静脉留置针留置时间与血管损伤及炎症介质释放的研究_郑莉兰.pdf

江西医药2023年1月 第58卷 第1期Jiangxi Medical Journal，January 2023，Vol 58，No1静脉留置针，又称“套管针”，上世纪年代中后期在我国普及应用，由先进的生物材料制成，作为头皮针的换代产品，成为临床外周输液的主要工具1。静脉留置针在临床应用虽然给护理工作带来了很大的方便，也减少了反复穿刺给病人带来的痛苦，但应用留置针导致的并发症是留置针输液中的焦点问题。研究表明大部分通过留置针接受静脉输液的患者可出现不同程度的并发症，常见的有导管堵塞、静脉炎、血检形成、液体外渗等，其中静脉炎和静脉血栓是最常见且较严重的并发症2-3，且静脉炎的发生率达到2.5%42%4。静脉炎是发生于静脉壁内膜的炎症，临床表现为患者输液部位沿静脉走向出现条索状红线，局部组织发红、肿胀、灼热、疼痛，有时伴畏寒、发热等全身症状5。究其原因为：静脉留置针穿刺时对血管内膜机械切割、留置期间导管来回移动对静脉壁机械摩擦及注射药物的冲击力均对血管内膜造成机械性损伤，激惹静脉壁发生炎性反应，释放炎症因子、导致机械性静脉炎发生6。发生静脉炎不仅影响输液治疗，同时会给病人造成很大痛苦，严重者导致血管闭塞和血栓形成，对病人造成一定的危害。甘露醇（Mannitol）是骨科常用的一种脱水消肿药物，作为一种高渗溶液，在临床上引起静脉炎的机率很高7。此外，奥沙利铂(Oxallipatin)是继顺铂、卡铂后的第三代铂类抗肿瘤药物，在临床上应用广泛8。但它也具有毒性大、浓度高、超过血管缓冲应激能力的特点，会损伤血管内膜，增加血管壁通透性，导致不同程度的静脉炎9。最近几年推广使用静脉留置针，静脉留置针留置时间的长短与静脉血管损伤的相关性值得探讨。本课题通过动物实验，进行静脉留置针穿刺置管，设置多个时间点，通过静脉留置针进行生理盐水、甘露醇和奥沙利铂输液，并取样进行病理检测，为留置针的临床应用及并发症的治疗提供医学理论依据。1 材料和方法实验动物：日本大耳兔，体重2.02.5 kg，雌雄不限（南昌龙平兔业有限公司，SCXK(赣)2014-0005）。主要试剂和仪器：20%甘露醇注射液250 mL摘要：目的研究静脉留置针留置时间和血管损伤与炎症反应的相关性。方法实验分为正常对照组（4、6、8天3个时间点）；生理盐水组（4、6、8天3个时间点）；甘露醇组（2、4天2个时间点）；奥沙利铂组（2、4天2个时间点）。穿刺：按照分组由专人操作，一次性穿刺成功。选用24G静脉留置针在兔双耳外侧耳缘静脉行静脉输液。HE染色观察耳缘静脉的病理情况和血栓形成情况；ELISA检测血清中肿瘤坏死因子-(TNF-)、IL-6、D-二聚体(D-dimer)的水平；免疫组化检测细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)的表达；此外，透射电镜观察穿刺点血管附近细胞超微结构。结果 ELISA检测结果显示，相比于正常组，其他各组接受留置静脉针的兔子血清中TNF-、IL-6和D-dimer的含量差异无统计学意义。HE结果显示正常组血管内皮结构完整，周围结缔组织无炎症及充血现象；生理盐水组血管出现内壁分层和红细胞淤积的现象，但是随着时间推移逐渐好转，到第8天时血管结构基本恢复；甘露醇和奥沙利铂处理后血管内皮结构紊乱，血管分层严重，形成血栓，有炎症细胞浸润。免疫组化结果表明，与对照组相比，生理盐水，甘露醇和奥沙利铂处理后的ICAM-1和VCAM-1的表达水平升高。此外，透射电镜结果表明对照组细胞内细胞器结构正常，而甘露醇和奥沙利铂处理后，细胞内均有空泡、内质网扩张、脱颗粒的现象。结论静脉留置针会对血管产生一定的机械损伤并刺激静脉炎症反应，长时间留置静脉针输送例如生理盐水这样性质温和的溶液的条件下，血管能够自我恢复机械损伤，在这种条件下配合消炎药物长时间留置静脉针可能是更好的临床选择。关键词：静脉留置针；甘露醇；奥沙利铂；血管损伤；血栓中图分类号：R472文献标识码：B文章编号：1006-2238(2023)01-001-07DOI：10.3969/j.issn.1006-2238.2023.01.001静脉留置针留置时间与血管损伤及炎症介质释放的研究郑莉兰，涂发妹，宋琦，王建宁，凌华，谭锦风（南昌大学第一附属医院，南昌 330006）基金项目：江西省重点研发计划项目，编号 20181BBG78027通信作者：涂发妹，宋琦 实验研究 1江西医药2023年1月 第58卷 第1期Jiangxi Medical Journal，January 2023，Vol 58，No1（厂家：江西科伦药业有限公司，批号：B18042402）、5%葡萄糖注射液250 mL（厂家：江西科伦药业有限公司，批号：D18092103）、注射用奥沙利铂100mg(厂家：江苏恒瑞医药股份有限公司，批号:181101AF)、24G静脉留置针（厂家：江西三鑫医疗科技股份有限公司，批号：180220），VCAM-1（bs-4617R，Bioss）、ICAM1（bs-8994R，Bioss）、辣根酶标记山羊抗兔IgG(H+L)(ZB-2301，中杉金桥)，兔肿瘤坏死因子（TNF-）试剂盒（MM-024001，酶免）；兔白细胞介素6（IL-6）试剂盒（MM-030201，酶免）；兔D-二聚体（D-Dimer）试剂盒（MM-016401,酶免）；显微镜(CX41，OLYMPUS)，多功能酶标仪（S/N502000011，TECAN）。1.2实验分组正常对照组（不留置静脉针，4、6、8天3个时间点取样,共3只）；生理盐水组（4、6、8天3个时间点取样，每个时间点3只，共9只）；甘露醇组（2、4天2个时间点取样，每个时间点3只，共6只）；奥沙利铂组（2、4天2个时间点取样，每个时间点3只，共6只）。1.3模型制备穿刺：由专人操作，一次性穿刺成功。选用24G静脉留置针在兔双耳外侧耳缘静脉行静脉输液。操作步骤：采用兔架固定器限制其活动，选择好血管，剃去局部兔毛，消毒后，在消毒范围1/21/3处，以1530直刺静脉，见回血后，降低穿刺角度至510，顺静脉方向再进针23 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，用3M透明敷贴无张力固定，包扎白兔双耳以防抓脱。三组分别注射配置好的奥沙利铂注溶液（5%葡萄糖注射液250 mL+注射用奥沙利铂150 mg）20mL、20%甘露醇溶液20 mL和0.9%氯化钠注射液20 mL，甘露醇组注射速度为8 mL/min，其余两种液体根据白兔体重计算输注速度（奥沙利铂输注速度2 mL/min，生理盐水输注速度6 mL/min）。注毕以5 mL预冲式导管冲洗器脉冲式冲管和正压封管，妥善包扎固定好后保留留置针。每日用药一次，再次用药时，用酒精将留置针消毒后将头皮针刺入肝素帽内，5mL预冲式导管冲洗器冲管后继续输液。1.4标本采集 盐水组分别在第4天、第6天、第8天取3只兔进行腹腔麻醉后取穿刺处耳缘静脉活体标本约5.5 cm1 cm，以穿刺血管为中线，两侧各宽0.5 cm，远心端1 cm，近心端约4.5 cm，以穿刺点为起点切取约0.5 cm血管：穿刺点、针尖处、穿刺点近心1.5 cm处、穿刺点近心2.5 cm处、穿刺点近心3.5 cm处取样，固定包埋后做切片病理染色，甘露醇和奥沙利铂组按上述方法输液2 d、4d后取样检测。用采血针收集外周血23 mL血液，室温下自然凝固30 min后放入离心机中，3000rpm离心10 min，收集上清于-80保存，检测时取出冷冻的血清，待其恢复至室温后再进行检测。1.5 ELISA检测根据ELISA试剂盒说明书进行加样、加酶、温育、配液、洗涤、显色、终止，并利用多功能酶标仪在450 nm处检测OD值。利用样品的OD值计算出样品浓度，再乘以稀释倍数，即为样品的实际浓度。1.6组织HE染色观察取耳缘静脉活体标本组织，包埋切片，将石蜡切片烤片，脱蜡，PBS清洗3次的切片放入苏木精水溶液中染色3 min，盐酸乙醇分化液分化15 s，稍水洗，返蓝液15 s，流水冲洗，伊红染色3 min，流水冲洗，脱水，透明，封片，镜检观察病理情况。并进行血管炎症水平的病理评分，评分标注如下：1分为无炎症反应，仅见血管周围结缔组织充血水肿；2分为轻度炎症，血管周围结缔组织见淋巴细胞、浆细胞浸润，血管壁及血管腔未见炎症细胞；3分为中度炎症，血管周围结缔组织及血管壁各层有淋巴细胞、浆细胞及少许中性粒细胞浸润；4分为重度炎症，血管周围结缔组织、血管壁各层及血管腔可见弥漫性淋巴细胞、中性粒细胞浸润，血管腔内可见较多的渗出物及坏死的细胞碎片。1.7免疫组化取耳缘静脉活体标本组织，包埋切片，将石蜡切片烤片，将石蜡切片二甲苯脱蜡和梯度酒精脱水，抗原修复后，3%过氧化氢阻断过氧化物酶。非特异性封闭后，一抗（ICAM-1、VCAM-1）孵育4 过夜，滴加适量聚合HRP标记抗兔IgG二抗工作液，37 孵育30 min，PBS充分淋洗；DAB显色，PBS或自来水冲洗1 min；苏木精复染3min，盐酸酒精分化，返蓝；冲洗，脱水、透明、封片，于显微镜下观察阳性信号。1.8做透射电镜观察细胞超微结构收集穿刺处耳缘静脉经2.5%戊二醛固定2 h，用0.1M磷酸漂洗液漂洗15 min。接着用1%锇酸固定液固定23h，用0.1M磷酸漂洗液漂洗15 min。随后经梯度乙醇脱水后，用纯丙酮+包埋液（21）室温 包埋34h。37 烘箱内过夜，45 烘箱内12 h，60 烘箱内48 h进行固化后，超薄切片机切片70 nm。最好2江西医药2023年1月 第58卷 第1期Jiangxi Medical Journal，January 2023，Vol 58，No1用3%醋酸铀-枸橼酸铅双染色，并经透射电镜JEOL JEM-1230（80 KV）观察、拍片。1.9统计学分析 所有数据均用SPSS 19.0软件进行统计分析，用表示，用单因素方差分析，SNK检测各组之间差异性，P0.05说明组间差异具有显著性。2 结果2.1血清中TNF-、IL-6和D-dimer的检测结果如图1所示，相比于正常组，其他各组接受留置静脉针的兔子血清中TNF-、IL-6和D-dimer的含量差异无统计学意义。2.2组织HE病理学观察 如图2所示，正常组：血管内皮结构完整，周围结缔组织无炎症及充血现象，生理盐水组：4 d血管内皮分层，内膜灶状纤维化；6 d血管内皮脱落，管腔有红细胞淤积，周围结缔组织伴有少量的炎性细胞浸润；8 d血管内皮结构完成，周围结缔组织轻度充血水肿，无炎性细胞浸润。甘露醇组：2 d血管内皮脱落，伴随红细胞淤积，4 d血管内形成纤维斑块，血管内壁明显分层。奥沙利铂组：2 d血管内有炎症细胞浸润，血管内皮脱落，4 d血管周围充血，炎性因子浸润，血管内形成粥样物。静脉炎症病理评分，见表1。2.3免疫组化结果与正常组相比，生理盐水组（6和8 d），甘露醇组（2和4 d）和奥沙利铂组（2和4d）处理后的ICAM-1表达水平升高（图3）。此外，与正常组相比，生理盐水组（6和8 d），甘露醇组（2和4 d）和奥沙利铂组（2和4 d）处理后的VCAM-1表达水平升高（图4），且随着时间的延长，表达量也相继升高。2.3透射电镜结果如图5所示，正常对照组细胞内细胞器结构正常，生理盐水组细胞内细胞器空泡样改变，粗面内质网肿胀变形，脱颗粒，甘露醇图 1 ELISA检测血清中 TNF-、IL-6 和 D-dimer 的含量图 2各组血管血栓形成情况病理结果（HE 染色，200 x）3江西医药2023年1月 第58卷 第1期Jiangxi Medical Journal，January 2023，Vol 58，No1ControlSaline 4dMannitol 2d101102321123322Mannitol 4d34443oxaliplatin 2doxaliplatin 4d3343344433Saline 6d32233Saline 8d21212表 1 静脉炎症病理评分组、奥沙利铂组细胞内均有空泡、内质网扩张、脱颗粒的现象。3 讨论静脉炎是由于长期输入高浓度、刺激性较强的药液，或长时间放置刺激性较强的塑料导管，引起局部静脉壁发生化学炎症反应，是临床上静脉图 3 免疫组化检测组织中 ICAM-1 的表达（200 x）图 4 免疫组化检测组织中 VCAM-1 的表达（200 x）4江西医药2023年1月 第58卷 第1期Jiangxi Medical Journal，January 2023，Vol 58，No1输液最常见的并发症10-11。本研究模拟临床输液，先进行静脉留置再输入甘露醇和奥沙利铂溶液，HE染色显示一定程度的炎症反应，透射电镜结果显示空泡、内质网扩张、脱颗粒等现象，而对照组无病变，说明药物和穿刺针刺激可共同导致静脉炎。首先，这可能与静脉留置针对血管的机械刺激直接损伤血管内皮细胞有关。Rao等12报道留置针阻塞血管加上局部包扎和制动，使血流变慢，内皮细胞的超微结构发生变化，甚至整个细胞失去正常结构，从而增加胶原纤维的暴露。在静脉中，置留针对血流方向有一定的影响，注射时会冲击血液，形成涡流与湍流，直接损伤内皮细胞与红细胞，后者释放腺苷二磷酸可介导血小板活化，导致局部血栓形成13。其次，20%甘露醇是一种高渗溶液，以微粒形式存在于溶液中，大量微粒在短时间进入静脉引起血栓，造成血管中部分淤塞，进而出现供血不足的现象，产生炎症14-15。此外，输入甘露醇和奥沙利铂会导致血管内皮细胞脱水，释放前列素E2，使血壁的通透性加强，并产生炎症改变16-17。Malek等18研究发现，甘露醇对血管内皮细胞也可产生直接有害的影响，激活炎性介质和丝分裂素-活化蛋白激酶，直接引发血管内皮细胞凋亡。此外，Beierle等19人研究表明奥沙利铂能够损害内皮细胞从而引起肝窦阻塞综合征。从本实验的静脉组织切片我们可以观察到第4天的时间点注射生理盐水的静脉留置针置入处的静脉，因为血管内皮受损而出现了血管内壁分层的现象。这一现象也出现在输液甘露醇或者奥沙利铂的静脉。这清楚的显示出了留置针对静脉的直接损伤。输液甘露醇或者奥沙利铂的静脉出现的血栓/纤维瘢块的体积更大，炎性细胞浸润更多，尤其是血管内壁分层更加严重，显示出更高的损伤程度。随着时间继续延长，分层的血管内壁可能会剥落，血管损伤处会继续处于发炎状态（生理盐水第6天），但是时间继续增加，血管依然有炎性细胞浸润，不过损伤处也会有所恢复（生理盐水第8天）。由此可以推测，对于输送类似生理盐水这样较为温和溶液，不要频繁更换留置针可能有利于降低血管损伤。目前，炎症反应中炎性细胞的募集过程已被较充分的揭示，即白细胞在血管内皮表面的滚动、黏附、血管内爬行、渗出及周围组织中迁移，不同步骤均伴有不同种类的黏附分子的激活和表达20。静脉炎发生的分子基础是炎性细胞与血管内皮之间黏附分子的相互作用21。Butcher和Springer提出了白细胞黏附级联的多步骤模式：E/P-selectin在血管内皮表达介导白细胞沿血管壁滚动的最初黏附，随后ICAM-1和VCAM-1介导紧密黏附和内皮下迁移、渗出过程22-23。ICAM-1主要存在于血管内皮细胞，属于黏附分子免疫球蛋白超家族中的一员，主要功能是黏附细胞基质的作用24。正常状态下，细胞表面ICAM-1的表达量较低。在低氧、急慢性炎症、缺血损伤等病理状况时，ICAM-1首先表达或转移至活化的血管内皮细胞表面，以促图 5 各组透射电镜结果5江西医药2023年1月 第58卷 第1期Jiangxi Medical Journal，January 2023，Vol 58，No1进白细胞与血管内皮的粘附，粘附到血管内皮的白细胞迁至内皮下又可促进内皮损伤形成恶性循环25。此外，正常情况下VCMA-1呈现低表达，当机体受到炎性因子刺激时，其表达增强，并能加强免疫细胞侵入，使单核细胞和淋巴细胞吸附于内皮，并进一步促进炎症反应26。Takeuchi等27研究也发现，ICAM-1这类分子可以使炎症反应从受创部位皮肤向未受创部位皮肤蔓延，从而促进炎症反应的扩散。本研究发现，相比正常静脉，受静脉留置针处理的静脉中ICAM-1和VCAM-1表达更高，而且VCAM-1的表达出现了随留置时间增加而上升的情况。这同样显示静脉留置针让静脉出现炎症反应，而且这种炎症反应会持续，甚至逐渐增强。由此可以推测长时间使用静脉留置针可能导致静脉炎，需要减少静脉留置针使用的总时间。但是对血清中炎症细胞因子TNF-和IL-6以及血栓相关指标D-dimer的含量的检测结果显示，接受静脉留置针处理的各组与正常组没有显著的差别。这说明静脉留置针对留置处的静脉虽然有着影响，但是对于机体本身的影响是比较小的，这也显示出静脉留置针的相对安全性。综上所述，本研究探讨了不同输液、不同留置时间长度的情况下，静脉留置针导致的静脉血管损伤和炎症反应的程度。发现在输送生理盐水这样较为温和的溶液时，长时间（4天以上）留置静脉留置针的情况下，虽然血管会发生炎症反应，但是血管也具有一定的自我修复能力，留置时间达到第8天时血管内壁的结构已经基本恢复，由此可以推测在临床条件下，如果所输溶液较为温和，配合消炎药物，较常时间的保留静脉留置针可能是更好的做法。而甘露醇或者奥沙利铂这样的输液会加重血管损伤，不利于血管损伤恢复，可能需要更频繁的更换静脉留置针同时改变留置位置。因此静脉留置针的留置时间需要根据治疗周期和输送的溶液是否对血管有损伤来判断，在合适的条件下可以较长期留置静脉针。参考文献1Lu Y,Hao C,He W,et al.Experimental research on preventingmechanical phlebitis arising from indwelling needles in intravenoustherapy by 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