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慢性伤口治疗的新选择:脉冲冲洗清创法
来源: | 作者:pro050b37 | 发布时间: 286天前 | 1952 次浏览 | 分享到:

慢性伤口治疗的新选择:脉冲冲洗清创法

艾派(广州)医疗器械有限公司   牟婵

目前,慢性伤口的高发病率、高费用已经成为医疗保健一大难题,全球约有1%~2%的人在其一生中会罹患腿部溃疡,而随着人口老龄化,这个数字也将增加。慢性伤口的治疗费用非常可观,有文章报道,2000年全球每年用于伤口护理的费用高达130~150亿美元[1],而在2010年的一项研究中报道,仅美国一年用于糖尿病足治疗的费用高达380亿美元[2],全球用于慢性伤口治疗的费用之高由此可窥一斑。

面对慢性伤口治疗如此严峻的形式,临床上已提出各种治疗措施。其中脉冲冲洗清创法,为艾派(广州)医疗器械有限公司在中国首次提出的将压力冲洗用于慢创管理的方法,是一种全新的慢性创面管理理念。脉冲冲洗清创如何能给慢创治疗带来新的希望,下面将分章介绍脉冲冲洗清创法与慢创管理之间的相互关系。

1.伤口愈合过程概述

伤口的愈合是一个机体在受伤后维持皮肤完整性的重要的生理过程。通常情况下伤口愈合包含了3个连续的、相互重叠交错的生理过程:止血/炎症期、增生期、成熟/塑形期。

1.1止血/炎症期Hemostasis/Inflammatory Phase

伤口愈合的第一个时期是炎症期。机体受伤后伤口中的血液和渗出液中的纤维蛋白原很快凝固形成凝块,填充于伤口或组织裂隙内。伤口周围组织发生急性炎症,各种炎症介质的释放和炎症细胞浸润使伤口表现为红、肿、热、痛。




急性炎症反应一般在伤后4872 h达到高峰,此后逐渐消退,是一种复杂的机体防御反应,其目的是去除有害物质或使其失活,清除坏死组织并为随后的增生过程创造良好的条件。



在炎症过程中,一方面单核细胞、肥大细胞等炎症细胞在伤口附近吞噬、清除细菌等有害物质,同时释放炎症因子和生长因子相互协调作用以促进受损的组织修复和愈合。

白细胞游击,开始主要为中性粒细胞,几天后转为以巨噬细胞为主。巨噬细胞在伤口的炎症阶段发挥着关键作用,它不仅会吞噬掉伤口中的细菌,组织碎屑,同时会吞噬掉已经死亡的中性粒细胞。



另一方面则是血管通透性的增加,由于血管内皮完整性的破坏和通透性改变,大量富含蛋白质的液体渗出到血管外,形成炎性水肿,局部组织水肿可稀释毒素,减轻毒素对局部的损伤作用,为局部浸润的白细胞带来营养物质并运走代谢产物;渗出物中所含的抗体和补体有利于消灭病原体,为伤口愈合创造有利条件。同时白细胞通过也毛细血管的扩张和渗透性的增加从血液向伤口组织转移。此外毛细血管为伤口周围组织传递热量,以维持周围组织温度。        


1.2增生期Proliferative Phase

增生期成纤维细胞、内皮细胞和新生毛细血管共同构成肉芽组织充填裂隙,同时肉芽组织内胶原纤维逐渐增多,使得其硬度与张力强度随之增加,逐渐变为纤维组织架接于断裂的组织之间,即瘢痕修复;同时上皮细胞、成骨细胞和成软骨绌胞等增生,使伤口边缘皮肤新生上皮,直到伤口初步愈合。


1.3成熟/重构期 Maturation/ Remodeling Phase

在塑形期,该过程可视机体生理机能而定,可持续数月甚至长达数年之久,并最终在伤口处留下疤痕。这一期其实在肉芽组织形成过程中已经开始,在此过程中基质在肌成纤维细胞的作用下不断重构。通过各种酶的作用和运动应力作用,调整瘢痕组织内的胶原纤维含量和排列,使其软化而不影响张力强度,从而适应生理功能,至此伤口修复过程完成。


伤口愈合机制是一个极其复杂的过程,受到炎症反应、血管通透性、各种细胞因子等多因素综合的影响。这些因素间也是一种互相影响的关系,如血管通透性的改变既可以直接影响伤口的水肿程度,也可以通过影响多种生长因子(VEGFbFGFKGF-2)的转运而间接影响到伤口的愈合;伤口形成早期炎症细胞释放的VEGF,既可以通过促进伤口血管化而改善伤口血供促进肉芽组织生长和上皮细胞的增殖,也能通过调节血管通透性来促进各种细胞因子在伤口附近的转运,进而影响到伤口的愈合。

2.慢性伤口形成原因、治疗简介

2.1慢性伤口形成原因

慢性伤口临床上多指各种原因形成的创面接受超过1个月的治疗未能愈合,也无愈合倾向的伤口。对于愈合时间的限定并非完全绝对,它有赖于伤口大小、病因、个体一般健康状况等诸多因素。

慢性伤口在治疗过程中形成溃疡的病因复杂,主要有静脉功能不全、周围血管性疾病、全身性疾病、外伤瘢痕和感染等。而影响伤口愈合的因素也是复杂多样,既有全身性的,也有局部的因素。慢性疾病、血管问题、糖尿病、神经病变、营养不良、高龄以及压力、感染、水肿等均可阻碍伤口愈合。溃疡的治疗主要是病因治疗,非手术治疗的原则是控制感染、促进愈合。

2.2感染对伤口愈合的影响

如前所述炎症反应是机体一种防御性反应,其目的是去除有害物质或使其失活,清除坏死组织并为随后的增生过程创造良好的条件。当伤口存在感染时,炎症反应过于强烈,细胞免疫或体液免疫反应所引起细胞和组织变形坏死,血管通透性的增加,包括大量的中性粒细胞和富含蛋白质的液体渗出到血管外,引起的组织水肿和化脓性溶解破坏,延迟伤口愈合。因而感染使炎症反应过于强烈不利于伤口的愈合,对于各种慢性创面的治疗,控制感染至关重要。

慢性伤口的特征是容易继发感染、经久不愈。近年来有关细菌生物膜在慢性伤口形成中的作用引起了人们关注,细菌生物膜是慢性伤口难以愈合的一个重要原因[3]

Khalid Johani[4]等人通过显微镜,借助分子生物技术在糖尿病足溃疡组织中检测到生物膜的存在,这些生物膜中既有只由单一菌种所形成的生物膜,也有由多种细菌所形成的生物膜。在Carla Mottola[5]等人的研究表明,多菌种生物膜广泛存在于糖尿病足溃疡中,研究结果同时显示,溃疡组织体外培养24小时后即可检测到生物膜的存在。此外,在压疮溃疡[6]、急性伤口及术后感染伤口中均可检测到细菌生物膜的存在[7]。细菌生物膜的存在于急性伤口中时,可使急性伤口转变为慢性伤口;存在于慢性伤口中时则使伤口愈合迁延且反复感染。


2.3生物膜形成机制

生物膜[8]是微生物被自身分泌的水合多聚物包裹,覆盖于固体表面含有微生物集落的黏性膜层,可由单一菌种形成,也可由多菌种形成,是微生物抵抗不利环境的一种不可逆的生存方式。由细菌及其产物、细胞外基质、坏死组织等共同组成。


生物膜的形成过程,主要涉及以下5个步骤[9]:(1)可逆性附着:微生物依靠与物体表面的相互作用力,如范德华力、静电力等可逆性附着于物体表面;(2)不可逆附着:微生物附着于物体表面后产生特定的群体感应系统,进行基因调控,分泌细胞外基质EPS,形成不可逆附着;(3)微菌落形成:EPS形成后,大多数微生物鞭毛、纤毛和菌毛运动性降低,于附着物表面形成微菌落;(4)定植或成熟:成熟生物膜形成特征性蘑菇状或郁金香型三维立体结构,并可见EPS包被的非运动性微生物以及营养物、水通道;(5)播散:微生物生长过程中产生的酶、外部环境的影响以及人体内相互作用都可能导致生物膜中物生物细胞的播散。

2.4生物膜对伤口愈合的影响

生物膜对伤口愈合的影响主要为一下几个方面:

2.4.1细菌定植并形成生物膜延缓伤口愈合。

细菌的数量与细菌生物膜的形成有量效关系,当伤口细菌量<105/g组织时,细菌仅仅定植在伤口表面,不会延缓伤口的愈合,即为临床常见额伤口租住带菌生长;但当细菌量超过该值,特别是同时感染多种菌时,细菌便附着于伤口繁殖,包埋于细胞外基质中并形成生物膜,临床上可观察到一系列感染症状。由于细菌有生物膜的保护,各种治疗措施,包括抗生素治疗,常难以发挥作用而使伤口感染无法控制,致使伤口迁延难愈。此外新生细菌生物膜易引发伤口反复感染。研究发现[10,11],一定条件下,细菌生物膜通过独特的释放机制,表层菌程序式脱落成为浮游细菌,并进一步繁殖、迁移,形成新的生物膜,引起反复感染。

2.4.2诱导细胞凋亡,影响细胞增生而延迟伤口愈合。

多数生物膜感染发生在宿主上皮组织[12]Gjodsbol[13]研究发现,慢性伤口中铜绿假单胞菌是主要的病原菌。铜绿假单胞菌通过分泌毒力因子鼠李糖脂来逃避巨噬细胞的吞噬作用,从而长期定植于伤口中,并诱导白细胞浸润,激活基质金属蛋白酶,使伤口组织产生自噬作用,加剧炎症反应,导致伤口难以愈合。Kirker[14]人研究认为,细菌生物膜能够诱导上皮角化细胞的凋亡并限制它的生长。例如,金黄色葡萄球菌形成生物膜所必需的α溶血素就能诱导上皮角质细胞的毒性反应,导致钾离子释放,继而引发血红蛋白泄漏,促使小血管收缩,导致毛细血管血流阻滞和局部缺血坏死,伤口床因为长期血供不足,营养缺乏,处于停滞状态,从而延迟愈合。

2.4.3影响宿主免疫功能和细胞重建。

细菌生物膜主要通过以下途径影响宿主免疫功能和细胞重建:1)限制中性粒细胞的趋化和分泌,诱导成纤维细胞出现衰老表型,影响成纤维细胞的重建而导致伤口难愈[15];在细菌生物内,群体感应系统可调控细菌群体行为,共同对周围环境刺激做出应激反应,对抗机体免疫系统[16]2)生物膜产生的EPS中含有强抗原物质,刺激宿主免疫系统产生大量抗体,这些抗体无法攻克EPS,因而对生物膜内细菌无法产生杀伤效应。但免疫复合物的沉积诱导炎症反应,反而引起周围组织的损伤[17]3)生物膜长期存在慢性伤口中,容易造成伤口组织缺血缺氧和微环境的改变[18] 

2.5生物膜的预防和清除

虽然对细菌生物膜的检测,已存在多种实验室检测方法,例如:染色法、显微检测法、荧光原位杂交技术(FISH)、PCR基因检测技术等,但对于临床医生而言,最大的挑战仍是如何准确评估慢性伤口是否存在细菌生物膜,及其在什么位置。在一项快速、简便、经济的生物膜检测方法应用于临床前,如何才能有效的防治伤口中的生物膜?

采用抗生素治疗,在特定条件下可以达到较理想的效果,但长期大量抗生素治疗易引发细菌抗药性和耐药性[19],且一旦生物膜形成,抗生素无法达到预期治疗效果。当药物治疗作用被限制时,采用物理手段防治生物膜形成和发展显得尤为重要。脉冲冲洗清创法即为一种防治细菌生物膜的有效方法。

3. 脉冲冲洗清创法在慢性伤口中的应用

3.1 脉冲冲洗清创法原理

脉冲冲洗清创法利用脉冲振动原理,将特定生理安全交变压力下的冲洗液通过脉冲清创枪喷射到患者创面,清除创面污渍、腐肉、细菌及生物膜等有害物质,达到创造无菌创面愈合环境,促进创面愈合的目的。

如何实现上述目的?

从脉冲冲洗的原理来看,人体组织可被视为弹性体,在交变外力(机械振动脉冲)的作用下,会产生对应频率的受迫振动(快速压缩与舒张)。由于创面附着的异物、坏死组织和生物膜与活的肌体组织具有不同的弹性特征,故在惯性力的作用下,异物、坏死组织和生物膜有一个与肌体组织振动同频但不同步(有相位差)的运动趋势。在此趋势的影响下,每一个振动周期当中,异物、坏死组织和生物膜与肌体组织结合处会产生瞬时脱离而出现微小开裂或缝隙,并使冲洗液浸入。通过整个冲洗过程,冲洗液反复作用于创面,使缝隙逐步扩大,直至与正常组织分离而达到清除异物、坏死组织和生物膜的目的。此外,在每一脉冲的减压期,肌体组织因减压而反弹,使组织产生蠕动,也有利于异物等的清除。

3.2 脉冲冲洗清创法用于慢性伤口治疗的特点

3.2.1安全有效

使用艾派医疗封闭脉冲脉冲清创集组件APEXWOUNDIRRIGATIONAWITM实施伤口冲洗时,脉冲清创枪所提供的压力为8~15Psi(每平方英寸上815磅的作用力),相当于0.5~1.0个标准大气压。该压力范围对于打破细菌生物膜,清除创面腐肉、坏死组织非常关键。

研究表明在临床伤口护理中仍广泛使用的直接水流浇灌冲洗伤口的方法,作用于创面的压力约为0~1Psi;针管注射冲洗产生的压力约为5~8Psi;脉冲冲洗压力约为8~15Psi;高压水枪冲洗压力可达70Psi以上。当压力低于8Psi时只能冲洗掉创面表层的浮游细菌,均不能有效打破细菌生物膜,故无法清除细菌生物膜内部的细菌。当压力超过15Psi后,随着冲洗压力的增加,清除创面异物的效率并未增加,且当压力大于70Psi时,冲洗液会损伤创面周围新生组织及健康组织,同时可能将已游离出的细菌冲入健康组织中,致使感染范围的扩大。基于此,美国卫生部及欧洲压疮管理小组,均推荐创面实施脉冲清创的压力范围为4~15Psi[20-22]

目前在美国脉冲冲洗技术已广泛应用于难愈合创面如压疮、糖尿病足溃疡的管理并取得非常好的治疗效果[23,24]。对创面每天实施一次脉冲冲洗清创,可去除创面中84.8%的细菌,坏死组织、腐肉等创面异物[25],维持创面清洁从而促进愈合。同时一项临床回顾性研究(该研究涉及超过15万患者的30万个各种原因引起的创面)表明,清创频率越高,创面的愈合周期越短[26]Harrison[27],Davis[28]对细菌生物膜生长周期的研究,刚好印证了难愈性创面需要反复清创的观点。

目前在临床常用的负压引流技术,为创面的愈合提供了新选择。随着该项技术的广泛应用,针对其安全有效性的临床研究也逐渐增多,Goss[29]人的研究表明,单独使用负压引流技术,不能有效降低创面中微生物负载量,需联合使用其他方法,方能达到抑制微生物负载的效果。Yusuf等人的研究显示采用负压引流技术治疗难愈合创面时,与创面接触的海绵中存在大量细菌,约104 to 106CFU/ml[30]

3.2.2控制感染

随着医疗器械广泛的应用于临床,由于各种器械的应用引发的临床感染时有发生,并可导致严重的后果[31]。艾派所设计的封闭脉冲冲洗集污组件(AWITM),在实施清创时,清创枪喷头与患者创面无实质性接触,同时喷头为一次性可拆卸结构,使用后可直接更换,可以避免由于器械的交叉使用而引发的感染。更重要的是,该产品所包含的封闭清创集污袋,为整个清创过程提供了封闭的环境,有效避免清创时冲洗液飞溅造成的细菌对整个环境的污染,为医务人员提供了防止交叉感染的保护屏障[32]

3.2.3治疗过程中患者顺应性好

使用艾派封闭清创集污组件(AWITM),一次清创可清除难愈性创面中86.9%的细菌生物膜,患者不再需要进行频繁的手术清创,使患者免受手术清创带来的痛苦。由于该套设备为便携式设备,患者可以在病床或者轮椅上直接接受创面冲洗,避免移动患者或者大型设备带来的不便。与其他清创方式相比,如超声,负压引流,湿性敷料等,AWITM清创时不接触患部,无疼痛,无黏连,无流血,极大程度提高了治疗过程中患者的顺应性。不同于负压引流的长时间不间断治疗,AWITM只需每日实施一次治疗,每次治疗需时10~15分钟,缩短治疗时间,避免影响患者日常生活。

3.2.4降低医疗成本

   AWITM可降低医疗成本主要体现在以下几个方面:

u  可降低患者截肢率及相关手术开销

u  与传统的治疗方式相比更经济实惠

u  降低伤口感染发生率,降低二次入院的概率

u  患者可在家里接受治疗,降低去医院或门诊治疗的成本,节约医疗资源

u  降低细菌产生抗药性和耐药性的几率

u  降低医务人员在治疗时发生交叉感染的风险

4. 结论

伤口愈合是一个涉及多因素、多阶段的复杂的生理过程。愈合过程中,任何阶段的异常,均可能导致伤口愈合延迟,发展成为难愈合性伤口。对于难愈合性创面的治疗,控制伤口的感染为促进伤口愈合的关键。在抗生素滥用的当下,大量、广泛使用抗生素已不能有效解决细菌依靠生物膜产生的抗药性和耐药性,机械清创去除细菌生物膜受到临床重视。具有高效率、高安全性、低成本特点的艾派脉冲封闭清创集污组件(AWITM),为广大难愈合性创面患者提供了新的治疗途径,值得广大医务人员在临床应用中推广。

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