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使用微生物密封剂能显著减少由皮肤菌落引起的伤口污染的发生率
Shirin Towfigh, MD; William G. Cheadle, MD; Stephen F. Lowry, MD; Mark A. Malangoni, MD; Samuel E. Wilson, MD

假设：在手术部位切开前使用皮肤密封剂可以减少伤口污染。
设计：前瞻性的随机多中心临床试验
地点：六个教学医院
患者：共177个病人接受选择性开放腹股沟疝气修补术，随机分为两组，一组进行标准皮肤准备使用10%聚维酮碘，另一组在皮肤准备后使用氰基丙烯酸酯液体密封剂。
干预：刚切口时和切口闭合前都在切口处取样，分析手术过程中伤口污染的情况
主要指标：首要的指标是氰基丙烯酸酯微生物密封剂在手术过程中减少细菌污染的安全性和有效性。次要指标是减少术后手术部位感染。
结果：两组病人特征相似。密封剂治疗组没有发现伤口细菌污染的病人比对照组多（47% vs 31%；p=0.04）。三个病人发生了手术部位感染；都在对照组（p=0.25）。减少伤口污染的独立因素是微生物密封剂的使用（优势比，0.45；可信区间，0.23-0.88；p=0.02）和术前抗生素预防（优势比，0.24；可信区间，0.10-0.58；p=0.001）。
结论：氰基丙烯酸酯微生物密封剂很可能是减少伤口污染和预防手术部位感染的重要工具

手术部位感染占手术病人院内感染的25%到38%。1,2 据估计2%到5%接受手术的病人会发生SSI。2 这些感染会增加发病率，包括延长住院时间大约2周，5倍风险的重新入院治疗，每个病人平均医疗开销增加到$26000和两倍的死亡率。2-4
手术部位的微生物污染很可能是SSI的前奏。对于清洁伤口这是主要的担心，在伤口外围肯定有细菌污染。据估计，1%到5%的清洁手术将发生SSI。5 污染的外部来源包括术者，消毒工作的疏漏，手术室环境和带进手术室的材料。一个显著的病原体来源是病人自身的皮肤菌落，粘膜和内脏空腔。6
在减少SSIs的努力中，提出了很多预防性方法，疾病预防控制中心和医疗质量促进委员会的外科护理促进项目都提出了一些原则。2 这些原则包括患者和皮肤的准备工作，手术团队手部和前臂的消毒，手术切口前1小时抗生素预防，手术室出入限制，手术室清除毛发，病人核心体温控制，无菌操作，缜密的手术技术和术后切口护理。有很多种皮肤消毒产品可以使用，包括含碘含酒精的产品，葡萄糖酸氯已定。此外，消毒剂饱和的粘性薄膜也可以应用于手术区域（虽然这种产品被证实对SSI没有影响，在一些病例中可能增加SSI）。7 即使有这些手术前策略，细菌仍然存在于皮肤表面并可能迁移污染伤口而导致SSI。6
一种微生物密封剂已经被开发出来，它使用氰基丙烯酸酯技术密封内源性皮肤菌落，从而减少伤口污染。美国国家毒理学计划和英国健康和安全执行委员会已经证实液体乙基氰基丙烯酸酯在人体使用是安全的。9 它是一种膜结果的液体，预计在常规术前皮肤消毒后，手术切口前使用，消毒剂使用含碘酒精的试剂和葡萄糖酸氯已定。这种微生物密封剂涂在皮肤上用以隔离和固定一切残留的皮肤菌落，包括存在于毛囊中的。
使用密封剂的目的是降低手术过程中皮肤菌落污染伤口的风险。设计这个试验是比较使用微生物密封剂与只进行皮肤消毒在减少切口细菌污染发生率方面的安全性和有效性。首要的指标是比较两组病人手术过程中没有伤口污染的比例。次要指标是定量一种耐药金葡菌（例如，甲氧西林耐药金葡菌【MRSA】）的感染率，分析术后SSI的区别，以及确定造成SSI的潜在因素。安全性的指标是监测研究过程中的不良反应，特别注意伤口痊愈方面的差别。

方法
患者随机分组
这项前瞻性随机多中心临床试验经过学术审查委员会批准在美国6家大规模学术性研究机构开展。所有病人接受开放性腹股沟疝气修补手术。入选和排除标准列在表1中。患者被随机1:1分配到标准手术皮肤消毒组（10%聚维酮碘；对照组）和标准皮肤消毒后使用InteguSeal（微生物密封剂组）。密封剂在聚维酮碘干燥后像外套一样覆盖在手术部位上，然后待其干燥。为了标准化和正确安全的使用密封剂，所有主要研究者在入选这个项目之前都要手把手的接受涂药装置的培训。医生被允许进行开放性腹股沟疝气修补术时根据他们在去除毛发，术前使用抗生素，手术技术和补片使用方面的个人的倾向。每个研究点都用密封的信封提供信息。随机性安排被保留在研究中心以保证基本相同数量的病人被随机分配到每个中心的每个组。为了进行随机分配使用了SAS9.1版。由于不同皮肤准备工作的特点，不可能对医生保密被分配的组。然而，微生物学评价是在一个独立的微生物中心实验室，他们不知道分组情况。
表1.入选和排除标准
入选标准
排除标准
预计进行开放性一级清洁腹股沟疝气修补术
大于等于18岁
可以完成平均（标准差）30（5）天的跟踪调查
可以并愿意提供知情同意
已知的对氰基丙烯酸酯，甲醛，或丙酮产品，或碘或含碘的产品敏感
手术过程涉及黏膜或眼睛
腹腔镜手术
在远离手术部位有并发感染的证据
在手术当天有皮疹或表皮剥脱的情况
瘢痕形成史
正在接受高剂量类固醇激素治疗
正在接受免疫抑制治疗
在手术30内化疗
诊断为糖尿病，90天内测定糖化血红蛋白>7.0%
在10天内口服，静脉注射或局部（切口区域）注射抗生素
妊娠或哺乳期
在本手术前2周参加任何其他药物或装置临床的研究
缩写：HbA1c,血红蛋白A1c；IV，静脉注射。

伤口微生物取样方法
所有病人都接受手术中2个阶段的伤口微生物取样：（1）皮肤切开后立即取样，在开放外斜肌之前和（2）在结束手术之前，外斜肌缝合后立即取样。取样的方法引用自Tammelin et al10，每个中心都标准化使用预制的灭菌1×4cm尼龙滤膜。在每个取样点，使用单独的为每个滤膜准备的灭菌镊子，一个滤膜被放置在每个切口的2个内表面上并且浸润30秒。然后每个滤膜被转移到一个血琼脂培养皿中培养，每个病人共取4个样。此外，每个病人每阶段用一个滤膜作为对照，直接从灭菌包中转移到琼脂平板上。手术后24小时内微生物核心实验室接收并处理这些伤口微生物样本，对革兰氏阳性菌进行定性和定量计数。如果在任何一个阶段的伤口样品中没有培养出细菌（0克隆形成单位CFUs），那么病人被认为有一个阳性首要指标。

数据收集
在术前的访问中，获得了每个病人的人口统计信息和病史。在手术室中记录了手术特点，包括切口长度，手术时间，抗生素使用，补片的使用和伤口闭合方法。病人术后被追踪2到4周以评估切口是否有感染的迹象，如疼痛，肿胀，红疹，渗液，发热和开裂。在30天内收集不良反应数据，由主要研究者决定他们与研究产品的关联性。研究程序的偏差和退出病例也要记录。尝试联系4次失败后可认为这个病人无法追踪。

样本量计算
由于缺乏本次试验使用的这种独特的伤口微生物取样技术在伤口污染方面的数据，在病人入选之前不能完成样本量的计算。一项对猪的研究提供了初步的数据来估计人手术切口可能发生多少污染。在这项研究中，使用密封剂组手术切口中回收的细菌数目（平均1.3CFUs）显著少于对照组（平均6.3CFUs，P<0.002）。因此，使用一个后续的设计验证一个临时分析的数据的显著性，并且使用这个临时的分析去推动剩余研究的进行。基于动物实验数据，假设50%的对照组病人伤口无菌，定义为0 CFUs。假设微生物密封剂组有73%的病人没有伤口污染，这是根据动物研究是一个保守估计。为了在实验中达到90%的可信度检测到50%和73%之间的差别，双侧误差率为5%，最少每个组至少有103个病人。临时的分析要在最少每组入选52个病人时进行（n=104）.使用奥布莱恩-弗莱明消耗函数确定以下边界：（1）在临时分析中，如果P值任何一个方向小于0.003，那么试验将停止。（2）在最终的分析中，P值必须小于0.047才能证明有优势。
临时分析显示手术切口后立即取样的80%是无菌的，伤口污染的发生率在两组之间的差别是10%。这就要求样本量至少是742例才能检测到10%的差别有80%的可信度。在临时分析后入选继续进行直到2006年9月，这时调整过的入选标准通过了食品药品监督管理局的批准，针对这种二级临床研究产品。也就是说，使用了相同方法的动物试验也有了针对这个研究产品的调整后的入选标准。

统计分析
所有的统计分析都使用SAS9.1版本。所有评估显著性的比较都使用双侧显著性水平0.05。卡方检验用于比较所有分类变量，成对样品t检验用于分析所有连续性变量。多元逻辑回归在最终分析中用于确定所有潜在伤口污染因素的优势比。 在临时数据分析中使用奥布莱恩-弗莱明统计边界。11

结果
从2005年7月到2006年9月，177例病人接受了择期开放性腹股沟疝气修补术，并且入选了这次研究。这些病人中的166个（94%）可用于评价密封剂的有效性，148个（84%）完成了30天治疗期间的所有检测（图1）。病人在每个研究中心都是平均分配到密封剂组和对照组的。

图1. 入选流程图。
*表示4个协议偏差，1个没有完成取样；†表示5个协议偏差，1个没有完成取样。

患者人口特征和术前风险因素列在表2中。人口特征在两组中没有显著性差异。病人的主体是男性（96%），平均年龄53岁（范围，21-86岁）。6个病人有糖尿病史（3.4%），35%的是吸烟者，25%是肥胖者，体重指数大于等于30kg/m2。只有7个病人有一些临床特征据报道与伤口并发症有关，如多汗，湿疹，牛皮癣或自身免疫性疾病。一个病人以前有过SSI病史。
表2. 病人人口特征和术前特征

No.（%）

基础特征
微生物密封剂组
（n=88）
对照组
（n=89）
P值
平均年龄（标准差），年
52.7（15.9）
54.1（14.9）
.55
男性
84（95.5）
86（96.6）
.72
西班牙裔或拉丁裔
21（23.9）
22（24.7）
.89
种族

.43
白人，包括西班牙裔或拉丁裔
66（75.0）
75（84.3）

非洲人，非洲裔美国人
14（15.9）
10（11.2）

亚洲人或太平洋岛国人
5（5.7）
1（1.1）

其他
3（3.4）
3（3.4）

吸烟者
28（31.8）
34（38.2）
.37
肥胖a
27（30.7）
18（20.2）
.11
糖尿病
2（2.3）
4（4.5）
.68
a表示体重指数(体重除以高度的平方)大于等于30kg/m2

术前护理两组是相似的（表3）。一个密封剂组的病人有丢失数据。176个病人中有47个（27%）进行了术前消毒沐浴。除了3个病人都去除了毛发。这些病人中，有一般以上是用剪刀除毛的。176人中的131人（74%）接受了预防性抗生素注射。一些医生没有为疝气修补术常规性注射预防性抗生素。抗生素种类和给药时间没有记录。
两组之间的术中特征没有显著性差异（表3）。大多数病人在疝气修补过程中有补片的植入（83%）。所有手术都是标准腹股沟手术切口平均长度7.1cm，平均手术时间75min（范围25-195min）。

表3. 患者的术前和术中特征

No.（%）

特征
微生物密封剂组
对照组
P值
术前
(n=87)a
(n=89)

除菌沐浴
23(26.4)
24(27.0)
.94
除毛
84(96.5)
89(100)
.12
剪b
45/80(56.3)
47/83(56.6)

剃b
35/80(43.8)
36/83(43.4)

预防性抗生素
61(70.1)
70(78.7)
.19
术中
(n=88)
(n=89)

补片植入
71(81.6)a
72(80.9)
.90
平均切口长度（标准差），cm
7.1(2.0)
7.1(2.5)
.99
平均手术时间（标准差），min
73.7(28.4)
75.6(31.5)
.66
使用缝合闭合伤口
87(98.9)
88(98.9)
>.99
用敷料覆盖伤口
77(87.5)
80(89.9)
.62
a一个病人数据丢失
b只显示可评价病人数据（n=166）

研究产品的使用由医生评价并且被认为是没有困难的。四个病例中，医生报告切开透明薄层时有困难，没有报告称缝合时有困难的。一个医生报告称手术过程中有可见的薄层脱落发生。
大多数病人在手术过程中没有一直保持伤口无菌（101/166,61%）。伤口的细菌污染范围从0到200CFUs。细菌计数中位数密封剂组和对照组相似（分别是1CFUs和2CFUs）；细菌计数第75百分位数也相似（10CFUs vs 11CFUs）。使用密封剂组病人的伤口比对照组更有可能保持无菌（39/83 vs 26/83;p=0.04）。在切口之初，密封剂组更多的伤口是无菌的（71/83 vs 62/83;p=0.08）(图2)。随手术进行，两组中伤口的污染率都有增加；但是，密封剂组伤口更好的保持无菌（41/83 vs 31/83;p=0.11）。

图2.根据时间先后，伤口无菌的病人的比例（P>0.05）。无菌的定义是在切口前和皮肤闭合前伤口的样品中发现的菌落为0CFUs。

由革兰氏阳性菌引起的污染是密封剂组44例（53%）和对照组57例（68.7%）。密封剂组大多数常见污染由革兰氏阳性菌引起，其中43例（97.7%）有革兰氏阳性球菌，43例（97.7%）有凝固酶阴性金葡菌。对照组中，56例（98.2%）得到了革兰氏阳性菌培养物，其中55例（98.2%）有凝固酶阴性金葡菌，55例（98.2%）有革兰氏阳性球菌。没有发现甲氧西林耐药金葡菌。
166个进行评价的病人中，124个（75%）接受了预防性抗生素。一些中心没有常规性使用预防性抗生素用于择期腹股沟疝气修补术是基于医生的个人倾向。在这些接受抗生素预防的病人中，67例（54%）有伤口污染。使用密封剂合并抗生素的预防的病人中伤口污染率明显低于对照组（44% vs 63%；p=0.03）。163例在手术前去除了毛发（98%）。其中92例（56%）使用剪刀除毛，60例有伤口污染（65%）。使用密封剂合并剪毛的病人伤口细菌污染率要显著低于对照组（53% vs 77%；p=0.02）。
为了区分每个因素如抗生素预防或剪毛发等对伤口感染的单独贡献，进行了多元逻辑回归分析。研究了影响SSI的潜在因素，如研究组看，预防性抗生素的使用，剪毛发，手术持续时间和切口长度。发现剪毛发，切口长度和手术持续时间对伤口细菌污染有独立的影响（表4）。然而，预防性抗生素的使用（优势比0.24；p=0.001）和密封剂对伤口预处理（优势比0.447；p=0.02）都被证实是防止伤口细菌污染的独立因素。
表4.在疝气手术中影响伤口细菌污染的独立因素
参数
比值比（95%可信区间）
P值
微生物密封剂a
0.447(0.228-0.875)
0.02
预防性抗生素a
0.239(0.099-0.576)
0.001
剪刀除毛
1.694(0.859-3.338)
0.13
切口长度
0.976(0.646-1.473)
0.91
手术时长
0.991(0.979-1.004)
0.17
缩写：CI，可信区间；OR，优势比
a预防性抗生素的使用和密封剂预处理都被证实是减少伤口细菌污染的独立因素。

不良反应
61%的可评价病人（101/166）都存在伤口细菌污染；然而，这不一定会转变成SSI，这是本次试验的次要指标。只有3个病人发生了SSIs；所有都在对照组，培养物都是金葡菌阳性。这几个病人中有一个是MRSA深部感染并且入院进行了清创手术，补片移除和静脉注射抗生素。所有其他的严重不良反应也都发生在对照组并且在最后的追踪调查中解决了（表5）。非严重的不良反应列在表6中。一个密封剂组病人发生了皮肤炎症。
表5.治疗组严重不良反应

No.
不良反应
密封剂组
对照组
MRSA引起的SSI
0
1
腹股沟血肿
0
1
胸部疼痛
0
1
呼吸困难
0
1
阴囊水肿
0
1
膝关节痛
0
1
缩写：MRSA，甲氧西林耐药金葡菌；SSI，手术部位感染

表6.治疗组非严重不良反应

No.
不良反应
密封剂组
对照组
阴囊水肿，血肿
3
2
SSIs
0
2
伤口开裂
1
0
切口疼痛，肿胀
1
1
皮肤刺激
1
0
便秘
0
1
切口处出血
1
0
尿频
0
1
腹股沟麻木
1
0
鼻窦炎
0
1
精索断裂
1
0
尿潴留
1
1
头痛，头晕
0
1
上腹疝引流
1
0
肢体感觉减弱
0
1
脊椎头痛
1
0
缩写：SSIs，手术部位感染
a可能由研究产品引起；不需要进一步治疗

评论
本试验的首要观察指标是确定在手术过程中InteguSeal微生物密封剂对伤口污染的影响。手术切口前使用微生物密封剂的病人在刚切口时有更低的伤口污染率，并且这种趋势延续了整个手术过程。在预防伤口污染方面，在标准皮肤消毒程序后使用密封剂预处理切口区域优于只进行标准皮肤消毒。密封剂组比对照组多50%可能保持伤口无菌。当与预防性抗生素使用和剪毛发的积极作用合并时，微生物密封剂在保持伤口无菌方面的作用得到了加强。另外，微生物密封剂的使用被证实是预防伤口污染的独立因素。剩下的另一个独立因素是预防性抗生素的使用。
本试验的次要指标是评价本群体中的SSI和MRSA的流行程度。在伤口的取样中没有培养出MRSA。在跟踪调查成功的84%的病人中，只有3个病人（1.7%）发生了SSI，与专科疝气手术诊所报告的相似。12 SSIs中的一个病人由MRSA引起，虽然MRSA没有培养出来。所有感染都发生在对照组；然而，由于如此低的发病率，所以不能确定微生物密封剂预防SSI的优势。
微生物密封剂被认为是安全的，没有严重不良反应上报；1个病人患了皮炎可以自愈。医生报告称在使用密封剂时没有困难；有4个报告称在透明薄层上切口时有困难，一个报告手术中有可见薄层脱落。
这是最大规模的一项前瞻性随机对照试验，使用伤口取样测定指标。这项研究显示60%的一级清洁伤口都将被革兰氏阳性菌污染，而且污染率会随时间延长增加。还没有解决的问题是伤口污染是否与SSI有关。虽然大量发表的论文已经指出了SSI的发病率，并且提供了非常具体的随很多因素而改变的发病率，这些因素包括手术等级，患者相关风险因素和手术持续时间，但是很少研究发表过伤口污染的频率和细菌计数的数据。1 这些论文在时间，取样方法，手术和最明显的是结果方面差别非常大。Dewan et al13 报道18.4%的清洁或清洁污染手术使用细菌培养拭子来显示伤口污染情况。Garibaldi et al5 报道4%到15%的清洁择期手术使用5-µ密理博滤膜显示超过50CFUs的细菌。Whyte et al14 报道大约188个胆囊切除术病人中一半使用4×7.5cm尼龙聚酯纤维膜来显示伤口污染。在心脏手术中，使用2×7cm尼龙聚酯纤维膜取样，100%的病人被发现有伤口污染。10
在本次研究中，虽然伤口污染率随时间增加，但很少发生SSI。而且，伤口污染的程度如CFUs的数量和SSI的发生没有关联。细菌污染的中位数是很低的，只有1.5CFUs。由于伤口中的低病毒载量，伤口污染和SSI间无关联是可以成立的。虽然所有SSI发生在对照组，这么低的SSI发病率无法进行统计分析。也许更大样本量的研究或在清洁污染伤口上使用这种取样方法的研究可以回答这个问题，“多大量的伤口污染能引起临床显著性变化？”
本研究的另一个局限性是缺乏影响伤口污染的术前因素的标准，如合适的抗生素选择，给药时机，剪毛发，体温正常，血糖正常和氧合水平。虽然大多数医生意识到减少术前伤口污染发生率的重要性，最近提出的外科护理促进计划指导原则还是鼓励，提供奖励和提供基础设施用来促使这些质量促进活动的进行。15 这些指导原则被认为显著减少了SSI；然而，直到现在还没有数据去支持伤口污染也能被这些措施所影响。本研究已经证实预防性抗生素的使用，不包括剪毛发，手术持续时间或伤口长度，能显著减少伤口污染并且能更好的保持手术过程中伤口无菌。可能一个更大样本量的试验能得出不同结果。
随着人们对提高手术质量的关注越来越多，医生们也被鼓励在多个水平采取预防措施以减少SSI。3,15 严格执行外科护理促进计划的指导原则被证实统计学上减少了SSI，但不能完全阻止SSIs的发生。氰基丙烯酸酯微生物密封剂可能成为一个有用的辅助手段用来减少手术区域伤口污染的发生率，并且可能进一步减少SSIs。

讨论
Jonathan R. Hiatt,MD，洛杉矶，加利福尼亚州：这是一项由一组研究者完成的研究手术感染疾病并得出一系列成果的研究。为了尝试减少残余皮肤菌落导致的伤口污染，Dr Towfigh和他的同事们进行了一项前瞻性随机临床试验，研究一种液体氰基丙烯酸酯微生物密封剂，在6个学术性研究中心对腹股沟疝气修补术成年患者进行研究。密封剂的作用是通过固定住细菌阻止它们从皮肤转移到伤口。88个密封剂组病人和89个对照组病人的基本特征是相似的，同时没有对术前变量包括剪毛发，抗生素预防，手术时长，切口长度和补片的使用进行标准化。首要的观察指标是在手术开始时和结束时，切口上是否存在微生物。密封剂在一定程度上对病人伤口有保护作用，在手术过程中更好的保持伤口无菌。影响伤口污染的独立因素是微生物密封剂和预防性抗生素的使用。虽然3例金葡菌引起的SSI都在对照组，但SSI发病率的差别并不显著。使用密封剂没有引起严重不良反应。
一致的观察结果是在75min的手术结束后只有不到一半的伤口还保持无菌，并且如大家所料，基本是革兰氏阳性菌污染。污染的水平很低，所以不可能观察到污染引起临床感染，但是让我们增加了潜在SSI流行病学的知识。
我有几个问题想问作者。首先，我注意到InteguSeal已经上市使用了，它有个网站，你不得不给2min时间让它干燥，你推荐使用它吗？如果是这样的，特殊的适应症是什么？下一个问题，我们怎么将你关于伤口污染的观察成果应用于清洁级的择期手术中？这是下一步试验的方向吗？临床实践如何去改变？最后，有趣的是我注意到在学术研究中有大量的变量，在择期疝气修补术中包括抗生素浴，剃毛和抗生素预防。最好的是什么？
Dr Wilson:什么时候使用密封剂，适应症是什么？本研究我进行的40例手术中，我发现2个优势。首先密封剂在皮肤和手术区域之间建立了一道更好的物理屏障，而所料薄膜在手术过程中边缘会脱离皮肤。另外，在某些部位，如脖子和腹股沟的皮肤褶皱处和肢体末端黏贴薄膜是很困难的，使用密封剂更为方便并且在手术过程中也是稳妥的。
另一个适应症是假体植入手术中可以考虑密封剂，因为这样的手术中更少的细菌污染就能引起感染。实际上，我认为Dr Towfigh已经提出了一个问题值得进一步研究，定量某种有风险的手术中导致感染的最少的细菌数量。
Dr Hiatt的下一问题是我们怎么应用这些观察成果？对于我来说最有用的是同时使用密封剂和术前抗生素的组有最低的细菌污染率。
提到下一步的研究，在我们的文章之后，柏林医学院的一篇文章显示心血管手术使用密封剂后，伤口感染率从3.8%降到1.7%，下降了一半。我希望看到的研究是大规模的前瞻性随机试验，在北美地区，我推荐进行整形外科植入手术。
我感到指出什么是最好的方法有一点自以为是，但是不管怎样，Dr Hiatt，我还是要尝试一下。我认为好的方法是手术前在家用消毒剂沐浴，手术前一早用剪刀去除毛发，用碘试剂或洗必泰做术前皮肤消毒准备工作。最后，我更加确信常规术前抗生素使用对预防伤口污染很有帮助。