介绍
气管损伤的主要原因是咬伤、车祸、项圈和肿瘤损伤以及与麻醉并发症（例如颈部插管或外科手术）相关的医源性因素1,2。气管损伤可能致命，需要快速护理、手术方法和基本行动来保证患者的生存3。

气管修复可采用多种手术替代方案，包括缝合或切除后再吻合。除了自体皮肤、肌肉和软骨移植之外，还采用这些方法4。胸骨舌骨肌是广泛用于喉和气管重建的肌肉之一。然而，必须仔细解剖以保留其血液供应，如果血液供应受损，可能会导致缺血性萎缩和局部纤维化5,6。

内窥镜等辅助检查的使用提供了一种对空腔和中空器官进行内部评估的新方法，具有微创和非创伤性的诊断和治疗目的7。通过气管镜检查，可以诊断呼吸系统的主要状况，如异物引起的气道阻塞、气管塌陷、狭窄等。这是除了炎症或感染过程、抽吸分泌物进行细胞学或培养测试和抗菌谱之外的检查。它是对器官直接检查的补充检查，可以识别变化并将其与临床发现相关联8,9。

组织病理学检查允许对组织进行显微镜分析，以检测现有病变，并根据局部损伤的延伸、演变和性质对它们进行分类。气管的正常组织学结构由负责某些功能的不同层形成。粘膜衬有假复层纤毛上皮，由杯状细胞组成，负责分泌物的产生和运输。粘膜下层由疏松结缔组织组成，富含胶原蛋白和弹性纤维。肌软骨区域由软骨环、纤维弹性组织和气管肌形成。这些环呈 C 形，由透明软骨组成10-12。

本研究的目的是评估胸头肌瓣在采用新的先进技术和组合缝合模式修复部分气管缺损中的适用性。

方法
该项目在巴西 Júlio de Mesquita Filho 州圣保利斯塔大学 (UNESP) 农业和兽医科学学院兽医外科研究生课程的饲养室中进行。该研究遵循国家动物控制和实验委员会（CONCEA）和动物使用伦理委员会批准的动物实验规则和伦理原则。该项目备案号为006161/19。

十六只兔子（Oryctolagus cuniculus；新西兰白色，健康，雄性，体重 3-3.5 千克），来自巴西博图卡图 (SP) 博图卡图校区 UNESP 兽医学和动物科学学院中央动物设施一个实验模型。根据术后评估时期将动物分为四组。这些组被命名为G7（7天组）、G15（15天组）、G30（30天组）和G60（60天组），每个时间点有四只动物。

麻醉方案和手术程序
麻醉开始时使用由盐酸氯丙嗪 (0.5 mg/kg) 和吗啡 (0.5 mg/kg) 组成的麻醉前药物。这些是肌肉注射的。麻醉诱导采用静脉注射丙泊酚 (10 mg/kg) 和气管内插管进行经口气管插管 (n = 3)。通过麻醉机吸入稀释在100%氧气中的异氟醚来维持麻醉，总流量为1 L/min。

为了对动物进行手术准备，从腹颈区域到柄进行广泛的三分法，用70％酒精和2％洗必太洗涤剂消毒。手术技术是按照所有无菌原则进行的，并使用手术材料、手套、纱布、拭子和消毒的手术布。所有手术的手术团队都是相同的。

从腹侧颈部区域的中线切开皮肤，尾部至环状软骨并延伸至柄。暴露皮下组织，然后定位并去除胸骨舌骨肌，直到气管可视化并以微妙的方式暴露，以避免邻近冲洗和局部神经支配的损伤。借助 #15 手术刀刀片切除环形韧带下的第四至第八气管环，在气管腹侧区域产生缺损。这使得腹侧部分缺损产生，但在整个厚度上，暴露了气管腔（图。1）。

图 1通过切除第四至第八气管环在兔子 ( Oryctolagus cuniculus
) 气管中造成部分缺损的外科手术照片。巴西圣保罗贾博蒂卡巴尔，2021 年。
识别出胸头肌，并用其作为双侧推进皮瓣覆盖先前准备的缺损。最初是使用两根缝线修复的，这些缝线以单独的简单图案分布在缺损的每一端。在缺损的每个侧缘上，沿着肌肉组织以单独的简单图案放置三根缝合线，然后使用 4-0 聚丙烯进行固定（图2）。使用凝胶型缝合线定位中心区域，从而通过肌肉组织接近并密封缺损。使用狼缝合线定位缺损处肌肉的头端和尾端（图3）。技术完成后，按常规方式使皮下组织与皮肤接近。

图 2
在兔子气管中造成部分缺损的手术过程。(a)兔子的部分气管缺损（白色虚线）。（b）胸头肌的双侧推进皮瓣（白色箭头）通过缺损末端的修复缝线固定。(c)缺损的边界，用简单图案的缝合线在肌肉组织旁边分开。(d)固定锚定到气管缺损的每个肌腹。巴西圣保罗贾博蒂卡巴尔，2021 年。
图3
兔子气管局部缺损的手术过程。(a)肌肉组织之间的凝胶型缝合线。(b)气管缺损的逼近和密封。(c)肌肉的头端和尾端以 Wolf 型模式缝合。(d)通过胸头肌双侧推进皮瓣完全修复缺损。
术后评估
术后即刻，使用氢化可的松（50 mg/kg/IV）作为治疗方案（单次施用）。此外，还使用盐酸曲马多（4 mg/kg/IM）和恩诺沙星（5 mg/kg/SC）。对动物进行监测和保暖，直到它们恢复知觉并表现出正常的服从模式。术后同样的抗菌药物和焦虑治疗维持5天，间隔12小时。兔子被放在单独的笼子里进行管理，尺寸为 50 × 80 × 60 厘米（高度、长度和深度）。在整个分析期间，在空调环境中向它们提供水和商业饲料。

定期对兔子进行临床评估。在此期间监测呼吸模式、呼吸噪音、手术伤口是否存在污染、皮下气肿和动物行为等重要参数。

手术后 7、15、30 和 60 天对各组实施安乐死。安乐死方法符合CONCEA制定的动物实验伦理原则。它是通过静脉注射丙泊酚（剂量效应）来进行的。确认角膜和瞳孔反射消失后，静脉注射20 mL氯化钾以诱导心搏停止。

气管镜检查
安乐死后立即进行气管镜检查。使用的设备是 4 mm、30° 刚性内窥镜（Karl Storzendoskope、Telecam SL NTSC 微型相机​​、具有 250 Twin 和 Xenon 100 卤素冷光源的 Hopkins II 光学器件）。轻轻横向牵引舌头后，将内窥镜引入动物的口腔，穿过口咽区域，直到可以看到并拍摄喉部和气管。使用 Acer Aspire 5741-5775 笔记本电脑捕获和记录图像。

在对适当组中的每只动物和评估时间实施安乐死后，评估气管腔。分析它们是否存在分泌物、旺盛的肉芽组织、腔内缝合线和气管狭窄。根据管腔狭窄程度判定狭窄程度如下：0%，无；< 25%，轻度；26–50%：中等；> 50%，严重。管腔内缝线、分泌物和旺盛的肉芽的存在被分类为存在或不存在。

组织病理学评估
安乐死后，解剖气管并从隆突处切除2cm以进行组织病理学分析。将碎片储存在含有 10% 福尔马林的烧瓶中至少 72 小时，然后送去制备载玻片。将固定在福尔马林中的气管节段在逐渐增加的酒精浓度中脱水、透明化并包埋在组织学石蜡中，然后在切片机（Leica型号RM2145）上进行半连续切片，厚度为5μm。制备用苏木精和伊红 (HE) 染色的载玻片，用于在常规光学显微镜下成像。随后，分析图像损伤部位气管粘膜的再生和上皮化情况。

统计分析
使用 R 统计软件（R 统计计算项目，版本 4.2.0）进行统计测试。通过变量分布、Spearman相关检验和Kruskal-Wallis比较检验对临床、气管镜和组织病理学评估参数的变量进行描述性分析。对于比较检验，显着性水平设定为5%。因此，所有获得 p 值低于 5% 的测试都被认为是显着的。

结果
大多数手术兔手术恢复良好，手术部位未出现缝线裂开、皮下气肿、血清肿、手术伤口污染和分泌物等严重改变。最常见的临床症状是气管喘鸣，在 15 天和 30 天组中出现的程度相同（50%），以及咳嗽，主要在 15 天组中出现（50%）。这不会影响动物的质量和生存，动物在呼吸系统没有变化的情况下保持活跃。数据分布呈现在表格1。

 缩略图
表1在修复兔气管部分缺损（ Oryctolagus cuniculus
） 中拍打胸头肌后，各组在7、15、30和60天时的临床、气管镜和组织病理学评估。
在 16 只接受手术的兔子中，只有一只 G60 在手术后 12 天死亡（6%）。该动物表现出严重的呼吸困难、发绀、呈矫形姿势，并且快速进化直至死亡。死后肉眼观察发现有大量浆液分泌，但未见局部体积增大、缝线裂开或气管腔狭窄。

气管镜观察到的主要变化是气管腔内有分泌物、皮瓣上有大量肉芽和局部狭窄。图4）。腔内缝合点的可视化已经以不同的方式被识别。然而，没有出现术后并发症，因为没有兔子出现皮瓣裂开或邻近颈部区域的并发症，包括分泌物或皮下气肿。

图 4
接受肌瓣气管修复的兔子的代表性气管镜图像。（a）来自 7 天组的动物，肌肉瓣上存在旺盛的肉芽（*）并且缝合线可见（箭头）。(b) 15 天组的动物，皮瓣上的纤维蛋白沉积和轻微的分泌物 (*)。注意由于腔内受累而导致的轻度狭窄（箭头）。(c) 30 天组的动物，显示皮瓣愈合良好且无腔内受累 (*)。(d) 60 天组的动物，皮瓣愈合良好 (*)，缝合线可见（箭头）。巴西圣保罗贾博蒂卡巴尔，2021 年。
所有组的动物均观察到管腔内分泌，特别是 15 天组（75%）。它具有粘液样外观，在气管壁和肌瓣上的分布和数量各不相同。7 天组中肌肉组织中普遍存在大量肉芽形成（100%）。作为愈合过程的一个阶段，检查显示皮瓣部位有纤维蛋白沉积。关于气管的管腔内结构损伤，30 天组中有两只 (50%) 动物出现中度狭窄（表格1）。出现气管狭窄的动物没有出现严重的呼吸系统损害。

气管和皮瓣之间的界面区域通过苏木精-伊红（HE）组织学染色和使用传统光学显微镜成像来证明。30 天（75%）和 60 天（100%）后，可以证明动物气管缺损区域完全形成了新的上皮。这覆盖了肌瓣区域的管腔（表格1）。

鉴定出完整的呼吸道粘膜，其由假复层上皮、杯状细胞和纤毛新形成。损伤区域由反应性成纤维细胞形成的未成熟结缔组织的离散增殖和局灶性且离散的单核炎症浸润组成。此外，还存在离散的新生血管形成和被动充血的区域。该部位无严重坏死，溶液连续性。这表明最后一个气管环和窄头肌之间有良好的整合（图5）。

图5
兔最后一个气管环与胸头肌皮瓣之间界面区域的苏木精-伊红彩色显微照片代表30天后缺损的修复。(a)最后一个气管环的透明软骨的纵向截面 (*)。正常呼吸道粘膜（箭头）。向内生长，典型的皮瓣区域上的气管呼吸道粘膜（箭头）。(b)缺损过渡区域的纵向截面和皮瓣植入。胸头肌的肌纤维 (*)。(c)炎症区域由成纤维细胞形成的结缔组织的离散特定点定位，存在新血管形成以及离散的局灶性和单核炎症浸润。（d）新的受控假复层上皮、纤毛和杯状细胞的生长（箭头）。
如图所示表2，Kruskal-Wallis'检验仅对于气管粘膜的旺盛肉芽(0.016*)和上皮化(0.002*)的变量显示显着的p值。可以说，随着评价天数的增加，肉芽组织消退和上皮化再生的愈合过程存在显着差异。

 缩略图
表 2
Kruskal-Wallis 比较检验，用于确定分析变量与评估期（以天（组）为单位）之间的显着性水平。
不同评估变量之间的相关性，使用Spearman检验表明，气管粘膜上皮化变量在第7天和第15天的旺盛肉芽之间呈现合理的负相关（图6）。也就是说，当存在旺盛的肉芽时，气管粘膜的上皮化往往不存在。然而，上皮化在 30 天时显示出相当的正相关性，在 60 天时显示出很强的正相关性。随着时间的推移，气管粘膜的上皮化往往会发生。当涉及其他变量时，相关性要么很弱，要么为零。

30 天内，狭窄变量与气管喘鸣和肉芽增生呈合理的正相关。因此，当存在这些变量时，往往会发生狭窄。7 天时显示出合理的负相关性；也就是说，在此评估期间，狭窄变量往往不存在。对于其他变量，相关性要么很弱，要么为零（图6）。

图6
气管喘鸣、咳嗽、分泌物、气管粘膜肉芽增生、狭窄和上皮化变量及其各自的7、15、30和60天组之间的Spearman相关分析。
在 15 天期间，分泌物与气管喘鸣呈合理的正相关，与咳嗽呈强烈的正相关。也就是说，当存在这些变量时，往往会出现分泌。然而，第 7 天时与咳嗽存在合理的负相关。因此，在最初评估期间没有出现咳嗽。对于其他变量，相关性要么为零，要么很弱（图6）。

讨论
胸头肌的主要功能是头颈部的偏侧化和屈曲。通过肌肉的单侧收缩和双侧收缩来实现侧化。它还可以帮助下颌起源的物种张开嘴12。手术后，评估兔子在笼子里的活动以及对食物和水摄入的担忧。所有这些参数均正常。因此，通过推进和双边缝合腹部来使用胸头肌被证明在不影响头部和颈部运动的情况下是有效的。

咳嗽是呼吸道的一项重要生理功能，其主要作用是清除和排出不需要或有害的颗粒，例如异物、细胞碎片和粘液13。在表现出咳嗽临床症状的动物中，通过气管镜检查发现，所有动物都有不同量的粘液分泌物。这表明尝试消除它并保留气道。喘鸣的特征是由于气道阻塞而出现同步呼吸噪音，影响了空气的正常流动。阻塞过程包括粘液、异物、塌陷和气管狭窄的存在2。被确定为中度气管狭窄的动物在临床评估中表现出气管喘鸣，这与干扰正常气流通畅的阻塞方面一致。

气管镜检查可以直接目视检查气管，评估气管塌陷、管腔狭窄以及炎症和感染过程。除了肿瘤参与之外，这些在分泌物和粘膜组织损伤的存在中也很明显8,14。受伤后，组织修复通过刺激受伤区域的局部细胞开始。纤维蛋白的产生除了促进对伤口的粘附外，还刺激白细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和成纤维细胞等防御细胞的迁移，这些细胞对于局部胶原沉积很重要15。受伤区域成熟的愈合过程导致组织边缘收缩，从而引起中空器官的回缩和随之而来的管腔内减少16。这些信息证明了气管镜检查发现的旺盛的肉芽和狭窄是合理的，并且与愈合的阶段和生理过程相一致。

气管缺损的修复是保持器官生物力学和通过呼吸过程中施加的不同压力维持气流的重要特征。事实证明，使用同源肌肉移植物或三维制造假体在植入部位是有效的，可以支持气管内压力并防止器官塌陷16,17 号。通过气管镜检查，可以观察到手术动物的气管狭窄率较低，即使存在，它们在评估时间内也没有表现出呼吸功能或生存的严重损害。这证实了之前关于维持生物力学特性的研究。

最近的研究强调了使用生物相容性材料在三维空间打印的假体在气管缺损重建中的应用。这些使得生物整合和生物力学功能与器官兼容。荣格等人。17 号使用三维聚氨酯假体评估了气管部分缺损的重建，发现植入 60 天后，假体上形成了具有立方上皮、纤毛和杯状细胞的功能齐全的呼吸道粘膜17 号。在本研究中，经过 30 天的评估后，可以证明肌瓣上形成了新的呼吸道粘膜。据推测，意味着胸头肌愈合过程的条件会导致比使用假肢更快的局部再生过程。

局部血运重建对于气管组织再生是必要的。Delaere 和 Raemdonck 进行的研究18研究表明，通过将气管包裹在血管化良好的肌肉筋膜瓣上，可以实现显着的血运重建，这是通过剩余受体血管的毛细血管芽快速生长，与肌肉段的供体血管结合而实现的。因此，在组织瓣和气管外膜之间发生直接血管吻合。

同源肌肉移植物也已用于狗的气管修复，效果良好。然而，在这些病例中，组织学分析显示移植物的肌纤维逐渐被成熟的纤维结缔组织取代，并且局部血管化较少。这可能是因为它是一个没有适当灌溉的免费部分16。据估计，对肌瓣进行适当的冲洗意味着局部愈合和再生过程有更好的条件。正如组织学切片中所见，除了更大的血管化之外，完整的肌纤维的存在和结缔组织的谨慎增殖也证明了这一点。

气道粘膜具有较高的增殖能力，在浅表损伤后不断自我更新，其再生发生在基底膜之上。如果干细胞没有受到损害，这种情况就会继续下去。然而，在粘膜下层受损的严重损伤中，组织修复是通过胶原蛋白沉积和愈合来实现的18。然而，应该进行进一步的分析来研究上皮化过程中上皮基底细胞从伤口边缘迁移到与植入组织末端接触的再生过程。

结论
作为实验模型，使用胸头肌修复兔子的部分气管缺损是令人满意的，因为该肌肉的解剖学可用性、其自身的血管支持和结构维护，而不会损害或严重改变呼吸系统。此外，它还允许上皮从植入的组织床再生，这一过程对于呼吸道粘膜的生理维持非常重要。