自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓裝置研制及其早期應用的研究.pdf

1、[研究背景]
　　如何快速、高效、優(yōu)質(zhì)的修復軟組織缺損，一直是整形外科領(lǐng)域的研究熱點。傳統(tǒng)軟組織缺損修復方法可概括為“徹底清創(chuàng)-敷料覆蓋-組織移植”，但這種方法對于組織缺損嚴重且合并細菌感染的病例修復效果并不理想。1993年，F(xiàn)leischmann發(fā)現(xiàn)將創(chuàng)面密閉并保持負壓狀態(tài)有助于減少創(chuàng)面細菌負荷，加快愈合速度。他將這種通過“創(chuàng)面封閉-負壓抽吸”方式促進創(chuàng)面愈合的物理治療方法稱之為負壓創(chuàng)面技術(shù)(NPWT)。1995年，負壓創(chuàng)面技術(shù)

2、正式被美國食品和藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準用于軟組織缺損的臨床治療。20余年的研究表明，負壓創(chuàng)面技術(shù)適用于外傷及周圍血管疾病等多種原因造成的急慢性軟組織缺損，具有提高創(chuàng)面愈合質(zhì)量、縮短住院時間以及降低診療費用的特點。但是，研究人員也發(fā)現(xiàn)負壓創(chuàng)面技術(shù)存在創(chuàng)面清潔效果差，長期使用可靠性下降，治療方法單一等缺陷。有學者提出，創(chuàng)面灌注與負壓創(chuàng)面技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)(NPWTi)有助于彌補負壓創(chuàng)面技術(shù)的不足，更好的促進創(chuàng)面愈合。與負壓

3、創(chuàng)面技術(shù)廣泛應用于創(chuàng)面治療的現(xiàn)狀相比，創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)的研究尚處于起步階段。目前，創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)推廣應用的瓶頸主要體現(xiàn)在以下兩個方面:第一，現(xiàn)有的創(chuàng)面灌注-負壓治療裝置不便于臨床應用;第二，創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)缺乏相應理論指導。
　　本課題擬在研發(fā)新型自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置基礎(chǔ)上，以豬軟組織缺損模型為平臺，探討創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)在創(chuàng)面清潔以及早期損傷組織病理生理轉(zhuǎn)歸等方面的作用，以期為快速、高效、優(yōu)質(zhì)修復軟組織缺損提

4、供裝備支持和理論指引。
　　[目的]
　　(1)研發(fā)自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓吸引治療裝置。
　　(2)構(gòu)建豬軟組織缺損模型。
　　(3)探索創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)清除創(chuàng)面異物的效能。
　　(4)探索早期應用創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)對創(chuàng)面組織血管生成的影響。
　　(5)探索早期應用創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)對創(chuàng)面組織炎癥水平的影響。
　　(6)探索早期應用創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)對創(chuàng)面組織膠原沉積的影響。
　　[方

5、法]
　　(1)借助現(xiàn)代微電子技術(shù)、單片機控制技術(shù)和傳感器技術(shù)，研發(fā)新型自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置。自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置主機由中控模塊、負壓模塊、灌注模塊、顯示模塊、警報模塊和動力模塊組成;采取文獻學習及實物測試的方式完成裝置組件的選擇和功能流程的規(guī)劃。
　　(2)使用“皮膚切除-重物撞擊”的方法制備豬軟組織缺損模型。6只巴馬小型香豬左右臀部及肩胛部共24處創(chuàng)面，根據(jù)軟組織缺損部位分為4組，分別是左肩胛組、

6、左臀部組、右肩胛組和右臀部組，通過數(shù)碼攝像結(jié)合軟件測量的方法計算創(chuàng)面面積;通過液體滴定的方法測量創(chuàng)面體積;通過蘇木精-伊紅染色法(HE)的方法測定創(chuàng)面巨噬細胞、中性粒細胞、淋巴細胞數(shù)量;通過免疫組織化學法（IHC）標記組織Caspase-3蛋白表達位置;免疫印跡法(WesternBlot，Western-Blot)檢測組織Caspase-3蛋白表達水平;通過反轉(zhuǎn)錄RCR法(RT-PCR)檢測組織Caspase-3 mRNA水平;采用隨機

7、區(qū)組設(shè)計資料方差分析的統(tǒng)計方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析;探索“皮膚切除-重物撞擊”法制備豬軟組織缺損模型不同部位損傷程度的一致性。
　　(3)使用“皮膚切除-重物撞擊-石墨涂布”的方法制備豬污染創(chuàng)面模型。6只巴馬小型香豬左右臀部及肩胛部共24處創(chuàng)面，根據(jù)創(chuàng)面清潔方法將其隨機分為3組，分別是紗布敷料組（Gauze組）、NPWT組和NPWTi組。Gauze組使用紗布敷料覆蓋創(chuàng)面的方法清潔創(chuàng)面，NPWT組使用新型自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝

8、置的創(chuàng)面負壓模式(壓力-125mmHg，負壓時間4min，間歇6min)清潔創(chuàng)面，NPWTi組使用自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置的創(chuàng)面主動灌注-負壓模式（壓力-125mmHg，負壓時間4min，灌注時間1min，浸潤時間5min，灌注量5ml/次）清潔創(chuàng)面;通過Quality One軟件檢測治療前、治療后1h、2h和3h創(chuàng)面灰度情況;使用協(xié)方差分析的統(tǒng)計方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析;比較紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療清潔創(chuàng)面

9、的效能。
　　(4)采用“皮膚切除-重物撞擊”的方法制作豬軟組織缺損模型。6只巴馬小型香豬左右臀部及肩胛部共24處創(chuàng)面，根據(jù)治療方法將其隨機分為3組，分別是Gauze組、NPWT組和NPWTi組。Gauze組使用紗布敷料覆蓋創(chuàng)面的方法治療，NPWT組使用新型自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置的創(chuàng)面負壓模式(壓力-125mmHg，負壓時間4min，間歇6min)治療，NPWTi組使用新型自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置的創(chuàng)面主動灌注-

10、負壓模式（壓力-125mmHg，負壓時間120min，灌注時間1min，浸潤時間9min，灌注量5ml/次）治療。治療前、治療后1d、3d、5d和7d獲取組織樣本，通過IHC法標記組織血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和低氧誘導因子1-α(HIF1-α)蛋白表達位置;Western-Blot法檢測組織HIF1-α和VEGF蛋白表達水平;RT-PCR（反轉(zhuǎn)錄PCR法）法檢測HIF1-αmRNA和VEGF mRNA表達;使用協(xié)方差分析的統(tǒng)計方法對

11、實驗數(shù)據(jù)進行分析;探索紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療對創(chuàng)面血管增生的影響。
　　(5)采用“皮膚切除-重物撞擊”的方法制作豬軟組織缺損模型。6只巴馬小型香豬左右臀部及肩胛部共24處創(chuàng)面，根據(jù)治療方法將其隨機分為3組，分別是Gauze組、NPWT組和NPWTi組。Gauze組使用紗布敷料覆蓋創(chuàng)面的方法治療，NPWT組使用自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置的創(chuàng)面負壓模式（壓力-125mmHg，負壓時間4min，間歇6mi

12、n）治療，NPWTi組使用自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置的創(chuàng)面主動灌注-負壓模式（壓力-125mmHg，負壓時間120min，灌注時間1min，浸潤時間9min，灌注量5ml/次）治療。于治療前、治療后1d、3d、5d和7d獲取組織樣本，通過HE法計算組織中巨噬細胞、中性粒細胞和淋巴細胞數(shù)量;IHC法標記組織腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細胞介素-6(IL-6)蛋白表達位置;Western-Blot法檢測組織TNF-α和IL-6蛋

13、白表達水平;RT-PCR（反轉(zhuǎn)錄PCR法）法檢測TNF-α mRNA和IL-6 mRNA水平;使用協(xié)方差分析的統(tǒng)計方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析;探索紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療對創(chuàng)面炎癥水平的影響。
　　(6)采用“皮膚切除-重物撞擊”的方法制作豬軟組織缺損模型。6只巴馬小型香豬左右臀部及肩胛部共24處創(chuàng)面，根據(jù)治療方法將其隨機分為3組，分別是Gauze組、NPWT組和NPWTi組。Gauze組使用紗布敷料覆蓋創(chuàng)面的方

14、法治療，NPWT組使用自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置的創(chuàng)面負壓模式(壓力-125mmHg，負壓時間4min，間歇時間6min)治療，NPWTi組使用自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置的創(chuàng)面主動灌注-負壓模式（壓力-125mmHg，負壓時間120min，灌注時間1min，浸潤時間9min，灌注量5ml/次）治療。于治療前、治療后1d、3d、5d和7d獲取組織樣本，通過苦味酸-酸性復紅染色法(Van Gieson，VG)標記組織膠原蛋白位置

15、;分光光度法檢測組織羥脯氨酸(Hydroxyproline，Hyp)含量;Western-Blot法檢測組織Ⅰ型膠原蛋白(CollagenⅠ)和Ⅲ型膠原蛋白(CollagenⅢ)表達水平;RT-PCR（反轉(zhuǎn)錄PCR法）法檢測CollagenⅠ mRNA和CollagenⅢ mRNA水平;使用協(xié)方差分析的統(tǒng)計方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析;探索紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療對創(chuàng)面膠原沉積增生的影響。
　　[結(jié)果]
　　

16、(1)研制新型自控式創(chuàng)面主動灌注-負壓治療裝置，該裝置可實現(xiàn)負壓創(chuàng)面治療、灌注-負壓治療和創(chuàng)面脈沖沖洗等多種治療功能。
　　(2)使用“皮膚切除-重物撞擊”的方法制備豬軟組織缺損模型，左右肩胛部及臀部組織缺損面積、體積及組織巨噬細胞、中性粒細胞及淋巴細胞數(shù)量、Caspase-3蛋白及Caspase-3 mRNA水平差異無統(tǒng)計學意義。
　　(3)比較紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療清潔創(chuàng)面效能的實驗結(jié)果顯示，Ga

17、uze組、NPWT組和NPWTi組不同時間創(chuàng)面灰度變化趨勢有差異，治療后1h、2h和3h創(chuàng)面灰度均以Gauze組為最高，NPWT組次之，NPWTi組最低。
　　(4)比較紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療影響早期創(chuàng)面組織血管生成的研究顯示，組織中可見VEGF和HIF1-α陽性表達，Gauze組、NPWT組和NPWTi組不同時間VEGF和HIF蛋白及VEGF mRNA和HIF mRNA表達趨勢有差異，治療后1d、3d、5

18、d和7d組織VEGF和HIF1-α蛋白及VEGF mRNA和HIF1-α mRNA表達水平均以NPWTi組最高，NPWT組次之，Gauze組最低。
　　(5)比較紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療影響早期創(chuàng)面組織炎癥水平的研究顯示，組織中可見TNF-α和IL-6陽性表達，Gauze組、NPWT組和NPWTi組不同時間創(chuàng)面細菌負荷、巨噬細胞、中性粒細胞和淋巴細胞數(shù)量，TNF-α和IL-6蛋白及TNF-α mRNA和IL-

19、6 mRNA表達趨勢有差異，治療后1d、3d、5d和7d組織創(chuàng)面細菌負荷、巨噬細胞、中性粒細胞和淋巴細胞數(shù)量，TNF-α和IL-6蛋白及TNF-αmRNA和IL-6 mRNA表達水平均以Gauze組最高，NPWT組次之，NPWTi組最低。
　　(6)比較紗布覆蓋治療、負壓創(chuàng)面治療和創(chuàng)面灌注-負壓治療影響早期創(chuàng)面組織膠原沉積的研究顯示，組織中可見膠原蛋白陽性表達，Gauze組、NPWT組和NPWTi組不同時間Hyp含量、Collag

20、enⅠ和CollagenⅢ蛋白及CollagenⅠ mRNA和CollagenⅢ mRNA表達趨勢有差異，治療后1d、3d、5d和7d組織Hyp含量、CollagenⅠ和CollagenⅢ蛋白及CollagenⅠ mRNA和CollagenⅢ mRNA表達水平均以NPWTi組最高，NPWT組次之，Gauze組最低。
　　[結(jié)論]
　　(1)相比紗布敷料覆蓋和負壓創(chuàng)面治療而言，創(chuàng)面灌注-負壓技術(shù)清潔創(chuàng)面的效能更高。