新型氣管導(dǎo)管功能研究進(jìn)展*

蔡國強(qiáng)，董瑞安綜述，張　丹審校（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診/重癥醫(yī)學(xué)科，重慶400016）

新型氣管導(dǎo)管功能研究進(jìn)展*

蔡國強(qiáng)，董瑞安綜述，張丹△審校
（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診/重癥醫(yī)學(xué)科，重慶400016）

氣管/損傷；插管法，氣管內(nèi)；肺炎，呼吸機(jī)相關(guān)性；通氣機(jī)，機(jī)械；綜述

1868年氣管導(dǎo)管開始投入臨床使用，現(xiàn)在越來越多的患者因各種原因建立人工氣道，氣管導(dǎo)管應(yīng)用更加廣泛，但同時也帶來了一些相關(guān)并發(fā)癥，其中最主要的是氣道損傷和呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎（VAP）。近年來多種并發(fā)癥在臨床上的發(fā)生率仍居高不下，對于醫(yī)生的治療造成了多種障礙，對于患者的恢復(fù)造成了不良影響，增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。氣管導(dǎo)管的改進(jìn)勢在必行。自各種并發(fā)癥出現(xiàn)以來，氣管導(dǎo)管的功能改良及新型功能的研發(fā)一直未曾中斷。多種設(shè)計的優(yōu)勢也被借鑒融合，如聚氨酯及錐型氣囊形狀等，推出了一系列的新型氣管導(dǎo)管，有效地對并發(fā)癥的發(fā)生進(jìn)行了預(yù)防和規(guī)避。國內(nèi)注重氣管導(dǎo)管多功能的開發(fā)，但是缺少大樣本的臨床結(jié)果論證，多種設(shè)計思路并不成熟，難以應(yīng)用于臨床。而多種新型氣管導(dǎo)管的推出，也對氣管導(dǎo)管的個體化選擇造成了很大的困惑，因此，本文就新型氣管導(dǎo)管的進(jìn)展概況作一綜述，旨在對新型氣管導(dǎo)管的臨床應(yīng)用起到一定的指向作用，更好地發(fā)揮改良?xì)夤軐?dǎo)管的優(yōu)勢。

1　氣囊設(shè)計改進(jìn)

氣囊的作用是保持聲門以下的氣道封閉，一方面保障正壓機(jī)械通氣的有效完成，同時也能保護(hù)氣道，預(yù)防誤吸的發(fā)生。氣囊的設(shè)計既要考慮密閉性能，同時又要減少氣囊壁對氣道的壓迫損傷。從20世紀(jì)70年代以前的高壓套囊發(fā)展到后來的高容低壓套囊，雖然解決了高壓損傷氣道的問題，但仍存在氣囊膨脹后出現(xiàn)折疊和微縫隙等問題［1］，易發(fā)生隱性誤吸。近年來氣囊的改進(jìn)在以下方面進(jìn)行了探索。

1.1氣囊材質(zhì)改進(jìn)氣囊的新型材料是聚氨酯和天然乳膠。聚氨酯氣囊因囊壁厚度僅7 μm，較聚氯乙烯氣囊（＞50 μm）薄，故稱為超薄氣囊。因其充氣量較圓柱狀氣囊充氣量減少，又稱為低容低壓氣囊。應(yīng)用聚氨酯制成的氣囊較傳統(tǒng)聚氯乙烯制成的氣囊封閉性明顯改善，但低呼氣末正壓通氣（PEEP）時仍可能發(fā)生氣囊上積液的向下泄露。體外研究結(jié)果顯示，天然乳膠氣囊可防止低PEEP時聚氨酯氣囊這一問題［2］?？傊?，低容低壓氣囊的使用可以有效減少傳統(tǒng)聚氯乙烯隱性誤吸的發(fā)生。

1.2氣囊形狀改進(jìn)2010年后的多項研究提出并論證了圓錐狀氣囊形狀的優(yōu)勢，能保證氣囊至少有一部分與氣道黏膜貼合緊密，減少氣囊上滯留物沿著氣囊縫隙下流的風(fēng)險［2-3］。錐形套囊是將近端的直徑設(shè)計成大于正常氣管直徑，從近端到遠(yuǎn)端（靠近肺部）逐漸減小，使套囊從近端至遠(yuǎn)端契合氣管。因此，套囊在一定程度上減少了褶皺和漏氣通道的出現(xiàn)，封閉性能得到了提升。

值得一提的是，新型錐形梨形聚氨酯套囊，這種套囊將上述改進(jìn)材質(zhì)和形狀結(jié)合后優(yōu)勢明顯，體現(xiàn)出薄壁、高順應(yīng)性和高靜息容量等優(yōu)點(diǎn)。Miller等［4］在單中心的回顧性研究中驗證，聚氨酯制成的錐形氣囊可明顯降低早發(fā)性VAP的發(fā)生。

1.3氣囊壓力管理氣囊壓力過高或不足都會出現(xiàn)相應(yīng)的并發(fā)癥，氣囊壓力管理尤為重要。目前通常使用測氣囊壓方式是用氣囊壓力表。氣囊壓力超過30 cm H2O （1 cm H2O=0.098 kPa）會出現(xiàn)黏膜血流減少及其他并發(fā)癥［5］。而Rello等［6］發(fā)現(xiàn)，氣囊壓力低于20 cm H2O后，在插管的前8小時患者誤吸率明顯上升，并成為VAP發(fā)生的獨(dú)立危險因素。因此，氣囊壓力應(yīng)該控制在20～30 cm H2O內(nèi)。

氣囊壓力隨著時間出現(xiàn)波動，使用自動裝置監(jiān)測和調(diào)節(jié)氣囊壓力可以克服這一缺點(diǎn)。Nseir等［7］在豬模型中發(fā)現(xiàn)自動氣囊壓力控制器能更好地維持氣囊壓力，但自動控制管理并未顯示出減少氣道損傷的優(yōu)勢。這一觀點(diǎn)在Farré等［8］對機(jī)械通氣患者的試驗中也得到了證實，自動監(jiān)測裝置并未明顯改善VAP的發(fā)生率。隨后有研究顯示，在單中心隨機(jī)對照研究中發(fā)現(xiàn)，使用自動充氣泵組始終維持氣囊壓力為25 cm H2O的患者微量誤吸的發(fā)生率、氣道分泌液的細(xì)菌濃度及VAP發(fā)生率均明顯降低［9-11］。但是Sole等［12］發(fā)現(xiàn)，持續(xù)壓力監(jiān)測保持恒定（20 cm H2O）的氣囊壓力，對氣管插管患者VAP發(fā)生率無改善。自動控制器管理下實行持續(xù)壓力監(jiān)測是氣囊壓力精細(xì)化管理的發(fā)展方向，但其對于降低VAP發(fā)生率的作用仍需進(jìn)一步評估。

2　氣管導(dǎo)管管體設(shè)計的改良

常用的氣管導(dǎo)管尖端硬，管體軟，易引起聲門附近組織損傷。管體難以塑形，插管時需要使用管芯塑形，易出現(xiàn)壓偏或折屈等安全問題。

2.1螺旋絲增強(qiáng)型氣管導(dǎo)管早在20世紀(jì)90年代以前就出現(xiàn)了加強(qiáng)導(dǎo)管體的設(shè)計。管壁內(nèi)鑲有螺旋形金屬圈或尼龍螺旋形絲圈，可有效保持氣管導(dǎo)管的韌性，防止特殊體位出現(xiàn)的壓偏或折屈，適用于部分手術(shù)患者。但該導(dǎo)管由于彈性和修復(fù)能力較差，少有這種導(dǎo)管引起的氣道梗阻病例發(fā)生［13］。

2.2LITA氣管導(dǎo)管20世紀(jì)90年代美國Sheridan公司對喉部氣管導(dǎo)管進(jìn)行改良，通過在氣囊上方的8個及下方的2個孔洞對機(jī)械通氣患者進(jìn)行表面麻醉，能夠有效降低氣道敏感性，減少咳嗽和喉痙攣的發(fā)生［14］。

2.3柔性氣管導(dǎo)管20世紀(jì)90年代前提出的新型氣管導(dǎo)管管體設(shè)計，尖端柔軟且半球形向內(nèi)彎曲呈喙形。Kristensen等［15］在隨機(jī)雙盲研究中發(fā)現(xiàn)柔性氣管導(dǎo)管插管時間也大幅減少，插管重定位發(fā)生率明顯降低。Sanuki等［16］在口腔外科術(shù)后鼻氣管插管患者中發(fā)現(xiàn)，使用柔性氣管導(dǎo)管能明顯降低鼻出血發(fā)生率，減輕插管后鼻疼痛、鼻黏膜損傷。

以上幾種氣管管體設(shè)計的改進(jìn)在目前臨床使用的氣管導(dǎo)管中廣泛聯(lián)合應(yīng)用，為新型氣管導(dǎo)管的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，有效降低了建立人工氣道帶來的相關(guān)并發(fā)癥。

3　氣管導(dǎo)管預(yù)防VAP發(fā)生的相關(guān)功能開發(fā)

3.1聲門下吸引導(dǎo)管聲門下吸引導(dǎo)管是最早提出的能降低VAP發(fā)生率的氣管導(dǎo)管改進(jìn)方法。導(dǎo)管背側(cè)壁內(nèi)有一條聲門下吸引管為單行腔道，直通氣囊的上緣。該腔道末端可連接注射器進(jìn)行間斷地沖洗和抽吸，或中心負(fù)壓裝置連接進(jìn)行持續(xù)聲門下負(fù)壓吸引。目前已有多項研究結(jié)果證實，使用帶SSD的導(dǎo)管與普通導(dǎo)管對比均可明顯降低VAP發(fā)生率［17-19］。Kollef等［20］在心臟手術(shù)患者的隨機(jī)單中心研究中發(fā)現(xiàn)，持續(xù)聲門下吸引導(dǎo)管的使用可降低49%的VAP發(fā)生率，且并未發(fā)現(xiàn)并發(fā)癥的發(fā)生，但是在減少死亡率及住院時間方面效果不明顯。聲門下吸引導(dǎo)管在臨床上已廣泛應(yīng)用，目前尚無并發(fā)癥的報道。

3.2黏液超吸導(dǎo)管間隙閉合管吸痰普遍使用于機(jī)械通氣患者。Kolobow等［21］首先在羊模型的試驗中使用了能夠?qū)夤軐?dǎo)管內(nèi)進(jìn)行全自動間隙性吸痰的系統(tǒng)，稱為黏液超吸器。氣囊上方延伸出8個直徑1.3 mm大小的孔，吸入管腔范圍延伸到氣囊下方，每隔0.3 s對其8個孔進(jìn)行抽吸。Li Bassi等［22］在羊模型中對黏液超吸導(dǎo)管進(jìn)行了長達(dá)72h的評估，每2分鐘啟動一次自動吸痰，與每6小時的手動吸痰進(jìn)行對比，能明顯減少氣管導(dǎo)管上分泌物累積。但是目前尚無黏液超吸導(dǎo)管的人體試驗報道。

3.3黏液剃削導(dǎo)管Kolobow等［23］還在羊模型中使用了一套手動操作系統(tǒng)用于刮掉氣管導(dǎo)管內(nèi)側(cè)分泌物的系統(tǒng)，名為黏液剃削器。黏液剃削器通過導(dǎo)管內(nèi)壁直達(dá)底部，頭部為剃削裝置，氣囊脹大后可順導(dǎo)管內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)進(jìn)行剃削。Berra等［24］在至少72 h機(jī)械通氣患者的單中心隨機(jī)試驗中發(fā)現(xiàn)，拔管后，12例黏液剃削導(dǎo)管中只有1例導(dǎo)管出現(xiàn)病菌定植，而普通導(dǎo)管中10例導(dǎo)管均出現(xiàn)細(xì)菌定植。電子顯微鏡掃描顯示，剃削氣管導(dǎo)管上幾乎無分泌物，而普通導(dǎo)管均有厚實的病菌沉淀物，且未有并發(fā)癥發(fā)生。結(jié)果證明，黏液剃削導(dǎo)管可安全、高效地清理導(dǎo)管內(nèi)管壁，防止細(xì)菌定植。但是鮮有試驗證明黏液剃削器能降低VAP發(fā)生。對于該系統(tǒng)成本及實用性方面的評估，仍需更大樣本的臨床試驗。

3.4生物膜預(yù)防導(dǎo)管

3.4.1鍍銀氣管導(dǎo)管氣管導(dǎo)管上的生物膜形成被認(rèn)為是VAP重要發(fā)病機(jī)制。使用抗生素?zé)o法直接抑制氣管導(dǎo)管生物膜上的細(xì)菌生長，所以氣管導(dǎo)管表面涂層成為了新的選擇，而鍍銀導(dǎo)管就是其中一種經(jīng)濟(jì)實惠可行的產(chǎn)品。Olson等［25］對機(jī)械通氣的試驗犬進(jìn)行了試驗，結(jié)果證明了鍍銀導(dǎo)管對減少生物膜形成的作用，減輕了病菌負(fù)荷，并延緩了細(xì)菌在內(nèi)壁定植周期。Rello等［26］在24 h以上機(jī)械通氣重癥監(jiān)護(hù)病房患者的多中心隨機(jī)單盲研究中，發(fā)現(xiàn)鍍銀導(dǎo)管有效延遲細(xì)菌定植，減輕7 d內(nèi)氣管導(dǎo)管內(nèi)壁病菌負(fù)荷。Afessa等［27］也在回顧性隊列研究中證實，發(fā)生VAP患者死亡率在使用鍍銀導(dǎo)管的患者中明顯降低。Li等［28］的meta分析結(jié)果也證明了VAP發(fā)生率在使用鍍銀導(dǎo)管患者中明顯降低。

3.4.2其他涂層氣管導(dǎo)管其他一些涂層涂料也處于開發(fā)階段。Berra等［29］在羊模型上，對磺胺嘧啶銀、洗必泰（氯己定）等抗菌涂料涂層導(dǎo)管進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)其抗生物膜形成能力都優(yōu)于鍍銀氣管導(dǎo)管。Gardine是殺菌染料和洗必泰的合成物。Gendine是龍膽和洗必泰的合成物。Raad等［30］在體外試驗中分別評估了管內(nèi)鍍銀、鍍Gardine及鍍Gendine的導(dǎo)管生物膜定植防護(hù)性能，發(fā)現(xiàn)Gardine和Gendine涂層的氣管導(dǎo)管在對抗金黃色葡萄球菌、耐藥性革蘭陰性菌及念珠菌方面都優(yōu)于鍍銀氣管導(dǎo)管，且價格相對低廉。

3.4.3光能動力療法氣管導(dǎo)管光能動力治療法也被認(rèn)為是一種可能預(yù)防生物膜形成的方法［31］。在光敏劑和光的作用下，病菌發(fā)生功能或形態(tài)變化，從而減少細(xì)菌定植。具體應(yīng)用仍需動物及人體試驗的進(jìn)一步評估。

不管是SSD、黏液超吸導(dǎo)管，還是黏液剃削導(dǎo)管，均對生物膜形成有一定的預(yù)防作用，因此現(xiàn)今氣管導(dǎo)管改良的方向就是有效地結(jié)合上述設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，以減少患者痛苦，改善預(yù)后，減少人工氣道并發(fā)癥的發(fā)生。

4　氣管導(dǎo)管新型功能研發(fā)

4.1心臟起搏氣管導(dǎo)管近年來，國內(nèi)提出的氣管導(dǎo)管改進(jìn)方案，在氣管導(dǎo)管內(nèi)安裝心臟起搏裝置，在末端安置通氣管、吸痰管、注藥管等裝置。研究者在昏迷且有氣管插管指征的成年患者中通過該導(dǎo)管選擇起搏點(diǎn)，進(jìn)行心臟起搏，檢測生命體征示人工起搏有效［32］。同時該導(dǎo)管還有同步吸痰、注藥等功能。但在國外尚未有報道，其臨床效果也未得到大樣本試驗結(jié)果的支持。

4.2防喉神經(jīng)損傷氣管導(dǎo)管美敦力公司推出的新功能氣管導(dǎo)管是在氣管導(dǎo)管內(nèi)安置一聲帶肌動電流圖監(jiān)測器，用相應(yīng)的可移動傳感器接受聲帶肌動電流圖，可在手術(shù)中實時監(jiān)測，有效預(yù)防了術(shù)中對喉神經(jīng)的損傷［33］。但是該導(dǎo)管體型較普通氣管導(dǎo)管略大，有少量病例出現(xiàn)氣道梗阻和氣胸［34］。

4.3其他新型功能導(dǎo)管國內(nèi)還有其他對于氣管導(dǎo)管的新型功能研發(fā)，如可視化氣管導(dǎo)管［35］、可測溫氣管導(dǎo)管［36］等，也是在氣管導(dǎo)管上增加如目鏡、攝像或傳感器等設(shè)備，也有相關(guān)臨床研究，但是需要更大樣本及實用性評估。

5　小　結(jié)

近年來醫(yī)療器械工業(yè)飛躍發(fā)展，臨床研究逐漸深入，氣管導(dǎo)管從氣囊材質(zhì)、形狀及管體設(shè)計等多個方面不斷改進(jìn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)氣管導(dǎo)管的不足，使其功能更完善，減少了氣管導(dǎo)管并發(fā)癥的發(fā)生。但是VAP的降低需要一個多方面措施的共同作用，而對于現(xiàn)今氣管導(dǎo)管的改進(jìn)效果仍需要進(jìn)一步的大樣本評估。氣管導(dǎo)管也向著多功能整合化的方向發(fā)展，旨在為臨床危重癥患者的搶救爭取時間。臨床醫(yī)生需要根據(jù)患者個體化選擇合適的氣管導(dǎo)管，才能發(fā)揮出新型氣管導(dǎo)管的最佳作用。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.05.020

A

1009-5519（2016）05-0694-04

重慶市衛(wèi)生局科研資助項目（2013-2-281）。

△，E-mail：doctor_zhangdan@126.com。

（2015-12-28）