聚多卡醇泡沫硬化劑穩(wěn)定性在下肢淺靜脈曲張治療中的研究進展

胡海洋，梅家才

(上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院血管外科，上海 200233)

下肢淺靜脈曲張是臨床常見的靜脈疾病，發(fā)病率隨年齡增長而升高，人群總發(fā)病率約10%[1]。高齡造成的靜脈壁結構變化和小腿肌泵功能減退，可導致靜脈返流和靜脈高壓，從而誘發(fā)下肢淺靜脈靜脈曲張。研究發(fā)現(xiàn)，高齡人群的下肢淺靜脈返流發(fā)生率明顯升高[2]。目前，下肢淺靜脈曲張的治療方法有傳統(tǒng)外科手術及激光、射頻消融、泡沫硬化療法等微創(chuàng)技術[3，4]。在Tessari提出簡便易行的泡沫硬化劑制備方法之后，過去的20年內(nèi)，泡沫硬化療法在靜脈曲張治療中得到了廣泛應用，該療法效果確切，且操作簡單、費用較低、不造成大的手術切口[5]。多項臨床研究、國際共識會議和指南已將泡沫硬化療法確定為治療靜脈曲張的一種重要選擇，并將其作為復發(fā)的靜脈曲張和老年患者的一線治療方案[6]。

泡沫硬化療法使用液體硬化劑，如聚多卡醇、聚桂醇、十四烷基硫酸鈉(C14H29SO4Na，sodium tetradecyl sulfate, STS)，將其以一定的比例與氣體混合后注入曲張靜脈，使靜脈腔內(nèi)產(chǎn)生炎癥和纖維性閉塞，從而達到治療目的[7]。穩(wěn)定的泡沫能更有效地驅趕和屏蔽血流，使硬化劑能有更長時間與靜脈壁接觸并發(fā)揮作用。但多項研究顯示，泡沫硬化劑性質(zhì)不夠穩(wěn)定、容易降解，而在臨床應用過程中，泡沫硬化劑穩(wěn)定性與治療效果密切相關，多種因素導致泡沫穩(wěn)定性差而引起的并發(fā)癥不容忽視[8,9]。研究中通常使用以下3個概念描述泡沫穩(wěn)定性：(1)泡沫半衰期(foam halflife time，F(xiàn)HT)，是泡沫排空率為50%所用的時間；(2)泡沫排空時間(foam drainage time，F(xiàn)DT)，是硬化劑液體可見的時長；(3)泡沫聚結時間(foam coalescence time，F(xiàn)CT),是硬化劑泡沫可見的時長[10]。近年來有許多學者對泡沫硬化劑穩(wěn)定性進行了多種類型的研究，通過控制變量因素以獲取更長的泡沫半衰期。通常來說，黏著力強且細密的泡沫更優(yōu)，在注射后能有效驅趕、排空血液并減少被稀釋的程度。這樣，在制備成泡沫后，同等劑量的藥物也能用于更長段靜脈的治療。此外，半衰期更長的泡沫代表泡沫更穩(wěn)定，可達到更好的治療效果，也可減少治療所需的硬化劑劑量、濃度，并降低并發(fā)癥發(fā)生率。

影響硬化劑泡沫穩(wěn)定性的因素有很多，但目前關于泡沫穩(wěn)定性的研究仍不夠徹底。目前臨床常見的硬化劑為聚多卡醇、STS和聚桂醇，其中STS在國內(nèi)應用較少，而聚桂醇作為國產(chǎn)硬化劑在臨床應用廣泛，但有關聚桂醇泡沫穩(wěn)定性的研究尚缺乏。因此，本文主要從影響聚多卡醇泡沫穩(wěn)定性的因素如溫度、氣體成分、液氣比例、硬化劑濃度、表面活性劑、制備方法等層面，對聚多卡醇泡沫硬化劑穩(wěn)定性相關的研究結果進行綜述，以期對泡沫硬化劑更安全、有效的應用于臨床提供參考。

1 溫 度

多項研究證明溫度對硬化劑泡沫的穩(wěn)定性存在影響。Valenzuela等[11]在2013年研究了10 ℃～40 ℃范圍內(nèi)的溫度對聚多卡醇泡沫穩(wěn)定性的影響，結果表明，溫度越低，泡沫穩(wěn)定性越好。岳琳琳等[12]的研究同樣證明，溫度與硬泡沫穩(wěn)定性負相關。這些研究雖證明不同的溫度條件下泡沫穩(wěn)定性會發(fā)生變化，但研究使用的溫度條件仍與人體實際的溫度變化不一致。為此，Bai等[13]在6 ℃～27 ℃ 7個溫度梯度下制備泡沫，隨后立即將其轉移到37℃水浴中，以模擬不同溫度條件下制備的泡沫注入人體內(nèi)的過程，并觀察泡沫穩(wěn)定性的變化。該研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度突然變化可降低泡沫穩(wěn)定性，且在制備溫度升高時，泡沫半衰期縮短，即泡沫變得不穩(wěn)定。泡沫的液體流動性增加及溫度升高引起的黏度降低，可能是泡沫更易衰減的主要原因。因此，為使泡沫的穩(wěn)定性增加，建議在較低的溫度環(huán)境中制備泡沫，從而保證安全性。

2 氣體成分及注射時間

多種氣體成分可用于泡沫制備，氣體成分的類型對泡沫穩(wěn)定性和臨床效果有一定影響。因為空氣獲取簡單，目前臨床上制備泡沫多使用空氣，有研究使用無菌空氣，亦有直接使用室內(nèi)空氣者，但尚無研究比較二者造成的臨床安全性及泡沫穩(wěn)定性差異。

Peterson等[14]在制備泡沫時分別采用空氣、二氧化碳(carbon dioxide, CO2)、氧氣(oxygen, O2)和CO2/O2混合氣體，發(fā)現(xiàn)在低濃度泡沫中，混合了空氣或氧氣的泡沫半衰期相近，分別為CO2/O2混合泡沫半衰期的1.5倍和CO2泡沫半衰期的3倍。CO2/O2氣體混合物的使用增加泡沫穩(wěn)定性，這可能是因為O2成分可促進泡沫的形成。有研究發(fā)現(xiàn)，將一定比例的氮氣用于制備泡沫可造成較高的氣體栓塞風險，因其在血液中溶解度極低[15]。而純CO2和CO2/O2混合物可以溶解在血液中，從而降低氣體栓塞風險[16]。但是，由于CO2在血液中溶解度更高，因此泡沫的降解速度也更快。McMaster[17]比較了室內(nèi)空氣和CO2制備泡沫的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)雖然CO2泡沫降解較快，但改變注入技術以縮短泡沫制備和注入之間的時間間隔，可使泡沫穩(wěn)定性增加。筆者根據(jù)多年臨床經(jīng)驗認可此觀點，我們建議在硬化劑泡沫制備完成后，應在盡可能短的時間內(nèi)完成注射。

3 液氣比

液氣比例決定泡沫的干濕狀態(tài)，可能影響氣體彌散速度從而影響泡沫穩(wěn)定性。Cameron等[18]以1∶2、1∶3、1∶4、1∶8液氣比的泡沫注入一種充滿血液的靜脈模型，并測定泡沫流入和擴散速率，發(fā)現(xiàn)除1∶2液氣比之外的其他比例都可充填管腔從而發(fā)揮作用。但van Deurzen等[19]發(fā)現(xiàn)不同的液氣比對泡沫穩(wěn)定性無影響。目前指南推薦制備泡沫時液體硬化劑和空氣的比例為1∶4(1單位液體硬化劑混合4單位空氣)[20]，基本滿足了臨床使用的需求，但也不排除將來可能有更細致的研究，確定更精準的液氣比例，甚至可按照此比例使用自動化器械，使制備的泡沫穩(wěn)定性達到最佳狀態(tài)。

4 泡沫硬化劑濃度

Wollmann等[21]發(fā)現(xiàn)聚多卡醇濃度為0.25%、1%和3%時，F(xiàn)HT分別為30 s、130 s和180 s，表明聚多卡醇濃度越高，泡沫衰減越慢，穩(wěn)定性越好。雖然1%聚多卡醇的溶液在治療曲張靜脈的療效低于3%的溶液，但是3%溶液可能會產(chǎn)生更多不良反應[22]。van Deurzen等[19]發(fā)現(xiàn)使用不同濃度聚多卡醇制備的泡沫平均直徑無差異，但高濃度藥物會誘發(fā)皮膚色素沉著。由于研究的結果僅限于現(xiàn)象表層，尚未進一步探討機制，最終結論仍需進一步驗證。

5 表面活性劑

表面活性劑可通過改變泡沫黏度和表面張力來增強泡沫穩(wěn)定性。有研究觀察了5種表面活性劑對泡沫穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)表面活性劑可明顯增強泡沫穩(wěn)定性從而提高治療效果[23]。Rial等[9]使用Tessari方法在3%聚多卡醇中添加了不同濃度的甘油，發(fā)現(xiàn)硬化泡沫中添加1.66%的甘油可獲得理想的泡沫穩(wěn)定性。隨后另一項研究發(fā)現(xiàn)，將0.1 ml的1%透明質(zhì)酸添加至1%聚多卡醇中，泡沫的半衰期延長173.38%，穩(wěn)定性顯著提高[24]。Critello等[25]使用了舒洛地特作為添加成分，以聚多卡醇/舒洛地特分別為1∶0、1∶1和1∶3的比例制備泡沫，測得泡沫半衰期分別為(90.6±3.0)s、(106.8±2.6)s和(107.6±2.7)s，研究證明舒洛地特添入硬化劑可作為泡沫穩(wěn)定劑，延長泡沫半衰期。由此可見，以往研究使用的表面活性劑對泡沫穩(wěn)定性都具有增強作用，但目前尚未應用于臨床?，F(xiàn)有的制備泡沫硬化劑方法，在不添加表面活性劑的情況下也已經(jīng)基本滿足臨床使用，因此，將來若出現(xiàn)優(yōu)勢更明顯的表面活性劑，或許能對現(xiàn)有制備方式的改進產(chǎn)生積極影響。

6 泡沫制備方法

不同的泡沫制備方法影響泡沫的平均直徑、均勻度及泡沫穩(wěn)定性。通常，泡沫中的平均直徑越小，泡沫越均勻，泡沫穩(wěn)定性越好。目前常用泡沫制備方法包括經(jīng)典的Tessari技術和雙注射系統(tǒng)(dual syringe system，DSS)，但這兩種技術制備的泡沫穩(wěn)定性仍不夠理想。為制備更穩(wěn)定的泡沫適用于不同的臨床條件，多名學者改進和探索了新的制備方法。有研究認為在制備泡沫時使用3個注射器，可在泡沫注射過程中解決泡沫黏附和栓塞的問題。Xu等[26]在Tessari方法中使用一個2倍容量的注射器，發(fā)現(xiàn)該方法可產(chǎn)生更多的泡沫并改善泡沫穩(wěn)定性。有研究使用了不同規(guī)格注射器制備泡沫，認為較小的注射器可產(chǎn)生的泡沫更均勻[23]，但McMaster[17]證明注射器尺寸與FHT之間無明顯關系。McMaster[17]和van Deurzen等[19]也研究了不同型號的針頭用于注射時對泡沫穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)組間差異無統(tǒng)計學意義。

筆者在臨床操作過程中發(fā)現(xiàn)，注射器數(shù)量和大小對泡沫穩(wěn)定性并無絕對影響，而制備泡沫時泵速導致的渦旋變化，可能對泡沫穩(wěn)定性的影響更大。泡沫制備過程中反復、快速混合出均勻的泡沫更能提高泡沫穩(wěn)定性，減少泡沫的降解并提高治療效果[3]。因此，便于調(diào)控的機械化制備方法可能具有更客觀的研究意義和參考價值。

2015年，Carugo等[27]用仿生靜脈模型比較了DSS、Tessari技術及市售的標準自動聚多卡醇注射微泡(polydocanol injection microbubbles，PIM)的泡沫，發(fā)現(xiàn)FDT順序為PIM>DSS>Tessari，PIM產(chǎn)生泡沫平均直徑更小、更均勻，顯示出較好的穩(wěn)定性。2017年，Critello等[28]使用低頻超聲波制備泡沫，將其與Tessari方法制備的泡沫進行比較，發(fā)現(xiàn)超聲制備的泡沫更穩(wěn)定，平均直徑遠小于Tessari方法制備的泡沫。2020年Roche等[29]通過自動化磁力攪拌儀裝置，其中包含自動化攪拌器械和一次性滅菌儲氣膠囊，采用不同的硬化劑、氣體比例和參數(shù)設置組合制備泡沫，發(fā)現(xiàn)所有組合方式都可獲取合適特性的硬化劑泡沫，且攪拌速度增加可提高氣液比例，從而增加泡沫穩(wěn)定性。

也有學者研究了過濾器對泡沫穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)5 mm過濾器可獲得FHT更高的泡沫，證明泡沫在通過過濾器時變得更加均勻和緊密，穩(wěn)定性更好[30]。

以上多數(shù)研究只納入了一個變量因素。Bai等[31]在前期基礎上持續(xù)探索，研究了多因素條件下泡沫穩(wěn)定性變化規(guī)律，并研究了各種因素和制備條件對泡沫半衰期的影響。這項研究發(fā)現(xiàn)，對于2.5 ml注射器，最佳泵速為250 mm/s。注射器尺寸、表面活性劑、制備溫度和泵速這4個因素顯著影響泡沫的半衰期，其中表面活性劑影響最大，而注射器尺寸影響最小。獲得穩(wěn)定泡沫的最佳條件是2.5 ml注射器尺寸、添加適當?shù)谋砻婊钚詣?0°C制備溫度和250 mm/s的注射速度。

7 總結與展望

下肢淺靜脈曲張臨床發(fā)病率隨年齡增長而升高，泡沫硬化療法在治療中應用廣泛，效果確切，但泡沫硬化劑性質(zhì)不夠穩(wěn)定、容易降解。泡沫穩(wěn)定性是泡沫硬化療法中的關鍵問題，不僅關系到該療法的安全開展，還關系到泡沫硬化療法的進一步發(fā)展。溫度、氣體成分、液氣比例、硬化劑濃度、表面活性劑、制備方法等因素都會對聚多卡醇泡沫穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。未來需要更多的安全有效的表面活性劑提高泡沫穩(wěn)定性，更高效、均一穩(wěn)定的機械化制備方法也值得期待。此外，硬化劑泡沫衰減的機制還需要更深入的研究，以獲得更全面的評估泡沫穩(wěn)定性的方法，促進泡沫硬化劑更安全、廣泛的應用于臨床。