第三节 氧 疗
氧是决定胶原合成与成熟、上皮化、伤口挛缩等修复结局的重要因素。实际上低氧和高氧对创面修复和组织再生都有影响,只是在不同的修复阶段产生的作用有一些差别。Hunt和 Pai的资料显示,居住在美国西部山区的印第安人迁移到“空气充足的”地区后,伤口愈合速度明显加快。Dead也有让高纬度慢性溃疡的患者到低于海平面398. 3m(1290英尺)的地区,由于氧张力的提高,创面顺利愈合的报道。Fischer对慢性压疮的患者进行氧疗,改进了上皮化的速度和伤口收缩的情况。通过研究发现,纯氧对开放性创面的影响主要集中在代谢活动的增强和上皮迁移速度的提高两方面。
正常与病理状态下的伤口愈合都包含成纤维细胞的激活与血管生成过程。多肽生长因子,如血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、成纤维细胞生长因子(FGF)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在其中扮演了重要的角色,以缺氧对血管生成的反应来说,刺激血管生成的因子可能有VEGF、TGF-β和TNF-α等多种。
缺氧条件下VEGF上调的主要作用是刺激血管的生成,Ⅰ型胶原蛋白早期升高,随后突然降低,其原因可能是在活体条件下,由于血管生成提高了运载氧能力,导致羟基化和胶原合成增加的结果。缺氧环境下的伤口,使用TGF-β后,可以强烈刺激VEGF的分泌。
Brogi的研究发现,低氧时碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)与VEGF在血管形成过程中有密切的关系。单纯用2. 5%的氧气刺激兔的平滑肌细胞,结果仅有适量的VEGF mR- NA产生,若加用bFGF则会起协同效应。bFGF刺激血管生成有两种方式,一是直接对内皮细胞发挥作用;二是上调平滑肌细胞中VEGF的对内皮细胞起作用,且这种作用对VEGF是特异性的。因为实验过程中,bFGF并未引起转录因子原癌基因c-myc的表达。同样人们观察到TGF-pi也有类似的协同作用。角质细胞生长因子(KGF,FGF4)是FGF家族新成员,虽然它在创伤愈合中的确切作用机制尚不清楚,但已初步了解它与bFGF一样能刺激成纤维细胞和内皮细胞的增殖。有人用兔真皮溃疡的创伤愈合模型研究缺血与非缺血状态下KGF和 bFGF的作用,结果显示,即使伤口内bFGF的浓度很高(30pg),bFGF对局部缺血伤口并无 有效的刺激作用,因而与对照组无显著差异;而加用高压氧,5pg的bFGF即有差别(P<0. 05)。相反,KGF在缺血与非缺血创面刺激修复的作用有差异(P<0. 05)。这一结果提示我们,在缺氧伤口中氧含量的不同可以造成KGF和bFGF对创面修复的不同作用。
在缺氧环境下,生长因子的作用是复杂的,各实验结果也存在差异。有人用血小板生长因子-BB(PDGF-BB)和TGF-β处理平滑肌细胞,与未处理的平滑肌细胞相比较,采取蛋白印记的方法检测VEGF与bFGF的mRNA水平,结果发现,缺氧状态只刺激VEGF的基因表达,不影响bFGF mRNA的水平。
创面修复的过程均需要避免污染、确保组织修复所需物质快速合成、确保机体适当的免疫反应这3部分,而这些都不同程度地依赖于氧气。而慢性伤口存在一个两难的问题,即疾病进展,如糖尿病血管病变、动脉粥样硬化、外周动脉疾病、创伤本身及创面周围组织的水肿等因素,都阻碍了伤口组织获得足够的氧气供应,导致伤口组织缺氧。但同时,组织需要更多的氧气才能愈合。经典理论认为,氧气在组织细胞内的输送主要依赖于血红蛋白结合氧气,而非组织细胞内溶解氧即组织内氧分压。但是对于创面来说,组织内溶解的氧气及氧气的弥散距离十分重要。创面修复需要的氧气浓度远远高于细胞氧化呼吸的水平。
氧疗是主要以氧气为基础的治疗方法,目前,我们使用的方法有高压氧(全身氧疗)和局部氧疗。局部氧疗又分为:局部加压氧疗和持续微氧渗透。(https://www.daowen.com)
高压氧可以增强组织抗感染能力:①对于厌氧菌或梭菌性感染,高压氧通过提高组织内氧分压,直接影响厌氧菌的代谢,抑制厌氧菌的增殖,抑制外毒素的产生。 ②高压氧可以提高白细胞的杀菌能力。 Allen等研究发现,伤口处组织的氧分压从15mmHg升至100mmHg,会使杀菌活性上升3 ~4倍。其原因可能是白细胞介导的杀菌作用所依赖的特异性酶类只有在较高的氧分压下(至少40mmHg)才能发挥活性,氧气是这些酶类的一个限速成分。③高压氧可增加部分抗生素的运送能力和活性,特别是对于氨基苷类、磺胺类抗生素具有协同作用。 ④高压氧可改善、调节机体免疫反应。通过抑制中性粒细胞的黏附而减弱过度的炎症反应,改善机体对炎症反应的控制能力。同时,高压氧还具有增强纤维扩增、胶原沉积、血管形成、促进上皮化、减轻肿胀等作用。
国际糖尿病足工作组推荐使用高压氧疗法作为糖尿病足的有效辅助治疗,有助于促进足溃疡的愈合,可降低大截肢的发生风险,部分改善患者生活质量;但对于Wagner分级2级及以下的患者,并没有足够的证据证明高压氧治疗合理。
美国水下及高气压医学会、欧洲高气压医学会以及南太平洋高气压及水下医学会在指南性材料中均推荐:用于慢性创面及Wagner分级3级及以上的糖尿病足。
但在《中国糖尿病足防治指南(2019版)》中指出,有随机对照研究显示,高压氧治疗并不能促进糖尿病下肢难愈性溃疡的愈合及降低截肢风险,因此,高压氧治疗在临床上选择应该慎重。并且在临床使用中,糖尿病足创面面积一般较小,高压氧由于费用昂贵,临床应用高压氧治疗很少。
局部氧疗是继全身氧疗(高压氧)对创面应用研究后在临床应用的一种新方法,它不仅操作方便、经济,还对不暴露肌腱、骨骼的浅表创面有明显的治疗作用。局部氧疗是通过创面直接供氧,不依赖受损的脉管系统。它的主要原理是将充足的氧气渗透到创面床,从而促进愈合过程。
局部氧疗分为:局部加压氧疗、持续微氧渗透。局部加压氧疗是将湿化、加压的氧气直接输送到特定的身体部位,以实现组织渗透和增加开放性缺血创面的氧含量。
持续微氧渗透是直接向受影响的组织持续输送纯净湿化氧气,并且创面被湿润创面治疗敷料所覆盖。持续微氧渗透更适用于糖尿病足溃疡(DFU)慢性创面,并且安全。持续微氧渗透是局部加压氧疗的发展,具有耗氧量低、小巧便携、供氧安全、无噪音、不影响日常生活等优点。关于持续性与间歇性局部氧疗的效果差异,持续氧疗是否会产生细胞毒性,尚缺少相应的研究报道。