封闭负压引流技术治疗机制的研究进展

张强 刘俊

·综述·

封闭负压引流技术治疗机制的研究进展

张强 刘俊∗

封闭负压引流（VSD）技术自上世纪50年代被提出，经过不断改进于80年代末开始在临床上用于治疗慢性复杂性创面，VSD通过对软组织的机械性和生物学效应，可以刺激血管增生、改善血液循环，促进细胞和肉芽组织不断生长，加速组织创面愈合的疗效显著，现已广泛应用于治疗四肢创伤、皮肤软组织缺损、骨筋膜室综合征等方面，发挥了重要的作用。尽管封闭负压引流技术在外科领域应用广泛，但目前对其作用机制研究较少。本文将对封闭负压引流技术治疗的相关机制、临床应用等作一综述，为临床更加广泛应用封闭负压引流技术提供参考。

封闭负压引流技术；机制

0 引言

封闭负压引流技术于1993年由Fleischmann等首先应用于临床［1］，现已被广泛应用于治疗急性和慢性等各种创面。自封闭负压引流技术发明以来，伤口处理发生了很大变化。随着技术不断进步，复杂的伤口，例如骨和皮肤软组织缺损［2］，可以通过封闭负压引流技术来治疗。用于促进伤口愈合的基本机制包括：①增加伤口的血液供应；②促进坏死组织和不良因素消除；③减轻伤口周围水肿；④促进肉芽组织和上皮的形成。封闭负压引流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，通过密闭覆盖泡沫使负压分布在伤口表面，促进创面过多的液体，污染物排出。持续负压吸引在改善伤口微循环，增加血流量，减轻组织间隙水肿具有明显作用。封闭敷料使创面与外界隔绝，有效防止污染和感染。对于浅表创面，薄膜和泡沫材料组成复合型敷料，其功能近似皮肤，使局部环境接近生理环境，为创面修复创造了有利条件，从而促进了创面的愈合。作为一种新技术、新方法，封闭负压引流的应用对急、慢性创面修复产生了革命性的变化。其与传统的盐水纱布包扎换药的方法相比，对于创面愈合有诸多优势，封闭负压引流技术能防止创面污染，充分引流和刺激创面肉芽组织快速良好生长，缩短治疗时间，简单安全，更少痛苦，经济、有效，不良反应少［3］。

图1 封闭负压引流的作用机制，包括宏观变形（中间部分图）和微变形（图的底部）。宏观变形是由向心力牵拉伤口边缘引起的组织变形。微变形由泡沫和伤口敷料相互作用引起的组织变形［4］。ECM：细胞外基质；VEGF：血管内皮生长因子

1 刺激血管生长，改善组织微循环

创面局部血流灌注不足是影响创面愈合的重要原因之一，良好的血流灌注对于创面的修复是必须的，创面愈合所需要的氧气，生长因子，营养等也是通过血流达到创面的，另外，创面血流灌注的增加，也能促进对创面抗菌物质的输送，同时，增加血液灌流也有利于清除伤口内的自由基，二氧化碳及废物。而VSD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，改善创面血循环。目前对于研究组织血流灌注增加，大多数研究人员采用非侵入式激光多普勒装置，虽然有用，但是激光多普勒并不能直接确定血流量，激光多普勒是通过测量红细胞速度并将其转换为血流量，来测定创面血流量的多少，血管直径的减少可能会增加红细胞流体的速度，因此对于实验中的研究结果需要谨慎解释。从分子生物学研究方面发现，创面在负压情况能够促进组织表达促血管生成因子（VEGF）增加［5］。Kao等［6］利用脂肪组织填充创面缺损的研究中发现，负压下移植的脂肪组织表现出与再生细胞的协同效应，促进局部组织VEGF、TGF表达上调。Baldwin等［7］通过在体外对血管内皮细胞进行培养，分别采用间歇和持续-125mmHg（1mmHg=0.133 kPa）压力吸引，发现当采用间歇负压吸引时，VSD更能促进了血管内皮细胞的增殖和迁移，表明间歇负压优于连续负压，这可能会是未来一个潜在的重要研究方向。李靖等［8］以兔耳背全层皮肤缺损创面为模型，指出VSD首先引起创面微血管扩张，从而改善创面血液循环状况促进肉芽组织生长，在-110mmHg压力引起血流速增加最为明显。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。Chen等［9］在动物试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，Timmers等［10］通过封闭负压引流技术对黑色聚氨酯（PU）泡沫和白色聚乙烯醇（PVA）泡沫两种不同材料在正常人体前臂皮肤表面的研究发现，300mmHg负压时皮肤血流量增加明显。morykwas等［11］通过在开放的猪伤口上模型上使用植入式多普勒探头探测血流，得到类似结果。wackenfors等［12］通过对猪腹股沟周围伤口的血流量测量，发现从伤口边缘约1.5 cm以内高灌注区域。ichioka等［13］在应用负压状况下设计了一个定量可视化伤口微循环的实验模型。他们确定了一个标准压力，当应用-125 mmHg时，伤口中的血流量立即显著增加。相反，应用-500mmHg时伤口血液流量则明显减少。Chow等［14］通过利用负压孵化器结合电动细胞基质阻抗传感技术，分别测量人单层角质细胞运动在无血清的介质环境压力和负压12 h。单层角质细胞运动在22.5～64 kHz的频率范围内被电动细胞基质阻抗传感器连续记录。当细胞处于不同压力环境时，对细胞内的膜电容CM、细胞基质电阻A和细胞间连接电阻RB三种参数进行评估，实验结果表明：当在负压状态下能增强细胞的运动，减少细胞凋亡，增加氧化磷酸化，并促进细胞形成的足细胞分裂，意味着这可能会是促进血管再生的重要机制之一。最近，Kairinos等［15］在健康人中利用放射性示踪剂技术测量组织血流灌注，结果显示灌注量减少与负压值增加密切相关。更进一步研究中使用热扩散技术，腐蚀铸造，荧光粒子，或放射性的研究示踪方法在未来可能会提供更加深入的了解血管生成机制的研究方法。

2 减轻组织水肿

创伤后由于创面被各种细菌感染，细菌在生长繁殖的过程中，往往会释放大量的毒素及相关的炎症介质，由于毛细血管壁通透性增加，组织液外渗，引起创面水肿，组织水肿常常会导致组织间隙压力增大，压迫创面的局部的微血管，影响组织的灌注量及淋巴液的回流，造成创面缺血缺氧，从而影响创面的正常愈合。封闭负压引流技术，不仅能够营造一个相对密闭的环境，还能够有效的阻止空气中的各种细菌侵入创面，防止创面感染。而且封闭负压引流能够减轻组织间隙的压力，改善微循环，促进淋巴液的回流，从而减轻创面水肿。Basseto等［16］通过组织学评估方法发现慢性肢体溃疡的患者在应用VSD治疗后水肿明显减轻。创面常伴有渗出物和部分坏死组织堆积，也会加剧创面水肿，VSD的抽吸作用可以将创面内产生的部分渗出物清除，以此降低创面的进一步水肿。Labanaris等［17］证实在应用VSD的创面边缘淋巴管的密度会增加，也可进一步减轻水肿。以上研究表明，虽然目前许多文献描述了VSD治疗可以减轻创面水肿，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研究。

3 抑制细菌生长

细菌引起的伤口感染常常会影响创面正常愈合，而VSD治疗能够及时清除创面渗出液和坏死组织，营造封闭的负压环境，从而使创面与外部隔绝，破坏了细菌生长繁殖的环境，阻止了外来细菌侵入，降低交叉感染发生率；低氧和相对缺氧环境既可以抑制创面细菌生长又可促进成纤维细胞的增殖，加速创面愈合。Weed等［18］在对25例病人急慢性伤口的观察中发现，经过VSD治疗后22%创面细菌的数量明显减少。Plikaiti、和Molnar报道［19］，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5天内下降并低于临床感染标准105/g以下，而对照组细菌数在5天内达到高峰，在11天以后才逐渐低于感染水平。Mouёs等［20］通过测量29例患者慢性创面的细菌浓度，封闭负压引流为治疗组，盐水纱布为对照组，结果表明两组之间的细菌浓度无明显差异，尽管在负压封闭引流治疗下，金黄色葡萄球菌的数量增加，革兰氏阴性球菌的数量显著下降，Lalliss等［21］进行的感染性软组织损伤并开放性骨折的动物实验进一步发现：VSD治疗较传统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：封闭负压引流对于控制创面感染，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，行为学，毒力学，封闭负压引流材料的使用时机，更换频率有待进一步的研究。而生物膜和防御的问题可能将是未来重要的研究领域。

4 促进创面肉芽组织生长

肉芽组织的生长是创面愈合的关键因素。肉芽组织不仅可以为皮瓣转移或植皮手术提供良好的基础，而且也是上皮组织生长的必要条件。VSD可在创面表面形成机械应力以促进肉芽组织生长和血管生成，VSD可以稳定创面内环境、减轻组织水肿、刺激血管生长、改善局部微循环，以上这些优点均可以刺激细胞增殖，使创面肉芽组织生长明显加快，Fabian等［22］对41例雄性兔耳缺血伤口模型研究后发现，VSD治疗结合高压氧，发现创面肉芽组织形成率明显增加，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直接结果。Morykwas等［23］通过猪模型的实验研究结果显示，-125 mmHg治疗的伤口促进肉芽组织生长明显快于-25 mmHg和-500mmHg的治疗伤口。Kremers等［24］观察到，在成纤维细胞培养物暴露于机械应力间歇VSD，有一个显著增加的p38蛋白激酶和所附的转录因子，其表示细胞增殖的标记。Scherer等［25］治疗糖尿病小鼠全层的伤口模型，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，这些研究中，肉芽组织和血管生成的证据，意味着VSD能够促进细胞增殖。

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Research progress of vacuum sealing drainage technique

ZHANG Qiang，LIU Jun.
Department of Hand Surgery，the Affiliated Nanhua Hospital，Nanhua University，Hengyang，Hunan 421001，China. Corresponding author：LIU Jun，534571694＠qq.com

Vacuum sealing drainage technique since the fifties of the last century is proposed. Through continuous improvement in the late 1980s began in the clinic for the treatment of chronic complexwound VSD through soft tissuemechanicaland biologicaleffects and can stimulate angiogenesis，improve blood circulation，promote the continued growth of the cells and granulation tissue，accelerate wound healing significantly.Ithas been widely used in the treatmentof limb trauma，skin and soft tissue defect，osteofascial compartment syndrome and play an important role.Although Vacuum sealing drainage technology iswidely used in the field of surgery，there are few studies on itsmechanism.This article will summarize the related mechanism and clinical application of Vacuum sealing drainage technology，and provide thebasis for the clinicalapplication of Vacuum sealing drainage technology.

vacuum sealing drainage technique；mechanism

R608

A

10.3969/j.issn.1009-976X.2017.01.031

2016-10-25）

421001湖南衡阳南华大学附属南华医院手外科

∗通讯作者：刘俊，E-mail：534571694＠qq.com