负压封闭引流技术治疗脓胸的实验研究

詹锋 关次宜 邓惠容

【摘要】 目的：探討负压封闭引流技术治疗脓胸的实验研究。方法：选取2016年10月-2017年12月新西兰大白兔20只并建立脓胸动物模型，依据随机数字表法分为负引组和常规组，每组10只。常规组给予常规引流治疗，负引组给予负压封闭引流技术治疗，比较两组的引流效果、生化指标、胸膜康复情况。结果：术后1、4 d，负引组的胸腔积液引流量、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）水平均明显高于常规组（P<0.05）;术后1、4 d，负引组的胸液中蛋白质、白细胞数、葡萄糖水平均明显低于常规组，差异均有统计学意义（P<0.05）;术后4 d，负引组的脏层胸膜厚度、成纤维细胞数均明显高于常规组，差异均有统计学意义（P<0.05）;术后4 d，负引组肺完全复张率明显高于常规组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论：负压封闭引流技术治疗可有效改善脓胸的引流效果、生化指标，可有效促进胸膜组织中成纤维细胞增生及粘连愈合，有利于促进肺复张，值得临床做进一步推广。

【关键词】 负压封闭引流技术; 脓胸; 成纤维细胞; 胸膜

【Abstract】 Objective：To discuss the experimental study of vacuum sealing drainage in the treatment of empyema.Method：20 New Zealand white rabbits were selected from October 2016 to December 2017 to establish a model of empyema，according to the random number table method，they were divided into negative drainage group and conventional group，with 10 cases in each group.Routine drainage was given in the conventional group，and negative drainage group was given in the negative pressure closed drainage technology.The drainage effect，biochemical indexes and pleural rehabilitation of the two groups were compared.Result：1 and 4 days after surgery，the levels of basic fibroblast growth factor（bFGF）in the pleural effusion drainage volume in the negative drainage group were significantly higher than those in the conventional group（P<0.05）.1 and 4 days after surgery，the number of protein leukocytes and glucose levels in the pleural effusion of the negative drainage group were significantly lower than those of the conventional group，with statistically significant differences（P<0.05）.4 days after surgery，the number of fibroblasts in the visceral pleural thickness in the negative induction group was significantly higher than that in the conventional group，with statistically significant differences（P<0.05）.4 days after surgery，the complete lung retraction rate in the negative citation group was significantly higher than that in the conventional group，with statistically significant difference（P<0.05）.Conclusion：The negative pressure closed drainage technique can effectively improve the drainage effect and biochemical index of empyema，and can effectively promote fibroblast proliferation and adhesion healing in the pleural tissue，which is beneficial to the promotion of pulmonary re extension，its worth for further clinical promotion.

【Key words】 Vacuum sealing drainage; Empyema; Fibroblasts; Pleura

First-authors address：The Hospital of Traditional Chinese Medicine in Foshan City，Foshan 528000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2019.05.008

脓胸是一种化脓性感染，病理是病菌入侵患者胸腔，导致脓性渗出液积聚于胸膜腔内而引发的感染。负压封闭引流技术（vacuum sealing drainage，VSD）最早是1992由德国乌尔姆大学创伤外科的Fleischman博士用于治疗四肢软组织创面感染，1994年由我国裘华德教授引进回国，有研究表明，该技术能有效促进创面修复，有利于创面修复[1-2]。目前VSD技术的主要适用证是创伤、烧伤、骨骼炎等[3-4]，将VSD应用于脓胸的治疗效果及机制尚未明确。对此，本院于2016年10月-2017年12月以新西兰大白兔为实验对象，建立人工脓胸的动物模型，采用一般观察法来分析VSD技术对脓胸的引流效果，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 动物造模与分组 取体重2.0～2.5 kg的新西兰大白兔20只，雌雄不限（广东省医学实验动物中心提供）。

1.1.1 细菌准备 实验前，将金黄色葡萄球菌置于琼脂板上培养并在37 ℃中温育过夜，选取2～3个菌落置于1 mL肉汤培养液中，室温24 ℃下置于75 r/min转速的旋转培养器4～5 h，至细菌悬液浓度0.5个麦氏单位（约1.5×108 CFU/mL）。

1.1.2 动物模型建立 使用新西兰大白兔。实验前，兔胸部术区用10%硫化钠脱毛备用。按兔体重（30 mg/kg）注射3%戊巴比妥钠于腹腔麻醉，仰卧位固定。兔胸术区用生理盐水清洗，兔胸腔用75%乙醇消毒，肋骨穿过右胸第5肋间，通过软管注入0.3 mL松节油，3 h后注入金黄色葡萄球菌悬液0.2 mL。如果胸腔积液（胸腔积液）检查后24 h符合以下标准：胸腔积液视觉浑浊，通过显微镜检查发现有脓细胞，革兰氏染色发现有阳性细菌，则动物模型建立成功。同样方法共制作20例。为了避免实验对象在实验结束前死于败血症，所有动物在24 h后肌内注射20万U青霉素。

1.1.3 分组 常规组，10只动物置入普通胸腔闭式引流管;负引组，10只动物置入负压封闭引流海绵。

1.2 主要器械 无菌多孔海绵敷料（浙江隆泰医疗科技股份有限公司），医用封闭式胸腔引流管（山东贝诺斯医疗器械有限公司），FR-988生物显微图像分析系统，奥林巴斯BX61正置金相显微镜（日本奥林巴斯光学工业会社），奥林巴斯BH2型双显微镜投影机（日本奥林巴斯光学工业会社），兔子碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）ELISA试剂盒（南京森贝伽生物科技有限公司），DG5031型酶联免疫检测仪（上海珂淮仪器有限公司），久保田8420离心机（日本久保田商事株式会社），AU480全自动生化分析仪（美国贝克曼库尔特公司），IE2图像分析软件（西安交通大学）。

1.3 引流方法

1.3.1 常规组 选用10只兔，通过手术切口将引流管置入兔胸膜腔内，切一个侧孔，置入30 mm长度，固定引流管并将引流管接瓶。

1.3.2 负引组 选用10只兔，取1根30 mm内径的塑料引流管，在引流管的一端切3个间距为50 mm的侧孔，将剪裁好的10 mm×30 mm大小的无菌多孔海绵敷料完全放入兔胸腔，并将引流管皮下潜入，缝合并固定，用透明膜完全封闭创面和敷料并将引流管接瓶，连接负压泵并持续吸引24 h施以10 kPa负压（预实验中，在保证实验动物各项生命体征平稳的前提下，其可耐受压力的平均值），将动物放入特制的兔笼中。为防止引流管被动物咬断，将其颈部用医用高分子石膏绷带固定（将一卷医用聚合物石膏绷带置于温水中，直至没有连续的气泡出现后取出，在兔颈部垫入医用棉垫后，将绷带均匀卷绕在颈部。为避免因石膏硬化而导致兔不适感，在包扎时，边包扎边用手进行平整。手术后，每日使用75%乙醇对创周进行消毒，并及时更换敷料）。

1.4 观察指标和评价标准 （1）采用放射学观察，于术后1、4 d分别对胸腔摄片，观察兔胸腔积液的引流量情况。（2）胸液生化检测和碱性成纤维细胞生因子（bFGF）含量测定，分别收集两组实验对象术后1、4 d的全部胸腔积液，各取0.9 mL放入含0.1 mL枸橼酸钠的抗凝管，进行编号，用全自动生化分析仪测定胸腔积液中的蛋白质、葡萄糖和白细胞。另外各取5 mL经1 000 g离心20 min后，使用清液检测bFGF含量，选用兔子bFGF抗体（北京博奥森生物技术有限公司），根据试剂盒说明进行操作。（3）胸膜厚度测定方法：测定间皮细胞层和脏层胸膜基底层之间的厚度。每个标本随机取5个视野（×100倍），计算平均值;计算每高倍视野（×400倍）脏层胸膜（靠近测定胸膜厚度的位置）中成纤维细胞数[5]。取4份标本进行Masson染色，与其做对比后在HE染色标本上计数5个视野，取平均值，计数时应注意排除间皮细胞和内皮细胞。

1.5 统计学处理 采用SPSS 22.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组胸腔积液各生化指标及bFGF比较 术后1、4 d，负引组的胸腔积液引流量、bFGF水平均明显高于常规组（P<0.05）;负引组的胸液中蛋白质、白细胞数、葡萄糖水平均明显低于常规组，差异均有统计学意义（P<0.05）;负引组术后4 d引流液中葡萄糖浓度、白细胞数与术后1 d比较，差异均无统计学意义（P>0.05），而常规组术后4 d的上述指标均较术后1 d明显升高（P<0.05），两组术后4 d引流液中的bFGF含量和蛋白质含量均明显高于术后1 d，差异均有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.2 两组脏层胸膜厚度、成纤维细胞数比较 术后4 d，负引组脏层胸膜厚度、成纤维细胞数均明显高于常規组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

2.3 两组术后4 d完全复张率比较 术后4 d，负引组肺完全复张率为100%（20/20），明显高于常规组的70.00%（14/20），差异有统计学意义（字2=7.059，P<0.05）。两组典型X线片，见图1。

3 讨论

VSD技术是一种主流处理浅表创面和用于深部引流的手段，可有效促进创面修复、有利于提高创面修复的质量，可保持引流通畅、促进肉芽生长，业内一致认可其安全有效，其工作原理是医用泡沫材料作为中介置于引流管与创面之间，引流管接负压吸引器达到全创面引流，及时清除腔隙或创面的分泌物[6-8]。

本实验通过人造脓胸成功地建立脓胸动物模型来比较常规封闭胸腔式引流和VSD技术引流对胸膜内皮细胞的黏附效果，两组兔采用同样的手术方式（引流管引流部位、放置长度、引流时间等完全一致），实验证明采用VSD技术可显著促进胸膜内皮细胞纤维性增生，从而促进胸膜粘连及纤维化。负引组术后4 d引流液中葡萄糖浓度、白细胞数较术后1 d比较，差异无统计学意义（P>0.05），而常规组的则明显升高，表明负引组经负压吸引后，胸膜腔内分泌物明显减少，感染反应减少;实验中，除了1只兔因感染而死于败血症以外，没有观察到其他不良反应。

VSD技术是近年来新兴的创面修复技术，其促进创面修复的作用机制尚不完全清楚[9]，考虑主要有以下可能：（1）促进局部血液循环。促进局部血液循环一方面确保创面愈合过程中所需的氧气和营养物质，另一方面在吸收由创面产生的大多数坏死物质和代谢物中起重要的作用[10]。VSD能显著促进局部血液循环的速度，增大毛细血管管径，增加创面边缘的毛细血管数目，血流加速，从而促进创面的血液供应，改善血液循环，并刺激毛细血管管径发芽和内皮细胞增殖。通过多普勒激光检测，发现在实验中施加负压后，创面的血液灌注得到显著提高[11-12]。（2）减轻局部组织水肿。组织水肿是血浆与组织液之间的渗透压差不平衡，表现为组织液增加。组织水肿会阻碍创面修复，因为组织水肿后会增加组织细胞间距，阻碍细胞间的物质交换，同时对创面局部的微血管造成压迫，导致创面缺血低氧，使得创面不能充分获得修复所需应有的营养物质，从而妨碍创面的修复。然而，VSD能够有效减轻局部创面的水肿情况，有利于促进创面的修复。随着VSD治疗时间的增加，其减轻水肿的效果更加明显[13-14]。（3）抑制细菌繁殖。通过VSD的负压吸引，产生作用于创面边缘的自然物理拉力，促进成纤维细胞的增殖，从而加快创面修复的速度。其主要作用机制可能是与封闭敷料产生的潮湿封闭的环境有关，该环境更有利于发挥免疫细胞的功能。为宿主细胞吞噬作用提供了有利条件，对宿主细胞起到吞噬和杀灭细菌的作用，更有利于预防创面的感染[15-16]。（4）影响分子机制的因素。VSD可明显有效促进创面修复、细胞增殖和血管形成，负压吸引前bFGF在创面边缘的组织表面偶然呈阳性表达，随VSD时间的增加，其阳性表达率大大提高[17-18]。

本实验中，两组术后4 d引流液中的bFGF含量和蛋白质含量均明显高于术后1 d的含量，且负引组明显升高，可能由于普通胸管同样具有刺激胸膜内皮细胞增生纤维化的作用，但作用的范围有限，而负引组中的生化指标明显升高则是因为在VSD技术的作用下，引流面积更大，刺激范围更广，蛋白质合成更多[19-20]，从而促进成纤维细胞的增生，增加成纤维细胞的活跃程度，促进胸膜粘连及纤维化，最终促进负引组的胸膜粘连及纤维化程度较常规组更重。

综上所述，本实验通过对新西兰大白兔脓胸模型中应用VSD技术，发现VSD技术可有效改善脓胸的生化指标以及引流效果，可有效促进胸膜组织中成纤维细胞增生及粘连愈合，有利于促进肺复张，值得临床做进一步推广。

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（收稿日期：2018-06-01） （本文编辑：张爽）