双氧水在骨科中适用性

时间:2020-08-13 08:55:06 护理学毕业论文 我要投稿

双氧水在骨科中适用性

  预防及控制

  于2008年和2009年分别开展了460台和490台脊柱外科手术,并记录感染病例数。从2009年1月份开始,运用3%H2O2溶液结合10%碘伏, 对经历过脊柱外科手术的患者的伤口进行系统的冲洗。2008年记录了7例术后感染且细菌培养结果显示致病菌均为金黄色葡萄球菌,2009年则没有术后感染的发生。该研究表明H2O2溶液和碘伏联合运用,有效地减少了脊柱外科术后伤口感染。在开放性损伤中,H2O2常被用来对污染伤口的清创[7-8]。 H2O2溶液具有弱的补氧和消毒作用。这样使它应用于临床的某些情形中,特别是纤弱的不能忍受粗暴的清创手术的软组织。Patel等[9]对1例颈部鳞状细胞癌患者进行研究:该患者在多次行放疗及外科手术治疗后,引起伤口感染,导致颈部部分软组织坏死及骨外露。随后每4h给予3%H2O2混合相同体积的生理盐水冲洗伤口,而且在冲洗间隔期使用涂有1%H2O2乳膏的纱布覆盖创面。持续治疗4周后,创面大量新鲜肉芽形成,而后行胸大肌覆盖缺损区域,术后不久创面愈合。手术联合放疗可引起稠密瘢痕形成及局部缺血不良的软组织反应,使软组织倾向于感染甚至坏死。对外科医生而言,这无疑是一个挑战。

  在伤口愈合中的作用

  损伤发生时,人体产生多种炎性介质,如趋化因子、细胞因子、生长因子。不同类型的细胞如中性粒细胞、巨噬细胞也被迁移至损伤部位。损伤的发生,必然伴随氧化爆发。一个氧化爆发的开始,导致活性氧及其产物的产生,而H2O2则是活性氧当中的主要成员。在2008年,Niethammer[10]进行的研究发表在《自然》杂志中,引起了科学界的关注。他指出,H2O2梯度介导即时的白细胞迁移至组织损伤处,极好地证明了H2O2有助于白细胞迁移至像创伤修复这样复杂的环境当中。但是这些发现仅仅是在斑马鱼模型上,而H2O2在哺乳动物当中是否也是如此有待证实。Rojkind等[11]的研究揭示了H2O2在创伤愈合炎性反应阶段扮演了重要的角色。巨噬细胞及中性粒细胞的出现可引起H2O2释放的增加,反过来,H2O2梯度也可使更多的白细胞聚集至创面。真核生物的抗氧化蛋白-2似乎与H2O2信号转导有特别的关系:它使H2O2维持在较低水平,而在发生损伤时有助于H2O2的聚集。

  对骨细胞的影响

  骨量通过反复循环的破坏和重建来维持。破骨细胞骨吸收与成骨细胞骨形成之间的平衡可使骨量处于自我稳定的状态。但是当骨吸收大于骨形成时,将导致包括骨质疏松在内的大多数成年人骨骼疾病。对于骨质疏松发生的机制仍存在争议,其可能起源于细胞与细胞之间通讯或信号传导的紊乱。Gu等[12]发现了成骨细胞分化为骨细胞时钾通道表达的变化,成骨细胞的钾通道有助于维持细胞膜电位,也可能参与机械敏感性及骨细胞内的信息交换。在各种细胞类型中,对线粒体三磷酸腺苷敏感的钾通道的开放,增强了对随后损伤的抵抗,如氧化应激引起的细胞凋亡。氧化应激是由于氧自由基过多所造成, 其标志物水平的显着增加,代表了包括骨质疏松在内的病理表现上的过剩,是细胞损伤及死亡的主要原因。Forrest等[13]研究了二氮嗪对小鼠成骨前体细胞(MC3T3-E1)暴露于H2O2后的氧化修饰的影响,用或不用线粒体ATP敏感的开放钾通道物二氮嗪,将培养的MC3T3-E1暴露于H2O2, 未加入二氮嗪的对照组,在0.3mmol/LH2O2中暴露48h后,MC3T3-E1活力显着下降。而二氮嗪组显着扭转了H2O2的细胞毒作用,也降低了活性氧的释放和H2O2诱导的MC3T3-E1氧化损伤的标志物蛋白质羰基和丙二醛的产生。同时减少了H2O2诱导的破骨细胞分化诱导因子如白介素 -6(IL-6)和破骨细胞分化因子(RANKL)受体激活剂的产生。已分化的MC3T3-E1比未分化的细胞对H2O2诱导的氧化应激更敏感。这些结果表明,二氮嗪对预防成骨细胞中H2O2诱导的氧化损伤和功能障碍作用明显。

  对软骨细胞代谢的影响

  调节软骨基质合成及代谢的生理力学应力对软骨内环境稳态,以及对因运动增加的机械应力的适应是重要的。因此,有害的力学应力在退行性关节疾病整体风险中发挥着重要作用。高压缩率、高应力幅值、高剪切应力,可引起关节软骨局部损伤,而且可能蔓延到更多的关节软骨面,导致骨关节炎。有害的机械应力,一般会引起局部特定软骨细胞的死亡[14]。软骨中H2O2潜在的来源是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH-oxidase),一种通过软骨细胞诱导的能够产生局部高浓度氧化剂的酶。用离子霉素或佛波酯诱导氧化剂产物来处理软骨细胞,表明氧化酶的活性被细胞内钙离子水平和蛋白激酶C所调控。氧化产物也由脂多糖、白细胞介素-1、肿瘤坏死因子α的剂量依赖性方式诱导。H2O2浓度超过4mmol/L时,可诱发软骨细胞的凋亡。在10~100mmol/L较低浓度时,通过低氧诱导因子-1a和相关的糖酵解酶影响软骨细胞的新陈代谢。低氧诱导因子-1a表达的增加可阻止由白介素-1诱导的细胞凋亡。用 100mmol/LH2O2处理的软骨细胞,可阻止白介素-1及脂多糖诱导的炎症基因的表达[15]。超氧化物歧化酶促进有较高毒性作用的SO2-D自由基转化为更小毒性的H2O2。Ramakrishnan[16]发现,用低剂量的叔丁基H2O2(tBHP),预处理培养的软骨外植体,减轻了有害机械性压缩的`损伤效应。tBHP处理减轻了压缩引起的软骨细胞死亡,抑制糖酵解和蛋白多糖的丢失。而且刺激有关基因表达的变化,使软骨能够更好抵抗与有害力学应力有关的氧化损伤。而没有经过预处理的对照组,软骨细胞的成活率则较低。

  对脊髓神经细胞的影响

  在高浓度时活性氧自由基通过破坏蛋白、核酸及脂类,引起神经细胞的毒性反应;攻击不饱和脂肪酸的双键,造成脂质过氧化和蛋白分裂[17]。特别是,由于含有过多的不饱和脂肪酸,神经组织极易受氧化损伤的攻击。因此,抗氧化治疗方案正被应用于对脊髓损伤的治疗。Siriphorn等[18]评估了在体外雪旺氏细胞中17β-雌二醇(E2)的保护潜力,调查在脊髓损伤大鼠模型中E2对移植雪旺氏细胞存活能力的影响。开始对雪旺氏细胞培养时,发现其主要表达雄性激素受体(ER),并且逐渐形成雌二醇(E2)。颈部撞击造成的雄性大鼠脊髓损伤,之后持续服用E2及安慰剂。脊髓损伤后的第8d,雪旺氏细胞被移植到受伤的中心。15d后E2治疗显着提高了被标记移植雪旺氏细胞的存活。表明E2可保护雪旺氏细胞对抗氧化压力和提高移植成活率。

  使用过程中出现的危险事件

  双氧水通常用来清洁伤口,但当其用于静脉附近时,氧气栓塞是潜在罕见的致命性并发症。不仅是在靠近胸腔,而且在远离胸腔的部位,都有可能发生。 Prabhaka[19]报告1例由于胸部伤口坏死使用双氧水灌洗后,引起静脉氧气栓塞导致心搏骤停,以致送入ICU抢救的病例。分析其发生的原因,250ml1.5%的H2O2灌洗后可产生1250ml的氧气,而这些氧气中的一部分可能通过循环造成右心功能障碍,或者阻塞于肺部造成肺栓塞。 Guitard等[20]报道了一个经历股骨骨折不愈合并发骨髓炎,需行外科手术的年轻女孩,在使用双氧水灌洗伤口后,引起了静脉氧气栓塞的症状,但幸好结局是良好的。同时他们基于经验及文献数据建议一系列的预防措施。这些措施包括:使用双氧水之前告知麻醉师、使用时用广口的器皿而不是使用注射器以及使用时配合生理盐水冲洗。