新型气管导管功能研究进展*

蔡国强，董瑞安综述，张　丹审校（重庆医科大学附属第一医院急诊/重症医学科，重庆400016）

新型气管导管功能研究进展*

蔡国强，董瑞安综述，张丹△审校
（重庆医科大学附属第一医院急诊/重症医学科，重庆400016）

气管/损伤；插管法，气管内；肺炎，呼吸机相关性；通气机，机械；综述

1868年气管导管开始投入临床使用，现在越来越多的患者因各种原因建立人工气道，气管导管应用更加广泛，但同时也带来了一些相关并发症，其中最主要的是气道损伤和呼吸机相关性肺炎（VAP）。近年来多种并发症在临床上的发生率仍居高不下，对于医生的治疗造成了多种障碍，对于患者的恢复造成了不良影响，增加了经济负担。气管导管的改进势在必行。自各种并发症出现以来，气管导管的功能改良及新型功能的研发一直未曾中断。多种设计的优势也被借鉴融合，如聚氨酯及锥型气囊形状等，推出了一系列的新型气管导管，有效地对并发症的发生进行了预防和规避。国内注重气管导管多功能的开发，但是缺少大样本的临床结果论证，多种设计思路并不成熟，难以应用于临床。而多种新型气管导管的推出，也对气管导管的个体化选择造成了很大的困惑，因此，本文就新型气管导管的进展概况作一综述，旨在对新型气管导管的临床应用起到一定的指向作用，更好地发挥改良气管导管的优势。

1　气囊设计改进

气囊的作用是保持声门以下的气道封闭，一方面保障正压机械通气的有效完成，同时也能保护气道，预防误吸的发生。气囊的设计既要考虑密闭性能，同时又要减少气囊壁对气道的压迫损伤。从20世纪70年代以前的高压套囊发展到后来的高容低压套囊，虽然解决了高压损伤气道的问题，但仍存在气囊膨胀后出现折叠和微缝隙等问题［1］，易发生隐性误吸。近年来气囊的改进在以下方面进行了探索。

1.1气囊材质改进气囊的新型材料是聚氨酯和天然乳胶。聚氨酯气囊因囊壁厚度仅7 μm，较聚氯乙烯气囊（＞50 μm）薄，故称为超薄气囊。因其充气量较圆柱状气囊充气量减少，又称为低容低压气囊。应用聚氨酯制成的气囊较传统聚氯乙烯制成的气囊封闭性明显改善，但低呼气末正压通气（PEEP）时仍可能发生气囊上积液的向下泄露。体外研究结果显示，天然乳胶气囊可防止低PEEP时聚氨酯气囊这一问题［2］。总之，低容低压气囊的使用可以有效减少传统聚氯乙烯隐性误吸的发生。

1.2气囊形状改进2010年后的多项研究提出并论证了圆锥状气囊形状的优势，能保证气囊至少有一部分与气道黏膜贴合紧密，减少气囊上滞留物沿着气囊缝隙下流的风险［2-3］。锥形套囊是将近端的直径设计成大于正常气管直径，从近端到远端（靠近肺部）逐渐减小，使套囊从近端至远端契合气管。因此，套囊在一定程度上减少了褶皱和漏气通道的出现，封闭性能得到了提升。

值得一提的是，新型锥形梨形聚氨酯套囊，这种套囊将上述改进材质和形状结合后优势明显，体现出薄壁、高顺应性和高静息容量等优点。Miller等［4］在单中心的回顾性研究中验证，聚氨酯制成的锥形气囊可明显降低早发性VAP的发生。

1.3气囊压力管理气囊压力过高或不足都会出现相应的并发症，气囊压力管理尤为重要。目前通常使用测气囊压方式是用气囊压力表。气囊压力超过30 cm H2O （1 cm H2O=0.098 kPa）会出现黏膜血流减少及其他并发症［5］。而Rello等［6］发现，气囊压力低于20 cm H2O后，在插管的前8小时患者误吸率明显上升，并成为VAP发生的独立危险因素。因此，气囊压力应该控制在20～30 cm H2O内。

气囊压力随着时间出现波动，使用自动装置监测和调节气囊压力可以克服这一缺点。Nseir等［7］在猪模型中发现自动气囊压力控制器能更好地维持气囊压力，但自动控制管理并未显示出减少气道损伤的优势。这一观点在Farré等［8］对机械通气患者的试验中也得到了证实，自动监测装置并未明显改善VAP的发生率。随后有研究显示，在单中心随机对照研究中发现，使用自动充气泵组始终维持气囊压力为25 cm H2O的患者微量误吸的发生率、气道分泌液的细菌浓度及VAP发生率均明显降低［9-11］。但是Sole等［12］发现，持续压力监测保持恒定（20 cm H2O）的气囊压力，对气管插管患者VAP发生率无改善。自动控制器管理下实行持续压力监测是气囊压力精细化管理的发展方向，但其对于降低VAP发生率的作用仍需进一步评估。

2　气管导管管体设计的改良

常用的气管导管尖端硬，管体软，易引起声门附近组织损伤。管体难以塑形，插管时需要使用管芯塑形，易出现压偏或折屈等安全问题。

2.1螺旋丝增强型气管导管早在20世纪90年代以前就出现了加强导管体的设计。管壁内镶有螺旋形金属圈或尼龙螺旋形丝圈，可有效保持气管导管的韧性，防止特殊体位出现的压偏或折屈，适用于部分手术患者。但该导管由于弹性和修复能力较差，少有这种导管引起的气道梗阻病例发生［13］。

2.2LITA气管导管20世纪90年代美国Sheridan公司对喉部气管导管进行改良，通过在气囊上方的8个及下方的2个孔洞对机械通气患者进行表面麻醉，能够有效降低气道敏感性，减少咳嗽和喉痉挛的发生［14］。

2.3柔性气管导管20世纪90年代前提出的新型气管导管管体设计，尖端柔软且半球形向内弯曲呈喙形。Kristensen等［15］在随机双盲研究中发现柔性气管导管插管时间也大幅减少，插管重定位发生率明显降低。Sanuki等［16］在口腔外科术后鼻气管插管患者中发现，使用柔性气管导管能明显降低鼻出血发生率，减轻插管后鼻疼痛、鼻黏膜损伤。

以上几种气管管体设计的改进在目前临床使用的气管导管中广泛联合应用，为新型气管导管的研发奠定了基础，有效降低了建立人工气道带来的相关并发症。

3　气管导管预防VAP发生的相关功能开发

3.1声门下吸引导管声门下吸引导管是最早提出的能降低VAP发生率的气管导管改进方法。导管背侧壁内有一条声门下吸引管为单行腔道，直通气囊的上缘。该腔道末端可连接注射器进行间断地冲洗和抽吸，或中心负压装置连接进行持续声门下负压吸引。目前已有多项研究结果证实，使用带SSD的导管与普通导管对比均可明显降低VAP发生率［17-19］。Kollef等［20］在心脏手术患者的随机单中心研究中发现，持续声门下吸引导管的使用可降低49%的VAP发生率，且并未发现并发症的发生，但是在减少死亡率及住院时间方面效果不明显。声门下吸引导管在临床上已广泛应用，目前尚无并发症的报道。

3.2黏液超吸导管间隙闭合管吸痰普遍使用于机械通气患者。Kolobow等［21］首先在羊模型的试验中使用了能够对气管导管内进行全自动间隙性吸痰的系统，称为黏液超吸器。气囊上方延伸出8个直径1.3 mm大小的孔，吸入管腔范围延伸到气囊下方，每隔0.3 s对其8个孔进行抽吸。Li Bassi等［22］在羊模型中对黏液超吸导管进行了长达72h的评估，每2分钟启动一次自动吸痰，与每6小时的手动吸痰进行对比，能明显减少气管导管上分泌物累积。但是目前尚无黏液超吸导管的人体试验报道。

3.3黏液剃削导管Kolobow等［23］还在羊模型中使用了一套手动操作系统用于刮掉气管导管内侧分泌物的系统，名为黏液剃削器。黏液剃削器通过导管内壁直达底部，头部为剃削装置，气囊胀大后可顺导管内壁旋转进行剃削。Berra等［24］在至少72 h机械通气患者的单中心随机试验中发现，拔管后，12例黏液剃削导管中只有1例导管出现病菌定植，而普通导管中10例导管均出现细菌定植。电子显微镜扫描显示，剃削气管导管上几乎无分泌物，而普通导管均有厚实的病菌沉淀物，且未有并发症发生。结果证明，黏液剃削导管可安全、高效地清理导管内管壁，防止细菌定植。但是鲜有试验证明黏液剃削器能降低VAP发生。对于该系统成本及实用性方面的评估，仍需更大样本的临床试验。

3.4生物膜预防导管

3.4.1镀银气管导管气管导管上的生物膜形成被认为是VAP重要发病机制。使用抗生素无法直接抑制气管导管生物膜上的细菌生长，所以气管导管表面涂层成为了新的选择，而镀银导管就是其中一种经济实惠可行的产品。Olson等［25］对机械通气的试验犬进行了试验，结果证明了镀银导管对减少生物膜形成的作用，减轻了病菌负荷，并延缓了细菌在内壁定植周期。Rello等［26］在24 h以上机械通气重症监护病房患者的多中心随机单盲研究中，发现镀银导管有效延迟细菌定植，减轻7 d内气管导管内壁病菌负荷。Afessa等［27］也在回顾性队列研究中证实，发生VAP患者死亡率在使用镀银导管的患者中明显降低。Li等［28］的meta分析结果也证明了VAP发生率在使用镀银导管患者中明显降低。

3.4.2其他涂层气管导管其他一些涂层涂料也处于开发阶段。Berra等［29］在羊模型上，对磺胺嘧啶银、洗必泰（氯己定）等抗菌涂料涂层导管进行试验，发现其抗生物膜形成能力都优于镀银气管导管。Gardine是杀菌染料和洗必泰的合成物。Gendine是龙胆和洗必泰的合成物。Raad等［30］在体外试验中分别评估了管内镀银、镀Gardine及镀Gendine的导管生物膜定植防护性能，发现Gardine和Gendine涂层的气管导管在对抗金黄色葡萄球菌、耐药性革兰阴性菌及念珠菌方面都优于镀银气管导管，且价格相对低廉。

3.4.3光能动力疗法气管导管光能动力治疗法也被认为是一种可能预防生物膜形成的方法［31］。在光敏剂和光的作用下，病菌发生功能或形态变化，从而减少细菌定植。具体应用仍需动物及人体试验的进一步评估。

不管是SSD、黏液超吸导管，还是黏液剃削导管，均对生物膜形成有一定的预防作用，因此现今气管导管改良的方向就是有效地结合上述设计的优点，以减少患者痛苦，改善预后，减少人工气道并发症的发生。

4　气管导管新型功能研发

4.1心脏起搏气管导管近年来，国内提出的气管导管改进方案，在气管导管内安装心脏起搏装置，在末端安置通气管、吸痰管、注药管等装置。研究者在昏迷且有气管插管指征的成年患者中通过该导管选择起搏点，进行心脏起搏，检测生命体征示人工起搏有效［32］。同时该导管还有同步吸痰、注药等功能。但在国外尚未有报道，其临床效果也未得到大样本试验结果的支持。

4.2防喉神经损伤气管导管美敦力公司推出的新功能气管导管是在气管导管内安置一声带肌动电流图监测器，用相应的可移动传感器接受声带肌动电流图，可在手术中实时监测，有效预防了术中对喉神经的损伤［33］。但是该导管体型较普通气管导管略大，有少量病例出现气道梗阻和气胸［34］。

4.3其他新型功能导管国内还有其他对于气管导管的新型功能研发，如可视化气管导管［35］、可测温气管导管［36］等，也是在气管导管上增加如目镜、摄像或传感器等设备，也有相关临床研究，但是需要更大样本及实用性评估。

5　小　结

近年来医疗器械工业飞跃发展，临床研究逐渐深入，气管导管从气囊材质、形状及管体设计等多个方面不断改进，弥补了传统气管导管的不足，使其功能更完善，减少了气管导管并发症的发生。但是VAP的降低需要一个多方面措施的共同作用，而对于现今气管导管的改进效果仍需要进一步的大样本评估。气管导管也向着多功能整合化的方向发展，旨在为临床危重症患者的抢救争取时间。临床医生需要根据患者个体化选择合适的气管导管，才能发挥出新型气管导管的最佳作用。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.05.020

A

1009-5519（2016）05-0694-04

重庆市卫生局科研资助项目（2013-2-281）。

△，E-mail：doctor_zhangdan@126.com。

（2015-12-28）