靜脈留置針留置時間對白兔耳緣靜脈中炎癥因子、氧化應激指標及凝血因子的影響

鄭莉蘭, 魏黎華, 連澤榮, 甘青文,涂發妹, 袁祎凌, 李媛平

(1. 南昌大學第一附屬醫院, 江西 南昌, 330046; 2. 南昌大學護理學院, 江西 南昌, 330046)

靜脈留置針(即套管針)是一種外周靜脈輸液工具，主要由不銹鋼針芯、軟管導管和塑料針座組成，被廣泛應用于臨床。靜脈留置針引發的并發癥(如堵塞、靜脈炎、感染、外滲等)為臨床護理的難點之一[1-2]。研究[3]表明，靜脈留置針的留置時間與并發癥的發生有直接關系。留置針導管的刺激可對血管內膜造成機械損傷，促進靜脈壁發生炎癥反應，釋放炎癥因子，從而激活炎癥反應鏈。炎癥因子中的白細胞介素(IL)-1、IL-6以及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是介導急性炎癥反應的重要促炎因子。在創傷和炎癥的情況下，IL-1、IL-6和TNF-α的表達增加，促進血管炎癥反應的發生，增加血管損傷[4-5]。此外，血管炎癥可促進活性氧(ROS)的產生，誘導氧化應激，進一步加重血管損傷[6]。在靜脈炎發生時(在氧化應激增加的條件下)，自由基可激活環氧合酶，調控前列環素和血栓素的合成，誘發血管收縮和血小板聚集，促進凝血及血栓形成[7-8]。本研究通過動物實驗探討靜脈留置針的留置時間與血管損傷之間的關系，以期為臨床靜脈留置針的應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

新西蘭大白兔40只，3月齡，體質量2.5～3.0 kg, 雌雄各半，購自山東艾萊克生物科技有限公司，生產許可證為SCXK(魯)2019-0006。普通環境飼養，維持在溫度為22～25 ℃和濕度為60%～65%的12 h明暗循環的環境中，健康狀況良好。本研究經醫院倫理委員會批準。

1.2 主要試劑及儀器

兔IL-6(ml051629)、IL-1(ml027827)、TNF-α(ml001696)、6-酮-前列腺素F1a(6-keto-PGF1a, ml001781)、血栓素B2(TXB2, ml001775)、內皮素1(ET-1, ml027981)酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測試劑盒購自上海酶聯生物科技有限公司; 丙二醛(MDA，A003-1-2)、超氧化物歧化酶(SOD, A001-3-2)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px, A005-1-2)試劑盒購自南京建成生物工程研究所; 蘇木精-伊紅(HE)染色試劑盒(G1120)購自北京Solarbio公司。iMark680多功能酶標儀(美國Bio-Rad公司); BX61電動顯微鏡(日本Olympus公司)。

1.3 動物分組及處理

采用隨機數字表法將40只新西蘭白兔分為對照組(常規飼養，未經任何處理)、留置4 d組、留置6 d組和留置8 d組，每組10只。選用24G靜脈留置針在兔雙耳外側耳緣靜脈行靜脈輸液。由專人操作，一次性穿刺成功。操作步驟: 采用兔架固定器限制白兔活動，選取兔耳粗而直的靜脈血管，剃去局部兔毛，常規皮膚消毒后，將針頭以15～30 °直刺靜脈。見回血后，降低穿刺角度至5～10 °, 順靜脈方向再進針2～3 mm, 將針芯后撤少許，使針尖退至導管內，持導管座將導管與針芯全部送入血管[9-10]。然后用無菌膠帶固定，包扎白兔雙耳以防抓脫。

1.4 血常規檢測

達到留置時間時，給予戊巴比妥鈉(40 mg/kg)腹腔注射麻醉白兔，腹主動脈取血，其中EDTA抗凝管用于血常規檢測，主要包括白細胞(WBC)、中性粒細胞百分比(Gran)、紅細胞(RBC)、血紅蛋白(HGB)、血小板(PLT)共5項指標; 檢測工作由醫院檢驗科完成。

1.5 耳靜脈組織炎癥因子和氧化應激指標檢測

取出留置針，分離兔耳靜脈，以穿刺點為中心取長2 cm、寬1 cm的耳靜脈標本，將左耳靜脈標本用預冷的生理鹽水研磨制備組織勻漿液，在4 ℃下，以3 000×g離心15 min(離心機半徑13.5 cm), 取上清液，采用ELISA法檢測勻漿上清液中IL-1、IL-6和TNF-α水平，并采用生化法檢測MDA水平和SOD、GSH-Px活性。

1.6 血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平檢測

普通采血管取血，靜置后離心(4 ℃, 3 000×g 15 min, 離心機半徑13.5 cm), 分離血清，采用ELISA法檢測血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平。

1.7 HE染色觀察血管病理損傷

將右耳靜脈標本用4%多聚甲醛溶液固定，常規脫水和石蠟處理。將石蠟塊切成5 μm厚的切片，烘烤15 min后，切片用二甲苯脫蠟，梯度乙醇脫水，蘇木精浸泡5 min染色，自來水洗20 min, 1%酸性酒精分色1～3 s, 0.5%伊紅溶液染色1～3 min, 梯度乙醇脫水，二甲苯透明，中性膠封固，光學顯微鏡下觀察靜脈血管組織病理學變化。觀察指標包括: 炎癥反應和血栓形成。每只兔耳做5張HE染色切片，由2名病理學專家對兔耳緣靜脈損傷程度進行評價。采用半定量評分系統評估血管炎癥反應的嚴重程度，具體分級為0～3級[11]: 0級，無炎癥反應(僅見血管周圍結締組織充血水腫); 1級，輕度炎癥(血管周圍結締組織可見淋巴細胞和漿細胞浸潤，血管壁和管腔內未見炎性細胞); 2級，中度炎癥(淋巴細胞、漿細胞和少數中性粒細胞浸潤到結締組織和血管壁); 3級，重度炎癥(淋巴細胞和中性粒細胞彌漫性浸潤血管周圍結締組織及血管壁和血管腔各層，血管腔內有大量滲出物和壞死的細胞碎片)。血栓形成判斷標準: 每份標本5張切片中有1張及以上切片有血栓判定為該血管有血栓形成, 5張切片中均無血栓判定為無血栓。

1.8 統計學分析

2 結 果

2.1 不同留置時間對兔血常規指標的影響

與對照組相比，留置4 d組、留置6 d組和留置8 d組的RBC、HGB水平下降，但差異無統計學意義(P>0.05)。對照組、留置4 d組、留置6 d組、留置8 d組WBC、PLT、Gran呈依次增高趨勢。與對照組、留置4 d組和留置6 d組比較，留置8 d組WBC、PLT、Gran升高，差異有統計學意義(P<0.05), 見表1。

表1 不同留置時間對兔血常規指標的影響

2.2 不同留置時間對兔耳靜脈血管組織炎癥因子水平的影響

與對照組相比，留置4 d組和留置6 d組的IL-1、IL-6和TNF-α水平升高，但差異無統計學意義(P>0.05); 與對照組、留置4 d組和留置6 d組比較，留置8 d組的IL-1、IL-6和TNF-α水平升高，差異有統計學意義(P<0.05), 見表2。

表2 不同留置時間對兔耳靜脈血管組織炎癥因子水平的影響 pg/mL

2.3 不同留置時間對兔耳靜脈血管組織MDA水平和SOD、GSH-Px活性的影響

與對照組相比，留置4 d組和留置6 d組的MDA水平上升, SOD、GSH-Px活性下降，但差異無統計學意義(P>0.05)。與對照組、留置4 d組和留置6 d組比較，留置8 d組的MDA水平升高, SOD、GSH-Px活性降低，差異有統計學意義(P<0.05), 見表3。

表3 不同留置時間對兔耳靜脈血管組織MDA水平和SOD、CAT活性的影響

2.4 不同留置時間對兔血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平的影響

與對照組相比，留置4 d組和留置6 d組的TXB2、ET-1水平上升，6-keto-PGF1a水平降低，但差異無統計學意義(P>0.05)。與對照組、留置4 d組和留置6 d組比較，留置8 d組的TXB2、ET-1水平升高，6-keto-PGF1a水平降低，差異有統計學意義(P<0.05), 見表4。

表4 不同留置時間對兔血清TXB2、6-keto-PGF1a、ET-1水平的影響 ng/L

2.5 不同留置時間對兔血管組織病理變化的影響

HE染色鏡檢結果顯示，對照組血管壁未見炎性細胞浸潤，血管壁周圍未見纖維組織增生。與對照組相比，留置4 d組和留置6 d組有少量炎性細胞浸潤，血管壁周圍出現輕度纖維組織增生，但組間血管炎癥反應程度和血栓發生率比較，差異無統計學意義(P>0.05)。與對照組、留置4 d組和留置6 d組比較，留置8 d組血管壁出現大量炎性細胞浸潤，血管壁纖維組織增生，血管炎癥反應程度和血栓發生率升高，差異有統計學意義(P<0.05), 見圖1、表5。

表5 不同留置時間對兔血管組織病理變化的影響[n(%)]

3 討 論

靜脈留置針由于留置時間長，避免反復靜脈穿刺，被廣泛用于長期住院患者。這種針頭不僅可以減輕患者的痛苦，還可以提高護士的工作效率，但如果不能正確掌握留置方法及時間，則會導致靜脈炎或血管損傷，給患者造成痛苦。靜脈留置針的留置時間被認為是影響靜脈炎發生的重要因素之一。外周靜脈留置針需要每72～96 h更換1次，以降低靜脈炎和血流感染的發生率[11-12]。在本研究中，隨著靜脈留置針留置時間的增加，兔血液中WBC、PLT、Gran和耳靜脈炎的嚴重程度以及血栓發生率呈增高趨勢; 在超過6 d的留置時間時, WBC、PLT、Gran和兔耳靜脈炎的嚴重程度以及血栓發生率均明顯增加。上述結果提示，臨床應用靜脈留置針輸液時，為了避免靜脈炎和血栓的發生，留置時間一般不超過6 d。

靜脈留置針對血管壁的機械刺激可直接損傷血管內皮細胞; 受損的血管內皮細胞會增加血管通透性。炎癥細胞從血管壁流出，從而在趨化因子的作用下引起炎癥反應[13]。IL-1、IL-6、TNF-α為促炎因子，參與靜脈血栓形成和血管炎等病理過程[14-16]。本研究中，留置針留置時間超過6 d后，促炎因子IL-1、IL-6、TNF-α水平異常升高。HE染色結果證實，隨著靜脈留置針留置時間的延長，血管組織發生炎癥細胞浸潤。此外，氧化應激和促炎過程通常被認為相互依賴。在炎癥條件下，炎癥部位的中性粒細胞產生的ROS會誘導氧化應激，導致內皮間連接的開放，并促進炎性細胞跨內皮屏障的遷移; 遷移的炎性細胞會導致組織損傷[6]。在氧化應激中，過量產生的ROS會增加MDA含量，同時抗氧化系統受損導致SOD和GSH-Px的降低[17-18]。氧化應激會導致內皮功能障礙、血管收縮和血管細胞促炎表型[6]。ET-1為內皮功能障礙的標志物。本實驗中，在靜脈留置針留置8 d時，血管促炎因子水平升高的同時，伴隨著MDA水平的升高和SOD、GSH-Px活性的降低，這提示留置針導管的持續刺激誘導氧化應激，引起炎癥反應，加重靜脈炎。

血栓形成是靜脈留置針引起的另一個常見且嚴重的并發癥。研究[19]表明，炎癥細胞在觸發和加強血栓形成中發揮作用。IL-1和TNF-α可以上調導致凝血啟動的組織因子水平，抑制纖溶[13]。TNF-α和IL-6還可以抑制內皮表面的血栓，調節蛋白的表達，從而使內皮細胞從抗凝狀態轉變為促凝狀態[20]。因此, IL-1、IL-6和TNF-α的表達水平升高不僅可以促進炎癥的進展，還可以促進血栓形成。此外，增加的氧化應激可能會引起血栓素和前列環素之間的不平衡，促進血小板活化，進而導致血栓形成[21]。血栓素A2(TXA2)是人類血小板的主要環氧合酶產物，是一種有效的血管收縮劑和血小板激動劑。TXB2是TXA2的穩定代謝產物，血清TXB2水平可用于評估血小板TXA2的生物合成[22]。前列環素(PGI2)是血栓素的對抗劑，具有抗血小板聚集、抑制炎性介質釋放和舒張血管的作用，故可以防止血栓形成。6-keto-PGF1a是PGI2的穩定降解產物，可以反映PGI2的水平[23]。當血小板被激活時, TXA2增加, TXB2隨之增加; PGI2水平降低, 6-keto-PGF1a水平隨之降低，可導致血小板聚集性增強，誘導血栓形成。本研究中，血液中TXB2含量升高，而6-keto-PGF1a水平下降，表明TXA2/PGI2的平衡失調，促使血栓形成。

綜上所述，在靜脈留置針留置時間超過6 d后，耳靜脈中炎癥因子增加，并可誘導氧化應激，加重靜脈炎和血栓形成。本研究表明，為了避免靜脈炎和血栓的發生，臨床應用靜脈留置針輸液時，留置時間一般不應超過6 d。本研究結果存在一定局限性，尚需大量臨床樣本進行驗證; 此外，靜脈留置針輸注不同性質藥物時，是否對血管的損傷程度產生影響，還需在未來的研究中深入探討。