负压封闭引流术治疗糖尿病足的研究进展

常宇 韩睿

[摘要] 糖尿病足是糖尿病严重慢性并发症之一，属于难治性创面，其特点是致残率高、花费高、病程长，它给患者、家庭和社会带来了沉重负担，也是当前临床治疗工作中的难点。近年来，负压封闭引流在糖尿病足治疗中的应用成为国内外研究热点，其可以通过调节炎性反应、降低血管通透性、改善微循环、降低创面肉芽组织中基质金属蛋白酶活性、刺激多种细胞增殖、释放相关因子、增加基因表达、增强周围神经末梢分泌P物质及降钙素相关基因肽的表达等机制促进糖尿病足创面愈合。本文综述了负压引流术治疗糖尿病足溃疡的研究进展，以期更好地指导临床糖尿病足的治疗。

[关键词] 负压封闭引流术;糖尿病足;创面愈合;变量选择

[中图分类号] R587.2          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2018）12（c）-0032-05

[Abstract] Diabetic foot is one of the serious chronic complications of diabetic mellitus. It belongs to refractory wound. Diabetic foot is characterized by high disability rate， high cost and long course of disease， which imposes a heavy burden on patients， families and society. It is also a difficult point in current clinical treatment. In recent years， the application of vacuum sealing drainage in diabetic foot treatment has become a research hotspot at home and abroad， which can regulate inflammatory response， reduce vascular permeability， improve microcirculation， reduce matrix metalloproteinase activity in wound granulation tissue， and stimulate various cell proliferation， release of related factors， increase of gene expression， enhancement of secretion of substance P from peripheral nerve terminals and expression of calcitonin-related gene peptides to promote the healing of diabetic foot wounds. This article reviews the research progress of negative pressure drainage in the treatment of diabetic foot ulcer， in order to better guide the clinical treatment of diabetic foot disease.

[Key words] Vacuum sealing drainage; Diabetic foot; Wound healing; Variable selection

糖尿病足是指糖尿病患者随着病程进展出现不同程度血管及神经病变而导致的足部损坏，包括下肢感染、溃疡及深部组织的破坏。糖尿病足部溃疡存在许多危险因素，其愈合不遵循正常有序的愈合过程，主要与炎症细胞功能异常、炎症免疫应答受损、组织缺氧、功能失调细胞迁移和增殖以及细胞外基质沉积不足有关。临床治疗手段主要包括控制血糖、抗感染、改善全身及局部循环、营养神经和局部清创换药等。然而，国内外治疗糖尿病足的效果均仍不理想，这也是目前临床工作中的难点之一。随着负压封闭引流技术在糖尿病足治疗中的广范应用及良好的效果，其机制的研究也正在不断深入。

1 负压封闭引流术的发展史

负压创面治疗技术（negative pressure wound therapy，NPWT）应用已久，最早见于20世纪70年代的前苏联。1993年，德国ULM大学Fleischman博士等[1]首次使用负压治疗软组织创面感染，获得了较为理想的效果。次年，裘华德等[2]将负压创面治疗技术引入中国，并将其命名为负压封闭引流术（vacuum sealing drainage，VSD），主要应用于感染性创面治疗以及普通外科手术。VSD是一种用于复杂创面处理的方法，是在皮肤或软组织缺损、感染、坏死后形成的创面上填塞聚乙烯醇泡沫，起到创面与引流管间的中介作用，再将整个创面和腔隙用生物半透膜覆盖、封闭，最后连接引流管与负压源，其改变了传统的点线状引流为全面封闭引流，并利用可控负压引流整个创面的渗血、渗液，以促进创面的清洁及愈合。最初设计这种方法是拟在创面表面形成密闭环境，通过给予可控负压持续引流渗液、清洁创面、促进伤口愈合。其后，随着研究的深入，发现VSD促进伤口愈合的机制复杂多样，从而扩大了VSD的应用范围。

2 负压封闭引流术治疗糖尿病足的国内外研究现状

近年来，VSD正被越来越多地应用于糖尿病足的治疗。Armstrong等[3]在全美国开展了一项18个中心参与的以“糖尿病足部分截肢后的负压伤口治疗”为研究主题的临床多中心随机对照研究，认为负压封闭治疗对复杂的糖尿病足伤口在功效和安全性方面均优于常规伤口清创换藥，能提高伤口愈合比例、提升创面愈合速度和降低再截肢率;2015年的一项汇集了715项研究、2880例糖尿病足患者的网络荟萃分析也得到了同样的结论[4]。2018年荷兰学者Karam等[5]在研究负压伤口治疗对糖尿病足创面愈合机制的研究中报道NPWT治疗10 d后白细胞介素-1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、基质金属蛋白酶（MMP）-1和MMP-9的mRNA水平显著下调，而血管内皮生长因子（VEGF）、转化生长因子（TGF）-β1和金属蛋白酶组织抑制物（TIMP）-1的水平显著增加，提示NPWT可能通过影响生长因子、炎性细胞因子和MMP促进糖尿病足溃疡伤口愈合。在国内，众多最新研究也指出，和传统清创换药相比，VSD在糖尿病足创面治疗上具有优势。黎小燕等[6]的研究表明VSD可明显缩短糖尿病足创面愈合时间，降低严重感染率，提高糖尿病足创面愈合率及患者生活质量。吴妙琼等[7]在VSD治疗不同严重程度糖尿病足溃疡的研究中发现，使用VSD的糖尿病足患者基本可避免大截肢，实现保趾保肢和保留行动能力，且VSD对各级糖尿病足溃疡的治疗均效果显著。

3 负压封闭引流术对糖尿病足治疗中可能作用及机制

3.1 控制感染，调节炎性反应

创面感染是导致糖尿病足创面不愈合或延迟愈合的重要原因。大量的细菌生长繁殖一方面使组织的营养成分和氧气被消耗，抑制了正常组织细胞的生长;另一方面病原体感染会产生大量毒素，内毒素、外毒素作用于相关细胞产生大量的炎症介质，导致创面缺血缺氧、难以愈合。VSD利用填充材料和半透膜营造全面封闭的负压环境，使创面与外界隔绝，有效地防止细菌侵入，降低交叉感染率;其次，创面表面的封闭环境形成一个相对缺氧的弱酸性环境，抑制了病原微生物的生长，尤其是需氧菌的增殖，且通过持续引流，及时祛除创面渗液包括分泌物、坏死物等，很大程度上减少了感染源和细菌赖以生长繁殖的培养基。李善友等[8]在负压封闭引流治疗对压疮创面组织细菌量影响的研究中发现，治疗后5～15 d，每隔5 d采样1次，所有活组织块均采用10倍梯度稀释平板滴种法进行细菌定量检测，负压治疗组创面内的细菌数比常规换药对照组明显减少。负压封闭技术可以下调炎性细胞因子如IL-6、TNF-α等的水平，上调中性粒细胞浸润和IL-1β表达，从而调节炎性反应，促进伤口愈合[9]。卫东等[10]在实验研究中发现，VSD能够降低糖尿病足伤口TNF-α、IL-6的水平，通过抑制炎性反应，从而促进创面愈合。

3.2 减轻创面组织水肿，降低创面血管通透性

创面局部的微血管受到水肿组织的压迫，导致局部灌注障碍，创面缺血、低氧，从而阻碍糖尿病足溃疡的愈合。同时，组织水肿加大了组织细胞的间距，不利于细胞间的物质交换，不能及时清除创面有害物质如5-羟色胺、组胺、缓激肽、前列腺素等促使血管通透性增大的促炎性细胞因子，会使其数目增多，从而延缓糖尿病足创面愈合。VSD通过负压及时引流渗液，减轻局部组织水肿，使微血管的后负荷降低，局部血流速度加快，增加了创面愈合营养的供给，降低创面周围的毛细血管通透性[11]。德国Fleischmann等[1]认为，持续引流创面渗液可缓解局部组织水肿及炎性反应。国内学者在早期研究中也发现VSD可使创面周边组织含水量和血管通透性明显降低[12]。

3.3 改善微循环，促进肉芽组织生长

局部血运障碍是糖尿病足创面难愈合的常见原因，创面血流灌注不足则不能输送创面修复所需的营养物质和氧气，导致代谢产物和毒素在局部堆积，创面难愈。VSD正是利用以下特点，改善微循环，促进创面愈合：①VSD使周围组织与创面局部形成压力差，促进创面的血流灌注;②负压引流通过使局部血管透壁压升高引起微血管扩张，促进毛细血管床开放;③持续引流除去创面过多液体，减轻腔隙内水肿，缓解了对小血管造成的压迫;④VSD通过增加血液流速及伸展血管壁刺激血管内皮细胞分泌活性因子，如一氧化氮（NO）、鸟苷酸环化酶（cGMP）等，使微血管进一步得到扩张。VSD可增加创面成纤维细胞数，刺激细胞分裂，促进血管新生，改善肉芽组织增生速度[13]。王璐宇等[14]研究发现，VSD对糖尿病足坏疽局部血运有良好的改善作用。Argenta等[15]在负压对猪皮缺损创面血流量的影响研究中发现，在间断负压吸引作用下，血流量迅速增加，峰值最大可達基线血流的4倍，同时创面血管新生，且有更多的肉芽组织生成，促进了创面愈合。狄海萍等[16]在纳入76例糖尿病足患者的对照研究中发现，采用VSD可增加创面血流灌注量，改善微循环，加速血管出芽增生。于健等[17]在临床实践中发现，VSD治疗对足微循环状态的影响较常规换药更为积极，可明显改善足部甲襞微循环与血液流变学相关指标，利于创面愈合。

3.4 降低创面肉芽组织中基质金属蛋白酶活性，抑制细胞外基质、生长因子、生长因子受体的降解

细胞外基质重建障碍是糖尿病足创面难以愈合的原因之一，MMP是细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的重要分解酶，通过促进细胞增殖、迁移、降解ECM来促进组织重塑，并参与血管生成。正常皮肤的MMP表达很低，当皮肤受到创伤后MMP表达增高，2周后恢复基线水平;糖尿病因长期高血糖状态使得晚期糖基化产物增多，其与ECM交叉偶联形成高分子物质，不易被MMP降解，从而促进MMP合成增加，故MMP在未发生糖尿病足溃疡之前就存在高表达，使皮肤防御功能下降。当出现急性伤口时，高水平的炎性因子作用于巨噬细胞、成纤维细胞、角质形成细胞使MMP进一步升高，MMP过度表达会使创面ECM及生长因子、生长因子受体过度降解，阻碍肉芽增生、上皮化，导致创面长期不能愈合。TIMP是MMP特异性的组织抑制剂，能影响传递依赖ECM的细胞信号，抑制ECM过度降解。Uccioli等[18]发现在糖尿病患者尤其是糖尿病足患者中MMP-1、MMP-2、MMP-9的水平明显升高于非糖尿病组，而TIMP-1水平明显降低，证实了糖尿病足创面愈合延迟的原因之一是MMP的表达增加及TIMP的表达下降。焦娇等[19]和张旭艳等[20]的实验研究均表明VSD降低糖尿病足创面渗液中MMP水平，升高TIMP表达，从而利于糖尿病足难愈性创面愈合。

3.5 刺激多种细胞增殖、释放相关因子、增加基因表达，促进肉芽组织生长

糖尿病足患者的高糖毒性及神经病变使得具有修复作用的细胞功能下降或凋亡，相关生长因子、因子蛋白受体含量下降，导致修复功能减低，创面难以愈合。VSD在创面局部形成机械应力，使细胞膜及细胞骨架变形，该信号传至细胞内，传入细胞核，促使相关细胞合成与分泌创面愈合所需的细胞因子，如磷酸肌醇、前列腺素（PG）、蛋白激酶C和Ca2+等，再作用于与生长愈合相关的基因，诱导组织细胞增生、血管新生及蛋白产物合成，加速创面愈合。国外学者Saxena等[21]的报道也与之一致。此外多项研究[12，22]也证实，细胞生长因子、表皮生长因子、转化生长因子、内皮生长因子、血小板衍生生长因子等一系列促进细胞增殖的生化证据的增加与VSD有关。杨少林等[23]在对照研究中发现，VSD治疗组cFN或TGF-β1的蛋白和mRNA水平高于对照组，提示VSD促进糖尿病足溃疡肉芽组织中cFN的产生和TGF-β1的表达，利于创面愈合。陈晓霞等[24]在VSD影响肉芽血管生成研究中发现，VSD可能通过上调miR-195的表达，抑制NLRX1的表达促进血管生成，从而促进肉芽组织生长，以增强伤口愈合。VSD治疗糖尿病足创面中使创面组织骨膜蛋白及结缔组织生长因子（CNN2）表达、血小板源性生长因子受体（PDGFR）含量、创面肉芽组织EDA+FN蛋白均有不同程度升高，提示VSD在促进糖尿病足创面的愈合中发挥重要作用[25-27]。

3.6 增强周围神经末梢分泌P物质及降钙素相关基因肽的表达

P物质是一种从感觉神经末梢释放并具有高活性的神经肽类物质，参与皮肤局部免疫炎性反应与皮肤创伤的修复。在糖尿病足创面修复中起到舒张微血管、趋化免疫细胞、调节细胞因子、促进皮肤中多种修复细胞的分裂、增殖以及细胞DNA合成的作用。降钙素基因相关肽（CGRP）是由降钙素Cal/CGRP基因表达的生物活性多肽，它以旁分泌形式从CGRP神经纤维释放到血液中，具有强大的扩血管作用。陈宾等[28]研究建立的糖尿病大鼠伤后模型的创面组织中神经肽P物质（SP）和降钙素基因相关肽（CGRP）含量均明显降低，导致创面愈合时间明显延迟。VSD通过增强周围神经末梢分泌P物质以及降钙素相关基因肽表达来影响内源性表皮细胞生长因子表达，促进创面愈合。

4 负压技术存在的问题及改进

在负压封闭引流技术长期临床实践过程中，存在许多不确定的问题，包括不同创面接触及填充材料、不同压力水平设定等变量选择问题。争议及问题较多的是压力方式及水平的选择。在最早期VSD治疗的研究中，大部分使用者选择持续的负压引流方式。然而，Morykwas等[29]曾通过实验发现间歇法（5 min负压，2 min间歇）可使肉芽组织形成更快，故其一段时间内改变了负压引流方式。其后，该方法又暴露出了一些问题，即在间断负压在关的时相，如果创面有大量渗液，则可能破坏封闭薄膜，所以又将其改进为持续负压48 h后再行间歇模式。随着应用的增多，学者们发现持续高负压吸引可导致组织的缺血加重及患者的疼痛[30]。持续的中低负压或者早期持续负压后续以较短停顿的间歇负压是目前最好的选择。同时，在个体化治疗中根据不同的治疗目标去选择治疗模式的理念也被提出。

5 总结与展望

随着糖尿病发病率的持续增长，作为其严重慢性并发症之一的糖尿病足病也正成为导致患者生活质量下降、致残、致死的重要原因，其治疗也给医务人员带来难题。VSD的应用成为糖尿病足的治疗的有力武器。其通过控制感染，抑制炎性反应，改善微循环，降低创面组织水肿，调节相关因子，基因表达水平等原理，促进肉芽组织生长及创面愈合。这显著提高了糖尿病足的创面愈合率、缩短了创面愈合时间，降低了患肢截肢率，改善了糖尿病足患者的生活质量。然而，目前在压力水平选择时，公认的理想压力水平在 -25～-500 mmHg（1 mmHg=0.133 kpa），但最佳负压值一直存在争议。最新的观念认为，负压值需根据具体伤口类型进行选择。VSD应用于糖尿病足时负压值的选择有待进一步研究，需要提供更多循证依据来优化负压治疗方案、选取最适宜压力水平，以取得更佳的疗效。

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（收稿日期：2018-09-07  本文编辑：王   蕾）