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从一枚夹子到一条“拉链”:内镜缝合20年,给消化器械创新什么启示?

2026-10-28 作者:论坛报小塔资讯
原创


中国医学论坛报创新转化专家组第一篇专家经验分享文章,为大家带来王东教授《消化内镜缝合方法20年演进!消化道创面缝合技术的应用与进展》。

为什么从“缝合”讲起?因为消化内镜要成为一门真正成熟的学科,不能只会“切”,还要能可靠、快速地“缝”。缝合跟不上,内镜治疗的适用范围就会受限;器械创新跟不上,临床金点就很难真正实现转化。

20年来,内镜缝合从止血夹时代一路演进:TAS、OTSC、尼龙圈套荷包、金属夹联合尼龙绳、防滑夹、三臂夹、Apollo OverStitch、内镜下手工缝合、气囊辅助闭合,再到本土创新的带线缝合夹、倒刺线“拉链式”缝合和苍耳启发的鱼钩夹……这条演进脉络,正是一部“从临床难题出发”的器械创新史。




一、缝合,为什么是消化内镜的“基础课”?


消化内镜近 20 年来发展迅速,已从单纯的诊断学科成长为诊断与治疗并重的独立学科。它的优势在于能够沿着人体的自然腔道抵达病灶附近,用最短的手术通路完成诊断和治疗,对正常组织的损伤最小。与之相比,外科手术往往需切开正常组织以显露病灶,腹腔镜手术亦需穿透腹壁,二者创伤均相对较大。然而,作为一门独立学科,消化内镜必须具备完整的技术体系,即无菌、分离、显露、切除、缝合。消化内镜学与外科学在这些基础技术上是“和而不同”的,目标一致,路径不同;若创面闭合全程依赖外科兜底,消化内镜就很难称得上是一门成熟的学科。

在这些基础技术中,缝合的位置比较特殊。只有能够可靠、快速地闭合创面,内镜医生才敢放心地实施切除;缝合跟不上,内镜治疗的适用范围就会受到限制。既往消化道穿孔曾是内镜医生的“噩梦”,至今仍存诸多待解难题。消化内镜面临三大天然难题:器械通道细长,直径仅数毫米,长度常逾 1 米甚至 2 米;长距离操作,力矩传导衰减,精细动作很难做到位;内镜医生只能单手操作,用一根内镜完成复杂操作,这与外科双手操作的传统完全不同,却恰是软式内镜的现状。上述三点,决定了内镜下缝合必须走一条和外科不一样的路。



二、止血夹时代的两条基本原则


内镜下创面闭合至今使用最广泛的仍是金属止血夹。要用好止血夹,必须守住两条原则。第一条,止血夹应尽量与切口垂直。这是几何上的前提,角度一旦偏斜,闭合力量分布不均,失败的概率就会明显上升。第二条,闭合过程中两侧组织不可滑脱。夹臂必须牢靠钩持组织,任一侧滑脱则整个闭合就失败了。

上述原则看似简单,然影响闭合效果的因素非常复杂:切口大小、张力、管壁厚度、操作空间(如十二指肠球部、十二指肠上角等位置操作困难),以及闭合方式、内镜技术、术者心态等。

有观点主张“增大止血夹尺寸”以解决闭合难题,但这条路在临床上并不可行。消化道各部位管壁厚度差异很大;且大尺寸夹子在食管、结肠等狭小腔道内难以充分张开与调整方向。单纯加大止血夹尺寸并非可行的方式,真正的突破须从结构与机械原理层面谋求。



三、缝合方法的二十年演进:从“能闭合”到“更好闭合”


近 20 年来,围绕消化内镜下缝合,文献报道方案众多,以下按演进脉络逐一介绍。




1. 黏膜下隧道法与TAS系统的早期探索




早期做经自然腔道内镜手术(NOTES)时,如何完全闭合切口是重要难题。黏膜下隧道法是为解决切口闭合难题而提出的早期方案。当时仅有一次性止血夹,尚不能反复开闭,方法学研究很多是围绕“避免 NOTES 术中切口闭合不全”展开。其后该思路于 STER、POEM等手术中得以应用。


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图1 黏膜下隧道法操作示意图


TAS 系统(Tissue Apposition System)为同期代表装置:以缝线前端连接金属短棒,借穿刺针穿透黏膜与肠壁,再将金属短棒经针腔推出、横向卡位以完成闭合。其优点是普通内镜可用、无须更换内镜;缺点亦较明显——穿孔时视野不佳、漏气;穿刺可损伤壁外结构(文献曾报道肝脏损伤);仅对黏膜层施加压力,对浆膜层无压力作用,非全层闭合。该系统目前基本已退出临床应用。


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图2 TAS系统:组织对合装置





2. OTSC——疗效确切而代价较高




OTSC(Over-The-Scope Clip)为公认效果较好的方案。其通过帽状金属夹,从内镜外侧释放,操作准确、闭合效果好。但是亦有一些弊端:须更换内镜、插入性差、损伤较大、闭合准确性也并非完美,加之费用较高,限制了其普及。


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图3 OTSC帽状金属夹





3. 尼龙圈套荷包缝合法及其倒夹难题




尼龙圈套荷包缝合法为临床常用方案:以止血夹将尼龙圈套固定于创面四周,再收紧完成荷包。其原理成熟、操作相对简单、闭合效果佳;缺点同样突出,即最好使用双管道内镜;倒夹现象难以避免(夹子须逐枚反向置入),整体操作时间偏长。




4. 金属夹缝合联合尼龙绳加固法




相较于“标准版”荷包,金属夹缝合联合尼龙绳加固法临床应用反而更为广泛。其原因在于:大切口以6枚金属夹先行缝合,难免个别夹子闭合不到位(部分仅闭合切缘一侧),最终以尼龙圈套收紧兜拉,往往可弥补差异、获得稳定闭合。此种操作更加契合临床实际。




5. 防滑止血夹及其适用部位




胃、食管大切口夹闭时,滑动是失败的最常见原因。防滑止血夹设计颇具巧思:于切口一侧作仅达肌层的浅切口,将止血夹夹瓣嵌入其中,收缩时夹瓣为组织所卡、得以防止滑动。此法适用于胃窦(壁厚且易操作),对食管则适用性有限。




6. 三臂夹的优势与质量瓶颈




三臂夹由两个对称的外侧夹臂与一个可活动的内侧夹臂构成,两个控制手柄分别操纵。其优点为对大切口闭合较为确切;缺点为技术要求相对较高,夹持一侧黏膜时只能“拨”过去,不能“拉”过去,否则容易脱落,夹第二枚夹瓣时也容易脱位。当前国内与国外均有同类产品,但夹子本身质量稳定性仍有提升空间。


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图4 三臂夹:一内侧夹臂+二外侧夹臂





7. Apollo OverStitch 的借鉴价值




美国阿波罗(Apollo)公司的 OverStitch 系统,普遍被认为比较复杂,也不符合软式内镜的发展方向:插入性差,需要更换内镜,操控不够灵活,价格昂贵,操作难度大。但该系统有三个创新点值得借鉴:其一,针头与针体可分离;其二,独立夹持装置可精准定位待缝组织;其三,体外打结器可完成打结与剪线。这些理念其后在内镜缝合夹设计中得以延续。




8. 内镜下手工缝合的耗时困境




2020 年,日本学者发表的内镜下手工缝合(EHS)方案完全模拟了腹腔镜缝合手法:双管道内镜+两根特制持针器+外科弯针+外套管,在内镜下完成手工缝合。术后随访数据显示,黏膜缺损 3~4 cm,缝合时间 50~70 分钟,须缝 7~8 针。综合而言,这种方法相当耗时。腹腔镜的双手操作模式可以借鉴,却难以完全复制,这是软式内镜的天然边界。




9. 气囊辅助闭合法与NOTES 术后的稳定视野




气囊辅助闭合法于 NOTES 术后自动封堵胃切口时提出:将带球囊的导丝插入切口,球囊打开后封堵瘘口、保持视野,同时将圆形切口牵拉呈线状、相对固定,不受心跳、蠕动、呼吸影响,便于操作。待夹闭完成后释放气囊、退出导丝,再补一枚夹子即可。王东教授曾于2011年在美国消化疾病周(DDW)就此方法作大会发言,至今仍然适用。


四、本土创新:从缝合夹到“拉链式”,再到鱼钩夹


上述方法在临床应用时还有诸多不足。真正的破局,始于缝合装置的结构创新。“缝合是内镜学的重要基础”这句话看似普通,实则对应一整套器械研发的逻辑:无需退出重插内镜、无需特殊双管道内镜、不影响插入性、操作难度低(普通医师即可胜任)、缝合效果好、费用可控。

缝合夹的核心思路为:缝合夹 A 夹持切口一侧(无需兼顾对侧,难度极低),缝合夹 B 夹持缝线与切口对侧,牵拉缝线后切口即呈线状,再以打结器自体外穿过缝线,完成打结与剪线。打结器体积如活检钳,可于体外施力。


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图5 带线缝合夹原理示意图


该缝合装置已申请两项国内专利,产出三篇正式论文,分别发表于《内镜》(Endoscopy)、《胃肠病学和肝病学杂志》(J Gastroenterol Hepatol)、《胃肠病学研究与实践》(Gastroenterol Res Pract)杂志。

进一步简化的是倒刺线“拉链式”缝合法。受皮肤切口无针缝合方法的启发(用两根单向滑动缝线就能闭合切口),改用带倒刺的止血夹(后端连约 3 cm 倒刺线,长度超过切口即可);倒刺线是外科成熟商品,无需打结器;缝线不置于器械通道内,可降低缠绕风险。该成果已成功发表于《科学进展》(Sci Adv)杂志。



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图6   拉链式缝合:线状切口+倒刺线自锁



缝合夹虽然能解决很多问题,但在“将大切口一侧牵拉至另一侧”这一步仍存在局限,三臂夹的使用反馈多集中于此,组织滑脱是核心矛盾。而自然界的解法早有答案:苍耳倒刺之所以能牢固附着于动物毛发,是因为它具横向锯齿,可增加摩擦力,使组织难以回退。更关键的是倒刺的角度,α 角为 60°~70° 时,防止组织滑脱的作用最强。

把这一原理移植到金属夹上,就形成了鱼钩夹的设计:夹子一端设鱼钩状结构。工作机制分为以下两步。刺入阶段:鱼钩刺入组织时,组织变形、扩张,使倒刺顺利进入;防滑阶段:当组织试图后移以滑脱时,倒刺勾住并卡于坚韧软组织上,达到卸力的效果。



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图7 鱼钩夹倒刺设计

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图8 鱼钩夹整体形态



活体猪胃 ESD 术后大创面验证了这一设计的有效性。操作的核心要点是:鱼钩夹勾取切缘组织后,先向后牵拉,确认组织确实勾挂在鱼钩上,再张开第二侧。这样左侧组织完全被勾挂、不会脱落,术者可专注于调整右侧夹瓣,实现高质量闭合。此设计已获国家发明专利。



五、未来方向:双手操作、充分辅助、简单可靠、符合软式内镜特点



历经二十年器械研发,方向渐趋清晰,可归结为四条原则。

第一,要解决双手操作的问题。软式内镜手术是单手操作,透明帽、牵拉等辅助手段相当于“半只手”。双手操作是软式内镜手术的趋势。第二,要把有限辅助变成充分辅助。第三,要简单可靠,不能太复杂。第四,要符合软式内镜的特点。

把上述原则延伸至未来,就是内镜机器人,真正实现“双手”操作,使“有限辅助”成为“充分辅助”。这是消化内镜缝合的未来方向。

中国医学论坛报  佟艳华整理,王东教授审阅


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