在对照组在中段测量点(距蒂8.0 cm，长宽比为2：1，而猪随意皮瓣存活比例为1.5：1， 虽 然是实验中的中段皮瓣，实际上相当于超长皮瓣，谓之中远段皮瓣)，到第3天时除1个皮瓣 尚 未完全坏死，其余均坏死。而实验组仍有6例成活，实验组满足了皮瓣中段组织对PO2的最 低需求，赢得了创基创缘供血的时间，使实验组皮瓣中段(8.0 cm点)在移植后第6、7天时氧 分压上升至接近近段(2.6 cm点)，延长了皮瓣的成活，而对照组反之。由于中段PO2的降 低，使组织处于无氧糖酵解状态，对照组皮瓣第3天时已基本坏死，分析可能是严重缺血缺 氧，第2天时酸性代谢产物堆积，加上第2天的渗出水肿高峰，到第3天皮瓣组织细胞出现严 重酸中毒，导致皮瓣坏死。对照组PCO2比实验组高，反映其血供不足的同时也存在静脉回 流不畅，由此说明间歇式正压改善了随意皮瓣的微循环。
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总之，间歇式正压能提高随意皮瓣的成活率，首先是保证了随意皮瓣近段早期组织修复所需 的 血供，后期微循环功能改善，能向皮瓣中段供血，保证皮瓣的成活；其次，间歇式正压 保证了中段皮瓣组织移植早期对氧的低限需求，延长了存活时间，可存活至后期得到近段 增加血供而成活。本实验结果尚显示皮瓣PCO2达到74.00 mmHg(9.84 kPa)时，预示随意皮 瓣将发生不可逆性损伤；当PCO2达到100.667 mmHg(13.39 kPa)时，皮瓣将出现坏死 。提示PCO2是监测皮瓣术后微循环状态的良好指标。
作者简介：姚庆君(1969-)，男，硕士，主治医师
参考文献：
[1]Tonnessen T,Kvarestein G.PCO2 electrodes at the surface of the kidney detect ischemia[J].Acta Anaesthesiol Scand,1996,40(5):510-519.
, 百拇医药
[2]Uribe N,Garcia Granero E.Evaluation of residual vascularization i n oesophag eal substitution gastroplasty by surface oximetrg-capnography and photoplethysm ography.An experimental study[J].Eur J Surg,1995,161(8):569-573.
[3]姚庆君，徐明达，陈 璧，等.不同参数的间歇式正压对随意皮瓣成活率 的影响[J].第四军医大学学报，1999，5(20)：453-454.
[4]王迪浔，金惠铭，主编.病理生理学[M].北京：人民卫生出版社，1994 .193-200.
收稿日期：2000-01-18 修回：2000-04-03, http://www.100md.com
单位：姚庆君(第四军医大学西京医院烧伤科，陕西 西安 710032)；徐明达(第四军医大学西京医院烧伤科，陕西 西安 710032)；陈璧(第四军医大学西京医院烧伤科，陕西 西安 710032)
关键词：整形外科学；间歇式正压；随意皮瓣；氧分压；二氧化碳分压
西北国防医学杂志000419 摘要：目的：通过测量随意皮瓣组织细胞氧分压(PO2) 和二氧化碳分压(PCO2)的变化，进一步阐明间歇式正压提高随意皮瓣成活的机理。方法： 16个4 cm×16 cm猪随意皮瓣原位移植后被均分为实验组与对照组，实验组用7.5 kPa、加压 1 min、间歇4 min的间歇式正压，将皮瓣均分三段，测量两组皮瓣术后4 h、1 d至7 d 8个 时 间点各段的PO2和PCO2。结果：在中远段对照组比实 验组PO2下降，PCO2上升显著。结 论：间歇式正压能够改善随意皮瓣微循环，主要是改善随意皮瓣中段血液 循环来提高皮瓣的成活率。
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中图分类号：R 62 文献标识码 ：A 文章编号：1007-8622(2000)04-0291-03
Effect of intermittent positive pressure on oxygen and carbon diox ide partial pressure of random flap
YAO Qing-jun,XU Ming-da,CHEN Bi.
(Department of Burn Surgery,Xiji ng Hospital,The 4th Military Medical University,Xi′an 710032,China)
Abstract:Objective:To understand intermittent positi ve pressure(IPP) how to enha nce random flap survival by investigating the effect of IPP on oxygen partial p ressure(PO2) and carbon dioxide partial pressure(PCO2) of random flap.Method s:16 random flaps on the porcine back were equally divided into 2 groups after being transplanted in situ.The size of each flap was 4 cm×16 c m.Each flap was equally divided into three parts.The experiment group was treate d by IPP with the parameter-one minute continuous pressure(7.5 kPa) in an inter val of 4 minutes.The values of PO2 and PCO2 of each part were detected at 4 h,24 h and 7 d after operation respectively.Results: Compared with experiment group,Much low er PO2 and much higher PCO2 in the middle and distal part of each flap appea red in control group.Conclusion:IPP could enhance su rvival rate of random flap by improving its microcirculation,especially in its m iddle part.
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Key words:Plastic surgery; Intermittent positive pr essure; Random flap, Oxygen partial pressure; Carbon dioxide partial pressure
血供是皮瓣移植后成活的基础，为组织细胞提供氧和营养，组织细胞的氧分压(PO2) 和二氧化碳分压(PCO2)能客观地反映皮瓣的微循环功能状态，是评价组织微循环状态的客 观指标[1，2]。通过对PO2和PCO2的测量，进一步研究间歇式正压可以提高随 意皮瓣成活的机理[3]。
1 材料与方法
1.1 材料：间歇式正压机(第 四军医大学与中国飞行设计研究院联合研制)压力参数：压 力7.5 kPa、加压1 min、间歇4 min。PO2与PCO2非侵入性探测系统(Transend II Non-Invasive Monitoring System，美国Sensor Medics Corporation)。
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1.2 方法：小白猪4只，体重2 0～25 kg，雌雄不限，常规饲养。30 mg*kg-1戊巴比妥钠 肌注麻醉，俯卧位，在躯干中线两侧各设计16 cm×4 cm皮瓣两个，沿深筋膜深层掀起皮瓣 ，结扎、止血后原位缝合。4个充气式加压硅胶囊外置于皮瓣上，大小与皮瓣相同，用尼龙 带固定。每侧2个皮瓣同分入一组，每组8个皮瓣。观察指标：把皮瓣均分三段(近、中、远) ，测每段中点在皮瓣移植后4 h、1、2、3、4、5、6、7 d的PO2和PCO2 。正常皮肤组织的PO2和PCO2值，每日测2点，均测16个样本。
1.3 统计方法：第四军医大学 统计教研室SPLM统计软件。
表1 实验组与对照组皮瓣PO2值(mmHg n＝8)
4 h
, 百拇医药
1 d
2 d
3 d
4 d
5 d
6 d
7 d
1.1
17.12±15.77
18.87±11.74
18.37±18.60
13.63 ±17.86
, 百拇医药 1.63±3.46**
6.13±6.52**
0.63±10.25**
0.88±1.46
1.2
4.00±5.93
10.50±7.52
0
0.88±2.48
0.13 ±0.35
0
, 百拇医药
3.13±6.08
3.50±5.76
1.3
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2.1
16.38±20.12
, 百拇医药
19.00±16.04
5.75±7.78**
7.75±11. 17*
1.88±3.48**
8.25±14.11**
5.25±7.31**
12.75 ±17.62**
2.2
2.86±4.05
9.13±18.79
, 百拇医药
1.00±1.77
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2.3
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注：与正常皮肤组织比较(PO2＝32.75±7.5 9，n＝16),*P<0.05，**P<0.01；1.x代表实验组；2.x代表对照组；x＝ 1，2，3，分别代表近、中、远三测量点表2 实验组与对照组皮瓣PCO2值(mmHg n＝8)
4 h
1 d
2 d
3 d
4 d
5 d
6 d
7 d
, 百拇医药
1.1
43.88±12.16
37.50±22.15
41.25±15.23
54.50±13.00
45.50±4. 63
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1.2
56.50±17.91
, 百拇医药 54.88±35.47
59.88±8.51
55.14 ±2.91
44.71±9.53
54.00±5.20
41.86±9.10
43.57±7.30
1.3
74.00±29.22
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57.75±10.50
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158.88±2.91*
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注：与正常皮肤组织比较(PCO2＝45.875±4 .454，n＝16)，*P<0.01；与近、中段测量点比较＃P<0.05
2 结果
2.1 在皮瓣近段测量点(距蒂2.8 cm)，实 验组在术后第4天起出现PO2降低，与正常皮 肤PO2相比差别显著；对照组术后第2天出现PO2降低，术后7 d时仍都存在。说明实验组 改善了皮瓣近点的血供，PO2降低较对照组晚。术后第3天时，对照组中段测量点(距蒂8.0 cm)已测不到PO2(7例坏死)，而实验组仍存在，至术后6 d时PO2已接近2.8 cm点；说明 实验组显著改善了皮瓣中段的血供。远段测量点两组测不到PO2。
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2.2 随意皮瓣移植后，由蒂至远，PCO2逐 渐升高。两组皮瓣在近测量点与正常组织的 PCO2无明显差别。两组随意皮瓣PCO2差别主要在中段上(8.0 cm测量点)，实验组在皮瓣 移植后4 h至第7天，中段与近段PCO2无明显差别，而对照组则相反，表现为对照组术后4 h中段比近段的PCO2显著升高(P<0.05)，术后1 d及2 d时更显著(P<0.01)，第3 天时皮瓣在中段有7例坏死。
2.3 两组皮瓣在远段的结局相同，均发生坏 死，与其它区段相比差别均显著，但对照组 PCO2上升的趋势更明显。当PCO2为74.00 mmHg(9.84 kPa)时，预示随意皮瓣将发生不可 逆性损伤；当PCO2达到100.667 mmHg(13.39 kPa)时，皮瓣已出现坏死。
3 讨论
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皮瓣组织细胞的氧分压反映了皮瓣组织的供氧量，皮瓣组织的供氧量取决于皮瓣的动脉血的 灌流量，氧分压反映了皮瓣微循环的功能与状态。细胞内80%的氧在线粒体内氧化磷酸化， 提供能量，20%的氧在线粒体外作为生物合成、降解和解毒反应的底物被利用。当组织细胞 的氧分压低于13 mmHg(1.729 kPa)时，主要出现线粒体外的用氧障碍，当PO2低于1 mmHg( 0.133 kPa)时出现线粒体用氧障碍，而线粒体受损、脂质过氧化是细胞损伤的重要机制 [4]。
从实验中可以看出，在皮瓣移植后第2天时，在近段(距蒂2.8 cm)测量点，对照组氧分压为5 .75 mmHg(0.76 kPa)，已出现了线粒体外的用氧障碍，使组织细胞氧化磷酸化外的细胞代谢 出现障碍，影响组织细胞的修复；而实验组在第4天时才出现，使皮瓣渡过血循环危象期， 接近创基创缘供血时间。其后，两组氧分压基本上都大于1 mmHg，至第7天时虽还未能恢复 正常，但保证了近段皮瓣成活的低限需要。间歇式正压也改善了随意皮瓣中段血供，主要表 现在对照组在中段测量点(距蒂8.0 cm，长宽比为2：1，而猪随意皮瓣存活比例为1.5：1， 虽 然是实验中的中段皮瓣，实际上相当于超长皮瓣，谓之中远段皮瓣)，到第3天时除1个皮瓣 尚 未完全坏死，其余均坏死。而实验组仍有6例成活，实验组满足了皮瓣中段组织对PO2的最 低需求，赢得了创基创缘供血的时间，使实验组皮瓣中段(8.0 cm点)在移植后第6、7天时氧 分压上升至接近近段(2.6 cm点)，延长了皮瓣的成活，而对照组反之。由于中段PO2的降 低，使组织处于无氧糖酵解状态，对照组皮瓣第3天时已基本坏死，分析可能是严重缺血缺 氧，第2天时酸性代谢产物堆积，加上第2天的渗出水肿高峰，到第3天皮瓣组织细胞出现严 重酸中毒，导致皮瓣坏死。对照组PCO2比实验组高，反映其血供不足的同时也存在静脉回 流不畅，由此说明间歇式正压改善了随意皮瓣的微循环。
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总之，间歇式正压能提高随意皮瓣的成活率，首先是保证了随意皮瓣近段早期组织修复所需 的 血供，后期微循环功能改善，能向皮瓣中段供血，保证皮瓣的成活；其次，间歇式正压 保证了中段皮瓣组织移植早期对氧的低限需求，延长了存活时间，可存活至后期得到近段 增加血供而成活。本实验结果尚显示皮瓣PCO2达到74.00 mmHg(9.84 kPa)时，预示随意皮 瓣将发生不可逆性损伤；当PCO2达到100.667 mmHg(13.39 kPa)时，皮瓣将出现坏死 。提示PCO2是监测皮瓣术后微循环状态的良好指标。
作者简介：姚庆君(1969-)，男，硕士，主治医师
参考文献：
[1]Tonnessen T,Kvarestein G.PCO2 electrodes at the surface of the kidney detect ischemia[J].Acta Anaesthesiol Scand,1996,40(5):510-519.
, 百拇医药
[2]Uribe N,Garcia Granero E.Evaluation of residual vascularization i n oesophag eal substitution gastroplasty by surface oximetrg-capnography and photoplethysm ography.An experimental study[J].Eur J Surg,1995,161(8):569-573.
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收稿日期：2000-01-18 修回：2000-04-03, http://www.100md.com