血管环临时阻断技术的力学性能评估：Potts环与Rummel止血带在血管闭塞中的张力差异研究

本刊推荐：为评估血管环（vessel loop）临时阻断技术的力学特性，研究人员开展了一项离体实验，通过电子机械装置测量不同尺寸Dormoloop?血管环对人类股动脉和猪主动脉实施Potts loop与Rummel tourniquet两种闭塞技术所需张力。结果表明Rummel止血带技术所需张力（564.50±139.81 g）显著高于Potts环技术（305.75±106.07 g）（p=0.027），所有实验均成功实现血流阻断，提示Potts环技术可能减少血管创伤。该研究为优化血管外科操作提供了重要力学依据。

　　

在血管外科手术中，临时阻断血流是至关重要的技术环节。自从20世纪60年代以来，外科医生们不断开发各种血管阻断系统，从各种类型的血管钳到相对创伤较小的血管环。然而令人遗憾的是，微观研究表明，即便是号称"无创伤"的血管钳也会对血管造成损伤。更令人担忧的是，虽然血管环被认为是一种创伤较小的选择，但关于其实际使用时需要施加多少力量才能有效阻断血管，以及不同结扎技术之间的差异，科学界却鲜有研究。

这种知识空白并非无关紧要。过大的闭塞力量可能增加血管创伤风险，导致内皮损伤甚至远期血管并发症。特别是在Potts环和Rummel止血带这两种最常用的血管环技术之间，究竟哪种技术需要更大的张力？不同尺寸的血管环又需要多少力量？这些问题直接关系到外科手术中的操作选择和患者预后。

为了解决这些问题，来自西班牙的研究团队开展了一项精巧的离体实验研究，成果发表在《Scientific Reports》上。研究人员设计了一套专门的电子机械装置，能够精确测量血管环闭塞血管所需的力量。该系统包括力传感器、压力泵、压力传感器和步进电机，所有组件由微控制器协调工作，并通过触摸屏界面进行操作和结果可视化，测量精度达到2克。

研究使用了人类股动脉（来自87岁女性遗体捐赠，直径6.5 mm）和猪主动脉（直径20 mm）两种血管样本。血管环采用Dormoloop?四种尺寸（Micro、Mini、Maxi和Super-Maxi）。实验时，首先向血管内施加80 mmHg的水压模拟血流，然后分别采用Potts环或Rummel止血带技术安置血管环，通过电机拉动血管环直至血流完全阻断，记录此时的张力值。随后将水压增至300 mmHg，验证闭塞是否维持，并测量维持闭塞所需的最小张力。

主要研究结果

闭塞技术比较

研究发现，Potts环技术平均需要305.75±106.07克的张力即可实现血管闭塞，而Rummel止血带技术则需要564.50±139.81克，两者存在统计学显著差异（p=0.027）。这一结果提示，在临床实践中，Potts环技术可能因其较低的所需张力而减少对血管壁的潜在损伤。

血管环尺寸影响

研究测试了四种不同尺寸的血管环（Micro、Mini、Maxi和Super-Maxi），发现它们实现血管闭塞所需的平均张力分别为295.00±106.07克、448.67±200.46克、453.33±212.21克和352.00±125.39克。然而统计分析表明，血管环尺寸与所需闭塞张力之间无显著相关性（p=0.670）。

血管类型差异

比较人类股动脉和猪主动脉的闭塞所需张力，发现两者之间无显著差异（人类：384.33克；猪：399.67克；p=0.876）。这一结果表明，猪主动脉作为实验模型在评估血管环闭塞性能方面与人类血管具有可比性。

维持闭塞与初始闭塞张力的差异

研究还观察到，维持血管闭塞所需的平均张力（166.6±73.5克）仅为初始实现闭塞所需张力（392.0±158.1克）的38.7%±12.7%。这一发现具有重要临床意义，表明一旦实现初始闭塞，只需较小的持续张力即可维持阻断效果。

研究结论与讨论

本研究首次量化比较了两种常用血管环技术的力学特性，证实了Potts环技术在实现血管闭塞时所需的张力显著低于Rummel止血带技术。这一发现与San Norberto等人的组织学研究结果相呼应，该研究曾发现Rummel止血带技术造成的血管损伤大于传统Potts环技术。

从生物力学角度分析，当相同的张力施加于较小的接触面积时（如某些血管环配置），局部跨壁压力增加，可能导致更严重的内皮损伤。Moore等人的早期研究已经证实，闭塞装置施加的跨壁力量与内膜损伤程度存在明确相关性，并存在一个内皮 disruption 变得显著的阈值。

值得注意的是，本研究结果与Pabst的早期研究存在显著差异，后者报道的闭塞所需张力比本研究低四倍以上。这种差异可能源于实验使用的血管尺寸不同——Pabst研究使用了较小的犬类血管，且为在体实验环境。

本研究也存在一些局限性。仅进行了12次测试，虽然涵盖了不同的环型、闭塞技术和血管类型，但更大样本量的研究将有助于验证这些发现。此外，研究仅关注了实现血流闭塞所需的张力，未直接评估血管环对血管壁的实际损伤程度。最后，离体实验环境虽然使用了新鲜遗体捐赠的血管，但与真实手术情境仍可能存在细微差异。

综上所述，这项研究提供了关于血管环闭塞技术的宝贵力学数据，证实了Potts环技术在实现血管闭塞时所需的张力显著低于Rummel止血带技术。这些发现为外科医生选择血管阻断技术提供了科学依据，可能有助于减少血管手术中的医源性损伤。未来的研究应当扩大样本量，并结合组织学分析，进一步评估不同闭塞技术对血管壁的实际损伤程度，以及在体环境下的临床效果。