水动力清创系统的临床应用现状与进展

【作 者】毕帆，姜瑞瑶，张红雁，郑蕴欣，李斌上海交通大学附属第六人民医院医学装备处，上海市，200233

0 引言

清创术是伤口治疗的关键技术，包括切开伤道、扩大伤口、切除失活组织、清除异物、止血、引流及固定等一系列操作，为伤口的早期愈合创造有利条件。而创面清洗是清创术中的首要任务。清创术作为骨科、普外科和烧伤科等的常用操作，在创伤口的处理中发挥着重要作用，合理的创伤处理有利于伤口处理，若处理不当将影响创伤口愈合。常用的清创方式包括手术刀清创[1-2]、常规冲洗清创、自溶性清创[3-4]、机械清创[5]、酶性（化学性）清创[6]、生物清创[7]等。各种清创方式各有优劣势，作用也有所不同；在临床应用中应根据创面的特点、患者耐受疼痛能力、基础疾病等情况来选择合适的清创方法。

传统的清创方式均存在一定的局限性，如手术清创对医生经验要求较高，实施后组织大范围缺损，年老体弱或病情危重患者不耐受而导致并发症增加。自溶性清创方式清创周期长，在自溶过程中产生的水分容易浸渍皮肤，在清创过程中需要对皮肤进行保护。生物清创适用面较窄，不适用于凝血功能异常、对蛆过敏的病人。近年来市场上出现了一种水动力清创系统（Hydrosurgery System）设备，该设备主要是利用高速的生理盐水切割并回吸创面上的失活组织、细菌、污染物和生物膜，从而可以精准地优化伤口创面，最大限度保留有活力的组织。该技术自从首次应用于肝叶切除术获得成功后，现成为一种重要的手术工具，广泛应用于肝胆外科、神经外科、泌尿外科和眼科等领域[8]。本文综述了水动力清创系统的技术原理和临床应用，重点介绍了水动力清创系统在烧伤清创、糖尿病足清创和其他创面清创的临床应用现状，同时对医用水刀的未来发展方向进行了总结，以期对水动力清创系统的安全性、有效性和适宜性进行探讨。

1 水动力清创系统的原理

水动力清创系统是由主机控制台、一次性手柄、高压水流管路和多功能脚踏开关等部分组成。该系统的作用原理是文丘里效应，即在高速流动的气体附近产生低压，使之产生吸附作用。基于此，水动力清创系统的主要工作原理为通过主机加压设备将无菌生理盐水从水刀手柄头端喷嘴喷出，该手柄头部管路呈U型，高速喷出的水流速率最高可达超音速（440 m/s），水流在流经喷嘴和回收回吸收管之间产生切割作用，并在局部形成真空效应，从而及时将切除的坏死组织碎片和生物膜等回吸（图1）。

图1 水动力清创系统的工作原理Fig.1 The working principle of hydrosurgery system

该系统的主机控制台包括1～10个档位，档位设定越大，相应功率越大，削切回吸的作用越强。水流压力可从1档的121个大气压升高到10档的800个左右的大气压。在临床应用中，使用者将根据组织的结实程度和创面大小深度等综合因素选择合适的档位进行清创，有选择性地清除失活组织，保留活性组织如血管、肌腱等。为了适应不同创面的清创需求，水动力清创系统的手柄设计成不同的规格：手柄机头部角度包括15°或45°，机头长度8 mm或14 mm[9]。为了保证使用的安全性，系统回路中采用高科技和高防御力的防弹衣材质凯夫拉尔保护高压水流管，防止意外发生。整个清创的操作过程简便，但在应用前应进行培训，以免造成清创过度伤及正常组织。

德国的两位教授最早将水刀原理应用于医学领域，最早将工业水刀应用于肝胆外科手术。在国内工业水刀的研究和应用情况较好，但医用水刀装置的研究基本处于空白阶段，仅存在临床应用研究。由于水刀的特异性清创原理，减少了手术创伤，体现手术外科微创的方向，应用前景较为广泛。

2 水动力清创系统的临床应用

2.1 水动力清创系统在烧伤中的应用

烧伤创面基底高低不平，且边缘不规则，正常组织与坏死组织分解不清，同时多伴有多药耐药菌顽固性感染，彻底清创的难度较大。常用的清创方式为手术刀清创，但该方法存在一定局限性，如对健康组织损伤大、复杂创面处理困难和操作时间长等劣势。水动力清创系统的出现为烧伤患者清创提供了一种新型的清创方式。刘功成等[10]前瞻性地探讨水动力清创系统在严重烧伤患者大面积残余创面清创中的应用效果，对两组患者分别采用水刀和常规手术器械对创面进行清创，通过对比清创时间、创面分泌物细菌培养阳性率、术后7 d植皮成活率、二次清创百分比和创面愈合时间，结果显示水动力清创系统用于严重烧伤大面积残余创面清创高效彻底。但该研究收集病例数较少，且缺乏随访资料，说服力较弱。Rennekampff H O等[11]对17例深II/III度烧伤患者使用水动力清创系统进行早期的伤口清创处理。结果表明深II度烧伤创面清创后自然愈合；III度烧伤创面清创后仍需后期植皮修复，但创面平均的愈合时间较传统清创方式缩短。Kawecki M等[12]总结了水动力清创系统在其烧伤治疗中心的应用经验，重点集中在清创时间短和精确清创上，特别是在手术刀不易及的部位。

Hyland E J等[13]对儿童II度烧伤患者分别利用清创水刀和传统手术方式进行随机对照试验。31名儿童使用传统清创方式进行清创，30名儿童使用传统手术方式进行清创。通过对比正常组织受损情况、清创时间、愈合时间、术后感染情况和术后3个月、6个月的伤疤情况进行对比研究。结果显示在正常组织保护方面存在一定差异，水动力清创系统存在明显优势；但在术后感染情况、愈合时间等方面两种清创方式没有统计学意义。该项研究为儿童烧伤清创提供了一种新的方式。徐风瑞等[14]对比了水刀与削痂清创治疗中等面积深II度烧伤创面的效果，通过治疗组和对照组的对比研究，结果表明清创水刀能够有效地清除深II度创面深层的细菌及炎症介质，较大限度地保留正常组织。水动力清创系统在烧伤中应用效果较好，但需要术者具有一定的使用经验。

综上水动力清创系统在烧伤创伤中的应用较为广泛，当前研究主要集中在水动力清创与传统清创方式的对比上，但此类研究收集的病例数较少，尚未开展多中心大样本的临床研究来证实该项技术的应用。

2.2 水动力清创系统在糖尿病足中的应用

糖尿病足是糖尿病患者常见的严重并发症之一，存在危害性大、缺乏有效治疗方式和容易复发等特点。据统计，糖尿病足截肢患者占所有非外伤性截肢患者的50%，其主要原因为糖尿病患者免疫力低下，血糖血脂未得到有效控制，一旦出现皮肤破溃就容易造成合并感染，创面难以愈合，严重致肢体坏死，从而造成糖尿病足截肢[15-16]。因此糖尿病足的清创就显得尤为重要。传统的糖尿病足清创方式是利用手术刀清创，水动力清创系统是一种新型的清创方式，国内外均有文献报道。Hong C C等[17]收集了15例糖尿病足患者，均使用水动力清创系统进行伤口清创。结果显示水动力清创系统相比传统清创方式具有优势：清创时间缩短到平均9.5 min；在实施水动力清创方式后只有2例患者需要进行额外的清创；所有的患者均实现了良好的愈合。未来仍需进行大范围的随机对照试验来评估水动力清创系统对糖尿病足清创的有效性。

韩鹏超等[18]探讨了水动力清创系统在糖尿病足治疗中的应用，对比水动力清创系统与传统清创方式在糖尿病足皮肤溃疡清创的两种方式，观察指标为清创手术时间、清创次数和创面平均愈合时间，综合评价创面愈合情况。结果表明，利用水动力清创系统的患者清创时间和创面愈合明显缩短，清创次数减少，愈合率明显提高，差异均有统计学意义。该结果表明水动力清创系统相较传统方式具有较大提高，为早期植皮创造条件，对糖尿病足部皮肤溃疡的治疗具有良好疗效。

2.3 水动力清创系统在其他创面中的应用

开放性骨折是常见的骨折类型之一，同时伴有周围软组织损伤，骨折端与外界或者体腔相通，造成骨及周围组织污染，预后易出现感染、肢体功能障碍，因此开放性骨折的清创就显得尤为重要。 Oosthuizen B等[19]评估了水动力清创系统在开放性胫骨骨折创伤中的应用。该研究收集了胫骨开放性骨折Gustilo-Anderson分型ⅢA型和ⅢB型的患者共40例，其中16例采用清创水刀进行清创，24例利用传统手术刀方式进行清创。结果表明，相比传统清创方式，使用清创水刀操作流程更为优化，平均愈合时间缩短2 d，并未出现术后感染的情况。同样，乔万庆等[20]研究了清创水刀治疗Gustilo ⅢA/ⅢB型开放性骨折创面的清创效果，结果显示使用清创水刀能够有效缩短GustiloⅢA/ⅢB型开放性骨折创面术中的清创时间，减轻创面炎症反应，有效降低创面细菌培养阳性率。但该系统在缩短创面准备时间、减少清创次数、降低细菌培养阳性率等方面的优势尚不明确。

Caputi W J等[21]在下肢溃疡清创患者中进行了随机对照试验，对比水动力清创系统和传统手术方式的清创效果。其中22例采用清创水刀进行下肢溃疡清创，19例采用传统的手术刀方式进行清创。研究结果显示，清创时间大幅减少，平均节约了6.9 min；同时清创过程中所使用的生理盐水也大幅减少，但术后平均愈合时间无明显的变化。

3 总结

水动力清创系统是美国施乐辉公司的独家专利产品，该技术是继电刀、超声刀后一种新兴外科手术分离器械。相较于其他传统的清创方式，该系统能用于多种创伤的清创工作，其操作灵活简便，精确有效，在创面准备时间、清创次数、预后时间和术后细菌培养阳性率等方面存在一定优势。随着水刀技术的不断进步，医用水刀向着两个方向发展：基于分离技术的医用水刀，主要用于分离肿瘤与周围组织结构，特别是多用于质地较硬的肿瘤，利用水流或水流反射的力量分离组织；基于吸引技术的水刀，原理与水动力清创系统类似，利用水流的力量与速度切割组织，同时利用回吸原理吸收组织，将切割下来的组织吸走，达到清创的目的。该项技术的研究仅存在应用研究上，对于技术的发展方向和设备研发，国内研究尚在空白阶段，仍需进一步研究，研发出适合我国国情的设备。如水动力清创系统由于清创接触病人的特殊性，需进行无菌处理，刀头为一次性耗材，需不断更换。而我国医疗机构清创量大，在刀头的设计上可进行深入研究，研制出可重复消毒使用的刀头，以减轻患者和医院的成本。

水动力清创系统也有相关文献报道不足之处。如不能对干燥焦痂和大块组织进行有效清创，在躯干和四肢等平坦部位清创比传统方式可更耗时[22]；同时该技术的应用对环境细菌负荷也存在一定影响。水动力清创系统在使用过程中如创面污染严重，病原菌可能通过雾化气溶胶污染手术室空气，增加患者间交叉感染的风险，甚至在操作后1 h细菌数仍较多[23-24]。故在临床应用方面需要更深入的研究，特别是对于水动力清创系统的经济性、有效性和适宜性等内容予以重点研究，如清创水刀在临床应用中的卫生经济学效益、进行大规模的临床试验和临床适用指征的制定上。

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