食管裂孔疝（hiatal hernia，HH）是常见良性疾病可导致胃食管连接处（gastroesophageal junction，GEJ）与膈肌间生理结构异常，亦是胃食管反流病（gastro-esophageal reflux disease，GERD）的常见病因
[1-3]。腹腔镜下食管裂孔疝修补术（laparoscopic hiatal hernia repair，LHHR）是外科治疗HH的金标准
[3-6]。在LHHR中是否常规应用补片尚有争议
[7-11]，相比合成补片，生物补片被认为是更安全的选择
[4,12]，其中小肠黏膜下层（small intestinal submucosa，SIS）材质的生物补片应用相对较广
[13-14]。多项研究表明LHHR联合补片修补可降低术后复发率
[7,15-20]，但亦有不少研究发现与单纯缝合修补膈肌裂孔相比，补片并未增加远期收益
[21-23]。这可能与术后裂孔进一步扩大
[24-25]，以及术中破坏膈食管韧带，从而导致食管与膈肌之间反复滑动有关
[25-26]。虽然延长食管、将GEJ固定在腹部、环形加固食管裂孔等多种尝试降低复发率的方法被报道，但效果并不理想
[23,25,27]。
基于以上可能的复发原因，笔者团队设计了一种立体SIS补片，以期在环周加固膈肌的同时修复膈食管韧带，进而最大程度地减少术后裂孔的扩大以及食管与膈肌间的滑动。本研究通过猪动物模型，初步尝试在LHHR中使用立体SIS补片修补，探索其可操作性、安全性及短期修复效果。
1 材料与方法
1.1 立体SIS补片的制备
立体补片均由同一术者在术中补片置入前，于无菌环境下完成塑形。通过裁剪和医用胶（康派特）粘贴将SIS平片（C-IHM-6×13-P，北京博辉瑞进生物科技有限公司）拼接成
图1A所示的立体构型，实物图见
图1B。上方钥匙孔型的较大补片用以环周加固膈肌，中间烟囱筒状的补片用以包绕腹段食管，下方较小的钥匙孔型补片贴敷于胃食管交界处。
1.2 实验动物与分组
因猪的食管裂孔先天较松，可视为I型滑疝，无需提前造模
[28-29]，故选用三元猪作为实验动物。选取健康的4月龄、体质量为35~40 kg的三元猪（动物来源：天津市百农实验动物繁育科技有限公司；种群级别：普通级）12头，采取随机数表法将其平均分为3组：无补片组，即术中单纯缝合关闭裂孔，不使用补片修补；SIS平片组，即缝合关闭裂孔后使用“U”形SIS平片修补；立体SIS补片组，即缝合关闭裂孔后使用立体SIS补片修补。每头猪均在相同环境下单独圈养（饲养环境参数：温度20~25 ℃，湿度40%~70%，12 h照明，12 h黑暗），并于术前12 h开始禁食、禁饮。本实验所有流程均遵循美国国立卫生研究院在《实验动物的护理和使用指南》中的规定，本实验已获得天津中医药大学动物伦理委员会的批准（批号：TCM-LAEC2023052）。
1.3 手术方法
采取全身麻醉，麻醉诱导时，每10 kg体质量肌内注射0.4 mL速眠新（每2 mL含0.2 g盐酸甲苯噻嗪）和5 mL舒泰
®50溶液（每5 mL含替来他明125 mg、唑拉西泮125 mg）混合液。维持麻醉时，通过气管插管吸入上述混合液，设置流速为2 mL/min，浓度为2%。生效后将猪置于仰卧位充分暴露腹部，直视下在预先标记位置置入4个Trocar（
图2A）。使用超声刀游离食管周围组织，充分暴露食管裂孔，切开两侧膈肌脚间的筋膜（
图2B）。用2-0丝线在食管后方间断缝合关闭食管裂孔（
图2C）。无补片组不使用补片，SIS平片组在关闭裂孔后使用“U”形SIS平片在食管后方对膈肌进行修补，采用医用胶水固定补片（
图2D）。立体SIS补片组在关闭裂孔后，使用预先制备的立体SIS补片进行修补，同样用医用胶水固定补片（
图2E）。补片组所用补片仅构型不同。最后使用2-0丝线间断缝合，行Nissen胃底折叠（
图2F）。所有手术操作均由同一组外科医生完成。
1.4 术后处理与取材
术后连续7 d预防性肌内注射青霉素G（1.6 mU）。术后第3天起流食饲养至术后3个月，观察进食情况。术后3个月，使用双倍剂量麻醉药实施安乐死进行手术效果评估，而后完整取出膈肌和食管进行生物力学及组织学检测。
1.5 指标检测
1.5.1 手术效果评估
经腹正中切口进入腹腔，仔细检查膈肌和GEJ，评估是否存在复发、周围组织粘连，以及补片变形、移位和侵蚀等并发症。本研究中，HH复发定义为术后3个月剖腹探查时可见胃组织再次疝入胸腔，或GEJ上移超过膈脚平面2 cm以上。粘连程度采用改良粘连评分法进行半定量评估（
表1）。
1.5.2 生物力学测试
对补片覆盖范围内的膈肌取材，在两侧膈肌脚对称部位各取1条大小为1 cm×0.3 cm×0.4 cm的肌肉组织，各组间取材部位一致。取材后立即使用电子万能试验机于室温下行单轴拉伸试验，以肌肉断裂作为终点指标。设置拉伸速度为200 mm/min、最大拉力400 N。实时监测并记录拉力、位移和肌肉应力，生成拉力-位移曲线进行线性回归分析。定义拉伸过程中最大拉力为极限载荷，最大位移为极限位移，对极限载荷、极限位移和杨氏模量进行组间对比。
1.5.3 组织学分析
以食管为中心将膈肌分成4个象限，各象限分别取材连同腹段食管样本进行切片，对组织切片进行HE染色、Masson染色，以及使用兔抗血管内皮生长因子A（VEGF-A）抗体[1∶200（bs-4572R，北京博奥森生物技术有限公司，中国北京）]；平滑肌肌动蛋白（SMA）特异性单克隆抗体[1∶200（67735-1-Ig，武汉三鹰生物技术有限公司，中国武汉）]；I型胶原多克隆抗体[1∶200（14695-1-AP，Proteintech，武汉三鹰生物技术有限公司，中国武汉）]；山羊抗小鼠IgG H&L（FITC）[1∶100（ZF-0312，中杉金桥生物技术有限公司，中国北京）]进行免疫荧光染色。采用组织学半定量评分表对染色后的组织切片进行评分
[30-31]（
表2），该半定量评分表中的分数越低代表结果越好。所有组织切片均由2名对实验分组不知情的病理学医生分别进行组织学评估，若结果差异较大则请第3名病理学医生进行评估。
1.6 数据处理
计量资料以均数±标准差（）表示，计数资料以例数（百分比）[n（%）]表示；由于本实验样本量较小，结果以描述性分析为主，未进行统计学比较。
2 结 果
2.1 手术及术后情况
所有手术均顺利完成。各组术中出血量相似，无补片组、SIS平片组、立体SIS补片组分别为（18.75±8.54）mL、（26.25±7.50）mL、（25.00±4.08）mL；补片组手术时间方面之间差异不大，SIS平片组为（89±4.69）min，立体SIS补片组为（91±7.02）min，但均明显长于无补片组的（80.5±1.92）min。所有实验猪均于术后第3天开始顺利进流食。SIS平片组中1头猪进食后出现呕吐，经禁食1周后恢复正常。所有猪存活至术后3个月，无补片组中1头猪在术后1个月出现小切口疝，但无肠梗阻等严重并发症。
2.2 手术效果评估
术后3个月剖腹探查见所有猪的膈肌与胃底、肝脏之间均发生粘连。无补片组粘连轻微，极易松解；SIS平片组与立体SIS补片组粘连明显，尚可完整分离，松解粘连后可见残留补片，其与周围组织分界不清，表面生有较致密的纤维结缔组织，两组间粘连评分相似，均大于无补片组（无补片组：0.83±0.41；SIS平片组：2.17±0.41；立体SIS补片组：2.50±0.55）。未见明显的补片收缩或局灶性纤维化导致的牵拉变形，也未观察到补片变形、移位或侵蚀食管。各组GEJ结构均清晰可辨，立体SIS补片组的猪腹段食管略有增厚，食管与膈肌间有部分纤维结缔组织相连。所有猪均未发现HH。
2.3 生物力学测试
对术后3个月取材的肌肉组织进行生物力学分析，结果显示在极限载荷、极限位移和杨氏模量上，SIS平片组和立体SIS补片组均明显优于无补片组，但SIS平片组与立体SIS补片组间差异相对较小（
表3）。
2.4 组织学观察结果
对术后3个月取材的膈肌及食管组织进行切片染色，镜下观察结果显示：(1) 膈肌组织切片HE染色：无补片组可见少量新生纤维和血管，无明显组织坏死及炎症细胞浸润；SIS平片组和立体SIS补片组可见未完全降解的补片，补片部位及周围均观察到成纤维细胞浸润，伴有不规则排列的新生纤维和明显的新生血管。两组均出现轻度炎症反应，组间差异不明显。(2) 膈肌组织切片Masson染色：无补片组见粗大且排列有序的胶原纤维，无明显新生胶原；SIS平片组和立体SIS补片组可见粗细两种胶原纤维，较细的胶原纤维排列紊乱且疏松为新生胶原纤维，粗大的胶原纤维排列整齐致密为原有的胶原纤维（
图3A）。食管组织切片染色，可见立体SIS补片组与其他两组相比，食管外壁约有1.20~1.32 mm的增厚（
图3B）。在炎症、坏死和纤维化评分中，三组间均无明显差异。在新生血管评分中，SIS平片组与立体SIS补片组结果相似，但两组评分均明显优于无补片组。在细胞浸润、补片残留评分中，SIS平片组和立体SIS补片组差异不大（
表4）。
2.5 免疫荧光观察结果
SIS平片组和立体SIS补片组膈肌组织切片均可见残留补片内有丰富的细胞核，补片及周围可见平滑肌和明显的I型胶原沉积，新生血管同样可见（
图4A）。立体SIS补片组的腹段食管组织切片所见阳性结果与膈肌组织切片相似（
图4B）。
3 讨 论
目前，LHHR已被广泛认可为治疗HH的金标准手术方式
[6]，但术后复发率仍然较高
[32]。许多研究进行了多种尝试以降低术后复发率，其中，使用补片修补被广泛报道
[33]。近年来，生物补片因其良好的生物相容性和组织修复潜力被广泛用于裂孔修补
[34-35]，但现有研究多局限于材料层面，缺乏对抗反流结构整体重塑的关注。本实验构建了新型立体SIS补片，并成功在猪动物模型中完成了LHHR及Nissen胃底折叠术，旨在探索该新型立体SIS补片在LHHR中的可行性、安全性及其潜在功能优势。结果显示，新型立体SIS补片不仅具有良好的操作性和短期修复效果，而且在促进组织修复和重建膈食管韧带样结构方面表现出潜在优势，为降低裂孔疝术后复发率提供了新的思路。
食管与胃之间的抗反流屏障主要由两侧膈肌脚、食管下括约肌（lower esophageal sphincter，LES）及His角构成，形成GEJ的高压区，并由胃膈韧带和膈食管韧带进一步加固
[36]。进行LHHR时常会破坏维持腹段食管及GEJ解剖位置的膈食管韧带，导致术后食管与膈肌间滑动，进而增加复发风险
[21-23]。复发率较高的可能原因主要包括：修复后需保留食管活动空间、胸腹腔压力差导致裂孔易扩大、补片修复范围不足，以及术中离断膈食管韧带削弱其对GEJ的限制作用等
[27]。现有研究多聚焦于补片材料的改进，而忽视了裂孔区的三维结构重建。本研究基于上述可能复发原因设计了新型立体SIS补片，在膈肌上使用钥匙孔型补片环周加固膈肌增加补片修补范围，采用中间烟囱筒状结构包绕腹段食管，模拟、修复膈食管韧带，以及使用钥匙孔型补片覆盖于GEJ，以加强LES功能及稳固His角形态。通过以上三个层面的修补可以尽可能恢复GEJ与膈肌间的解剖关系，同时增强抗反流屏障功能，从而试图有效减少术后复发。
由于LHHR这一治疗金标准的特殊性，针对LHHR的动物实验研究相对有限
[29]。猪作为一种大型哺乳动物，其膈食管区域的解剖结构与人类高度相似，能够较好地模拟临床手术操作过程，是开展LHHR相关研究的理想动物模型。与先前阿力木江等
[37]的发现一致的是，猪的裂孔区先天较大，可视为较小的滑疝模型，无需特殊干预即可作为裂孔疝模型
[29]。实验结果表明，与使用SIS平片修补相比，使用立体SIS补片修补并未明显增加手术时间及术中出血，初步验证了在LHHR中联合使用立体SIS补片修补并未因补片构型改变增加手术难度，具有较强的可操作性。术后所有猪均存活3个月，立体SIS补片组的猪在术后3个月内进食满意，无明显术后并发症发生，且剖腹探查未见疝复发，证实立体SIS补片短期安全性及修复效果尚可，其独特的三维结构设计可能为降低术后复发率提供新思路。
本研究中最重要的发现，是在剖腹探查评估手术效果时，观察到在立体SIS补片组的实验动物大体标本中，腹段食管略有增厚，并在被补片包绕的食管与膈肌间有纤维结缔组织生成，形成似膈食管韧带样结构。这一点在其组织切片的镜下观察中也得到了证实。值得注意的是，立体SIS补片在术后形成的膈食管韧带样结构提示其具有促进空间组织再生的潜力。SIS基质中富含胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖、葡萄糖胺聚糖和黏附分子等，可通过调控细胞迁移与分化促进组织重塑
[38]。而立体构型提供的空间支架及多方向应力分布，可能进一步改善细胞黏附及胶原沉积模式，从而实现功能性结构的再生。这一现象在先前使用二维平片修补的研究中尚未报道，提示立体SIS补片在功能性韧带重建方面具有独特优势，提示立体SIS补片或具有模拟、修复膈食管韧带及加强LES的潜力，可能在重塑抗反流屏障方面发挥关键作用。
生物力学测试及组织学分析的结果验证了先前的研究结果
[39]，即与单纯缝合相比，通过补片修补的加强作用，可明显提高膈肌的抗张能力和抗形变能力，同时保持其一定的组织弹性。此外，补片能够刺激周围组织胶原生成和新生血管长入，达到促进组织修复的目的。SIS平片组与立体SIS补片组在生物力学测试中的各项数据结果无明显差异，说明补片空间构型的改变不会对补片材质原有特性产生影响。立体SIS补片组的组织学评分优于SIS平片组，主要原因在于立体SIS补片能够实现膈肌各象限的环周加固，而SIS平片组采用的“U”形补片仅对膈肌的第三、第四象限进行了修复加固，未能有效覆盖第一、第二象限。这与文献中报道的，HH复发常出现在裂孔前方和左侧即第一、第二象限，故使用“U”形补片修补对膈肌加固的范围不够充分
[27]的结论一致。因此，组织学评分结果显示，立体SIS补片组在第一、第二象限的评分显著高于SIS平片组，整体表现更为优异。这表明，立体SIS补片在膈肌全范围修复方面更具优势。
综上，立体SIS补片在LHHR中展现出良好的可行性和安全性，并且能够实现环周加固膈肌的同时，促进膈食管韧带样结构的修复。该新构型补片或可通过上述机制，阻止裂孔进一步扩大以及食管与膈肌间滑动，进而降低复发的风险。本研究的创新之处在于关注了GEJ与膈肌这一立体动态的结构，新型立体SIS补片的空间构型正是针对此立体解剖结构而设计，旨在修复膈食管韧带并重塑GEJ的生理解剖结构以降低术后复发率。该补片设计理念在既往报道的研究中从未被提及，具有较高的创新性，实验的各项结果也为该理念提供了初步的证明。
本研究仍存在一些局限性和不足之处。首先，实验样本量较小，可能影响结果的可靠性及其外推性，因此需要进一步开展更大样本量的研究以验证本研究的结论。其次，由于补片的降解时间与实验动物的饲养成本限制，本研究将随访时间设定为3个月，未能评估立体SIS补片的长期修复效果，并且研究所采用的立体SIS补片由术者术中手工裁剪并通过医用组织胶拼接而成。尽管操作过程均在同一术者及标准化条件下完成，但不同动物间仍可能存在补片几何构型、拼接精度及胶用量的差异，进而影响补片的力学性能及组内可比性。因此，未来研究中应进一步扩大样本量，并结合不同术后时间节点动态观察补片及生物胶的降解过程与力学性能变化，尽可能明确材料的完全降解时间，减少残留因素对实验结果的影响，从而提高研究的可靠性与可重复性。此外，本研究未使用影像学检查、食管下段测压等客观指标对补片的功能性修复效果进行全面评估，这可能限制对补片实际作用的多维度评价，未来应结合动物模型与临床随访数据，对HH复发率及胃食管反流等关键功能指标进行系统分析。
本研究初步尝试了在HH猪动物模型中，行LHHR并采用立体SIS补片进行修补。立体SIS补片在LHHR中操作可行，短期安全性和修复效果满意。其不仅能够实现膈肌的环周加固，还观察到其可能促进膈食管韧带样结构的形成。但立体SIS补片是否能够增强LES功能，重塑GEJ与膈肌的正常解剖结构并降低术后复发率仍需进一步验证。
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