封闭式负压引流的基础理论研究.docx

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封闭式负压引流的基础理论研究

封闭式负压引流的基础理论研究

2011-10-17        中山大学附属第一医院难愈性创面科研组

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　　封闭式负压引流原理示意图（图4-79）

　　图-79

　　封闭式负压引流的作用机理

　　作为一种新技术、新方法，封闭式负压引流的应用对各种急慢性创面的修复产生了革命性的变化。

随着研究的深入，VAC作用原理逐渐地、更深入地被人们所认识。

它是利用多重效应机制而产生创面愈合作用的：

提供一个湿润和密闭的创面愈合环境、抑制细菌繁殖；促进血液循环和肉芽组织的生长；减轻组织水肿和清除坏死物质；机械的牵拉作用和创面的微小变形作用；促进细胞的移行和增殖等（图4-80）

　　图4-80

　　1.提供一个湿润和密闭的创面愈合环境，抑制细菌繁殖。

　　当伤口细菌数超过105个/克组织的临界值时便可发生感染。

创面大量繁殖的细菌不仅吞吃了组织修复赖以的基本营养元素和氧气，还在繁殖过程中释放内毒素、外毒素及其他毒性成分，从而阻碍了组织的愈合。

封闭式负压引流为创面提供了一个湿润封闭的环境（图4-81）。

长期以来，人们一直担心密闭的敷料下相对潮湿、温暖的环境利于细菌生长而引起的创面感染,然而其结果恰恰与之相反。

黄雄飞等对18例开放性骨折合并创面感染经过VSD处理后14～30天,细菌培养阴性13例,阳性5例,但细菌数远<105/g,且创面未出现新的致病菌。

Weed等在动物研究中发现使用VAC后能明显减少细菌的数量,特别是G-细菌数。

王昌建等对其收治的肢体远端大面积软组织感染及缺损患者11例运用封闭疗法,结果显示均未发生感染。

Polykandriotis等创新性地将VSD应用于9例手外伤患者中,有效治疗和预防手部缺损创面感染，

图4-81

　　减轻局部的疼痛。

P1ikaitis等在对猪皮肤感染伤口的实验中，对照组用传统的敷料更换伤口，实验组使用VAC设备持续负压吸引伤口，每日对伤口活体组织进行细菌培养。

结果，在伤口感染后的5天内，用VAC治疗的伤口的细菌数下降并保持较低水平（105微生物/g组织），对照组在5天内细菌数达到高峰，在11天时才达到较低细菌水平。

由此可见VAC治疗可以有效地使感染创面的细菌得到清除。

　　密闭敷料减少创面感染主要机制可能与密闭使创面形成低氧或相对缺氧的微酸环境能抑制创面细菌生长，密闭、潮湿的环境更有利于机体免疫细胞功能发挥有关。

研究发现,密闭性敷料下潮湿环境为机体多形核细胞介导的宿主吞噬细胞发挥功能提供了有利条件,敷料下收集液中有活的多形核白细胞、巨噬细胞、淋巴细胞、单核细胞等多种免疫细胞。

收集液中多形核白细胞的活性同循环血液中的一样具有免疫功能。

而且,密闭敷料下潮湿创面较传统纱布敷料覆盖后形成的干燥创面更为容易使多形核白细胞渗入。

密闭敷料为免疫功能细胞发挥吞噬、杀灭细菌提供了良好的局部环境,进而有利于创面感染的预防。

　　创面密闭的环境可使更换敷料的间隔时间延长，减少了因更换敷料对新鲜肉芽组织的损伤；湿润环境为一些促进创面愈合的酶类提供合适的温度和湿度，有利于保持细胞活力，促进生长因子的释放，刺激细胞增殖，还可加速表皮迁移速度，加速创面愈合。

　　2.减轻组织水肿、清除坏死物质。

　　水肿是阻碍创面愈合的原因之一，Duby等研究发现水肿的控制与创面的愈合率直接相关。

创面及周围组织的水肿一方面加大了组织细胞间的距离，阻碍了组织细胞间的物质交换，使创面有害物质堆积过多；另一方面，压迫创伤局部的微血管,不利于组织灌注,创面缺血低氧易引起微血栓形成，加重了创面微血管的后负荷，使创面得不到愈合所应有的营养物质，因而抑制了创面的愈合。

　　创周组织水肿的形成与消退，必然与其血管通透性密切相关。

通过负压引流有助于去除淤滞的液体，减轻水肿，改善局部血液循环（图4-82）。

Banwell报道了封闭式负压引流可以除去创面的液体，减轻水肿。

吕小星等以兔耳背全层皮肤缺损的急性创面为模型，用组织称重法和伊文氏兰渗出法研究VAC对创周组织水肿影响，结果显示封闭负压引流组创周组织含水量较低。

Morykwas等通过对生理基础的研究指出，VAC治疗有利于消除过多组织问液造成的压力梯度，使间质性压力降低，使毛细血管开放并流向创面组织。

图4-82

　　VAC促进创周水肿消退及降低血管通透性的机制可能是因为负压的机械应力使创周组织压力下降，微血管后负荷减小，血流速度增大，带走了创周局部所堆积的组胺、5-羟色胺、前列腺素、缓激肽等促使血管通透性增大的炎症因子，使其浓度下降，从而降低了创周组织中微血管的通透性。

　　清创后创面仍可能存在大量的坏死组织，是影响创面愈合的病理性因素，负压封闭引流技术在引流创面渗液的同时能清除部分坏死组织，但创面局部体液变化的研究由于数据存在大量致混淆因素，很难得到配对样本而进行精确的分析，然而仍有不少研究证明该技术能引流创面上影响创面愈合的各种炎性介质和酶，引流大量的毒素，创面局部的病理性影响因素可通过负压封闭引流技术后减少。

　　3.促进血流循环和肉芽组织的生长。

　　创面局部血运障碍或缺血是阻碍创面愈合的主要原因之一，因为创面修复过程中必需的氧和营养物质只有通过血流才能运输到创面，而局部产生的大部分毒性物质和代谢产物等也主要经血流输送出创面。

而VAC能明显提高创面微循环血流速度,扩张微血管,从而增加创面血供,改善血循环。

Morykwas等首先报告应用激光多普勒血流仪研究负压对猪新鲜皮缺损创面血流量的影响，发现125mmHg负压下创面血流量很快增加，其峰值可达基线血流量的4倍。

5～7min后局部血流量开始下降并逐渐恢复至基线水平,间歇性给予负压时则呈方波样曲线，即负压时局部血流量增加，去除负压后很快恢复至基线水平,另治疗组创面的肉芽组织量比对照组多63.3%。

国内陈绍宗等应用猪的新鲜及肉芽创面模型进行研究，也得出相似结论，并且观察到肉芽创面局部血流量在125mmHg负压持续15min下血流峰值大于基线血流值3倍以上，微循环流速和微血管口径也显著增大。

Angelica等在对猪创面的研究中发现负压吸引使距伤口数厘米的毛细血管血流量增加，伤口处血流量增加又可使局部氧分压增加，而这又可促进伤口的愈合。

Chen等在动物实验中应用负压吸引后，经多普勒激光检测，创面血流灌注明显增加。

李靖等以兔耳背急性全层皮肤缺损创面为模型，研究VAC对创面微形态及超微结构的影响结果也证实：

VAC治疗能显著提高创缘毛细血管数目，引起创面毛细血管管径增大血流加快，促进毛细血管和内皮细胞恢复正常的形态和结构，并刺激毛细血管出芽和内皮细胞增生，恢复基膜完整性，缩小内皮细胞间隙。

在临床试验中，Danciu等证实当给伤口提供负压时血液流量增加，然后在高峰维持5-7min。

李学拥等研究认为VAC治疗时，创面组织存在双向受力和双向微小移位的现象，即创面在VAC治疗后部分组织产生向外移位而部分组织产生向内移位，向内移位（受正压）的组织内的血液受到挤压加速向受负压的组织内流动，因而导致创面血液循环的加速。

这对于解释VAC治疗促进创面血液循环具有重要意义（图4-83）。

图4-83

　　封闭式负压引流引起微循环流速和血管口径的变化可能是以下几种机制共同作用的结果：

①负压作用局部与周围组织表面的压力差促进创面血流灌注；②负压环境下组织压下降，血管透壁压升高，引起微血管扩张，并促进毛细血管床的开放。

慢性伤口由于感染和创面的炎性刺激，创面组织周缘毛细血管几乎闭塞，负压吸引时创面处于闭塞的毛细血管在负压作用下可重新开放；⑧血管壁的伸展刺激和血流速度的增大可以影响血管内皮细胞的形态、结构和功能，促进其分泌一些血管活性因子（NO、cGMP等）,改善创面微循环。

　　4.机械的牵拉作用和微小变形作用。

图4-84

　　众所周知,临床中我们对创口的缝合,一方面为保护创面预防感染,另一方面实际上也是通过机械的牵拉作用促进创面的愈合。

Squier等对皮肤牵拉后肌成纤维细胞增殖情况进行了研究,发现单纯牵拉的皮肤组肌成纤维细胞数量显著高于未牵拉的皮肤伤口组及牵拉后的皮肤伤口组。

大量研究表明，机械应力即剪切力有调节内皮细胞形态、功能以及基因表达的作用，还可促使血小板及内皮细胞产生血小板源性生长因子（PDGF），促使成纤维细胞、平滑肌细胞和单核细胞的游走和增殖，并能促进胶质细胞增生,目前在皮细胞基因启动子中已找到了一种对剪切力敏感的顺式作用元件。

Takei等认为,机械性应力可以通过细胞外基质与细胞骨架产生力的平衡,细胞外界应力通过细胞膜及细胞骨架传导至细胞内,引起细胞内第一信使（蛋白激酶C,细胞内钙离子等）释放,进一步促进细胞因子表达,最终引起细胞增殖及基质合成。

封闭式负压引流可在医用泡沫-伤口界面形成一种剪切力（图4-84），当施以负压后，宏观上它能够拉拢两边创缘，对创缘形成自然物理牵拉力，为伤口的愈合创造了条件；微观上，组织张力发生的微小变化通过加速胞内信使调节蛋白的产生和更新以促进细胞的增殖以及肉芽组织的形成，从而加速了创面的愈合。

Penn等认为VAC治疗的机械力作用有利于清除伤口渗出物，渗出物的清除减轻了组织水肿，从而减少组织间压，增加局部血液流量，同样促进了创面的愈合。

　　5.相关分子机制研究

随着研究的不断深入，众多学者试图从微观角度来探究VAC起效的某些机制。

Kiipadi等以猪背创面为模型，观察负压封闭引流和0．9％氯化钠溶液纱布两种方法作用下，早期外周血中转化生长因子-B（TGF-B）、白细胞介素-6（IL-6）、IL-8、IL-10的表达情况。

治疗后O～4h，实验组IL-l0上调快于对照组，IL-6下调慢于对照组，二者对TGF-B、IL-8的影响无差异。

李跃军等以小家猪背侧皮肤缺损为模型进行研究，发现VAC治疗既能上调急性创面伤口周围表皮角质形成细胞的尿激酶型纤溶酶激活剂（uPA）和尿激酶型纤溶酶激活剂受体（uPAR）的表达，使之迅速增殖迁移，又能通过抑制慢性创面uPA和uPAR表达来减少细胞外基质的降解。

曹大勇等对其收治的5例慢性创面患者给予持续性VAC治疗，采用免疫组化技术检测血管内皮生长因子（VEGF），CD34表达及其标记指数微血管密度的变化，结果显示负压吸引前VEGF在创缘组织真皮浅层血管内皮细胞中偶见阳性表达，随VAC治疗时间的延长，真皮细胞中血管内皮细胞、成纤维细胞出现VEGF阳性表达，CD34在NPWT治疗后表达的微血管密度明显增强,从而推断NPWT能明显增强在创缘组织真皮浅层血管内皮细胞、成纤维细胞的增殖和微血管密度，促进慢性创面肉芽组织生长。

Jacobs等通过对老鼠的实验也表明NPWT能促进CD31的表达，VEGF及成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）的表达在治疗5天后比对照组分别上升了近4O％和140％。

Mi1ler等认为，NPWT治疗后，原癌基因（c-fos）、基质金属蛋白酶（MMPs）等的表达均下降，c-fos的减少又部分或完全阻断了MMPs的表达，使创面细胞表达的胶原成分得到了保护，胶原的降解受到了控制，阻止了胶原蛋白的丧失，从而加速了慢性创面的愈合。

汤苏阳等通过对NPWT在创面愈合中对周围神经末梢的P物质、降钙素基因相关肽（CGRP）与表皮生长因子（EGF）表达的影响研究结果显示：

NPWT可以通过增强P物质，CGRP表达影响内源性EGF表达，通过增强创面组织抑制凋亡相关基因蛋白的表达，影响内源性神经生长因子（NGF）表达，具有明显地促进创面愈合的作用；运用负压疗法采用免疫组化技术对鼠失神经支配创面愈合中血管内皮细胞生长因子（VEGF）、Bcl-2b表达进行研究,结果显示负压封闭引流组较对照组的VEGF、Bcl-2表达及标记指数明显增加,认为负压封闭引流能明显促进创面的修复细胞的增殖和血管的生成。

李金清等通过实验认为人慢性创面中活性形式明胶酶MMP-2和MMP-9的活性过低、过高及纤维连接蛋白（FN）含量低均不利于慢性创面愈合。

VSD治疗能调节慢性创面中活性形式明胶酶MMP-2和MMP-9的活性,并能使FN的含量迅速增高,从而有利于创面的快速愈合。

封闭式负压引流的历史

2011-10-17        中山大学附属第一医院难愈性创面科研组

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　　封闭式负压引流（VacuumAssistedClosure，VAC），亦称负压封闭引流（NegativePressureWoundThreapy,NPWT），是利用负压吸引装置与特殊创面敷料连接，间歇地或持续地在创面处产生低于大气压的压力，通过一系列的作用机制促进创面愈合的新颖的、日趋成熟的治疗方法。

该项技术被认为是创面治疗领域的一次革命，能够适用于各种类型的创面，包括急慢性皮肤软组织缺损创面、感染创面、植皮创面以及各种难治性创面。

下面就封闭式负压引流做一综述详细介绍该技术。

　　封闭式负压引流演变历史

　　引流的概念和发展

　　引流是在机体的某一部分与机体其他部分间或与外界间建立开放通道以达到治疗目的的外科重要治疗手段。

引流的目的是及时排除体腔、器官或组织中的脓性积液、坏死组织、异物等有害物质，以减低压力，消灭死腔，改变感染部位的微生物环境，抑制局部细菌繁殖，防止感染扩散，减轻机体的炎性反应，促进炎症消退，从而预防和/或治疗局部有害物质对机体造成的生物学损害；保证创伤部位的良好愈合，减少并发症的发生；观察引流物的数量和性状，以便判断被引流区内的情况。

　　早在公元前3世纪，医学之父、古希腊名医Hippocrates的病案中就已经有利用麦秆导尿引流膀胱的记载（图4-70）。

　　1859年，Chassaignac开始应用软橡皮管作引流。

　　1882年，Kehrer首创并发展了烟卷引流。

　　1895年，Kellogg和Kehrer建立双套管引流的雏形。

　　 图4-70

　　负压引流及负压装置

　　临床实践中，常规引流的临床效果有时往往不尽如人意，尤其是要求引流较长时间、创面较大时。

即使是效果较好的套管引流，借助引流管端孔及侧孔也只能作到点状或多点状引流，有效引流面有限，不可能全方位地引流，而且时间稍长就容易阻塞。

对于较严重的软组织碾压、挫裂伤，常合并有创面的重度污染和大块皮肤以及软组织的缺损，常规的引流方式难以起效而只能通过创面频繁的更换敷料来达到去除创面脓液、坏死组织等有害物质的目的。

　　1898年，Heaton开始应用负压吸引，主要是负压源的问题。

　　1931年，美国外科医生Wangensreen设计了由两个玻璃瓶组成的“沙漏”状的，利用水由一个玻璃瓶流向另一个时产生的“真空”形成负压装置。

曾广泛应用于临床的负压引流，直到70年代末。

　　1952年，Raffel首次将负压引流方法用于皮瓣转移术后可能出现的感染、积液等并发症的预防并取得成功。

　　1954年，Chaffin率先采用电动真空泵作为负压源。

　　1955年，Silvis等将这项技术推广到多种手术后并发症的预防。

此后，负压引流促进创面愈合的方法逐渐被人们所关注，并被不断探索和改进，使其应用范围进一步拓宽。

　　1960年以后，医院大多建造了中央吸引系统，大大方便了临床的负压应用（图4-71）。

　　1970年以后，发明了由无毒刚性的聚碳材料吹塑而成的负压瓶并将负压应用于治疗难愈的创面和伤口。

图4-71

　　封闭式负压引流（vacuumassistedclosure）

　　1985年美国的Chariker和Jeter医生应用纱布包裹一根扁的外科引流管，将它们放在伤口内，盖上透明的密封贴膜，并用贴膜包裹引流管，将引流管连接于负压泵，来进行伤口的治疗，通过他们的临床研究，认为封闭负压引流系统对腹部外伤后合并肠瘘的处理具有里程碑意义。

这是人们早期应用负压治疗创面的有益探索。

1993年，德国Ulm大学创伤外科的Fleischmann博士（图4-72）创造性的提出将传统负压引流与现代封闭性敷料相结合的新型引流技术，该技术用医用泡沫敷料（聚乙烯醇或聚氨酷材料，polyvinylalcoholorpolyurethaneether）包裹多侧孔引流管，将泡沫敷料裁剪后置于创面，并用半通透性的薄膜密闭创面，再通过埋与引流瓶及负压源进行负压引流。

该技术首先被运用于感染创面治疗并取得显著效果，随后美国的WakeForest大学的Argenta和Morykwas等继对这项技术进行了临床和实验研究，并以封闭式负压引流（vacuumassistedclosure）命名获得了美国食品和药物管理局（FDA）认可，在北美和欧洲得到迅速推广。

封闭式负压引流的临床应用

2011-10-17        中山大学附属第一医院难愈性创面科研组

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　　随着VAC技术原理被人们逐渐认识，其在临床上也得到了广泛使用。

它的优点也在使用中得到了很好的体现：

操作简便、节省人力、减少材料消耗、能实时准确测量引流物的量及观察引流的性状、避免交叉感染，更难得的是它能减轻患者痛苦、明显缩短疗程。

　　1.在急性、外伤性创面治疗中的应用：

　　王彦峰等应用VAC治疗严重急性软组织损伤合并感染创面，并将同期入院行常规换药治疗的50例患者作为对照组，结果：

换药组创面清洁时间为10～39（22．46±6．86）天。

经换药后创商有不同程度缩小，47例植皮，3例皮瓣转位修复。

负组创面清洁时间为3～27（12．24-5．78）天，较换药组明显缩短，两组问差异有极显著意义。

负压组创面缩小更为明显，8例Ⅱ期缝合加植皮，4l例植皮，1例皮瓣转位修复。

DeFranzo等应用VAC治疗下肢外伤性组织缺损和骨暴露创面，所有创面水肿减轻、肉芽组织生长快速，覆盖骨和暴露硬性组织，所有创面都进行了皮肤和皮瓣移植，96％的患者成功覆盖刨面，而无相应并发症。

　　2.在深部组织感染治疗中的应用：

　　Canavese等利用VAC治疗脊柱侧凸术后所致深部感染，认为创面VAC系统是脊柱外科用来治疗创面易感染患者（尤其是有神经肌肉疾病的患者）有用的工具，而且它可靠又易于使用。

Arash等在评估用VAC技术治疗深部胸骨创面感染的成本研究中，得出VAC治疗经冠状动脉旁路搭桥手术后深部胸部感染显得更有经济效益，能降低病死率。

　　3.在糖尿病性创面治疗中的应用：

　　McCallon等在糖尿病足手术后伤口的治疗研究中，观察并比较了VAC治疗与生理盐水纱布换药治疗的疗效。

人选lO例l8—75岁的患者，随机分为VAC治疗组和生理盐水纱布对照组，两组伤口在治疗前均进行了手术清创，治疗组敷料每48h更换1次，对照组纱布敷料每天更换2次，两组伤口均使用拍照和测量观察记录伤口的进展。

结果：

伤口满意愈合的时间为VAC组平均（22．8±17．4）d，对照组平均（42.8±32.5）d，据此认为VAC治疗是糖尿病足溃疡的有效治疗方法，可明显缩短伤口愈合时间。

Flack等用VAC治疗糖尿病足溃疡，并与传统换药、高级敷料换药作比较，结果发现VAC比其他两种治疗更经济有效。

　　4.在压力性溃疡（褥疮）创面中的应用：

　　Smit等研究表明，VAC治疗褥疮患者后，患者伤口愈合反应、愈合所需时间明显优于藻酸盐敷料治疗法和水胶体敷料治疗法。

Philbeck等报告了在家庭褥疮患者中使用VAC，可以明显缩短褥疮愈合时间，提高治疗效果，降低治疗成本。

　　5.在植皮中的应用

　　在皮肤缺损植皮中传统的打包植皮或加压包扎植皮多采用凡士林纱布包裹碎纱布缝合固定于植皮创面上。

这种方法操作繁琐，对于于大创面及复杂创面如截肢的残端套筒状创面、地图型创面、功能部位创面、皮瓣转移后创面等;由于皮片缝合固定不易且压力不均匀等原因有创面周围存在死腔的可能性，由于引流不畅组织液渗出液容易积聚形成细菌的培养床导致感染且移植的皮片容易漂浮无法紧贴创面。

术后对创面的观察和换药处理也比较麻烦，在拆除加压包扎时程序繁琐、费时，患者痛苦，并且有皮片撕脱的可能性。

于传统的打包植皮或加压包扎植皮相比VAC在植皮中在创面局部产生持续的负压使敷料紧贴创面，压力均匀衡定消灭死腔有效引出组织液及渗出液，减少感染几率并能促进创面肉芽组织及上皮细胞生长，增加手术成功率减少患者痛苦缩短住院时间。

对于皮肤撕脱伤反植皮患者，反植皮联合负压封闭引流技术能I期关闭创面，降低感染的发生，促进皮片与创面的良好贴附，有利于皮片存活，治疗严重创伤合并大面积皮肤撕脱伤疗效满意，是一种简单、安全有效的治疗方法。

　　6.在烧伤、放射性创面治疗中的应用：

　　胡建武等在应用VAC治疗各种创面时，其中烧伤创面l0例，经过1～3周左右治疗，所有创面均可见大量肉芽组织生长，大多创面经普通换药治疗后愈合。

典型病例为金属镁渣烧伤患者，应用VAC治疗后，行植皮封闭创面。

Siegel等用VAC处理外科手术和放射治疗后形成表浅和较深创面的22例患者，并回顾性地与没有使用VAC治疗的l9例患者进行对照，结果治疗组在住院时间、治疗时间、手术清创的次数和创面自愈（无需组织转移）上均明显低于对照组。

VAC技术在治疗放射性创面上显然是安全有效的。

　　7.在普通外科的应用：

　　McCulloch（1993年）则报告了一例患有严重动脉硬化症，行筋膜切除术的30岁的女性患者，术后创面难以愈合，经常规换药、植皮、水疗等多种措施效果不佳，创面愈合迁延不愈。

联合应用负压疗法，8周后创面完全上皮化愈合，作者认为负压治疗后毛细血管灌注增加是创面愈合的主要因素。

Alvarez用其治疗肿瘤切除术后并发的皮肤-胃肠瘘创面，也取得了成功。

　　8.在骨关节外科中的应用：

　　1996年Fleischmann分别报道了17例皮肤软组织，损及25例下肢筋膜间隙综合症深筋膜切开减压创面病例封闭负压治疗结果，发现所有创面愈合良好，无一例发生感染。

1996～1997年，Fleischmann应用封闭负压技术对27例严重感染创面进行了治疗研究，其中急性骨和软组织感染13例，慢性骨髓炎8例，慢性感染创面6例。

封闭负压引流7天后采用缝合、植皮或更换敷料至创面上皮化愈合为止。

经过平均4.2个月随访，封闭负压控制创面感染效果显著，仅一例慢性骨髓炎患者出现创面感染复发。

国内黄雄飞等（1998年）采用封闭负压引流技术对17例开放性骨折合并软组织缺损病例进行了治疗，结果发现，封闭负压可以预防创面感染。

荷兰Obdeijn（1999），英国Tang（2000）和美国Hersh（2001）先后报道应用VAC治疗胸骨切开术后的感染创面，较以前用清创，填塞和制动伤口，长期引流，延期缝合和整形重建等综合疗法显著减少了并发症，而且肉芽生长和创面愈合速度明显加快。

最近，Yuan报道用VAC治疗脊柱开放伤伴骨或内植入物暴露的创面，取得了良好的效果。