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膠原止血材料

生活 更新时间:2024-06-28 14:21:24

膠原止血材料(手術局部止血材料)1

手術中每一步止血都需要不同的工具。雙極電凝能控制皮下出血。對于肌層切口,通常使用單極電凝。雙極電凝用于肌層止血,并且通過側壓器的機械壓力維持止血效果。任何骨科手術(椎闆切除術、螺釘放置手術等)過程都存在極大的出血風險,出血通常發生于松質骨。可以使用骨蠟控制出血。脊柱硬膜外手術中可能出現長時間出血,并且該手術的出血風險最大。這是由于手術視野較深,而且通常不易找到被切開的大血管。醫源性的硬膜外靜脈叢損傷會使發生低血壓的風險增加。靜脈的持續出血難以控制,并且耗時持久。在控制靜脈出血的步驟中,使用氧化的再生纖維素和纖維膠原能夠有效止血。

曆史背景:出血時,人體的生理止血是通過血管收縮,血小闆,凝血因子以及控制血流流速。有時在手術過程中,不可能等待生理止血,所以需要使用其它方法來獲得穩定的血凝塊。

一般可将這些方法分為三類:熱力方法,機械方法或者化學方法。使用熱力止血可以追溯到古埃及時期。 1920年Cushing 和Bovie确立了電凝法在神經外科學中的重要性。機械止血主要采用結紮,但作為特例的脊柱顯微外科手術最顯著的特點之一是不使用結紮止血。

局部止血藥骨蠟\明膠微纖維膠原\氧化纖維素/再生氧化纖維素

開始使用時間\成分

1886

蜂蠟,凡士林

1945

純化的動物明膠

1970

純化的牛皮膠原

1942/1946

木質紙漿(氧化再生纖維素)

作用

機械壓迫

提供生理基質,膨脹

直接刺激血小闆釋放,為其提供粘附平面,不膨脹

機械壓迫,膨脹,形成明膠,與蛋白和血小闆作用,低pH值使球蛋白和白蛋白變性

吸收

不吸收

在軟組織中4-6周吸收

動物研究中少于84天被吸收

取決于使用的劑量,血液和組織的變性程度

并發症

過敏,肉芽腫,脊髓壓迫,感染,影響骨愈合

脊髓壓迫,影響骨愈合

影響骨愈合,過敏反應,感染

脊髓壓迫,影響骨愈合,包封體液,異物反應

膠原止血材料(手術局部止血材料)2

化學止血法也有着悠久的使用曆史。希波格拉底就曾使用腐蝕劑止血,但是現代化學止血法的曆史始于18世紀末,即Carnot引入明膠的使用。幾年後,一位外科醫師Horsley開創性的發現在犬齒動物顱骨(skullsthat)模型中,蜂蠟能有效止血。1886年他研制出蜂蠟、水楊酸和杏仁油的混合物,即為“抗敗血病蠟”。他主張使用肌肉stamps和深度麻醉,以控制顱部和脊柱手術過程中的出血過程。

在對凝血機理的深入研究後,于1942年研制出氧化纖維素,并于1945年研制出明膠海棉。迄今為止,在神經外科中最常用的止血劑是氧化再生纖維素(Surgicel),明膠海綿(Gelfoam, Spongostan)和膠原纖維(Avitene)。在手術結束時應該去除殘留的局部止血劑,但是以上這些材料都是可吸收的,所以可以留在體内以預防術後出血。骨蠟是蜂蠟(70%) 和凡士林 (30%)的混合物,是不可吸收性材料,在手中加熱時會變軟并有可塑性。

明膠海綿(GF)于1945年作為止血劑引入手術中,1952年被經銷商推向市場。微原纖維膠原(MFC)于1970年由Hait研制,是從精制牛皮中分離得到。其經典形式(粉末狀)不溶于水,部分膠原酸式鹽會轉變為微晶體。其性狀幹燥、松散、為白色,有自粘附性。其片狀物為由粉末狀MFC壓制而成的非編織網狀物。

氧化纖維素(OC)于1942年引入到手術中,而1960年研制的氧化再生纖維素(ORC)是由木質紙漿加工而成,含有大約50%纖維素。為了得到純化的纖維素,需要先将其分解後再合成為再生纖維素。

化學性質

骨蠟是由蜂蠟和凡士林組成的常用局部止血藥。其止血效果基于物理特性,而非生物特性:它能通過阻止血流由損傷血管流進骨頭,從而促使血塊形成(表1)。

明膠海綿(可吸收性明膠海綿)由動物皮膚中的明膠制成,烘焙成海綿狀。雖然其來源于動物,但普遍認為它是非抗原性的。在凝血連鎖反應的最後,血漿仍然能夠通過明膠海綿滲漏。它與組織表面能牢固結合。明膠海綿漿(Gelatin foam paste)源自患者身上的明膠海綿。浸在凝血酶中後,它會直接作用于凝血連鎖反應。能直接壓迫低血壓的大血管。

MFC能牢固粘附于血管壁表面,從而達到迅速并且完全止血的目的。血液幾乎不會通過MFC滲漏,其表面保持幹燥并顯現為白色。正如Gelfoam(可吸收性明膠海綿的商品名)一樣,不會膨脹。MFC的止血特性取決于其對血小闆凝集反應的催化作用。體外研究表明,當血小闆在釋放反應中的普通形态學發生改變時,會粘附在MFC上。體内研究同樣表明MFC能牢固粘附于受損表面上,血小闆則牢牢的陷入MFC中。另外,已證實在肝素化作用後MFC仍然有效,當在血小闆減少時其止血作用較弱。MFC對受損表面的強粘附性可控制出血:它能通過物理作用阻塞受損血管,甚至在出血停止後仍然能與傷口部位緊密結合。MFC可能為一個血小闆提供了一個能夠粘附并進行釋放反應的表面,并且直接作用于血小闆後加速凝血。膠原纖維網的優點是能夠快速止血,組織反應性低并且能被快速重吸收。

另一個顯著優點是多餘的膠原能從出血部位周圍仔細剔除,而不會引發再次出血。主要使用缺點是難以将其準确放置在出血部位 。

ORC是纖維素經過化學改造後的産物。纖維素先被溶解,然後被制成連續絲。ORC最主要的用途是控制大面積的滲血,也可按壓在骨成形瓣下作為骨蠟的補充劑,或者用于阻止硬腦(脊)膜的滲血。它還可以直接用于大腦表層,以控制小血管的出血。

纖維狀的氧化再生纖維(ORMC)與現在使用的其它外科用纖維素類産品并無顯著差别。然而,在處理腫瘤切除術後的靜脈出血和皮層表面滲血時,與标準形式的纖維素相比,ORMC似乎更有優勢。其優勢與其物理特性有關,其結構為再生纖維素的松散編織物。因此放置在特定部位後,該産品能迅速被組織的表面接受,成為有利于血塊形成的三維結構。同時氧化再生纖維素能通過降低pH值并作為腐蝕劑發揮止血作用,從而産生人造血塊。因為其作用後會産生酸性高鐵血紅素,所以血塊呈褐色。ORC的作用機制複雜,包括在填塞,吸收,膨脹和凝膠形成過程中發揮的物理作用和機械作用,然後其表面與蛋白質,血小闆作用,激活内源性和外源性凝血通路。

氧化纖維素最主要的優點是在體内和體外對很多病原微生物都有明确的效用。該抗菌作用迅速,是由于其導緻的低pH值環境産生的。最近的理論是這種化學止血劑能通過其産生的酸性環境有效減少初始接種物的數量,從而使宿主能夠通過自然抵抗力抵禦微生物的侵襲。Spangler等人證實了該理論,他們研究了ORC對抗生素耐受的微生物的抗菌效果。發現ORC能有效對抗ATCC和臨床分離的甲氧苯青黴素耐藥金黃色葡萄球菌(MRSA),甲氧苯青黴素耐藥表皮葡萄球菌(MRSE),萬古黴素耐藥腸道球菌(VRE),青黴素耐藥肺炎鍊球菌(PRSP),和無耐藥性的ATCC金黃色葡萄球菌菌株和綠膿假單胞菌。對所有三種ORC産品的抗菌作用進行了檢測,結果表明抗生素耐藥微生物對ORC的抗菌作用仍然敏感。因為受低pH值影響的細菌譜相對較廣,并且ORC與抗生素的作用機制不同,所以耐藥菌株不會對ORC引起的低pH值效應耐受。體外實驗結果也支持ORC的抗菌活性

對抗生素耐藥菌同樣有效的假設。此外,與微纖維膠原相比,氧化纖維素有抗感染的優勢。最近的研究已表明就抗感染效果而言,氧化纖維素優于明膠海綿。

血小闆的激活和聚集反應在止血過程中發揮着重要作用。局部止血劑可能會影響血小闆的功能。已經研究了5種典型的止血劑(膠原纖維網、骨蠟、生物可降解多正酯(bioerodible polyorthoester)、氧化纖維素和明膠海棉)對血小闆級聯反應的影響。膠原纖維網在少量ADP和腎上腺素的存在下能誘導血小闆聚集。骨蠟要得到同樣的效果則需要更高濃度的激動劑。實際上,GF, OC和多正酯(polyorthoester)都不能促血小闆聚集。

膠原止血材料(手術局部止血材料)3

Masova等人研究了OC對血小闆的激活作用。通過5-羟色胺釋放反應研究血小闆的激活程度。富含血小闆的血漿與不同濃度的氧化纖維素(0.5–2.0%)孵育20分鐘後,開始釋放5-羟色胺。洗滌過的血小闆重懸在血漿中後,與氧化纖維素直接作用1小時内不能被激活。血小闆洗滌後重懸在兩位患有凝血因子XII缺乏病人的血漿中,經過較長的延遲期後才能被氧化纖維素激活。他們的研究結果證實凝血因子XII對受氧化纖維素激活的血小闆有重要作用。

(此文為轉載)

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