負壓封閉引流技術聯(lián)合應用臭氧水可行性的材料學研究.pdf

1、負壓封閉引流(Vacuum Sealing Drainage，VSD)是指以聚乙烯酒精水化泡沫填塞機體皮膚或軟組織缺損、感染、壞死后形成的創(chuàng)面，充當創(chuàng)面與引流管之間的中介，將傳統(tǒng)的點線狀引流變?yōu)槿轿?、多角度的深度引流，并以生物半透膜作為全密封材料，覆蓋、封閉整個創(chuàng)面和腔隙，同時將引流管與負壓源連接，使整個與VSD材料相接處的創(chuàng)面處于一個全封閉的、持續(xù)或間斷負壓引流狀態(tài)的外科治療新技術。
　　 VSD技術應用于創(chuàng)面治療，能夠促進

2、血液循環(huán)，增加創(chuàng)面血供，減輕創(chuàng)周水腫，加速創(chuàng)面愈合，抑制細菌繁殖，控制感染范圍，有效機械牽拉，刺激肉芽生長。但VSD技術也存在諸多不足，其適應癥雖然廣泛，但也存在禁忌癥，雖能抑制細菌生長繁殖，但抑菌能力有限，雖能為創(chuàng)面提供封閉環(huán)境，但創(chuàng)面完全封閉有時比較困難，雖然臨床療效顯著但作用有限。臨床上經?？梢娛褂肰SD技術治療的患者，傷口仍存在不同程度的感染，傷口分泌物培養(yǎng)提示常見的細菌包括金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌及鮑曼不動桿菌等。目

3、前，對于此類傷口的處理通常采用慶大霉素溶液進行局部沖洗，但局部抗生素的應用易導致細菌耐藥性的產生，導致療效欠佳，且一旦出現(xiàn)混合細菌感染，單一抗生素很難發(fā)揮療效。
　　 近年來，臭氧水在創(chuàng)傷愈合及抗感染中的應用越來越廣泛，已經證實臭氧水對細菌，細菌芽孢，病毒，真菌，原蟲等均有較好的殺滅作用。臭氧水消毒滅菌是急速的，消毒作用在瞬間發(fā)生。臭氧水的氧化作用有兩種類型，微生物菌體與溶解水中的臭氧直接反應，同時又與臭氧分解生成-OH的間接反

4、應，由于-OH為極具氧化性的氧化劑，因此臭氧水的殺菌速度極快。臭氧水不僅能有效殺滅創(chuàng)面細菌，而且能促進創(chuàng)面愈合[16]。此外，臭氧水代謝后分解產生的氧氣能增加局部組織的氧氣濃度，改善缺氧環(huán)境，有效促進傷口愈合。
　　 VSD技術存在許多優(yōu)勢，但也存在不足?？垢腥灸芰η芳咽侵萍s其在臨床治療進一步發(fā)展的瓶頸，結合臭氧水在抗感染方面取得的療效。我們提出嘗試將二者結合起來，在嚴重感染性創(chuàng)面放置VSD的同時，使用臭氧水通過VSD管道對創(chuàng)面

5、進行沖洗。如果可行的話，不難發(fā)現(xiàn)其中的巨大優(yōu)勢，VSD的使用可以增加創(chuàng)面血供，有效減輕創(chuàng)周水腫，促進肉芽組織生長;而臭氧水的應用能更有效的殺滅創(chuàng)面細菌，并且代謝后產生的氧氣使局部氧含量增加，從而有效殺滅厭氧菌。臭氧水的優(yōu)勢彌補了VSD的不足，擴大了使用適應癥的范圍，并且二者在促進創(chuàng)面愈合方面的協(xié)同效應。這些都勢必會帶來巨大的社會效益和經濟效益。
　　 考慮到臭氧水具有一定的氧化性，二者聯(lián)合使用的前提是VSD材料能夠耐受臭氧水的氧

6、化作用而保持基本的理化性質不發(fā)生顯著改變。本實驗旨在評估10μg/ml濃度的臭氧水與VSD技術聯(lián)合應用的可行性。選擇10μg/ml臭氧水的主要原因有兩點，一是既往有文獻已經報道[17-21]該濃度的臭氧水能殺滅絕大多數(shù)的病原菌;二是考慮到高濃度臭氧水對機體組織可能帶來的氧化損傷[22]。所以既要滿足殺滅細菌的基本要求，又不能對正常機體組織產生損害。如果從材料學角度能夠證實二者聯(lián)合應用的可行性，后續(xù)將會進行在體安全性研究及相關動物實驗，為

7、最終在臨床的推廣應用奠定理論基礎。
　　 本實驗包括三部分，第一部分內容包括10μg/ml臭氧水的制備、制備后不同時間點臭氧水濃度的檢測及探討一定條件下臭氧水的自然代謝規(guī)律;第二部分將探討10μg/ml臭氧水對VSD泡沫和密封膜物理性質及化學性質的影響;第三部分通過制作體外VSD模型，使用10μg/ml臭氧水進行沖洗后檢測裝置的密封性來進一步評估二者聯(lián)合應用的可行性。
　　 第一部分、10μg/ml臭氧水的制備、濃度檢測

8、及代謝曲線的繪制
　　 目的:制取濃度為10μg/ml臭氧水;碘量法檢測10μg/ml臭氧水在不同時間點的濃度;繪制其自然降解曲線并探討其代謝規(guī)律。
　　 材料與方法:
　　 1、臭氧水的制取:將滅菌注射用水注入臭氧水發(fā)生器(Ozonosan Alpha Plus1107型)的儲水槽中，打開氧氣閥，待氣體充分飽和后，打開進氣閥，通過臭氧氣體冒泡制取10μg/ml的臭氧水，制取后即保存于棕色試劑瓶中。
　　

9、 2、碘量法檢測臭氧水濃度:參照《中華人民共和國城鎮(zhèn)行業(yè)建設標準》(CJ/T3028.2-1994)中關于“臭氧發(fā)生器的臭氧濃度、產量、電耗的測量和計算方法”，使用堿式滴定管、三角燒瓶、容量瓶及量筒等儀器，以及20％碘化鉀(KI)溶液、(1+5)硫酸(H2SO4)溶液、0.01mmol/L的硫代硫酸鈉(Na2S2O3·SH2O)及淀粉溶液，根據(jù)下述的化學反應式進行試劑滴定檢測。
　　 ①O3+2KI+H2O—O2+I2+2KOH

10、②I2+2Na2S2O3—2NaI+Na2S4O6計算公式:C(O3)=2.4×V(Na2S2O3) V為Na2S2O3的使用量分別于制備完畢后的0分鐘、15分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘和120分鐘檢測臭氧水的濃度，重復進行5次實驗，以均數(shù)±標準差表示結果。將上述各時間點的濃度的均值繪制成代謝曲線圖。
　　 結果:成功制取10μg/ml的臭氧水，制取完畢時初始的臭氧水濃度為(9.94±0.27) mmol/L;在一定條件下

11、經15min、30min、60min、90min和120min的自然代謝后，臭氧水殘余濃度的分別為(7.46±0.16)mmol/L、(5.93±0.13)mmol/L、(4.11±0.56)mmol/L、(1.63±1.12)mmol/L、(1.10±0.03)mmol/L。
　　 結論:Ozonosan Alpha Plus1107型臭氧水機可制取10μg/ml臭氧水，濃度穩(wěn)定;臭氧水制備后性質不穩(wěn)定，能自發(fā)降解，在一定條件

12、下經2小時代謝后仍殘留一定的濃度。
　　 第二部分、10μg/ml臭氧水對VSD材料理化性質的影響
　　 目的:探討10μg/ml臭氧水對VSD泡沫及密封膜理化性質的影響。
　　 材料與方法:
　　 1、(1)實驗分組:未處理組、生理鹽水作用8天組，洗必泰作用8天組，臭氧水作用1天組、2天組、4天組及8天組。(2)實驗干預:制取濃度為10μg/ml的臭氧水后，棕色試劑瓶保存，室溫21℃±2℃，將實驗材料浸

13、于其中，每次1小時，每天2次，連續(xù)作用8天，分別于第1、2、4、8天的終末對材料的理化性質進行觀察與檢測。生理鹽水組與洗必泰組分別采取生理鹽水和洗必泰以相同頻次進行實驗干預。
　　 2、大體外觀:各組按實驗方案處理后，觀察VSD材料的外觀、色澤等表面結構的變化。
　　 3、超微結構:分別對泡沫和密封膜進行相應處理后，置于載玻片上，調整合適的顯微鏡放大倍數(shù)進行微觀結構觀察。
　　 4、拉力測試:將VSD材料分別置于

14、拉力測試機的夾具上，調整夾具位置使測試材料的縱軸線與夾具縱軸線重疊，設置VSD泡沫初始標距:20mm，測試速度:400mm/min; VSD密封膜初始標距:20mm，測試速度:200mm/min;測試溫度25℃，濕度70％。試驗機拉伸至試樣徹底斷裂后，記錄各組樣品的最大載荷及試樣斷裂瞬間間距等指標。
　　 5、顯微拉曼光譜分析:材料處理后，置于拉曼光譜儀(LabRAM Aramis型)中，采用532.8nm波長激光，50倍物鏡，

15、1200g/nm光柵，曝光時間5秒，曝光次數(shù)2次，掃描范圍400～4000cm-1，分辨率1cm-1，測試溫度26℃，濕度61％。分別采集VSD泡沫與密封膜未處理前及使用臭氧水處理前后的數(shù)據(jù)，使用OriginPro8.0軟件繪制相應的拉曼光譜圖。
　　 6、統(tǒng)計學分析:統(tǒng)計學處理采用SPSS13.0軟件，對于計量資料采用均數(shù)±標準差表示，對于多組之間的比較采用完全隨機設計單因素的方差分析(one-way ANOVA)，方差齊時整

16、體的比較采用F檢驗，多重比較采用Bonferroni法，方差不齊時采用Welch法近似F檢驗，多重比較采用Dennett's T3法;兩組單獨計量資料的比較采用獨立樣本t檢驗。當P≤0.05時認為差異有統(tǒng)計學意義。
　　 結果:10μg/ml臭氧水持續(xù)8天作用后，VSD材料大體外觀未見異常，顯微鏡下泡沫與密封膜的微孔等結構未見明顯破壞。拉力測試結果表明，VSD泡沫最大載荷與試樣斷裂瞬間間距隨著臭氧水作用時間的延長逐漸減小，未處理

17、的與經10μg/ml臭氧水作用8天后的VSD泡沫的最大載荷分別為(4.25±0.73)、(2.44±0.19) kgf(P=0.001)，VSD泡沫試樣斷裂瞬間間距作用前后分別為(92.54±12.83)、(64.44±4.60) mm(P=0.006); VSD密封膜的最大載荷與試樣斷裂瞬間間距隨著臭氧水作用時間的延長并未出現(xiàn)顯著變化，未處理的與經10μg/ml臭氧水作用8天后的VSD密封膜的最大載荷分別為(0.70±0.06)、(0

18、.74±0.08) kgf(P=0.402)， VSD密封膜試樣斷裂瞬間間距作用前后分別為(102.85±9.35)、(96.02±15.83) mm(P=0.430)。拉曼光譜儀結果顯示，VSD材料在400～4000cm-1掃描范圍內僅有部分波峰強度發(fā)生變化而無新的化學基團生成。
　　 結論:10μg/ml臭氧水持續(xù)8天作用后，除VSD泡沫的抗拉伸性能降低外，余理化性質未見明顯變化。
　　 第三部分、10μg/ml臭氧

19、水對VSD體外模擬裝置密封性的影響
　　 目的:制備VSD體外模擬裝置;探討10μg/ml臭氧水對VSD體外模擬裝置密封性的影響。
　　 材料與方法:在尺寸為25cm×35cm×0.5cm玻璃板上放置4個大小為5cm×5cm×1cm的VSD泡沫，分別貼置密封膜后負壓源下檢查其密封效果;待檢查密封性完好，制取濃度為10μg/ml臭氧水后，向每個模擬裝置內注入30ml臭氧水，充分作用1小時，每天2次，連續(xù)作用8天;8天后于中