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负压封闭引流技术联合应用臭氧水可行性的材料学研究

作　者: 姜楠
导　师: 余斌
学　校: 南方医科大学
专　业: 外科学
关键词: 负压封闭引流臭氧水联合应用材料学研究
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

负压封闭引流(Vacuum Sealing Drainage, VSD)是指以聚乙烯酒精水化泡沫填塞机体皮肤或软组织缺损、感染、坏死后形成的创面,充当创面与引流管之间的中介,将传统的点线状引流变为全方位、多角度的深度引流,并以生物半透膜作为全密封材料,覆盖、封闭整个创面和腔隙,同时将引流管与负压源连接,使整个与VSD材料相接处的创面处于一个全封闭的、持续或间断负压引流状态的外科治疗新技术。VSD技术应用于创面治疗,能够促进血液循环,增加创面血,减轻创周水肿,加速创面愈合,抑制细菌繁殖,控制感染范围,有效机械牵拉,刺激肉芽生长。但VSD技术也存在诸多不足,其适应症虽然广泛,但也存在禁忌症,虽能抑制细菌生长繁殖,但抑菌能力有限,虽能为创面提供封闭环境,但创面完全封闭有时比较困难,虽然临床疗效显著但作用有限。临床上经常可见使用VSD技术治疗的患者,伤口仍存在不同程度的感染,伤口分泌物培养提示常见的细菌包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌及鲍曼不动杆菌等。目前,对于此类伤口的处理通常采用庆大霉素溶液进行局部冲洗,但局部抗生素的应用易导致细菌耐药性的产生,导致疗效欠佳,且一旦出现混合细菌感染,单一抗生素很难发挥疗效。近年来,臭氧水在创伤愈合及抗感染中的应用越来越广泛,已经证实臭氧水对细菌,细菌芽孢,病毒,真菌,原虫等均有较好的杀灭作用。臭氧水消毒灭菌是急速的,消毒作用在瞬间发生。臭氧水的氧化作用有两种类型,微生物菌体与溶解水中的臭氧直接反应,同时又与臭氧分解生成-OH的间接反应,由于-OH为极具氧化性的氧化剂,因此臭氧水的杀菌速度极快。臭氧水不仅能有效杀灭创面细菌,而且能促进创面愈合。此外,臭氧水代谢后分解产生的氧气能增加局部组织的氧气浓度,改善缺氧环境,有效促进伤口愈合。VSD技术存在许多优势,但也存在不足。抗感染能力欠佳是制约其在临床治疗进一步发展的瓶颈,结合臭氧水在抗感染方面取得的疗效。我们提出尝试将二者结合起来,在严重感染性创面放置VSD的同时,使用臭氧水通过VSD管道对创面进行冲洗。如果可行的话,不难发现其中的巨大优势,VSD的使用可以增加创面血供,有效减轻创周水肿,促进肉芽组织生长；而臭氧水的应用能更有效的杀灭创面细菌,并且代谢后产生的氧气使局部氧含量增加,从而有效杀灭厌氧菌。臭氧水的优势弥补了VSD的不足,扩大了使用适应症的范围,并且二者在促进创面愈合方面的协同效应。这些都势必会带来巨大的社会效益和经济效益。考虑到臭氧水具有一定的氧化性,二者联合使用的前提是VSD材料能够耐受臭氧水的氧化作用而保持基本的理化性质不发生显著改变。本实验旨在评估10μg/ml浓度的臭氧水与VSD技术联合应用的可行性。选择10μg/ml臭氧水的主要原因有两点,一是既往有文献已经报道该浓度的臭氧水能杀灭绝大多数的病原菌；二是考虑到高浓度臭氧水对机体组织可能带来的氧化损伤。所以既要满足杀灭细菌的基本要求,又不能对正常机体组织产生损害。如果从材料学角度能够证实二者联合应用的可行性,后续将会进行在体安全性研究及相关动物实验,为最终在临床的推广应用奠定理论基础。本实验包括三部分,第一部分内容包括10μg/ml臭氧水的制备、制备后不同时间点臭氧水浓度的检测及探讨一定条件下臭氧水的自然代谢规律；第二部分将探讨10μg/ml臭氧水对VSD泡沫和密封膜物理性质及化学性质的影响；第三部分通过制作体外VSD模型,使用10μg/ml臭氧水进行冲洗后检测装置的密封性来进一步评估二者联合应用的可行性。第一部分10μg/ml臭氧水的制备、浓度检测及代谢曲线的绘制目的：制取浓度为10μg/ml臭氧水；碘量法检测10μg/ml臭氧水在不同时间点的浓度；绘制其自然降解曲线并探讨其代谢规律。材料与方法：1、臭氧水的制取：将灭菌注射用水注入臭氧水发生器(Ozonosan Alpha Plus1107型)的储水槽中,打开氧气阀,待气体充分饱和后,打开进气阀,通过臭氧气体冒泡制取10μg/ml的臭氧水,制取后即保存于棕色试剂瓶中。2、碘量法检测臭氧水浓度：参照《中华人民共和国城镇行业建设标准》(CJ/T3028.2-1994)中关于“臭氧发生器的臭氧浓度、产量、电耗的测量和计算方法”,使用碱式滴定管、三角烧瓶、容量瓶及量筒等仪器,以及20%碘化钾(KI)溶液、(1+5)硫酸(H2SO4)溶液、0.01mmol/L的硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)及淀粉溶液,根据下述的化学反应式进行试剂滴定检测。①O3+2KI+H2O-O2+I2+2KOH②I2+2Na2S2O3—2NaI+Na2S4O6计算公式：C(O3)=2.4xV(Na2S2O3) V为Na2S2O3的使用量分别于制备完毕后的0分钟、15分钟、30分钟、60分钟、90分钟和120分钟检测臭氧水的浓度,重复进行5次实验,以均数士标准差表示结果。将上述各时间点的浓度的均值绘制成代谢曲线图。结果：成功制取10μg/ml的臭氧水,制取完毕时初始的臭氧水浓度为(9.94±0.27)mmol/L：在一定条件下经15min、30min、60min、90min和120min的自然代谢后,臭氧水残余浓度的分别为(7.46±0.16)mmol/L、(5.93±0.13)mmol/L、(4.11±0.56)mmol/L、(1.63±1.12)mmol/L、(1.10±0.03)mmol/L。结论：Ozonosan Alpha Plus1107型臭氧水机可制取10μg/ml臭氧水,浓度稳定；臭氧水制备后性质不稳定,能自发降解,在一定条件下经2小时代谢后仍残留一定的浓度。第二部分10μg/ml臭氧水对VSD材料理化性质的影响目的：探讨10μg/ml臭氧水对VSD泡沫及密封膜理化性质的影响。材料与方法：1、(1)实验分组：未处理组、生理盐水作用8天组,洗必泰作用8天组,臭氧水作用1天组、2天组、4天组及8天组。(2)实验干预：制取浓度为l0μg/ml的臭氧水后,棕色试剂瓶保存,室温21℃±2℃,将实验材料浸于其中,每次1小时,每天2次,连续作用8天,分别于第1、2、4、8天的终末对材料的理化性质进行观察与检测。生理盐水组与洗必泰组分别采取生理盐水和洗必泰以相同频次进行实验干预。2、大体外观：各组按实验方案处理后,观察VSD材料的外观、色泽等表面结构的变化。3、超微结构：分别对泡沫和密封膜进行相应处理后,置于载玻片上,调整合适的显微镜放大倍数进行微观结构观察。4、拉力测试：将VSD材料分别置于拉力测试机的夹具上,调整夹具位置使测试材料的纵轴线与夹具纵轴线重叠,设置VSD泡沫初始标距：20mmm,测试速度：400mm/min VSD密封膜初始标距：20mm,测试速度：200mm/min；测试温度25℃,湿度70%。试验机拉伸至试样彻底断裂后,记录各组样品的最大载荷及试样断裂瞬间间距等指标。5、显微拉曼光谱分析：材料处理后,置于拉曼光谱仪(LabRAM Aramis型)中,采用532.8nm波长激光,50倍物镜,1200g/nm光栅,曝光时间5秒,曝光次数2次,扫描范围400～4000cm-1,分辨率1cm-1,测试温度26℃,湿度61%。分别采集VSD泡沫与密封膜未处理前及使用臭氧水处理前后的数据,使用Origin Pro8.0软件绘制相应的拉曼光谱图。6、统计学分析：统计学处理采用SPSS13.0软件,对于计量资料采用均数士标准差表示,对于多组之间的比较采用完全随机设计单因素的方差分析(one-way ANOVA),方差齐时整体的比较采用F检验,多重比较采用Bonferroni法,方差不齐时采用Welch法近似F检验,多重比较采用Dennett’s T3法；两组单独计量资料的比较采用独立样本t检验。当P≤0.05时认为差异有统计学意义。结果：10μg/ml臭氧水持续8天作用后,VSD材料大体外观未见异常,显微镜下泡沫与密封膜的微孔等结构未见明显破坏。拉力测试结果表明,VSD泡沫最大载荷与试样断裂瞬间间距随着臭氧水作用时间的延长逐渐减小,未处理的与经10μg/ml臭氧水作用8天后的VSD泡沫的最大载荷分别为(4.25±0.73)、(2.4±0.19)kgf(P=0.001), VSD泡沫试样断裂瞬间间距作用前后分别为(92.5±12.83)、(64.4±4.60)mm(P=0.006)；VSD密封膜的最大载荷与试样断裂瞬间间距随着臭氧水作用时间的延长并未出现显著变化,未处理的与经10μg/ml臭氧水作用8天后的VSD密封膜的最大载荷分别为(0.70±0.06)、(0.74±0.08)kgf(p--0.402), VSD密封膜试样断裂瞬间间距作用前后分别为(102.85±9.35)、(96.0±15.83)mm(P=0.430)。拉曼光谱仪结果显示,VSD材料在400～4000cm-1扫描范围内仅有部分波峰强度发生变化而无新的化学基团生成。结论：10μg/ml臭氧水持续8天作用后,除VSD泡沫的抗拉伸性能降低外,余理化性质未见明显变化。第三部分10μg/ml臭氧水对VSD体外模拟装置密封性的影响目的：制备VSD体外模拟装置；探讨10μg/ml臭氧水对VSD体外模拟装置密封性的影响。材料与方法：在尺寸为25cm×35cm×0.5cm玻璃板上放置4个大小为5cm×5cm×1cm的VSD泡沫,分别贴置密封膜后负压源下检查其密封效果；待检查密封性完好,制取浓度为10μg/ml臭氧水后,向每个模拟装置内注入30ml臭氧水,充分作用1小时,每天2次,连续作用8天；8天后于中心负压源下检查装置的密封效果。结果：成功制备VSD体外模拟装置,装置在负压源检测下未见漏气。经10μg/ml臭氧水作用8天后,VSD模拟装置未见漏气等异常,密封效果仍良好。结论：10μg/ml臭氧水对VSD体外模拟装置密封效果无影响。

全文目录

摘要  3-9
ABSTRACT  9-19
前言  19-23
第一部分 10μg/ml臭氧水的制备、浓度检测及代谢曲线的绘制  23-30
  1、实验目的  23
  2、材料与方法  23-26
  3、结果  26-27
  4、讨论  27-29
  5、结论  29-30
第二部分 10μ/ml臭氧水对VSD材料理化性质的影响  30-61
  1、实验目的  30-31
  2、材料与方法  31-37
  3、结果  37-58
  4、讨论  58-60
  5、结论  60-61
第三部分 10μg/ml臭氧水对VSD体外模拟装置密封效果的影响  61-66
  1、实验目的  61
  2、材料与方法  61-62
  3、结果  62-65
  4、讨论  65
  5、结论  65-66
参考文献  66-70
综述  70-86
  参考文献  80-86
攻读学位期间成果  86-88
致谢  88-89

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