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负压封闭引流技术促进创面愈合机制的研究进展

2018-01-17陆永攀王鹤君

中国中西医结合外科杂志 2018年1期
关键词:血流量肉芽负压

陆永攀,刘 明,丁 亮,赵 波,王鹤君

负压封闭引流技术(vacuum sealing drainage,VSD)首先于1993年由Fleischmann等[1]应用于临床,如今被广泛用于治疗各种急性或慢性创面。在临床领域,VSD可以相对来说是一种有效促进溃疡愈合的途径[2-3],一些复杂的溃疡,譬如静脉性溃疡、糖尿病足甚至骨组织缺损等[4],都可以尝试使用VSD来治疗。作为一种新技术、新方法,VSD能够很好地促进肉芽组织生长、感染腔隙闭合,具有广阔的应用前景[5]。根据文献报道及临床实践,现将促进创面愈合的作用机制简单概括为:(1)增加创面的血流灌注,改善创周微循环。(2)减轻创面及创周的组织水肿,改善血管通透性。(3)营造清洁环境,抑制细菌生长。(4)保持创面湿润环境,有助于肉芽生长。(5)促进局部修复细胞增殖,加速新生肉芽形成,促进肉芽爬皮。(6)有利于创伤后整个机体的恢复,促进创面愈合[6]。

1 VSD增加创面的血流灌注,改善创周微循环

溃疡部位血液供应不足是导致溃疡经久不愈的重要原因之一,充足的血液供应对于溃疡部位新生肉芽生长是不可或缺的。如今,关于组织学中血流灌注增加的研究,非侵入式激光多普勒装置是大多数学者不二的选择。这种选择虽然起效,然而它仅仅是间接测定血流量,并且这种确定血流量多少的方式是借助测量红细胞速度间接转换为血流量。还有一点格外要注意的是血管直径,直径扩大可能会降低红细胞的流速,所以该实验中的研究结果仅作参考。Labler等[7]从分子生物学角度着手研究,发现当创面处于负压状态时,这种压力有助于组织表达促血管生成因子(VEGF)增加。Kao等[8]选择将脂肪组织作为溃疡部位缺损的填充材料,结果显示,负压状态下填充的脂肪组织表现出与再生细胞的协同效应,推动了局部组织TGF、VEGF表达上调。Potter等[9]将血管内皮细胞放在体外进行研究培养,选择先用间歇压力吸引,再改用连续–110 mmHg(1 mmHg = 0.133 kPa)压力吸引。在促进血管内皮细胞增殖和迁移方面发现,当更换为连续负压吸引时不如前一种显著,结果可见间歇负压更具有临床前景。

Chen等[10]以兔耳背全层皮肤缺损创面为实验模型,结合VSD研究发现,VSD可增加实验模型毛细血管口径,改善局部血液供应,加速新鲜肉芽生长。Timmers等[11]选择正常人体的前上肢皮肤表面作为研究对象,在使用VSD时分别使用黑色聚氨酯泡沫和白色聚乙烯醇泡沫,研究均发现,当处在280 mmHg负压时前上肢皮肤血流量增加明显。Morykwas等[12]借助植入式多普勒探头,在开放的动物伤口模型上探测血流,也获得相似的结论。Petzina等[13]在猪胸骨旁正中取切口,结扎其右侧乳内动脉,结果显示,右侧皮下血流量迅速减少,与左侧(正常侧)比较差异有统计学意义。采用VSD引流创面后,增加了右侧皮下血流速度,但与左侧(正常侧)比较差异无统计学意义。提示VSD可增加创面血液供应,提高灌注量。Wackenfors等[14]探测猪腹股沟旁5 cm以内伤口的血流量,发现从伤口边缘约2 cm以内血流量较大。Ichioka等[15]设计了一个定量可视化伤口微循环的实验模型,建立在负压状态下。该研究发现了一个标准压力,压力约为–130 mmHg时,创面周围的血流量增加最明显。反之,压力约为–460 mmHg时,创面周围的血流量明显减少。Chow等[16]选择负压孵化器结合电动细胞基质阻抗传感技术,在无血清的介质环境压力和负压情况下,分别测量人单层角质细胞运动。研究发现负压状态能减缓细胞凋亡,促进细胞运动,增加氧化磷酸化,从而推动细胞形成的足细胞分裂。该研究意味着在促进血管再生机制方面,负压可能成为其家庭新成员。

最近文献报道,Kairinos等[17]选择放射性示踪剂技术,在健康人身上测量组织血流灌注,研究发现灌注量增加与负压值下降具有相关性。相信不久,热扩散技术、腐蚀铸造、荧光粒子等将很快成为更加深入了解血管生成机制的研究方法。

2 VSD减轻创面及创周的组织水肿,改善血管通透性

Fleischmann等[18]认为,VSD有助于将溃疡部位组织液引出,避免渗液积聚,缓解局部炎症反应及组织水肿。Bassetto等[19]通过组织学评估方法研究表明,下肢静脉性溃疡的患者经VSD治疗后水肿明显减轻。Labanaris等[20]研究发现,应用VSD的创面边缘淋巴管的密度会增加,也能进一步减轻水肿。结合上述研究,虽然国内外有很多文献报道VSD可以减轻创面水肿,然而这仅仅是基于临床治疗的观察。到目前为止并没有直接的研究数据证明创面水肿的减轻与负压抽吸方式、持续或者间歇、真空度、泡沫有直接的关系,其具体作用机制有待进一步的挖掘。

3 VSD营造清洁环境,抑制细菌生长

Hu等[21]通过大鼠实验发现,VSD有助于清除创面坏死组织及局部抑制细胞增生的可溶性炎症介质。在溃疡组织液被吸除的过程中,组织液中妨碍愈合的不利细胞因子和酶类等也会被清除。2010年,Coggrave等[22]研究发现,VSD能促进创面周围组织淋巴管网的增生,这些作用的综合效果可使慢性创面转化成一个积极的、有利于创口愈合的环境。Weed等[23]在对30例病人急慢性伤口的观察中发现,经过VSD治疗后,30%创面细菌的数量明显减少。Plikaiti等报道[24],在对猪模型急性皮肤感染性创面研究后发现,VSD治疗后可以使感染伤口细菌数量1周内下降并低于临床感染标准98/g以下,而对照组细菌数目在4 d内急剧增加,在9 d以后才逐渐低于感染水平。Moues等[25]通过测量30例患者慢性溃疡部位的细菌浓度,VSD为治疗组,盐水纱布为对照组,结果显示两组之间的细菌浓度存在差异,VSD组比盐水纱布组的革兰氏阴性球菌的数量明显少;但是在金黄色葡萄球菌方面对比不明显,有待进一步探究。

Lalliss等[26]进行的感染性软组织损伤合并开放性骨折的动物实验进一步发现,VSD治疗组较常规换药组能够显著减少绿脓杆菌感染,但对伤口内金黄色葡萄球菌无明显清除作用。以上研究表明,VSD对于控制创面感染,减少细菌数量具有重大作用,但是如何控制创面感染尚无统一定论,尤其对于细菌种类,VSD的材料、使用时机、更换频率等有待进一步的研究。而生物膜和防御的问题可能将是未来重要的研究方向。

4 VSD保持创面湿润环境,有助于肉芽生长

VSD组件聚乙烯泡沫及聚氨酯半透膜是一种保湿敷料,应用于创面后可以提供以下有利环境:(1)将具有生物活性的伤口渗液保存于创面,防止裸露的表皮或深层组织干燥而产生脱水、坏死。(2)促使表皮细胞在创口表面快速而无障碍地迁移。(3)促进自然产生的细胞因子及生长因子与靶细胞的相互作用,进而发挥伤口收缩及再上皮化的作用[27]。(4)促进血管再生和肉芽组织形成。(5)有利于坏死组织及纤维蛋白的降解。(6)降低局部pH值。与传统的常规消毒换药相比,这种湿润环境还可以减轻患者的干裂疼痛、降低感染的发生[28-29]。

5 促进局部修复细胞增殖,加速新生肉芽形成

5.1 VSD产生的机械应力促进细胞增殖和组织修复 VSD在创面上往往产生一种机械应力,这种作用力可以牵拉伤口边缘组织向中心移动,有利于溃疡部位肉芽生长、促进肉芽爬皮[30]。同时这种作用力通过作用于细胞膜,使细胞内产生更新信使调节蛋白[31],进而加速肉芽生长、细胞增殖。Squier[32]是较早发现机械应力促进细胞增殖的,皮肤伤口单纯牵拉过程中,其肌成纤维细胞数量显著高于未牵拉的皮肤伤口组。他认为,机械性牵拉是引起成纤维细胞增多的一大原因。VSD可在医用泡沫-伤口界面形成一种剪切力,此机械应力有调节内皮细胞形态、功能以及基因表达的作用,推动细胞增殖,促进血管生成[33]。

5.2 VSD对创面组织修复因子的影响 VSD的负压吸引,可以减缓组织间的压力,使创面周围的氧分压下降[34],刺激修复的启动信号,加快坏死组织的清除,促使机体分泌纤溶蛋白激活物[35]。伤口内发生纤维蛋白溶解,可增强胶原组织的生长,并创造出加快纤维蛋白溶解的环境,进行自溶性清创[36-37]。

6 VSD有利于保护损伤区细胞和机体,促进肉芽生长,防止继发性损害,从而促进创面愈合。

Fabian等[38]对38例雄性兔耳缺血伤口模型研究后发现,VSD结合高压氧治疗的创面,其肉芽组织形成率明显提高。虽然他们没有找到任何显著的协同效应证据,然而事实上促进肉芽组织生长是两者协同作用的结果。烧伤区附近的停滞区组织往往在烧伤后46~68 h内死亡。Morykwas等[39]做了猪皮肤烧伤动物模型实验,他们发现在烧伤后10 h以内应用VSD疗法可以显著减少停滞区细胞的死亡。另外有明显肌坏死的病人往往导致横纹肌溶解并释放肌红蛋白,后期继发肾损害。Morykwas等[40]选择肌坏死兔模型作为研究对象,结果表明VSD应用后的各时相血肌红蛋白水平都明显降低。提示VSD具有阻止组织肌坏死后释放肌红蛋白入血的作用,从而防止创伤对整个机体的继发性损害。

Scherer等[41]选择糖尿病小鼠全层的伤口作为模型,实验中用VSD干预的治疗组细胞增殖明显,较高浓度的CD31和Ki-67的统计显著高于其他组。总之,在这些研究体现出来的能够促进肉芽组织和血管生成的证据[42],意味着VSD能够促进细胞增殖。以往我们认为是VSD应用禁忌症的厌氧菌感染伤口、癌肿切除后的创面[43],如今也有相关临床应用的报道,证明其亦具有促进创面愈合的良好作用。

7 VSD在中西医结合外科的应用及展望

中西医结合外科领域也对VSD的作用机制做了很好的诠释。杨春晖等[44]将生肌玉红膏与封闭式负压引流装置结合,用其治疗难愈性褥疮144例,划分对照组与实验组,实验组采用VSD结合生肌玉红膏,对照组将创面用过氧化氢及生理盐水分别清洗后清理,再用生肌玉红膏换药。对比发现实验组的创面愈合速度明显快,治疗效果更显著。李炳辉等[45]应用VSD配合自体皮肤移植术治疗糖尿病足溃疡,共19例平均年龄68岁,糖尿病病程平均4.8年,平均创面为3 cm×7 cm。结果发现,有13例经过一次负压引流就愈合,破溃的创面已经结痂;6例行2次封闭式负压引流,23~28 d后慢慢结痂。张杰等[46]将VSD用于普外科治疗切口术后感染,手术切口感染处往往很难愈合并伴有液化、感染,他们将负压引流与中药制剂结合使用,大大缩短了术后感染切口的愈合时间,减缓了病人痛苦。可见,VSD与中医中药结合应用后的优势更加明显。

近年来VSD在中西医结合外科领域体现突出,吸引着越来越多的中青年医师投入到该方面的研究。但目前对于VSD促进创面愈合的作用机制尚未完全明了,本文对其作用机制作了简单的综述。我们还需进一步深入研究VSD在促进创面愈合方面的作用机制,这样才能更加准确的把握其应用价值,尤其在适应症、禁忌症、时间节点、创面分期等方面的价值,有利于将其疗效及应用范围进一步扩大。同时临床上很多患者被各种溃疡、创面所困扰,中医称之为“臁疮”,对患者的身心健康产生了很多消极影响。这更迫切地要求我们充分挖掘VSD的作用机制,造福更多的患者。

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