荧光静脉留置针的整体设计与研发

杨 莉，程艳爽，王 瑛，赵 洁，姜翠翠，周玉虹，宋海楠，王建荣



荧光静脉留置针的整体设计与研发

杨 莉，程艳爽，王 瑛，赵 洁，姜翠翠，周玉虹，宋海楠，王建荣

目的 利用荧光粉光致发光的原理，研制一种适合在暗环境下穿刺的荧光静脉留置针。方法 选择发光效率高、无毒、无放射性及组织相容性好的荧光材料及临床应用的留置针，进行整体建模设计，研发荧光静脉留置针的实物产品。结果 完成荧光静脉留置针整体设计，制作了荧光静脉留置针的模型和实物产品。结论 荧光静脉留置针的成功研发为野战环境下的静脉穿刺提供了保障。

荧光；留置针；设计；研发

战场上抢救急危重症伤病员常常需要在低光亮度环境下进行静脉穿刺，应用普通的静脉留置针进行静脉穿刺不仅耗时长而且成功率低，严重影响患者的抢救和预后。淮瑾等[1]通过研究发现，微光环境下护士的穿刺失败率高达40%。医用荧光粉已应用到医疗很多领域[2，3]，如荧光膜指示标签用于静脉留置针穿刺时间的标记；由高纯度荧光素溶液经滤纸浸润而制成的角膜损伤诊断指示剂荧光素钠，对眼组织无不良反应，使用方便可靠。我院在多年临床抢救经验的基础上，研制了荧光静脉留置针，已获批实用新型国家专利(专利号：201120413270.7)，以期提高在低光亮度环境下的静脉输液穿刺成功率并缩短穿刺时间。

1 荧光静脉留置针的结构设计

1.1 结构类型的选择 静脉留置针分直型、Y形两类，根据是否带有安全装置又可分为安全型和普通型。目前临床使用的静脉留置针主要有两种，一种是直型安全型留置针(图1A、图1B)，一种是Y形安全型留置针(图1C、图1D)，两种留置针的使用方式相同，都是将针头刺入静脉后缓慢将金属导芯抽出，同时将留置套管全部送入静脉内。因野战环境光照差，我们选择安全型的静脉留置针为荧光静脉留置针的初步结构，以避免暗环境或微光环境下应用荧光静脉留置针穿刺时的针刺伤发生。

1.2 结构图纸的设计 包括针头、留置导管、透明三通、延长管、封管夹、彩色三通、肝素帽、白色端帽、止退槽、安全保护组件、持针柄、白色隔离塞。荧光静脉留置针结构部件见图2。

图1 荧光静脉留置针的结构类型

图2 荧光静脉留置针整体结构

1.针头；2.荧光留置导管；3.持针柄的第一持针柄挡；4.白色隔离塞；5.安全保护组件；6.止退槽；7.白色端帽；8.肝素帽；9.彩色三通；10.封管夹；11.延长管；12.透明三通；13.第二持针柄挡

2 荧光静脉留置针的材料设计

2.1 留置导管材料的设计 荧光，是一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入

射光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光波长长的出射光(通常波长在可见光波段)；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。荧光材料是由金属(锌、铬)硫化物或稀土氧化物与微量活性剂配合经煅烧而成。无色或浅白色，在紫外光(200～400 nm)照射下，依颜料中金属和活化剂种类、含量的不同，而呈现出各种颜色的反光材料，可以将照在其表面上的光迅速地反射回来。本研究选用白色医用荧光做为留置导管的材料。

医用荧光粉材料与Teflon材质采用挤压工艺合成留置导管，荧光粉被挤压Teflon材质中间，导管上有4条荧光线，在夜视下达到可视的效果(图3AB)。

2.2 白色隔离塞 由左右两部分特殊胶体包裹钢针而成，撤针后左右胶体自动密闭(图3C)。

2.3 翼持针柄 与头皮钢针柄相同(图3C)。

2.4 钢针尖侧孔设计 侧孔是先经切割后再电子抛光打磨,侧孔边缘光滑，减少微血栓形成，在最短时间内迅速看见回血,效果明显(图3D)。

图3 荧光静脉留置针应用效果图

3 荧光静脉留置针制作

根据我们的研发思路，与威海洁瑞医用制品有限公司合作，制作了荧光静脉留置针的模型，并生产了实物产品。

3.1 荧光静脉留置针的模型制作 因在临床急救输血时常选用20G型号针头，所以本实验采用了该型号的荧光静脉留置针模型，分别应用不同剂量的医用荧光粉制作，经过在晨昏光亮度和低光亮度环境下与人眼适应能力进行比对，选择出合适的模具类型开发实物产品。

3.2 荧光静脉留置针实物产品制作 根据荧光静脉留置针模型制作产品，生产后经过暗室检验发现有的实物产品在低光亮度环境下显影效果差，有的留置针荧光粉含量较少或见光后荧光变暗，经过调试荧光粉量并避光保存，最终生产出合格的荧光静脉留置针并进行灭菌处理(图4A、B)。

图4 荧光静脉留置针的实物产品

4 讨 论

4.1 研制荧光静脉留置针的意义 医学救援是指对突发公共事件引发的伤病员按时效救治理论和原则组织并实施医疗救治的活动[4]。突发公共事件往往是在人们意想不到的情况下瞬间发生,通常造成大批人员伤亡,所以应急医学救援的首要目标就是争分夺秒,拯救生命[5]。如何在野战环境这一特定条件下提高静脉穿刺成功率，及时快速的建立稳定有效的药物输注通路，对于野战环境中救护的重要性不言而喻。而要做到这一点，不仅仅需要护理人员扎实的静脉穿刺技术作为基础，同时先进的护理装备也能够极大的提高穿刺成功率，从而有效提高伤员的生存率[6]。李静等[7]利用一根火柴的照明进行了静脉穿刺模拟情景训练，而训练后穿刺成功率仅为43%；淮瑾等[1]在“微光下静脉输液的考核方法及操作失败原因分析”一文中也提出：微光的特殊环境，是静脉穿刺失败最主要原因。荧光静脉留置针可以很好的解决在照明条件极差环境下的静脉穿刺问题，不仅凭借其可视效果有效降低低光及微光条件下的穿刺操作难度，荧光静脉留置针的可视性还可有效监测留置针在操作后穿刺针在位情况，从而减少穿刺成功后相应并发症的发生，方便于恶劣野战环境下的输液护理。

4.2 荧光静脉留置针特点 左美玉[8]认为，急救时最好选择合适型号的静脉留置针,输液输血时速度快,有利于紧急抢救及用药,为治疗、抢救保障了有效的给药途径。但在野战环境这一特定条件下静脉留置针的穿刺成功率还不够理想，荧光静脉留置针可以避免普通静脉留置针在低光及微光条件下静脉穿刺的一些弊端。

荧光静脉留置针在设计和材料方面具有如下特点:无毒无害医用荧光材料与Teflon材质采用挤压工艺合成导管，荧光粉被挤压Teflon材质中间，不会脱粉，导管上有4条荧光线，在夜视下达到可视的效果，导管表面光滑，穿刺时阻力小，送管更顺滑；强度适中，支持导管薄壁设计，确保流量更大。白色隔离塞:由左右两部分特殊胶体包裹钢针而成，撤针后左右胶体自动密闭，避免因钢针穿破隔离塞胶体而产生漏液。单翼持针柄:与头皮钢针握持方法相同，符合护理人员的穿刺习惯，易于学习掌握。延长管聚酯材料:方便操作与护理，避免血液污染。钢针侧孔设计:钢针侧孔是先经切割后再电子抛光打磨，侧孔边缘光滑，减少微血栓形成，在最短时间内迅速看见回血，及早判断穿刺成功，提高成功率。这些特点适合在野战环境这一特定条件下应用，为提高静脉穿刺成功率、缩短静脉穿刺时间提供了保障。

4.3 荧光静脉留置针的应用 通常在野战环境下救治的患者均为急性损伤，具有伤情重且复杂、失血量大、体液丢失过多等特点，迅速建立有效的静脉通道则是快速补液、补血、给药的前提，快速、准确、有效的静脉穿刺是战时救护不可欠缺的操作[9],而本研究首次设计研发荧光静脉留置针应用于静脉输液，大大提高了暗环境或微光环境下进行静脉穿刺、紧急建立静脉通道的成功率。荧光静脉留置针还可以用于日常院前急救输液，可以克服急救车内暗黑环境，迅速建立静脉通路。在夜间，护士经常需要进行静脉输液操作，往往需要开灯影响其他患者休息，荧光静脉留置针可以在低光亮度的情况下显影，而且套管针刺入血管后，套管针内的回血可以改变荧光的颜色，使护士能够确定是否穿刺成功，解决了夜间穿刺的难题。

荧光静脉留置针是改进野战环境下静脉穿刺的一项新技术，它采用无毒无害的医用荧光材料，在低光亮度的情况下显影，可提高暗黑环境下的静脉穿刺的成功率并缩短穿刺时间，避免误伤护士。此项技术的应用必将会提升在多种复杂野战环境下伤员的急救水平，为第一时间抢救伤员提供更加坚实的保障。

[1] 淮 瑾,慕北娜,马如兰.微光下静脉输液的考核方法及操作失败原因分析[J].西北国防医学杂志，2012,33(6):693-694.

[2] Terasaki H,Miyake Y,Awaya S.Fluorescein angiography of peripheral retina and pars plana during vitrectomy for proliferative diabetic retinopathy[J].Am J Ophthalmol,1997,1233:370-376.

[3] 钟旖菱,苏媛媛,何 耀.荧光纳米探针的构建及其在物医学影像中的应用研究[J].东南大学学报，2011,30(1):108-113.

[4] 高鸿雁,陈俊国.医院应急医学救援模块化问题研究[J].中国卫生事业管理，2009(2):95-96,100.

[5] 吴志成.加强灾害救援卫勤保障在平时需把握的问题[J].东南国防医药,2008,10(4):310-311.

[6] 赵文静,赵雪生.灾害医学对护理人员的要求[J].解放军护理杂志, 2004, 21(10):85-86.

[7] 李 静,刘玉莹,刘丽军，等.战时静脉输液穿刺情景模拟演练的设计及效果评价[J].解放军护理杂志,2009,26(5A)：75-76.

[8] 左美玉.68例患者急救过程中静脉输液管理[J].内科，2009,4(6):969-970.

[9] 李 静,江雪梅,周丽娟，等.野外暗光静脉输液风险管理的效果分析[J].解放军医药管理杂志，2010,17(10):962-963.

(2016-06-16收稿 2016-09-29修回)

(责任编辑 张 楠)

Overall design and development of fluorescent intravenous catheters

YANG Li, CHENG Yanshuang，WANG Ying，ZHAO Jie, JIANG Cuicui, ZHOU Yuhong, SONG Hainan, and WANG Jianrong.General Hospital of PLA, Beijing 100853, China

Objective To develop a novel fluorescent intravenous catheter in order to improve the success rate and save time in low light environments.Methods The fluorescent intravenous catheter was designed with high-efficiency, nontoxic, radiation-free, high-compatibility fluorescent materials and clinically applicable catheters were drafted and modeled. With the assistance of modeling experts, a prototype of the fluorescent intravenous catheter was constructed for the manufacture of the end product.Results Design of the fluorescent intravenous catheter was completed. The model and the end product of the fluorescent intravenous catheter were made available.Conclusions A fluorescent intravenous catheter has been developed.

fluorescent;intravenous catheters;design development

国家科技支撑计划项目《汶川地震恢复重建科技快速响应项目-灾区卫生防疫与食品安全研究》子课题《汶川地震人员损伤的特点及医学救治研究》(2008BAK47B08)

杨 莉，硕士，副主任护师。

100853 北京，解放军总医院肝胆外科

王建荣，E-mail：wangjianrong301@163.com

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