氫氣輔助治療慢性傷口
慢性傷口又稱慢性難愈合創(chuàng)面或慢性創(chuàng)面,是一類“不能通過正常、有序、及時的修復(fù)過程,且修復(fù)后不能恢復(fù)解剖結(jié)構(gòu)和功能”的傷口,通常接受臨床1個月以上的治療,傷口創(chuàng)面仍未出現(xiàn)較為明顯臨床療效,無愈合傾向,而這里所指的1個月并非完全絕對。常見的慢性傷口類型有糖尿病足潰瘍、壓瘡、靜脈潰瘍、動脈潰瘍、手術(shù)后切口感染和創(chuàng)傷感染六大類。
隨著經(jīng)濟、社會的發(fā)展,肥胖和糖尿病的發(fā)生率不斷增高,隨著老齡化的發(fā)展,慢性傷口的發(fā)病率也在逐年增高。慢性傷口的高發(fā)病率、高患病率、高費用、難治愈已成為醫(yī)療保健的難題,慢性傷口的愈合是一個極其緩慢而復(fù)雜的過程,一旦發(fā)生將給病人帶來巨大的經(jīng)濟及心理負擔(dān)。慢性傷口病因和發(fā)病機制較為復(fù)雜,處理起來極為麻煩。局部治療服從全身治療、病因治療服從創(chuàng)面處理是慢性傷口治療總的原則。
氫氣無嗅、無味、無色,是一種具有雙原子的生理惰性氣體,具有一定的還原能力,最早由瑞士化學(xué)家帕拉塞爾蘇斯(PhilippusAureolusParacelsus)于1520年發(fā)現(xiàn)。近些年來,越來越多的研究發(fā)現(xiàn)氫氣具有抗氧化應(yīng)激損傷、抗炎癥、抗凋亡等作用。本研究將從氫氣的特性、作用機制、給藥方式和慢性傷口管理的研究現(xiàn)狀進行綜述。
1氫氣的特性
氫氣分子量小且呈電中性,具有高度生物膜穿透性和細胞內(nèi)彌散能力,可靶向細胞器,包括線粒體和細胞核,能進入正常組織內(nèi),也能進入缺血性區(qū)域,還能透過血腦屏障。氫氣可以很容易地穿透皮膚,并通過血液流遍全身。氫氣是一種弱還原劑,其氧化還原反應(yīng)只有在強氧化劑引起組織損傷時才會發(fā)生。氫
分子由于低分子量,可以很容易地透過細胞膜擴散,迅速到達產(chǎn)生活性氧或儲存遺傳信息的細胞核,并保護這些細胞器免受氧化損傷。有害的活性氧(如羥基自由基)是強氧化劑,可引起組織損傷,而有益物質(zhì)(如超氧化物和過氧化氫)則通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑增強內(nèi)源性抗氧化機制??寡趸瘎?,如維生素C,可以不加選擇地消除有害的和有益的活性氧。因此,不能抑制與氧化應(yīng)激相關(guān)條件的發(fā)生或進展。臨床上運用廣泛的氧氣,高濃度、長時間吸入會產(chǎn)生氧療副作用。然而,氫氣即使在高濃度下也沒有細胞毒性作用,氫氣與氧氣結(jié)合會產(chǎn)生水,多余的水可通過呼吸排出體外。Abraini等研究發(fā)現(xiàn),1%氧氣聯(lián)合50%氦氣和49%氫氣混合可幫助潛水者預(yù)防減壓病和氮昏迷,具有安全性。
2氫氣的作用機制
2.1抗氧化應(yīng)激作用
2007年,日本學(xué)者Ohsawa等在實驗中發(fā)現(xiàn),吸入2%的氫氣能夠在不影響其他活性氧生理功能的情況下,選擇性清除羥基和過氧亞硝基陰離子,改善腦梗死面積,改善腦功能。此后,氫氣在多種動物疾病模型中均表現(xiàn)出良好的防治作用,并初步在臨床試驗中取得類似的防治效果。
2.2抗炎作用
2001年的一項研究發(fā)現(xiàn),呼吸高壓氫氣可以治愈寄生蟲引起的肝臟炎癥,這是首次證明氫氣具有抗炎作用。氫氣主要通過降低如白細胞介素、腫瘤壞死
因子等各種炎性因子水平,達到抗炎的作用。
2.3抗凋亡作用
2008年,蔡等通過動物實驗證實,氫氣通過
抑制神經(jīng)元凋亡來保護幼鼠腦神經(jīng)細胞。2017年,我國學(xué)者葛等綜述了氫氣通過上調(diào)或下調(diào)凋亡相關(guān)因子發(fā)揮抗凋亡作用,如氫氣抑制促凋亡因子B細胞
淋巴瘤-2相關(guān)的X蛋白、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-12的表達,上調(diào)抗凋亡因子B細胞淋巴瘤-2、B細胞特大型淋巴瘤,氫氣通過調(diào)控特定通路內(nèi)和通路間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)進一步抑制細胞凋亡。
3給藥方式
3.1吸入氫氣
潛水醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)錃庥糜跐撍鳂I(yè),經(jīng)過長期潛水實踐證明,吸入氫氣安全、可靠。近年來不斷出現(xiàn)的氫氣吸入設(shè)備,如氫氣呼吸機、呼吸罩面具及鼻導(dǎo)管使氫氣吸入操作可行,且可控制氫氣濃度。Ohsawa等研究發(fā)現(xiàn),大鼠動脈血中的氫氣含量與吸入氫氣濃度劑量成正相關(guān),并且檢測到靜脈血中氫氣含量的降低,說明吸入的氫氣伴隨著血液擴散到了不同組織器官之中,被不同組織攝取利用。另一項研究顯示,氫氣的吸入并不會導(dǎo)致血壓的變化或者其他血液指標(biāo)的明顯改變,如溫度、pH和血氧含量的改變,這也證明了氫氣吸入無副作用,安全性較高。
3.2口服氫氣水
近年來研究發(fā)現(xiàn),富氫生理鹽水在包括蛛網(wǎng)膜下腔出血在內(nèi)的多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病中具有多種神經(jīng)保護作用。在一項有關(guān)小鼠帕金森疾病模型的研究中,飲用富氫水可以緩解多巴胺能神經(jīng)元的損失。也有研究表明,飲用氫氣水可以在一定程度上緩解抑郁癥。
3.3氫生理鹽水注射
氫生理鹽水注射分為腹腔注射和靜脈注射。注射氫生理鹽水可以對脊髓損傷模型發(fā)揮保護作用。腹腔注射氫生理鹽水可改善蛛網(wǎng)膜下腔出血導(dǎo)致的行為學(xué)改變,并提高生存率。另有研究表明,對疾病動物模型進行鞘內(nèi)注射氫生理鹽水可通過減少星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞而減少鼠的疼痛反應(yīng)。
3.4其他方式
有研究發(fā)現(xiàn),溶解于生理鹽水的氫氣可以直接用來治療眼病,可改善大鼠視網(wǎng)膜損傷。2012年,Kato等報道稱,富含氫的電解溫水沐浴可以抑制紫外線導(dǎo)致的放射性皮膚損傷。2019年,周等將具有放射性皮膚損傷的小鼠隨機分為3組,結(jié)果發(fā)現(xiàn),向傷口噴灑富氫水和飲用富氫水兩組小鼠,傷口超氧化物歧化酶活性高于噴灑蒸餾水組,炎性因子水平低于噴灑蒸餾水組,傷口愈合時間短于噴灑蒸餾水組,且療效和氫離子濃度成正相關(guān)。
4慢性傷口管理
4.1慢性傷口發(fā)病現(xiàn)狀
據(jù)報道,慢性傷口在發(fā)達國家的一般人口中患病率為12%。2012年-2013年,英國傷口病人為220萬例,相當(dāng)于英國人口的4.5%,其中,48%被定義為慢性傷口。在英國,國民處理傷口的總成本為451億英鎊,慢性傷口占30億英鎊。傷口的流行和經(jīng)濟成本在全球范圍內(nèi)重復(fù),慢性傷口影響了約40萬澳大利亞公民,約占該國總?cè)丝诘?.63%,占該國總開支(30億澳元)的2%。美國國家醫(yī)療保險計劃“醫(yī)療保險”估計,2014年,大約820萬(14.5%)受益人為至少有一種類型的傷口或傷口相關(guān)感染,相當(dāng)于280億美元的保守成本。慢性創(chuàng)傷的負擔(dān)超出了醫(yī)療資源的經(jīng)濟成本,對病人的身心都有影響,對他們的生活質(zhì)量產(chǎn)生了負面影響。慢性傷口的副作用包括疼痛、惡臭、滲出物產(chǎn)生、出血、美學(xué)問題和行動不便,會導(dǎo)致一系列的心理社會后果,如抑郁、焦慮、尷尬和負面的身體形象,所有這些都會導(dǎo)致社會孤立,進而導(dǎo)致進一步的心理社會后果。
4.2慢性傷口處理
慢性傷口病因和發(fā)病機制較為復(fù)雜,處理起來極為麻煩??偟脑瓌t為局部治療服從全身治療、病因治療服從創(chuàng)面處理。外科清創(chuàng)治療是局部治療的基礎(chǔ)和前提,在此基礎(chǔ)上,創(chuàng)面處理的方式多種多樣。負壓吸引、智能敷料、局部氧療、富血小板纖維蛋白、血紅蛋白噴霧劑、干細胞等多種治療慢性傷口的方法均取得較好療效,但都具有一定的局限性,且價格偏高。
5小結(jié)
有研究認為,炎癥反應(yīng)的延長是造成慢性傷口愈合延遲的最主要原因,氫氣已經(jīng)被證實具有抗氧化應(yīng)激、抗炎、抗凋亡等作用。在體外試驗中,溶解于生理鹽水的氫氣被證實可以改善大鼠視網(wǎng)膜損傷,富含氫的電解溫水沐浴可以抑制紫外線導(dǎo)致的小鼠放射性皮膚損傷。但是,現(xiàn)有的研究多為體外研究,缺乏臨床研究,對輔助治療慢性傷口的臨床指導(dǎo)證據(jù)不足。未來研究的重點應(yīng)包括:
①探究氫氣輔助治療慢性傷口的臨床效果的可行性和有效性;
②進一步進行氫氣輔助治療慢性傷口的作用機制研究;
③比較不同氫氣給藥方式、不同氫離子濃度對慢性傷口的輔助治療效果,以期最終為臨床治療慢性傷口提供可靠依據(jù)和手段。