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机械缝合技术的应用是外科手术学的一大飞跃。它大大缩短了手术时间，简化了手术操作，减少了术中组织损伤出血和手术感染机会，加快了组织器官功能的恢复，从而缩短了住院时间，为高难度手术，新手术及微创手术提供了必要的条件，使一些在通常条件下不能实施的手术得以进行。
一 缝合器的发展历史
公元前14世纪，阿拉伯医生Albucasis用巨蚁缝合伤口，将巨蚁放在对合好的伤口边缘，使巨蚁咬住伤口，然后去除巨蚁的身体，留下头部，使伤口缝合，可以说这是最早的缝合器。1908年，第一部具有现代意义的缝合器由匈牙利医师Humer Hultl发明，它由各种金属部件组装而成，重达8磅，装配费时达2小时，但其双排缝合钉遵循的“B”原则与现代缝合器相同。
1940年以后，前苏联的实验外科器械研究所对缝合器进行了系统的研究，并在此领域处于领先水平。1951年该研究所研制出第一把血管缝合器，其后，相继推出各种类型的外科缝合器，如支气管缝合器、胃肠吻合器等，这些缝合器均应用于临床并取得良好效果。但这些缝合器仍然显得笨重，装配费时。
1958年美国学者Raitch在前苏联实验外科器械研究所参观后，将缝合器技术引进美国。1967年，美国外科公司Auto Suture的创始人Locn Hirsch以及他的工程师们根本解决了装配缝钉费时的问题，生产出一种可以方便应用于临床手术的吻合器——TA 。它是具有双排缝钉的缝合器，通常用于肺实质、胃或肠的外翻缝合。TA的成功得益于Locn Hirsch和他的工程师们引进了“钉匣”的概念，将缝钉预先置于钉匣内并将其灭菌，使用时仅需把钉匣插入吻合器内即可，免除了复杂而耗时的装置过程，使吻合器的商业生产和普遍使用成为可能，是机械缝合技术发展史上里程碑式的产品。1968年，美国外科公司又推出了另一个新产品——GIA。GIA具有双组双排缝钉及刀片。在缝合的同时可以进行组织切割，通常用于肺实质、胃肠组织的离断，或胃肠、肠肠的内翻吻合。1978年，美国外科公司又首创了管型端端吻合器，即EEA，它具有双排环形缝钉及刀片，刀片用于吻合时切断缝钉内侧的组织，使之形成端端吻合口，用于不同直径腔道的环状吻合。
与此同时，美国Ethicon公司，也研制和发展了多种缝合器和吻合器，并于1979年生产出第一个—次性使用的吻合器，使吻合器的大批生产和广泛应用又上了一个台阶。此后，各类用于不同组织的缝合器陆续问世，为外科医生们提供了手术用的有力武器。
1987年法国里昂的妇科医生Phililpe~Mouret成功完成了世界上第一例临床腹腔镜胆囊切除术，揭开了微创外科领域的新篇章。此后，美国外科公司，美国Ethicon公司和世界许多缝合器生产公司都全力投入到微创手术器械的研究和发展中，
1990年以后，陆续生产内镜手术使用的钛铗钳，各种缝合器和吻合器，改变了腔镜手术使用困难复杂的缝合结扎方法，大大提高了手术效率，降低手术难度，使腔镜术得以广泛开展。
我国研制缝合器始于1976年。北京、大连等地先后生产出用于消化道吻合的缝合器，但这些器械使用和维护比较复杂，直接影响了推广。1978年上海器械六厂研制成功GF-I型管型吻合器及XF、CF系列产品并在临床上得到广泛应用。近年来临床上使用较多的吻合器还有常州新能源医卫器材总厂生产的GW-1型管型吻合器及其系列。
二 缝合器的基本工作原理
各种缝合器与吻合器的工作原理与订书机相同，故总称为Stapler: 即向组织内击发植入两排互相交错的缝钉对组织进行双排交叉钉缝，缝合严密，防止渗漏; 由于小血管可以从“B”形缝钉的空隙中通过，故不影响缝合部及其远端的血液供应。所有的缝钉为金属钛或钽制成，与手工缝合线相比，组织反应小; 由于缝钉排列整齐，间距相等，缝合松紧度由标尺控制，避免了手工缝合过疏过密和接扎过紧过松，因此保证了组织良好的愈合。
各种缝合器与吻合器为达到B型缝钉的缝合，设计了主要部件有钉钻、钉匣、钉仓、缝钉驱动器，击发手柄，定位针，旋钮及标记尺等。为了切除多余组织，造成圆形端端吻合口和侧侧吻合口，还装备了各种刀具，如环形刀，推刀等。这些部件按一定的操作规程使用，保证组织缝合和吻合口的迅速、准确地完成。具体部件将在各类缝合器中介绍。
与手工缝合相比，机械缝合和吻合具有以下优点:
1.操作简便、迅速，大大地缩短了手术时间;
2.准确、牢固可靠，保持良好血运，组织愈合更加保证，有效防止渗漏，明显减低了吻合口漏的发生率;
3.使术野狭小，部位较深的手工操作困难的缝合和吻合变得容易;
4.将手工操作的开放式缝合或吻合变为密闭式缝合和吻合，使消化道重建及支气管残端闭合时污染手术野的机会减少;
5.可进行交叉重复缝合而避免血供和组织坏死;
6.使腔镜手术(胸腔镜和腹腔镜等)成为可能，如果没有各种腔镜缝合器的应用，电视胸腔镜和腹腔镜外科是不可能开展的。
三 缝合器的分类及简介
目前，临床应用的缝合器种类及品牌繁多。按照使用次数可分为永久使用型和一次性使用型两类。两类缝合器的结构和功能是相同的，但前者用不锈钢金属制成，可高温高压消毒，和一般手术器械一样，可以长期反复使用，每次更换钉匣即可。后者为硬塑料制成，已用环氧乙烷等消毒包装好，使用一次后即可丢弃。
根据结构和功能的不同，可将各种缝合器归类如下:
1. 线性缝合器(Linear Stapler)
这种缝合器可将组织进行直线型缝合。将组织放在钉仓和钉钻之间，安置好定位针，根据组织厚度标尺预定好适合的厚度，扳动击发手柄，缝钉驱动器即将两排交错的缝钉植入组织并弯曲成“B”形，和订书机原理一样，牢固地将两层组织钉合封闭。这种缝合器无切割功能，在松开缝合器前，须沿缝合器鹗嘴边缘，切除多余组织和预计要切除的器官，用碘酒消毒断端后，松开和移去缝合器。这种缝合器虽只有一种功能，但应用较为广泛，主要由于支气管、食管、胃、十二指肠、肠、血管等残端的封闭。血管缝合器安全性要求更高，因此缝钉为三排，且缝钉较细，确保血管断端不会出血。目前临床应用的线性缝合器有上海产的XF型、常州的XF-Ⅰ型、美国Auto Suture公司的TA、PI系列和Ethicon公司的Proximate® TL、TLH、TL，TX系列产品。
2. 环形吻合器(Circular Stapler)
用于各种腔道的吻合，可以在腔道组织内击入两排环形交叉排列的缝钉，使两层腔道组织缝合在一起，内置的环形刀立即切除多余的组织，形成圆形吻合口，完成腔道的吻合。目前主要用于食管、胃、肠等消化道端端吻合、端侧吻合等。根据不同手术部位的需要，又分为直型、弯型，可曲型等不同亚型。每型又有大小不同的规格以适应不同口径的消化道。
目前，国产环形吻合器有上海手术器械六厂生产的GF-I型和常州新能源医工器材总厂生产的WF-I型吻合器。美国产品有美国外科公司生产的Auto Suture EEA系列和美国强生生产的Ethicon Proximate® CDH.和SDH系列产品。
3. 线性切割缝合器(Linear Cutter)也称侧侧吻合器(Side To Side Stapler)
这种缝合器可以同时在组织的两侧各击入两排)共4排(直线，交叉排列的缝钉，然后用推刀在两侧已缝合好的组织之间进行切割离断。目前临床广泛应用这种缝合器进行胃、空肠侧侧吻合，肠—肠侧侧吻合，胃管的制作，不全肺裂离断，肺部分切除等手术。
临床应用较多的产品有上海手术器械六厂生产的GF-I型，美国Auto Suture公司生产的GIA和ILA系列、美国Ethicon公司生产的TLC、TC、TTH及TL4，T4T等产品。
4. 荷包缝合器(Purse-string Deice)
主要应用于食管、胃肠外科，有节省手术时间、针距和深度均匀、缝合规范可靠等优点，常与管型吻合器配合使用(图8)。尤其在消化道两端行手术时，术野狭窄，徒手荷包缝合费时困难，使用荷包器在一定程度上可以克服上述困难。荷包缝合器由上下两个叶片组成，叶片上均有相对应的带孔凹凸齿槽，钳夹组织时，组织嵌入齿槽内，当用带线直针穿过齿槽孔时便自动做好荷包缝合。目前临床上使用的荷包缝合器分可重复使用的和一次性使用的两种，永久使用型有美国Ethicon公司生产的EH40荷包缝合器，为金属制品。
5. 皮肤筋膜缝合器(Skin and Fascic Stapler)
用于较长的皮肤切口缝合，使用操作方便、速度快、组织反应轻，愈合美观。规格品种很多，国内生产的皮肤缝合器有深圳科布公司和湖北天汇公司的产品，美国Ethicon公司的产品使用也较多，如PTW系列并备有拆钉器PSX，待伤口愈合后拆除缝钉。美国Auto Suture皮肤、皮下、筋膜缝合器系列产品。
6. (胸腹)腔镜专用缝合器
内(胸腹)腔镜专用缝合器，即各种腔内切割缝合器。这类缝合器共有6排缝钉，钉匣中有全新刀片，在钉合的同时刀片从中间切开组织，使两边各3排缝钉完成缝合、止血等功能，国内目前临床应用的均为进口产品，如Ethicon公司的ELC系列，EZ35W用于血管组织，EZ24B用于一般组织，EZ45G用于厚组织。Auto Suture的产品有Endo GIA系列及Endo TA系列。
一 机械缝合技术的基本操作
传统的外科手术技术包括切割、分离、结扎、止血、缝合，最终达到对器官病变的切除和器官的重建。机械缝合可以替代传统的手术技术，通过三项基本操作实现病变器官的切除和重建。
1. 离断(Transection)
即利用线性缝合器将器官距病变一定距离进行缝合，包括实质性器官和腔道器官、血管等，然后离断切除病变器官，或利用线性切割缝合器一次完成缝合和离断。实例如: 甲状腺腺叶切除术、肺叶切除术、肺楔型切除术、结肠离断，胃离断等。
2. 缝合(Stapling)
即将需缝合的组织对合，用线性缝合器钉缝，例如在幽门处纵切横缝，完成幽门成形术。
3. 吻合(Anastomosis)
用环形吻合器，可以十分便利地将腔道器官如食管、胃、小肠、结肠进行端端吻合，端侧吻合。应用切割缝合器进行胃肠侧侧吻合。例如直肠结肠端端吻合术，食管胃端侧吻合术及胃空肠侧侧吻合术等。
二 机械缝合技术的应用
1. 胸外科手术
食管癌和贲门癌手术中常用的缝合器为环形吻合器、线性缝合器、荷包缝合器和线性切割缝合器等。过去，手工行胸内主动脉弓上食管胃吻合术，由于位置较深，吻合费时，困难，术后最严重的合并症为吻合口瘘。手工吻合技术，虽经数十年改进，但仍未根本上解决吻合口瘘的问题，消化道吻合器问世及推广后，使食管胃吻合操作简化、省时、安全，可靠，吻合口瘘的合并症显著下降。目前机械吻合已成为绝大多数食管癌手术的主要手段。据解放军总医院报道，1980年以前，手工胸内食管胃吻合的吻合瘘发生率为5.6%，而1980年~ 2002年，使用吻合器进行胸内食管胃吻合2930例吻合口瘘发生率为0.39%。我院1995~2002年，424例机械吻合的病例中吻合口瘘发生率为0.47%。另外，机械吻合也使颈部食管胃吻合操作便利、安全，可靠，减轻了手术创伤，缩短了手术时间。
在食管和贲门手术中，荷包缝合器作为消化道吻合的辅助器械，十分便利; 线性缝合器主要用于贲门和胃残端的关闭，食管憩室的切除缝合; 线性缝合器主要用于胃残端的关闭，胃管的制作和空肠代胃的空肠—空肠侧侧吻合等。这些器械的使用，不但能缩短手术时间，减少合并症，还能减少医生经验和人为因素的影响，使手术操作更加规范化和标准化。
在肺手术中主要应用的是线性缝合器和线性切割缝合器。在肺血管的处理中，应用直线形缝合器方便可靠，特别是在血管长度较短，不能应用常规结扎和贯穿结扎时，更显示机械缝合的优越性，甚至可应用缝合器安全地切除部分左心房。在支气管缝合时应用线性缝合器避免了过去常规手工缝合的各种缺点如:
(1)支气管残端缝线针距不等，结扎松紧不一，易致组织坏死，形成支气管瘘的可能;
(2)缝线的组织反应大，造成支气管残端炎症，病人术后长期咳嗽;
(3)缝合时管腔开放，而导致胸腔污染;
(4)支气管断端出血流入余肺，影响气体交换等。
应用线性切割缝合器处理不全肺裂，可大大缩短时间，减少出血、漏气，特别是进行弥漫性肺气肿的肺减容术，应用效果更加优越。应用线性缝合器还可帮助医生完成严重粘连，需要大块结扎肺组织的困难型手术。
2. 普通外科手术
线性缝合器用于甲状腺叶切除，显著地缩短了甲状腺组织断面止血缝合的时间，简化了操作。
消化道外科手术中，常应用的缝合器有环形吻合器、线性缝合器、荷包缝合器，线性切割缝合器等。机械缝合技术的应用，使消化道切除和重建手术变得简单、省时、规范及标准化，使一些位置深、操作困难的手术，如低位直肠切除、直结肠吻合术变得容易、安全，可靠。使多个吻合口、复杂手术也变得容易进行，如胰十二指肠根治手术，结肠代胃，结肠代食管等手术。
3. 其他手术
在血管手术中，对于大血管离断断端的封闭，应用线性血管缝合器，多排缝钉缝合安全可靠，可以承受较高的压力，缝钉针眼不漏血，十分方便。对于小血管目前广泛地应用钛夹钳代替了结扎止血、省时，可靠，组织反应轻。近来推出的小血管吻合钳，可在冠脉搭桥时，进行血管桥与升主动脉的端侧吻合，缝合简便、安全可靠，大大缩短了手术时间。心脏移植和心肺移植手术时，应用线性缝合器进行各大血管断端的封闭，省时安全可靠。
在妇产科，矫形外科也广泛地应用了缝合器，在此不再一一赘述。
三 机械缝合的注意事项
各种缝合器从整体上讲，简单易行，安全可靠，但若使用不当，也会导致手术失败，危及病人健康。为了充分发挥机械缝合的优势，必须牢记下列事项:
1.根据所拟定的手术种类和操作步骤以及术中具体解剖生理情况，选择适当的缝合器。
2.外科医师应掌握缝合器的基本工作原理，熟悉各类各型缝合器的结构性能，掌握其正确的操作方法，严格遵守其操作规程。
3.使用前仔细检查缝合器是否完好无损，有无缝钉缺失及部件遗漏，如有问题应更换完好的缝合器。
4.对缝合的器官要有适当的解剖准备，充分游离，达到可放置缝合器部件的基本要求，以免对周围器官组织造成损伤或缝合。
5.缝合器使用完毕，撤出解剖部位后，应仔细检查被缝合的器官组织，有无遗漏、出血和不应有的损害，确定缝合效果满意。如不满意，应作适当处理。
6.对可能出现的缝合器故障和意外情况应有充分的估计，并对需采用的补救措施有充分的准备。
四 展望
机械缝合技术的出现和推广，是外科手术学的一大飞跃，它不但大大简化了手术操作，减少了术后合并症，提高了手术的安全性，并促进了外科手术向微创化和自动化发展。缝合器的发展必将更加微形化和多功能化，向机器人的方向发展。
目前，经由电视胸腔镜和腹腔镜应用各种腔镜缝合器进行的手术只是初步意义上的微创手术。要达到真正意义上的微创，必须将机器人技术引入外科，直至纳米机器人来治疗外科疾病。
近年来，先进的医用机器人技术已渗透到外科领域。这项技术在外科领域中的应用不仅将为手术精确定位、手术最小损伤及手术质量等方面带来一系列的变革，而且将改变传统外科的许多概念，对新一代机器人化的手术设备开发与制造、医学教学与研究、对临床或家庭护理及康复等方面都有十分重要的意义。
纳米机器人是用特制细微的纳米材料制成，能进入人体的血管、心脏、气管、支气管、肺、食管、胃肠及胸腔、腹腔等体腔，完成疾病的诊断和治疗工作。