Feasibility study on the preparation of novel negative pressure materials for constructing new matrix of full-thickness skin defect wounds in rats
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摘要:
目的 探索制备新型负压材料以构建大鼠全层皮肤缺损创面新生基质的可行性。 方法 采用实验研究方法。取负压治疗中常用的聚氨酯泡沫敷料，于扫描电子显微镜下观察其微观结构并测定其孔径（样本数为5）。分别以聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）为原材料，采用熔体纺丝技术，以测得的聚氨酯泡沫敷料孔径为纺丝间距，分别以15、25、35 mm/s为纺丝速率制备聚己内酯负压材料和PBS负压材料，于扫描电子显微镜下观察制备的负压材料微观结构并测定其丝径，采用拉力试验机与复合材料试验机分别测定制备的负压材料和聚氨酯泡沫敷料的拉伸强度与拉伸模量（样本数均为5），以筛选后续制备负压材料的纺丝速率。将对数生长期的人皮肤成纤维细胞（Fb）分别与以筛选的纺丝速率制备的聚己内酯负压材料和PBS负压材料共培养，于共培养1、4、7 d，用活/死细胞检测试剂盒检测材料中细胞活性与黏附情况，用细胞计数试剂盒8法检测材料中细胞增殖水平（样本数为5）。于18只5~6周龄雌雄不限的SD大鼠背部各制备1个全层皮肤缺损创面，伤后即刻，将致伤大鼠按随机数字表法分为聚己内酯+聚氨酯组、PBS+聚氨酯组、单纯聚氨酯组（每组6只），用含相应成分材料覆盖创面，以-16.7 kPa负压进行持续负压吸引。分别于负压治疗7、14 d取每组3只大鼠，取创面组织与创面直接接触层材料（以下简称创面取材），行苏木精-伊红染色后观察肉芽组织生长及材料与创面结合情况，行Masson染色后观察胶原纤维沉积情况，采用免疫组织化学法检测并计数CD34、白细胞介素6（IL-6）阳性细胞。对数据行单因素方差分析、析因设计方差分析、LSD-t检验、Kruskal-Wallis H检验、Mann-Whitney U检验及Bonferroni校正。 结果 聚氨酯泡沫敷料微观上呈疏松多孔结构，孔径为（815±182）μm。以800 μm为后续负压材料制备中的纺丝间距。PBS负压材料与聚己内酯负压材料的微观结构均较为规则，层间垂直相通，纺丝连续且粗细均匀，但PBS负压材料纺丝较聚己内酯负压材料平直；不同纺丝速率下由同种原材料制备的负压材料微观结构无明显差别。以3种纺丝速率制备的聚己内酯负压材料的丝径相近（P>0.05），以25、35 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料的丝径均明显小于以15 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料（t值分别为4.99、6.40，P<0.01）。以3种纺丝速率制备的聚己内酯负压材料的拉伸强度、拉伸模量均相近（P>0.05）；以15、25 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料的拉伸强度均明显小于以35 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料（t值分别为9.20、8.92，P<0.01），拉伸模量均明显小于以35 mm/s纺丝速率制备的PBS负压材料（t值分别为2.58、2.47，P<0.05）。后续选用35 mm/s的纺丝速率制备聚己内酯负压材料，选用15 mm/s的纺丝速率制备PBS负压材料。共培养1、4、7 d，在聚己内酯负压材料和PBS负压材料中黏附生长的人皮肤Fb数随时间延长而增多，2种材料间比较无明显差别。共培养1、7 d，2种负压材料中人皮肤Fb增殖水平均相近（P>0.05）；共培养4 d，PBS负压材料中人皮肤Fb增殖水平显著高于聚己内酯负压材料（t=6.37，P<0.01）。负压治疗7 d，3组大鼠创面取材中材料均清晰可辨且均可见少量胶原纤维，单纯聚氨酯组大鼠创面取材中可见少量肉芽组织；负压治疗14 d，3组大鼠创面取材中均可见大量肉芽组织与大量胶原纤维，聚己内酯+聚氨酯组大鼠创面取材中材料与创面组织分辨不清。负压治疗7、14 d，单纯聚氨酯组大鼠创面取材中胶原纤维均较另外2组致密。负压治疗7 d，每400倍视野下，PBS+聚氨酯组大鼠创面取材中CD34阳性细胞数为（14.8±3.6）个，明显少于单纯聚氨酯组的（27.8±9.1）个（t=3.06，P<0.05）；IL-6阳性细胞数为60（49，72）个，明显多于单纯聚氨酯组的44（38，50）个（Z=2.41，P<0.05）。负压治疗14 d，每400倍视野下，PBS+聚氨酯组大鼠创面取材中IL-6阳性细胞数为19（12，28）个，明显多于聚己内酯+聚氨酯组的3（1，10）个与单纯聚氨酯组的9（2，13）个（Z值分别为2.61、2.40，P<0.05）。 结论 制备的聚己内酯负压材料和PBS负压材料生物相容性好，均可成功构建大鼠全层皮肤缺损创面新生基质，其中聚己内酯负压材料总体上优于PBS负压材料。 Abstract:Objective To explore the feasibility on the preparation of novel negative pressure materials for constructing new matrix of full-thickness skin defect wounds in rats. Methods The experimental research method was applied. The microstructure of polyurethane foam dressing which was commonly used in negative pressure treatment was observed under scanning electron microscope, and its pore diameter was detected (n=5). Polycaprolactone (PCL) and polybutylene succinate (PBS) were used respectively as raw materials for the preparation of PCL and PBS negative pressure materials by melt spinning technology, with the measured pore diameter of polyurethane foam dressing as the spinning spacing at the spinning rates of 15, 25, and 35 mm/s, respectively. The microstructures of the prepared negative pressure materials were observed under scanning electron microscope, and their fiber diameters were measured. The tensile strength and tensile modulus of the prepared negative pressure materials and polyurethane foam dressing were measured by tensile testing machine and composite testing machine, respectively (n=5), to screen the spinning rate for subsequent preparation of negative pressure materials. Human skin fibroblasts (Fbs) in logarithmic growth phase were co-cultured with PCL negative pressure material and PBS negative pressure material prepared at the selected spinning rate, respectively. After 1, 4, and 7 day (s) of co-culture, the cell activity and adhesion in the materials was detected by living/dead cells detection kit, and the cell proliferation level in the materials was detected by cell counting kit 8 method (n=5). A full-thickness skin defect wound was prepared on the back of 18 5-6 weeks old Sprague-Dawley rats (gender unlimited). Immediately after injury, the injured rats were divided into PCL+polyurethane group, PBS+polyurethane group, and polyurethane alone group according to the random number table (with 6 rats in each group). The wounds were covered with materials containing corresponding component and performed with continuous negative pressure suction at the negative pressure of -16.7 kPa. The wound tissue along with materials directly contacted to the wound (hereinafter referred to as wound specimens) were collected from 3 rats in each group after 7 and 14 days of negative pressure treatment (NPT), respectively. The growth of granulation tissue and the attachment of material to wound surface were observed after hematoxylin-eosin staining, the collagen fiber deposition was observed after Masson staining, and CD34 and interleukin-6 (IL-6) positive cells were detected and counted by immunohistochemical staining. Data were statistically analyzed with one-way analysis of variance, analysis of variance for factorial design, least significant difference-t test, Kruskal-Wallis H test, Mann-Whitney U test, and Bonferroni correction. Results The microstructure of polyurethane foam dressing was loose and porous, with the pore diameter of (815±182) μm. The spinning spacing for the subsequent negative pressure material was set as 800 μm. The microstructures of PBS negative pressure material and PCL negative pressure material were regular, with vertically interconnected layers and continuous fibers in even thickness, but the fibers of PBS negative pressure material were straighter than those of PCL negative pressure material. There was no obvious difference in the microstructure of negative pressure materials prepared from the same raw material at different spinning rates. The fiber diameters of PCL negative pressure materials prepared at three spinning rates were similar (P>0.05). The fiber diameters of PBS negative pressure materials prepared at spinning rates of 25 mm/s and 35 mm/s were significantly smaller than the fiber diameter of PBS negative pressure material prepared at the spinning rate of 15 mm/s (with t values of 4.99 and 6.40, respectively, P<0.01). Both the tensile strength and tensile modulus of PCL negative pressure materials prepared at three spinning rates were similar (P>0.05). The tensile strength of PBS negative pressure materials prepared at spinning rates of 15 mm/s and 25 mm/s was significantly lower than that of PBS negative pressure materials prepared at the spinning rate of 35 mm/s (with t values of 9.20 and 8.92, respectively, P<0.01), and the tensile modulus was significantly lower than that of PBS negative pressure materials prepared at the spinning rate of 35 mm/s (with t values of 2.58 and 2.47, respectively, P<0.05). Subsequently, PCL negative pressure material was prepared at the spinning rate of 35 mm/s, and PBS negative pressure material was prepared at the spinning rate of 15 mm/s. After 1, 4, and 7 day (s) of co-culture, the number of human skin Fbs that adhered to PCL negative pressure material and PBS negative pressure material increased with time, and there was no significant difference between the two materials. After 1 and 7 day (s) of co-culture, the proliferation levels of human skin Fbs between the two negative pressure materials were similar (P>0.05). After being co-cultured for 4 days, the proliferation level of human skin Fbs in PBS negative pressure material was significantly higher than that in PCL negative pressure material (t=6.37, P<0.01). After 7 days of NPT, the materials were clearly identifiable and a small amount of collagen fibers were also observed in the wound specimens of rats in the three groups; a small amount of granulation tissue was observed in the wound specimens of rats in polyurethane alone group. After 14 days of NPT, a large number of granulation tissue and collagen fibers were observed in the wound specimens of rats in the three groups; the materials and wound tissue in the wound specimens of rats in PCL+polyurethane group could not be clearly distinguished. After 7 and 14 days of NPT, the collagen fibers in the wound specimens of rats in polyurethane alone group were denser than those in the other two groups. After 7 days of NPT, the number of CD34 positive cells in the wound specimens of rats in PBS+polyurethane group was 14.8±3.6 per 400 times visual field, which was significantly less than 27.8±9.1 in polyurethane alone group (t=3.06, P<0.05); the number of IL-6 positive cells was 60 (49, 72), which was significantly more than 44 (38, 50) in polyurethane alone group (Z=2.41, P<0.05). After 14 days of NPT, the number of IL-6 positive cells in the wound specimens of rats in PBS+polyurethane group was 19 (12, 28) per 400 times visual field, which was significantly more than 3 (1, 10) in PCL+polyurethane group and 9 (2, 13) in polyurethane alone group (with Z values of 2.61 and 2.40, respectively, P<0.05). Conclusions The prepared PCL negative pressure material and PBS negative pressure material have good biocompatibility, and can successfully construct the new matrix of full-thickness skin defect wounds in rats. PCL negative pressure material is better than PBS negative pressure material in general. -
Key words:
- Negative-pressure wound therapy /
- Wound healing /
- Tissue engineering /
- Skin /
- Fibroblasts /
- Melt spinning technology
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(1)证实对胸骨裂开患者于修复术后使用盔甲式胸带进行固定的效果比常规胸带更好。
(2)证实在胸骨裂开患者修复术后使用盔甲式胸带可以缓解术后疼痛，提高腹式呼吸频率，减轻伤口切割力，促进伤口愈合，减轻瘢痕增生。
Highlights:
(1)It was confirmed that the armor chest strap was more effective than the conventional chest strap in immobilization for patients with sternal dehiscence after repair surgery.
(2)It was confirmed that the use of armor chest straps in patients with sternal dehiscence after repair surgery could relieve postoperative pain, increase abdominal breathing frequency, reduce wound cutting force, promote wound healing, and alleviate scar proliferation.
心脏手术常选用胸部正中切口，需锯开胸骨后进行手术，以使手术视野暴露良好，该术式术后并发症少且对呼吸影响较小，已成为心脏手术的标准术式 ［ 1］ 。术后胸骨裂开是前述心脏手术术式严重的并发症之一，其发生率为0.5%~5.0% ［ 2］ ，一般发生于心脏手术后1周左右，胸骨裂开后如不及时处理，可能导致纵隔深部感染，影响患者生活质量，致死率高达10%~25% ［ 3］ 。胸骨裂开后需手术处理，常用的修复术式为胸大肌肌皮瓣移植、腹直肌肌皮瓣移植、背阔肌肌皮瓣移植、穿支皮瓣移植、网膜移植等 ［ 4, 5］ 。正常生理状况下，人们进行胸式呼吸，胸式呼吸是通过肋骨横向扩张、肋间肌肉的抬高来扩大胸腔吸入空气进行呼吸，横膈膜的移动非常小，易造成肺部组织的萎缩 ［ 6］ 。而腹式呼吸则通过增加膈肌的活动范围，从而减少胸腔运动，增加身体的氧气供给，提高肺通气量，改善心肺功能，降低肺部感染概率。
行胸部手术后，胸式呼吸运动会导致伤口移动而产生疼痛，活动性疼痛是胸骨裂开修复术后最常见的症状 ［ 7］ 。行胸部手术后，77%~98%的患者出现疼痛，其中活动性疼痛明显的患者占75%，40%~50%的患者对术后疼痛的处置效果不满意 ［ 8］ 。胸带固定是胸部手术术后常用的非药物性止痛方法 ［ 9］ ，可减轻伤口张力，减少胸式呼吸，增加腹式呼吸，但常规胸带有弹性，缓解疼痛效果有限，患者舒适感差，且牢固度不够，患者活动时胸带容易松弛，而频繁给患者调整松紧度也增加了护士的工作量，常常不能达到满意效果。本研究团队对在空军军医大学第一附属医院（以下简称本院）进行胸骨裂开修复术患者术后应用2种胸部辅助固定方式的情况进行以下分析。
1. 对象与方法
本回顾性队列研究符合《赫尔辛基宣言》的基本原则，患者同意使用其病历资料进行科学研究。
1.1 入选标准
纳入标准：（1）胸骨裂开发生于胸骨切开术后3个月内，且是由手术造成的胸骨创面不愈；（2）骨质部分缺损，胸廓相对稳定；（3）行胸骨裂开修复术且术后使用胸带。排除标准：临床资料、随访资料不完整的病例。
1.2 临床资料
将2020年3月—2021年3月本院收治的行胸骨裂开修复术且术后使用常规胸带的11例患者纳入常规胸带组，将2021年4月—2022年3月本院收治的行胸骨裂开修复术且术后使用盔甲式胸带的12例患者纳入盔甲式胸带组。根据El Oakley分型（Ⅰ型：胸骨裂开，胸骨正中切口创面裂开且缺乏感染证据；Ⅱ型：胸骨感染，胸骨周围组织感染或胸骨骨髓炎，伴有或不伴有纵隔感染或不稳定性胸骨 ［ 10］ ）和本研究团队基于前述分型的进一步分型（根据胸骨感染深度将El Oakley分型中的Ⅱ型分为2个亚型，Ⅱa型：浅表组织感染，创面仅限于皮肤及皮下组织；Ⅱb型：深部组织感染，纵隔炎，创面感染并发胸骨骨髓炎或胸骨后组织感染）对23例患者创面进行分类。2组患者一般资料比较，差异均无统计学意义（ P>0.05）。见 表1。
表1 2组行胸骨裂开修复术患者一般资料比较表1. Comparison of general data between two groups of patients after sternal dehiscence repair surgery组别 例数 性别（例） 年龄（岁， 心功能分级（例） 吸烟史（例） 糖尿病史（例） 创面分型（例） 男 女 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 有 无 有 无 Ⅰ型 Ⅱa型 Ⅱb型 常规胸带组 11 9 2 56±7 2 3 5 1 9 2 8 3 1 6 4 盔甲式胸带组 12 9 3 55±7 2 4 4 2 10 2 9 3 1 6 5 统计量值 — t=0.28 Z=0.06 — — Z=0.24 P值 >0.999 0.786 0.948 >0.999 >0.999 0.810 注：常规胸带组患者佩戴常规胸带，盔甲式胸带组患者佩戴盔甲式胸带；“—”表示无此项 1.3 治疗方法
1.3.1 成立胸骨裂开修复专项小组
组建胸骨裂开修复专项小组，包括主任医师1名、护士长1名、主管医师1名、手术室护士1名、责任护士2名。护士长对责任护士进行腹式呼吸方法与胸带佩戴方法培训并定期进行演练考核；对术后胸式呼吸与腹式呼吸的观察方法进行培训，确保责任护士以相同的方法进行观察。根据患者的具体病情，术前小组成员与麻醉医师联合制订详细的手术方案、麻醉方案以及术后护理流程，明确麻醉难点、术后护理要点。
1.3.2 腹式呼吸方法
于2组患者入院第1天，责任护士对其进行腹式呼吸方法指导：患者取仰卧位，将1只手置于腹部肚脐处，放松全身，先自然呼吸，然后鼻腔吸气，最大限度地向外扩张腹部，使腹部鼓起，胸部保持不动，然后嘴巴呼气，腹部自然凹进，向内部脊柱方向收，胸部保持不动，最大限度地向内收缩腹部，把所有废气从肺内呼出。
1.3.3 手术方法
2组患者采取同样的手术方式。首先进行创面清创，在距创面边缘0.5~1.0 cm处做环形切口，完整切除全层坏死组织，去掉可能是潜在感染源的钢丝、钢板等金属固定装置，切掉感染累及的肋骨、肋软骨、胸骨等骨和软骨组织，术中反复用大量过氧化氢溶液及生理盐水交替冲洗创面后，再以碘伏浸泡。在彻底清创的基础上，根据感染创面的位置、血供及感染程度等，选择血运丰富的组织瓣进行修复。于创面基底部放置1根负压引流管后，将周围正常皮肤牵拉对合，间断缝合切口并确保皮缘对合良好，应用医用减张闭合器将缝合口两侧皮肤向中间牵拉，于缝合口处覆盖无菌敷料，外置负压装置，行持续负压治疗，压力为-10.64~-6.65 kPa ［ 11］ 。
1.3.4 胸带固定方法
2组患者在专项小组成员的干预下，采取相同的术前呼吸训练模式，由同一手术小组根据患者的实际病情为患者开展个性化手术以及相同的围手术期护理，佩戴相应的胸带。常规胸带组：在患者手术结束麻醉清醒后，将常规胸带固定在患者胸部。盔甲式胸带组：在患者手术结束麻醉清醒后，将盔甲式胸带佩戴在患者胸部，将胸带、织带、粘扣带粘好及织带松紧扣扣好，根据患者体型以及胸围调整织带的长短，使胸带贴合胸壁，且不影响患者胸式呼吸，每天由经培训的责任护士调整胸带固定位置。
1.4 评估指标
（1）腹式呼吸频率与胸式呼吸频率。术后第1天，于早、中、晚3个时间段内患者熟睡时，由2名责任护士同时观测患者1 min内腹式呼吸、胸式呼吸次数，结果取3次观测的平均值。（2）疼痛强度评分。患者采用数字评定量表自评术后6、24、48、72 h的活动性疼痛强度，得分范围为0~10分，0分为无痛，10分为非常痛 ［ 12］ 。（3）术后第1次主动咳嗽时间和伤口愈合时间。其中伤口愈合标准为皮缘对合良好，周围无红肿感染迹象。（4）呼吸运动致伤口缝线切割长度。于术后拆线时测量，测量缝合口原始缝线进针点至拆线时缝线所在位置的距离。（5）术后并发症。记录患者术后2周内皮瓣局部有无红肿、渗出等并发症；随访3~12个月，记录有无伤口裂开或感染等并发症。计算术后并发症发生比例。（6）瘢痕评分。于术后6个月采用温哥华瘢痕量表评价患者瘢痕情况，共4个维度，瘢痕色泽（0~3分）、血管分布（0~3分）、柔软度（0~5分）、厚度（0~4分），总得分范围0~15分，得分越高说明瘢痕情况越严重 ［ 13］ 。
1.5 统计学处理
采用SPSS 27.0统计软件进行数据分析。计数资料数据以频数表示，组间比较行Fisher确切概率法检验。等级资料数据用频数表示，行Mann-Whitney U检验。计量资料数据中符合正态分布者以
2. 结果
2.1 术后第1天腹式呼吸频率和胸式呼吸频率
盔甲式胸带组患者术后第1天腹式呼吸频率为（16.3±1.2）次/min，明显高于常规胸带组的（5.3±1.4）次/min（ t=20.00， P<0.001）；胸式呼吸频率为（1.2±0.8）次/min，明显低于常规胸带组的（12.4±1.5）次/min（ t=22.36， P<0.001）。
2.2 疼痛强度评分
盔甲式胸带组患者术后6~72 h疼痛强度评分均明显低于常规胸带组（ P<0.05），见 表2。
表2 2组行胸骨裂开修复术患者术后各时间点疼痛强度评分比较（分，组别 例数 6 h 24 h 48 h 72 h 常规胸带组 11 7.6±1.2 6.4±0.9 5.6±0.8 4.1±0.7 盔甲式胸带组 12 5.5±1.3 4.7±1.2 3.8±1.0 2.6±0.9 t值 15.07 14.70 13.66 11.03 P值 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 注：常规胸带组患者佩戴常规胸带，盔甲式胸带组患者佩戴盔甲式胸带；处理因素主效应， F=614.89， P<0.001；时间因素主效应， F=19.85， P<0.001；两者交互作用， F=14.70， P<0.001 2.3 术后第1次主动咳嗽时间和伤口愈合时间
盔甲式胸带组患者术后第1次主动咳嗽时间为术后（15.8±1.8）h、伤口愈合时间为术后（8.8±1.0）d，均明显早于常规胸带组的术后（20.2±2.0）h和术后（13.6±1.5）d（ t值分别为5.51、8.90， P<0.001）。
2.4 呼吸运动致伤口缝线切割长度
术后拆线时，常规胸带组患者呼吸运动致伤口缝线切割长度为2.0（0，5.0）mm，明显长于盔甲式胸带组的2.0（1.0，2.0）mm（ Z=4.10， P<0.001）。见 图1。
2.5 术后并发症
常规胸带组中3例患者于术后1周时出现局部皮肤红肿、渗出，经换药后缓解；盔甲式胸带组1例患者于术后3 d换药时出现局部皮肤发白，血运较差，后经松解胸带，降低负压装置压力后缓解。2组患者后期随访过程中均未发生伤口裂开或感染等，伤口恢复良好。常规胸带组患者术后并发症发生比例为3/11，高于盔甲式胸带组的1/12，但组间比较差异无统计学意义（ P=0.317）。
2.6 瘢痕评分
术后6个月，盔甲式胸带组患者瘢痕评分为（4.1±1.4）分，明显低于常规胸带组的（5.6±1.4）分（ t=2.71， P=0.013）。
2.7 典型病例
患者男，52岁，因胸部手术后切口感染导致胸骨外露，缺损面积约12.4 cm×1.5 cm，创面深达骨面，可见外露胸骨、渗液，边缘皮肤红肿。胸骨裂开17 d后收入本院，入院后体格检查显示心功能Ⅲ级，有吸烟史、糖尿病史，创面分型为Ⅱa型。入院后完善各项检查，行补液、纠正水和电解质紊乱等治疗。入院3 d后在全身麻醉下行胸骨裂开修复术，对外露感染的胸骨进行清创，转移胸大肌肌瓣修复创面。术后采用盔甲式胸带进行胸部辅助固定。患者术后第1天腹式呼吸频率为15次/min、胸式呼吸频率为2次/min，术后6、24、48、72 h疼痛强度评分分别为7、5、3、1分，术后第1次主动咳嗽时间为术后12 h，伤口愈合时间为术后8 d，术后拆线时呼吸运动导致伤口缝线切割长度为0.2 mm，术后2周内无并发症发生。术后6个月，患者瘢痕评分2分，恢复良好，日常活动不受限。见 图2。
3. 讨论
心脏手术后胸部发生感染并累及胸骨的深部创面是一种严重的手术并发症，需要尽早对其进行手术治疗，并且适当延长抗生素使用时间 ［ 14］ 。患者心脏手术后功能锻炼方法错误，如胸式呼吸、用力咳嗽，以及未能有效按压伤口，起床时用力过猛挤压胸骨，术后早期改变体位，外力击打胸部等，都可导致患者胸骨裂开 ［ 15］ 。胸式呼吸是通过肋骨上下运动及胸部扩张进行呼吸，许多肺底部的肺泡没有经过彻底的扩张与收缩，得不到很好的锻炼，且吸气时肋骨扩张，增加胸廓容积，需要更多体力，胸廓的运动可能导致患者胸部伤口移动，伤口张力增大，从而导致伤口愈合不良。腹式呼吸以膈肌运动为主，吸气时胸廓的上下径增大，呼气时横膈肌下降，腹压增加，增大膈肌的活动范围，而膈肌的运动直接影响肺的通气量，扩大肺活量，使肺下部的肺泡得以伸缩，让更多的氧气进入肺部，吐出较多易停留在肺底部的二氧化碳，可改善心肺功能，降低肺部感染风险 ［ 16］ 。行胸骨裂开修复术患者由于手术的特殊性，术后疼痛强度非常严重，可造成睡眠障碍、坠积性肺炎、肺部感染、静脉血栓、低氧血症等并发症 ［ 17］ 。术后胸带的使用可有效提高患者腹式呼吸频率，减轻患者疼痛，减少镇痛药物的使用 ［ 18］ 。有文献报道，早期控制疼痛可有效预防肺部感染，而胸壁有效的固定是减轻疼痛的重要措施 ［ 19］ 。盔甲式胸带，以盔甲式造型包裹患者胸壁，根据人体生理功能位置和解剖结构设计，可用于不同体型的患者，正确佩戴可对手术切口施加压力，减少胸式呼吸，使患者使用腹式呼吸进行有效呼吸，以有效缓解患者活动性疼痛。胸骨裂开修复术后由于各种原因导致胸廓运动使得缝线切割力增大，缝线随着胸廓起伏运动对伤口产生一个长期的横向切割力，皮肤张力增大，使得伤口愈合不良 ［ 20］ ，伤口愈合较慢也是术后瘢痕形成的重要原因。盔甲式胸带的物理性压力控制胸骨的大幅度起伏和防止患者用力咳嗽导致伤口裂开，可加速伤口愈合从而减轻瘢痕增生。在使用盔甲式胸带时应注意，在佩戴前观察患者的皮肤是否完整，有无破溃红肿，如有红肿破溃，应先对破溃处创面进行保护后再佩戴，并在胸带边缘与皮肤摩擦接触的部位放置纱布，减少摩擦力，以防止压疮发生，女性患者在佩戴盔甲式胸带时应注意保护乳房，以防止对乳房造成损伤。
本研究中，盔甲式胸带组患者术后第1天腹式呼吸频率明显高于常规胸带组，术后6~72 h疼痛强度评分均明显低于常规胸带组，表明应用盔甲式胸带可帮助患者提高腹式呼吸频率及有效减轻术后活动性疼痛。分析原因，盔甲式胸带符合人体解剖结构，胸带没有弹力，在患者发生咳嗽咳痰时不会随胸骨大幅度起伏，会给予相应的压力，可减轻胸骨扩张带来的疼痛；在患者改变体位时盔甲式胸带可随体位的改变而改变，不会发生移位。本研究结果显示盔甲式胸带组患者术后第1次主动咳嗽时间及伤口愈合时间均明显早于常规胸带组；术后拆线时，盔甲式胸带组患者呼吸运动致伤口缝线切割长度明显短于常规胸带组。患者在疼痛可耐受的范围内，主动地进行咳嗽咳痰可促进肺功能尽快地恢复，使肺部感染的发生风险大大降低，减少肺部并发症的发生。前胸由于其特殊解剖位置常需随着呼吸运动，这使得胸部伤口缝线像线锯一般切割伤口，从而导致伤口原有缝线位置发生移动，严重者双侧移动距离超过1 cm，更甚者可能导致伤口再次裂开从而需要重新缝合。减轻伤口张力是伤口缝合最重要的原则，伤口愈合时间与其张力有明显关系，伤口张力越大，伤口愈合时间越长。盔甲式胸带的佩戴，可促使患者以腹式呼吸为主，可有效减轻伤口的张力以及缝线的切割力，从而促进伤口的快速愈合 ［ 21］ 。针对使用胸大肌肌瓣修复创面的患者，术后应早期严格限制肩关节活动，严格禁止肩关节外展活动，以防胸大肌撕裂，引起严重不良后果。伤口愈合不良患者在伤口愈合后常会产生严重的瘢痕，患者前胸常有紧绷感，严重的瘢痕可能导致患者呼吸功能受限，瘢痕蔓延至颈肩部导致颈肩活动受影响，而瘢痕对女性患者乳房的牵拉则导致乳房的美观性和功能受损 ［ 22］ 。本研究中2组患者术后并发症发生比例比较，差异无统计学意义（ P>0.05），原因可能与样本量较小有关，后续将通过延长纳入年限、扩大样本量继续进行深入研究。另术后6个月，盔甲式胸带组患者瘢痕评分明显低于常规胸带组，瘢痕宽度、高度明显降低，说明盔甲式胸带可减轻术后瘢痕增生。
综上所述，应用盔甲式胸带可提高患者腹式呼吸频率，减轻伤口缝线切割力，有效缓解患者术后疼痛，加快患者第1次主动咳嗽和伤口愈合速度，减轻瘢痕增生，临床效果较好，推荐使用。但是盔甲式胸带固定必然导致肩关节活动受限，长期固定会导致肩关节僵硬、疼痛等不适，在保证胸带固定位置不变、不影响伤口恢复的情况下，行早期肩关节适当的被动和主动运动能有效缓解肩关节不适。本研究由于样本量有限，且男性患者数量远远多于女性，针对女性患者使用时的优点还需继续观察。未来需要进一步扩大样本量，以进一步观察盔甲式胸带在胸骨裂开患者修复术后的应用效果，并扩大其使用范围。
刘亦凡：实验操作、数据整理、论文撰写；江兆奇：实验操作、数据整理；黄瑶、倪鹏文：数据整理、统计学分析；谢挺：研究指导、论文修改、经费支持所有作者均声明不存在利益冲突 -
参考文献
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1 聚己内酯+聚氨酯组大鼠全层皮肤缺损创面的负压治疗模型制备过程。1A.制备大鼠背部全层皮肤缺损创面；1B.将聚己内酯负压材料作为创面直接接触层置于创面上；1C.在聚己内酯负压材料上放置聚氨酯泡沫敷料；1D.用自黏性薄膜封闭创面并连接负压导管装置
3 2种新型负压材料微观结构 扫描电子显微镜×100，图中标尺为1 mm。3A.以纺丝速率35 mm/s制备的聚己内酯负压材料呈规则网格结构，纺丝连续且粗细均匀；3B.以纺丝速率25 mm/s制备的聚丁二酸丁二醇酯负压材料微观结构大体与图3A相近，纺丝较图3A平直
4 以不同纺丝速率制备的2种新型负压材料的拉伸强度与拉伸模量比较（样本数为5，
注：与纺丝速率为35 mm/s相比，aP<0.01，bP<0.05
5 于激光扫描共聚焦显微镜下观察人皮肤成纤维细胞分别与2种新型负压材料共培养各时间点细胞活性与黏附情况 钙黄绿素×100，图中标尺为500 μm。5A、5B、5C.分别为共培养1、4、7 d时聚己内酯负压材料中细胞生长情况，图5A中细胞黏附数较少，图5B中细胞黏附数较图5A增加，图5C中细胞黏附数最多且部分材料交叉处细胞融合成片；5D、5E、5F.分别为共培养1、4、7 d时聚丁二酸丁二醇酯负压材料中细胞生长情况，图5D、5E、5F中细胞活性与黏附情况分别与图5A、5B、5C相近
注：活细胞阳性染色为绿色
6 3组全层皮肤缺损大鼠负压治疗各时间点创面组织和创面直接接触层材料中肉芽组织生长和材料与创面组织结合情况及胶原纤维排列情况 图中标尺为100 μm。6A、6B、6C与6D、6E、6F.分别为负压治疗7 d与14 d时聚己内酯+聚氨酯组、PBS+聚氨酯组、单纯聚氨酯组中肉芽组织生长和材料与创面组织结合情况，图6A、6B、6C中材料均清晰可辨，图6C可见少量肉芽组织（粉色），图6D中肉芽组织较图6A增多且材料与创面组织分辨不清，图6E、6F中可见大量新生肉芽组织且材料均可辨认 苏木精-伊红×200；6G、6H、6I与6J、6K、6L.分别为负压治疗7 d与14 d时聚己内酯+聚氨酯组、PBS+聚氨酯组、单纯聚氨酯组中胶原纤维排列情况，图6G与6H中可见少量胶原纤维（蓝色），图6I中胶原纤维较图6G、6H致密，图6J、6K、6L中胶原纤维分别较图6G、6H、6I致密，且图6L中胶原纤维较图6J、6K致密 Masson×200
注：聚己内酯+聚氨酯组、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）+聚氨酯组、单纯聚氨酯组大鼠创面上分别放置含相应成分的材料作为创面直接接触层，各材料上均另放置聚氨酯泡沫敷料；图中箭头指示残余材料
7 3组全层皮肤缺损大鼠负压治疗各时间点创面组织和创面直接接触层材料中CD34和IL-6阳性细胞分布 辣根过氧化物酶-二氨基联苯胺-苏木精×400，图中标尺为50 μm。7A、7B、7C与7D、7E、7F.分别为负压治疗7 d与14 d时聚己内酯+聚氨酯组、PBS+聚氨酯组、单纯聚氨酯组中CD34阳性细胞分布，图7A中CD34阳性细胞数较多，图7B中CD34阳性细胞数与图7A相近，图7C中CD34阳性细胞数多于图7B，图7D、7E、7F中CD34阳性细胞数分别较图7A、7B、7C增多；7G、7H、7I与7J、7K、7L.分别为负压治疗7 d与14 d时聚己内酯+聚氨酯组、PBS+聚氨酯组、单纯聚氨酯组中IL-6阳性细胞分布，图7G中IL-6阳性细胞数较多，图7H中IL-6阳性细胞数与图7G相近但明显多于图7I，图7J中IL-6阳性细胞数较图7G减少，图7K中IL-6阳性细胞数较图7H减少且明显多于图7J，图7L中IL-6阳性细胞数较图7I减少且明显少于图7K
注：聚己内酯+聚氨酯组、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）+聚氨酯组、单纯聚氨酯组大鼠创面上分别放置含相应成分的材料作为创面直接接触层，各材料上均另放置聚氨酯泡沫敷料；细胞阳性染色为棕黄色；IL-6为白细胞介素6
表1 制备2种新型负压材料的相关参数
材料名称 电压（kV） 熔融温度（℃） 聚焦高度（mm） 针头内径（mm） 材料厚度（mm） 聚己内酯 5~6 70~75 140 0.41 1 聚丁二酸丁二醇酯 3~4 175~190 140 0.41 1 
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表2 人皮肤成纤维细胞分别与2种新型负压材料共培养各时间点细胞增殖水平比较（
材料名称 样本数 1 d 4 d 7 d 聚己内酯负压材料 5 0.341±0.025 0.676±0.020 1.370±0.175 聚丁二酸丁二醇酯负压材料 5 0.333±0.030 0.816±0.045 1.262±0.109 t值 0.46 6.37 1.18 P值 0.660 <0.001 0.274 注：表中数据为吸光度值，表示细胞增殖水平；处理因素主效应，F=0.06，P=0.808；时间因素主效应，F=313.86，P<0.001；两者交互作用，F=5.04，P=0.015
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表3 3组全层皮肤缺损大鼠负压治疗各时间点创面组织和创面直接接触层材料中CD34和IL-6阳性细胞数比较（个）
组别 样本数 CD34阳性细胞数（ IL-6阳性细胞数［M（min，max）］ 7 d 14 d 7 d 14 d 聚己内酯+聚氨酯组 5 18.2±6.2 32.2±5.9 53（42，62） 3（1，10） PBS+聚氨酯组 5 14.8±3.6 29.6±2.3 60（49，72） 19（12，28） 单纯聚氨酯组 5 27.8±9.1 38.8±7.7 44（38，50） 9（2，13） 统计量值1 t=0.80 t=0.71 Z=1.26 Z=2.61 P1值 >0.999 >0.999 0.666 0.024 统计量值2 t=2.26 t=1.81 Z=1.47 Z=1.26 P2值 0.129 0.286 0.453 0.666 统计量值3 t=3.06 t=2.52 Z=2.41 Z=2.40 P3值 0.030 0.080 0.048 0.048 注：于400倍视野下计数；IL-6为白细胞介素6；CD34阳性细胞数的处理因素主效应，F=8.43，P=0.002；时间因素主效应，F=33.73，P<0.001；两者交互作用，F=0.26，P=0.776；统计量值1、P1值，统计量值2、P2值，统计量值3、P3值分别为聚己内酯+聚氨酯组和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）+聚氨酯组、聚己内酯+聚氨酯组和单纯聚氨酯组、PBS+聚氨酯组和单纯聚氨酯组各指标各时间点两两比较所得
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《中华烧伤与创面修复杂志》第六届编辑委员会编辑委员名单
终身顾问 盛志勇 程天民 王正国 樊代明 付小兵 夏照帆 卞修武 顾晓松 李校堃 顾 问 肖光夏 杨宗城 汪仕良 孙永华 柴家科 黄跃生 岑瑛 王旭 名誉总编辑 彭毅志 总编辑 罗高兴 以下按姓氏拼音排序 副总编辑 郭光华 韩春茂 胡大海 郇京宁 梁光萍 刘毅 吕国忠 吴军 谢卫国 姚咏明 常务编辑委员 官浩 贺伟峰 李孝建 李宗瑜 刘琰 陆树良 马显杰 申传安 沈余明 孙炳伟 谭 谦 王达利 王一兵 夏成德 肖仕初 徐庆连 于家傲 袁志强 张丕红 张庆富 张逸 章一新 编辑委员 巴特 陈国贤 陈炯 陈俊杰 陈欣 陈旭 陈旭林 陈昭宏 程飚 崔正军 邓 君 范锟铻 方勇 冯世海 冯正直 官浩 郭光华 韩春茂 韩军涛 郝岱峰 贺伟峰 胡大海 郇京宁 黄沙 霍然 姜笃银 金培生 赖文 雷晋 李德绘 李小兵 李晓亮 李孝建 李学拥 李 毅 李智 李宗瑜 梁光萍 刘文军 刘小龙 刘旭盛 刘琰 刘毅 陆树良 罗高兴 吕大伦 吕国忠 马朋林 马显杰 潘云川 彭曦 齐鸿燕 邱林 荣新洲 申传安 沈余明 沈运彪 史春梦 宋保强 宋国栋 宋华培 孙炳伟 孙天骏 谭谦 唐洪泰 陶克 童亚林 王达利 王德运 王光毅 王凌峰 王新刚 王杨 王一兵 魏在荣 吴健 吴军 吴银生 夏成德 肖厚安 肖健 肖仕初 谢挺 谢卫国 徐庆连 颜洪 杨磊 姚咏明 于家傲 袁志强 曾元临 詹剑华 张恒术 张家平 张建祥 张明华 张丕红 张 勤 张庆富 张逸 章一新 赵耀华 赵永健 朱世辉 以下按英文首字母排序 Chong Si Jack（新加坡） David N. Herndon（美国） Fiona Wood（澳大利亚） Malcolm Xing（邢孟秋，加拿大） Naiem S. Moiemen（英国） Ronald G. Tompkins（美国） Steven E. Wolf（美国） Tina L. Palmieri（美国） Yong-Ming Yu（尤永明，美国）
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