静脉留置针留置时间对白兔耳缘静脉中炎症因子、氧化应激指标及凝血因子的影响

郑莉兰, 魏黎华, 连泽荣, 甘青文,涂发妹, 袁祎凌, 李媛平

(1. 南昌大学第一附属医院, 江西 南昌, 330046; 2. 南昌大学护理学院, 江西 南昌, 330046)

静脉留置针(即套管针)是一种外周静脉输液工具，主要由不锈钢针芯、软管导管和塑料针座组成，被广泛应用于临床。静脉留置针引发的并发症(如堵塞、静脉炎、感染、外渗等)为临床护理的难点之一[1-2]。研究[3]表明，静脉留置针的留置时间与并发症的发生有直接关系。留置针导管的刺激可对血管内膜造成机械损伤，促进静脉壁发生炎症反应，释放炎症因子，从而激活炎症反应链。炎症因子中的白细胞介素(IL)-1、IL-6以及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是介导急性炎症反应的重要促炎因子。在创伤和炎症的情况下，IL-1、IL-6和TNF-α的表达增加，促进血管炎症反应的发生，增加血管损伤[4-5]。此外，血管炎症可促进活性氧(ROS)的产生，诱导氧化应激，进一步加重血管损伤[6]。在静脉炎发生时(在氧化应激增加的条件下)，自由基可激活环氧合酶，调控前列环素和血栓素的合成，诱发血管收缩和血小板聚集，促进凝血及血栓形成[7-8]。本研究通过动物实验探讨静脉留置针的留置时间与血管损伤之间的关系，以期为临床静脉留置针的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

新西兰大白兔40只，3月龄，体质量2.5～3.0 kg, 雌雄各半，购自山东艾莱克生物科技有限公司，生产许可证为SCXK(鲁)2019-0006。普通环境饲养，维持在温度为22～25 ℃和湿度为60%～65%的12 h明暗循环的环境中，健康状况良好。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 主要试剂及仪器

兔IL-6(ml051629)、IL-1(ml027827)、TNF-α(ml001696)、6-酮-前列腺素F1a(6-keto-PGF1a, ml001781)、血栓素B2(TXB2, ml001775)、内皮素1(ET-1, ml027981)酶联免疫吸附试验(ELISA)检测试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司; 丙二醛(MDA，A003-1-2)、超氧化物歧化酶(SOD, A001-3-2)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px, A005-1-2)试剂盒购自南京建成生物工程研究所; 苏木精-伊红(HE)染色试剂盒(G1120)购自北京Solarbio公司。iMark680多功能酶标仪(美国Bio-Rad公司); BX61电动显微镜(日本Olympus公司)。

1.3 动物分组及处理

采用随机数字表法将40只新西兰白兔分为对照组(常规饲养，未经任何处理)、留置4 d组、留置6 d组和留置8 d组，每组10只。选用24G静脉留置针在兔双耳外侧耳缘静脉行静脉输液。由专人操作，一次性穿刺成功。操作步骤: 采用兔架固定器限制白兔活动，选取兔耳粗而直的静脉血管，剃去局部兔毛，常规皮肤消毒后，将针头以15～30 °直刺静脉。见回血后，降低穿刺角度至5～10 °, 顺静脉方向再进针2～3 mm, 将针芯后撤少许，使针尖退至导管内，持导管座将导管与针芯全部送入血管[9-10]。然后用无菌胶带固定，包扎白兔双耳以防抓脱。

1.4 血常规检测

达到留置时间时，给予戊巴比妥钠(40 mg/kg)腹腔注射麻醉白兔，腹主动脉取血，其中EDTA抗凝管用于血常规检测，主要包括白细胞(WBC)、中性粒细胞百分比(Gran)、红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)、血小板(PLT)共5项指标; 检测工作由医院检验科完成。

1.5 耳静脉组织炎症因子和氧化应激指标检测

取出留置针，分离兔耳静脉，以穿刺点为中心取长2 cm、宽1 cm的耳静脉标本，将左耳静脉标本用预冷的生理盐水研磨制备组织匀浆液，在4 ℃下，以3 000×g离心15 min(离心机半径13.5 cm), 取上清液，采用ELISA法检测匀浆上清液中IL-1、IL-6和TNF-α水平，并采用生化法检测MDA水平和SOD、GSH-Px活性。

1.6 血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平检测

普通采血管取血，静置后离心(4 ℃, 3 000×g 15 min, 离心机半径13.5 cm), 分离血清，采用ELISA法检测血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平。

1.7 HE染色观察血管病理损伤

将右耳静脉标本用4%多聚甲醛溶液固定，常规脱水和石蜡处理。将石蜡块切成5 μm厚的切片，烘烤15 min后，切片用二甲苯脱蜡，梯度乙醇脱水，苏木精浸泡5 min染色，自来水洗20 min, 1%酸性酒精分色1～3 s, 0.5%伊红溶液染色1～3 min, 梯度乙醇脱水，二甲苯透明，中性胶封固，光学显微镜下观察静脉血管组织病理学变化。观察指标包括: 炎症反应和血栓形成。每只兔耳做5张HE染色切片，由2名病理学专家对兔耳缘静脉损伤程度进行评价。采用半定量评分系统评估血管炎症反应的严重程度，具体分级为0～3级[11]: 0级，无炎症反应(仅见血管周围结缔组织充血水肿); 1级，轻度炎症(血管周围结缔组织可见淋巴细胞和浆细胞浸润，血管壁和管腔内未见炎性细胞); 2级，中度炎症(淋巴细胞、浆细胞和少数中性粒细胞浸润到结缔组织和血管壁); 3级，重度炎症(淋巴细胞和中性粒细胞弥漫性浸润血管周围结缔组织及血管壁和血管腔各层，血管腔内有大量渗出物和坏死的细胞碎片)。血栓形成判断标准: 每份标本5张切片中有1张及以上切片有血栓判定为该血管有血栓形成, 5张切片中均无血栓判定为无血栓。

1.8 统计学分析

2 结 果

2.1 不同留置时间对兔血常规指标的影响

与对照组相比，留置4 d组、留置6 d组和留置8 d组的RBC、HGB水平下降，但差异无统计学意义(P>0.05)。对照组、留置4 d组、留置6 d组、留置8 d组WBC、PLT、Gran呈依次增高趋势。与对照组、留置4 d组和留置6 d组比较，留置8 d组WBC、PLT、Gran升高，差异有统计学意义(P<0.05), 见表1。

表1 不同留置时间对兔血常规指标的影响

2.2 不同留置时间对兔耳静脉血管组织炎症因子水平的影响

与对照组相比，留置4 d组和留置6 d组的IL-1、IL-6和TNF-α水平升高，但差异无统计学意义(P>0.05); 与对照组、留置4 d组和留置6 d组比较，留置8 d组的IL-1、IL-6和TNF-α水平升高，差异有统计学意义(P<0.05), 见表2。

表2 不同留置时间对兔耳静脉血管组织炎症因子水平的影响 pg/mL

2.3 不同留置时间对兔耳静脉血管组织MDA水平和SOD、GSH-Px活性的影响

与对照组相比，留置4 d组和留置6 d组的MDA水平上升, SOD、GSH-Px活性下降，但差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组、留置4 d组和留置6 d组比较，留置8 d组的MDA水平升高, SOD、GSH-Px活性降低，差异有统计学意义(P<0.05), 见表3。

表3 不同留置时间对兔耳静脉血管组织MDA水平和SOD、CAT活性的影响

2.4 不同留置时间对兔血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平的影响

与对照组相比，留置4 d组和留置6 d组的TXB2、ET-1水平上升，6-keto-PGF1a水平降低，但差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组、留置4 d组和留置6 d组比较，留置8 d组的TXB2、ET-1水平升高，6-keto-PGF1a水平降低，差异有统计学意义(P<0.05), 见表4。

表4 不同留置时间对兔血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平的影响 ng/L

2.5 不同留置时间对兔血管组织病理变化的影响

HE染色镜检结果显示，对照组血管壁未见炎性细胞浸润，血管壁周围未见纤维组织增生。与对照组相比，留置4 d组和留置6 d组有少量炎性细胞浸润，血管壁周围出现轻度纤维组织增生，但组间血管炎症反应程度和血栓发生率比较，差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组、留置4 d组和留置6 d组比较，留置8 d组血管壁出现大量炎性细胞浸润，血管壁纤维组织增生，血管炎症反应程度和血栓发生率升高，差异有统计学意义(P<0.05), 见图1、表5。

表5 不同留置时间对兔血管组织病理变化的影响[n(%)]

3 讨 论

静脉留置针由于留置时间长，避免反复静脉穿刺，被广泛用于长期住院患者。这种针头不仅可以减轻患者的痛苦，还可以提高护士的工作效率，但如果不能正确掌握留置方法及时间，则会导致静脉炎或血管损伤，给患者造成痛苦。静脉留置针的留置时间被认为是影响静脉炎发生的重要因素之一。外周静脉留置针需要每72～96 h更换1次，以降低静脉炎和血流感染的发生率[11-12]。在本研究中，随着静脉留置针留置时间的增加，兔血液中WBC、PLT、Gran和耳静脉炎的严重程度以及血栓发生率呈增高趋势; 在超过6 d的留置时间时, WBC、PLT、Gran和兔耳静脉炎的严重程度以及血栓发生率均明显增加。上述结果提示，临床应用静脉留置针输液时，为了避免静脉炎和血栓的发生，留置时间一般不超过6 d。

静脉留置针对血管壁的机械刺激可直接损伤血管内皮细胞; 受损的血管内皮细胞会增加血管通透性。炎症细胞从血管壁流出，从而在趋化因子的作用下引起炎症反应[13]。IL-1、IL-6、TNF-α为促炎因子，参与静脉血栓形成和血管炎等病理过程[14-16]。本研究中，留置针留置时间超过6 d后，促炎因子IL-1、IL-6、TNF-α水平异常升高。HE染色结果证实，随着静脉留置针留置时间的延长，血管组织发生炎症细胞浸润。此外，氧化应激和促炎过程通常被认为相互依赖。在炎症条件下，炎症部位的中性粒细胞产生的ROS会诱导氧化应激，导致内皮间连接的开放，并促进炎性细胞跨内皮屏障的迁移; 迁移的炎性细胞会导致组织损伤[6]。在氧化应激中，过量产生的ROS会增加MDA含量，同时抗氧化系统受损导致SOD和GSH-Px的降低[17-18]。氧化应激会导致内皮功能障碍、血管收缩和血管细胞促炎表型[6]。ET-1为内皮功能障碍的标志物。本实验中，在静脉留置针留置8 d时，血管促炎因子水平升高的同时，伴随着MDA水平的升高和SOD、GSH-Px活性的降低，这提示留置针导管的持续刺激诱导氧化应激，引起炎症反应，加重静脉炎。

血栓形成是静脉留置针引起的另一个常见且严重的并发症。研究[19]表明，炎症细胞在触发和加强血栓形成中发挥作用。IL-1和TNF-α可以上调导致凝血启动的组织因子水平，抑制纤溶[13]。TNF-α和IL-6还可以抑制内皮表面的血栓，调节蛋白的表达，从而使内皮细胞从抗凝状态转变为促凝状态[20]。因此, IL-1、IL-6和TNF-α的表达水平升高不仅可以促进炎症的进展，还可以促进血栓形成。此外，增加的氧化应激可能会引起血栓素和前列环素之间的不平衡，促进血小板活化，进而导致血栓形成[21]。血栓素A2(TXA2)是人类血小板的主要环氧合酶产物，是一种有效的血管收缩剂和血小板激动剂。TXB2是TXA2的稳定代谢产物，血清TXB2水平可用于评估血小板TXA2的生物合成[22]。前列环素(PGI2)是血栓素的对抗剂，具有抗血小板聚集、抑制炎性介质释放和舒张血管的作用，故可以防止血栓形成。6-keto-PGF1a是PGI2的稳定降解产物，可以反映PGI2的水平[23]。当血小板被激活时, TXA2增加, TXB2随之增加; PGI2水平降低, 6-keto-PGF1a水平随之降低，可导致血小板聚集性增强，诱导血栓形成。本研究中，血液中TXB2含量升高，而6-keto-PGF1a水平下降，表明TXA2/PGI2的平衡失调，促使血栓形成。

综上所述，在静脉留置针留置时间超过6 d后，耳静脉中炎症因子增加，并可诱导氧化应激，加重静脉炎和血栓形成。本研究表明，为了避免静脉炎和血栓的发生，临床应用静脉留置针输液时，留置时间一般不应超过6 d。本研究结果存在一定局限性，尚需大量临床样本进行验证; 此外，静脉留置针输注不同性质药物时，是否对血管的损伤程度产生影响，还需在未来的研究中深入探讨。