ARTERÝYEL PEDÝKÜLDEKÝ KISMÝ DARALMANIN TOPLAM FLEP KAN AKIMI VE DOKU PERFÜZYONU ÜZERÝNE ETKÝSÝ Dilek BAÐDATLI, Sebat KARAMÜRSEL, Mustafa DEVECÝ, Selçuk SÜRÜCÜ, Zühtü DEMÝR, Selim ÇELEBÝOÐLU SSK Ankara Eðitim Hastanesi, Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi Kliniði, Gülhane Askeri Týp Akademisi Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi Anabilim Dalý, Hacettepe Üniversitesi Týp Fakültesi Anatomi Anabilim Dalý, Ankara ÖZET Bir ada flebinin veya serbest flebin yaþayabilirliði öncelikle arteriyel kan akýmýna baðlýdýr. Büyük oranda azalmýþ veya tamamen durmuþ bir akým, flep üzerinde hayati bir etkiye sahiptir, fakat kýsmen azalmýþ bir akýmýn etkileri açýkça ortaya konulmamýþtýr. Bir ada flebinin arteriyel pedikülündeki kýsmi daralmanýn, toplam kan akým miktarýný azaltarak iskemiye neden olabileceði hipotezinden yola çýktýðýmýz çalýþmamýzda; erkek sýçanlarda, iki taraflý arka bacak kompozit flepleri, sadece femoral arter ve femoral ven intakt kalacak þekilde kaldýrýldý. Bir tarafta ( deney tarafý) femoral arter ( arteriyel pedikül), rijid bir metal halka ile lümeni %50 daraltacak þekilde eksternal olarak daraltýldý. Kan akým miktarlarý, elektromanyetik akým ölçer aracýlýðý ile akut dönemde ve 72. saatte ölçüldü. Diðer tarafta ( kontrol tarafý), kan akým miktarlarý arteriyel daraltma yapýlmaksýzýn kaydedildi. Histolojik deðiþiklikler; 72. saatte ýþýk mikroskopisi ve elektron mikroskopisi aracýlýðý ile incelendi. Deney tarafýnda, arteriyel kan akýmý akut dönemde ve 72. saatte daha düþük bulundu (p<0.001). Iþýk ve elektron mikroskobik incelemeler sonucunda kas dokusunda izole alanlar halinde iskemik deðiþiklikler saptandý. Sonuç olarak, bir ada flebinin arteriyel pedikülündeki daralma, akut ve kýsa dönemde, toplam kan akým miktarýný azaltarak iskemiye yol açmaktadýr. Anahtar Kelimeler: Flep kan akýmý, kýsmi iskemi SUMMARY The Effects of Moderate Narrowing of the Arterial Pedicle on Total Flap Blood Flow and Tissue Perfusion The viability of an island or a free flap is primarily dependent on arterial blood flow. Intensely decreased or totally ceased flow has a deleterious effect on flaps but the effects of moderately diminished flow is not clearly documented. We proposed a hypothesis that moderate constriction of an arterial pedicle of an island flap may decrease total blood flow and cause ischemia. We elevated bilaterally hind limb composite flaps with only femoral artery and femoral vein remaining intact in male rats. On one side (experimental side) femoral artery (arterial pedicle) was externally constricted with a rigid metal ring, 50 % narrowing the lumen. Blood flow rates were measured by means of an electromagnetic flowmeter at immediate and 72 nd hours. On the other side (control side ) blood flow rates were recorded without narrowing the artery. Histological changes were examined at 72 nd hour by means of light and electron microscopy. Arterial blood flow was lower in experimental side at immediate and 72 nd hours (p<0.001). Light and electron microscopy revealed patchy ischemic changes as islands in muscle tissue. In conclusion, short and intermediate term narrowing of the arterial pedicle of an island flap lowers the total amount of blood flow, causing ischemia. Key Words: Flap blood flow, partial ischemia GÝRÝÞ Mikrovasküler serbest doku aktarýmý, Taylor ve Daniel in ilk serbest flep prosedürünü uygulamasýndan bu yana popülarite kazanmýþtýr 1. Serbest doku aktarýmýnýn geniþ uygulaným alaný bulmasý ile, flep iskemisi konusu gündeme gelmiþtir. Doku iskemisini önlemek için, çeþitli mekanizmalar aracýlýðý ile serbest flep toplam kan akým miktarý regüle edilebilir. 2,3,4 Bir serbest flep baþlýca anastomoz hattýndan geçen arteriyel kan akýmýna baðýmlý olduðu için, anastomoz hattýnýn kesit 130 alaný kýsmen de olsa toplam kan akým miktarýný belirleyebilir. Yani, kýsmi trombüs veya bir teknik hata sonucunda kýsmen daralmýþ bir anastomoz, toplam kan akým miktarýný azaltabilir. Bu hipotezden yola çýkarak, sýçan arka bacak kompozit doku flep modelinde 5, kýsmen daraltýlmýþ femoral arterdeki kan akým miktarý, daraltma öncesinde ve sonrasýnda ölçüldü ve iskemik deðiþiklikleri saptamak üzere kas dokusu mikroskobik olarak incelendi. Geliþ Tarihi : 12.12.2004 Kabul Tarihi : 01.03.2005
Türk Plast Rekonstr Est Cer Derg (2005) Cilt:13, Sayý:2 Þekil 1: Ýki taraflý hind limb flep, sadece femoral arter ve femoral ven intakt kalacak þekilde hazýrlandý. Þekil 2: Femoral arter kan akýmý, femoral arter etrafýna elektromanyetik flowmetre probu yerleþtirilerek ölçüldü. A B Þekil 3A, B: C þeklinde metal halkanýn arterin etrafýna yerleþtirilmesi ve arterin kýsmi olarak daraltýlmasýnýn görünümü. GEREÇ ve YÖNTEM Çalýþmada, 200-250 gram aðýrlýðýnda 28 adet, Wistar erkek albino sýçan kullanýldý. Ketamin (75mg/ kg) ve Xylazine (10 mg/mlt) kombinasyonu ile anestezi gerçekleþtirildikten sonra, sýçanlar supine pozisyonda hazýrlandý ve her iki inguinal bölgesi traþlandý. Sýçanýn her iki tarafýnda, inguinal crease distalinden çepeçevre insizyon yapýldý ve femoral arter ve ven iskeletize edildi (Þekil 1). Femoral sinir, siyatik sinir ve tüm uyluk kaslarý femur periostu da dahil olmak üzere uyluk orta bölgesinden transekte edildi. Tüm yumuþak dokular, insizyon hattýndan proksimal ve distale uzaklaþtýrýldý. Femur osteotomi yapýlmaksýzýn koterize edilerek intramedüller dolaþým kesildi. Böylece sonrasýnda kemik fiksasyonu gerekmedi. Femoral arter penröz dren ile, femoral ven ve diðer yapýlardan izole edildi ve spazmý çözmek için, 15 dakika aralýklarla %2 lik Prilokain HCl damlatýldý. Femoral arter kan akýmý, 1,5 mm çapýnda elektromanyetik akým ölçer probu ile ölçüldü (Nihon Kohde Electromagnetic Blood Flowmeter MFV-3200). Prob, sýçanýn deney tarafýnda, femoral arterin altýna ve etrafýna yerleþtirildi (Þekil 2) ve 15 dakika, akým ölçümlerinin stabilizasyonu için beklenildi. 5 dakika süre ile birbirini takip eden 10 ölçüm mlt/dk cinsinden kaydedildi. Daha sonra, iç çapý, femoral arter dýþ çapýnýn yaklaþýk %75 i olan C þeklinde metal bir halka, arterin etrafýna yerleþtirildi ve arteri sirküler þekilde daraltmasý için nazikçe basý uygulandý (Þekil 3A,B). Elektromanyetik akým ölçer probu, halkanýn distaline yerleþtirildi ve daha önce açýklandýðý üzere ölçümler kaydedildi. Deðerlerin ortalamasý hesaplandý ve metal halka ile daraltma öncesi ve sonrasý olarak kaydedildi. Kontrol tarafýnda da arka bacak kompozit flebi hazýrlandý ve kan akým ölçümleri daha önce belirtildiði þekilde, deney tarafý ile eþ zamanlý olarak kaydedildi. Sonuçlarý etkileyebilecek bir faktör olarak, anatomik farklýlýklarý elimine etmek amacý ile, bir sonraki sýçanýn deney ve kontrol tarafý bir öncekine göre deðiþtirilerek deneye devam edildi. 131
Tablo 1. Daraltma öncesi ve sonrasý, kontrol ve deney tarafý femoral arterlerdeki kan akým miktarlarý. Veriler, ortalama ± standart sapma olarak sunulmuþtur. Kan Akým Miktarý (mlt/dk) Kontrol Deney Tarafý Tarafý Daraltma öncesi 3.29±0.91 3.27±1.01 Daraltma sonrasý akut dönem 3.19±0.88 1.68±0.51 Daraltma sonrasý 72. saat 3.23±0.76 1.88±0.72 Ölçümler tamamlandýktan sonra, kaslar ve cilt kapatýldý ve sýçanlar, 21 C sýcaklýk ve %30-70 oranýnda nemli ortamda, 12 saat karanlýk 12 saat ýþýk döngüsü altýnda tutuldu. 72. saatte sýçanlara tekrar anestezi uygulandý, ve deney ve kontrol tarafý femoral arterler eksplore edildi. Sekiz sýçanda arteriyel trombüs ve bacakta nekroz gözlendi ve bu sýçanlar çalýþmaya dahil edilmedi. Saðlýklý bacaklarda kan akým ölçümleri uygulandý ve kaydedildi. Histolojik inceleme amacý ile, her iki taraftan soleus kasýnýn bir segmenti eksize edildi. BULGULAR Deney tarafýnda, arteriyel daraltma öncesinde, akým 3,29 mlt/dk idi ve daraltma sonrasý akut dönemde ve 72.saatte sýrasý ile, 1,68 mlt/dk ve 1,88 mlt/dk ye azaldý (Tablo 1). Sonuçlar istatistiksel olarak deðerlendirildiðinde, aradaki fark anlamlý bulundu (ANOVA, p< 0,001). Arteriyel daraltma sonrasýnda akut dönem ve 72. saatteki akým miktarlarý karþýlaþtýrýldýðýnda (sýrasý ile 1,68 mlt/dk ve 1,88 mlt/dk), istatistiksel olarak anlamlý bir fark saptanmadý (ANOVA, p>0,005). Daraltma öncesinde, deney ve kontrol taraflarý arasýnda, kan akým miktarlarý açýsýndan, istatistiksel olarak anlamlý bir fark saptanmadý (ANOVA, P>0,005). Kaslar ve yumuþak dokular, 72. saatte makroskopik olarak canlý idi. 72.saatte soleus kasýndan alýnan doku örnekleri, ýþýk mikroskobik ve elektron mikroskobik incelemeye alýndý. Kontrol tarafýnda normal kas yapýsý izlenirken, deney tarafýnda, vakuoler dejenerasyon ve myofibriler dezoryantasyonun gözlendiði izole alanlar halinde iskemik bölgeler saptandý (Þekil 4,5). TARTIÞMA Bir ada flebinin veya serbest flebin yaþayabilirliði, eðer bir venöz flep deðil ise, öncelikle vasküler pedikülü aracýlýðý ile saðlanan arteriyel kan akýmýna baðlýdýr. Akut dönemde arteriyel anastomozun geçirgenliði hayati öneme sahip iken, flep neovaskülarizasyonu için yeterli bir vasküler yatak saðlayamayacak, radyasyona maruz kalmýþ veya kronik enfekte bir bölgeye aktarýlmasý durumunda, uzun süreli geçirgenlik de önemlidir 6. Böyle durumlarda, flebin arteriyel akýmý, öncelikle, uzun dönemde de önemli olan arteriyel anastomozun Þekil 4: Iþýk mikroskobik incelemede, 72. saatte, myofibriller vakuoler dejenerasyon alanlarý izlenmektedir (Hematoksilen- Eozinx200) Þekil 5: Transmisyon elektron mikroskobik incelemede, 72. saatte, vakuoler dejenerasyon ile birlikte myofibriller dezoryantasyon izlenmektedir (x500) geçirgenliðine baðlýdýr. Flebin yaþamasýný saðlayan minimum akýmýn dakikada, dokunun 100 gramý baþýna birkaç mililitre olduðu düþünülmektedir 7, fakat kýsmen azalmýþ kan akýmýnýn gerçek etkileri açýk deðildir. Serbest flebin akýbeti ile, anastomoz hattýndaki kýsmi daralma, yakýn iliþkili olabilir. Anastomoz hattýndaki daralma ise, sütürlerin damar duvarýndan eþit uzaklýkta geçilmemesi veya diðer bir teknik hata sonucunda ortaya çýkabilir. Arteriyel anastomoz hattýndaki kýsmi daralma, flebin nekrozuna yol açmayabilir, fakat kan akýmýnda azalmaya, dolayýsý ile iskemiye yol açýp açmadýðý açýk deðildir. Nakayama ve arkadaþlarý tarafýndan yapýlan bir çalýþmada, arteriyel pediküldeki ileri derecede daralmanýn, ada flebinin arteriyel akýmýný azalttýðý ileri sürülmüþtür. 8 Silastik tüpler aracýlýðý ile, þiddetli bir arteriyel daralma oluþturulmuþ ve bu müdahale ile, ada flebinin yaþayabilen uzunluðu azalmýþtýr. Çalýþmamýzda, kompozit bir flebin arteriyel pedikülünde, daha önce tanýmlandýðý gibi arteriyel 132
Türk Plast Rekonstr Est Cer Derg (2005) Cilt:13, Sayý:2 lümen, orijinal çapýnýn %50 sine azaltýlarak kýsmi daralma meydana getirilmiþtir. 9 Kompozit doku flebi olarak, ilk kez Shapiro 5 tarafýndan tanýmlanan sýçan arka bacak flep modeli kullanýlmýþtýr. Arteriyel lümeni daraltma öncesinde ve sonrasýnda, ada flebindeki arteriyel kan akýmý ölçülmüþ, ayný zamanda histolojik düzeyde iskemik bir deðiþiklik olup olmadýðý da incelenmiþtir. Flep arteriyel pedikülündeki kýsmi daralmanýn, toplam kan akým miktarýný azalttýðý ve kas dokusunda izole alanlar halinde iskemik deðiþiklere yol açtýðý saptanmýþtýr. Serbest doku aktarýmýndan uzun süre sonra, vasküler pedikülü ayýrmanýn emniyetli olup olmadýðý, bazý klinik durumlarda tartýþmalý olabilir. Fisher ve Wood 10 latissimus dorsi serbest kas flebi kullandýklarý bir olguda, kas aktarýmýndan 7 ay sonra, vasküler pediküle yönelik künt bir travmanýn, flebin tam nekrozuna yol açtýðýný belirtmiþtir. Sadove ve Kanter 11, serbest doku aktarýmýndan 3 ay sonra alýcý yatakta neovaskülarizasyon geliþmediðini göstermiþtir. Machens ve arkadaþlarý 12, klinik ve deneysel çalýþmalarda serbest doku aktarýmýndan 10 yýl sonrasýna dek, flep perfüzyonunun vasküler pedikülü aracýlýðý ile saðlandýðýndan, dolayýsý ile serbest doku aktarýmý sonrasýnda kalýcý flep yaþayabilirliði için intakt vasküler pedikülün öneminden bahsetmiþtir. Fonksiyonel serbest kas transferlerinde, aktarýlan kasýn kontraksiyon gücünü belirlemede aktarým sonrasý yaþayan kas lifi sayýsý önemlidir. Bu durumda, anastomoz hattýndaki kýsmi bir daralma, iskemiye dolayýsý ile kontraksiyon gücünde azalmaya neden olabilir. 13 Bazý durumlarda sadece flebin yaþayabilirliði için deðil, kronik inflamatuar bölgedeki iyileþme sürecini hýzlandýrmak için de zengin bir kan akýmýna ihtiyaç vardýr. Toplam flep kan akým miktarý, dokunun enfeksiyona karþý direncini belirlemede önemli bir faktördür 14, ve bakteriyel proliferasyondan kaçýnmada, kan akýmýný arttýrmak ve devamlýlýðýný saðlamak önemlidir 15. Toplam doku kan akým miktarýný düzenleyen çeþitli fizyolojik mekanizmalar vardýr. Bunlardan biri olan myojenik yanýt, sistemik arteriyel basýnç deðiþiklikleri süresince, sabit kan akýmý ve kapiller hidrostatik basýncýn devam ettirilmesinde temel bir rol oynamaktadýr. 2 Vazoaktif maddelerin konsantrasyon deðiþiklikleri 4 ve arteriyel oksijen basýncý, toplam doku kan akým miktarýný etkileyebilir. 3,16 Bir organa olan kan akýmý, o organýn venöz dönüþündeki obstrüksiyona yanýt olarak azalabilir. 4 Bu mekanizmalarýn tümü, iskemiyi önlemek amacý ile doku kan akýmýnýn düzenlenmesine hizmet eder. Ancak bir serbest flebin arteriyel akýmý, baþlýca uzun dönemde de önemli olabilen arteriyel anastomozun geçirgenliðine baðlýdýr. SONUÇ Bir ada flebinin arteriyel pedikülündeki daralma, akut ve kýsa dönemde, toplam kan akým miktarýný azaltarak iskemiye neden olmaktadýr. Bu çalýþmadan, görülebilir bir flep yetersizliði olmamasýna raðmen, bir serbest flebin iskemik olabileceði sonucuna varýlabilir. Dr. Dilek BAÐDATLI Cumhuriyet Mah. Murat Sok. Soðucak Sitesi G Blok D:2 Ýzmit, KOCAELÝ KAYNAKLAR 1. Taylor GI., Daniel RK. The free flap: composite tissue transfer by vascular anastomosis. Aust N Z J Surg; 43:1-3,1973 2. Koller A, Kaley G. Endothelial regulation of wall shear stress and blood flow in skeletal muscle circulation. Am J Physiol; 260: H862-H868,1991 3. Lindbom L. Microvascular blood flow distribution in skeletal muscle. An intravital misroscopic study in the rabbit. Acta Physiol Scand Suppl; 525:1-40,1983 4. Groebe K. Precapillary servo control of blood pressure and postcapillary adjustment of flow to tissue metabolic status: A new paradigm for local perfusion regulation. Circulation; 94: 1876-1885,1996 5. Shapiro RI, Cerra FB. A model for reimplantation and transplantation of a complex organ: The rat hind limb. J Surg Res; 24:501-506, 1978 6. Clarke HM, Howard CR, Pynn BR, McKee NH. Delayed neovascularization in free skin flap transfer to irradiated beds in rats. Plast. Reconstr. Surg.; 75: 560-564, 1985 7. Goetz RH. The diagnosis and treatment of vascular diseases with special consideration of clinical plethysmography and the surgical physiology of the autonomic nervous system. Br J Surg; 37: 146-149, 1949 8. Nakayama Y, Soeda S. The effects of intense arterial constriction on the survival length of an island flap:an experiment using abdominal flaps in rats. Br J Plast Surg.; 43: 179-182, 1990 9. Tannier C, Heinrich JM, Bentzinger C, Feuerstein J. Diagnosis of moderate stenosis of the origin of the internal carotid artery using the continuous emission Doppler technique: Semeiologic study. Rev Electroencephalogr Neurophysiol Clin; 14:157-160, 1984 10. Fisher J, Wood MB. Late necrosis of latissimus dorsi free flap. Case report. Plast Reconstr Surg; 74:274-281, 1984 11. Sadove RC, Kanter MJ. Absent neovascularisation in a lower extremity free flap: A case report. J Reconstr Microsurg.;9:5-9, 1993 12. Machens HG, Pallua N, Pasel J, Mailaender P, Liebau J, Berger A. Persistance of pedicle blood flow up to 10 years after free musculocutaneous tissue transfer. Plast Reconstr Surg.; 101: 719-726, 1998 13. Manktelow RT. Functioning muscle transfer for reconstruction of the hand. McCarthy JG(ed), May JW(ed), Littler JW(ed). Plastic Surgery. Philadelphia, W.B. Saunders Company, 4966-4976,1990. 133
14. Feng LJ, Price D, Mathes SJ, Hohn D. Dynamic properties of blood flow and leukocyte mobilization in infected flaps World J Surg; 14: 796-803, 1990 15. Pearl RM, Arnstein D. Avascular approach to the prevention of infection. Ann Plas. Surg.; 14: 443-450, 1985 16. Kunert MP, Liard JF, Abraham DJ, Lombard JH. Low affinity hemoglobin increases tissue PCO 2 and decreases arteriolar diameter and flow in the rat cremaster muscle. Microvasc Res.; 52:56-58, 1996. 134