淺析靜脈瓣仿生技術(shù)在輸液裝置上的應(yīng)用

郜路明 梁晉 馬寶峰 太原學(xué)院 （山西 太原 030000）

內(nèi)容提要： 靜脈輸液是現(xiàn)今最常用的醫(yī)療治療手段，保障輸液療效和安全是一項(xiàng)重要任務(wù)。簡要概括國內(nèi)外靜脈輸液現(xiàn)狀以及存在的安全隱患，分別從人體內(nèi)靜脈瓣生理作用、靜脈瓣式輸液管仿生設(shè)計(jì)兩方面分析，總結(jié)并展望靜脈瓣式輸液管仿生設(shè)計(jì)在靜脈輸液領(lǐng)域的應(yīng)用前景。結(jié)果顯示，依托仿生靜脈瓣阻流原理設(shè)計(jì)一種成本低廉且能有效防止血液逆流的一次性輸液裝置。

靜脈輸液技術(shù)真正運(yùn)用臨床至今只有百余年的歷史，因其方法直接簡單、見效快，已成為當(dāng)今臨床最常用的技術(shù)手段之一。靜脈輸液過程中，若輸液管內(nèi)藥液流空，患者血液回流輸液管內(nèi)，則會對患者造成嚴(yán)重傷害。目前，對血液防止回流的能力還處于較低水平，本文依托靜脈瓣阻流原理設(shè)計(jì)仿生靜脈瓣輸液管部件與輸液軟管連接，研究防止血液回流情況，以利于緩解醫(yī)護(hù)工作壓力以及保障患者的安全，且此裝置構(gòu)造簡單，經(jīng)濟(jì)投入低，利用價值極高[1]。

1.研究現(xiàn)狀

1.1 靜脈注射現(xiàn)狀

1.1.1 廣泛使用的一次性輸液管

一次性輸液器是醫(yī)院里面一種最常見的醫(yī)療耗材之一，一般由靜脈針或注射針、針頭護(hù)帽、輸液軟管、藥液過濾器、流速調(diào)節(jié)器、滴壺、瓶塞穿刺器、空氣過濾器等8個部分連接組成。其工作原理是在大氣壓力作用下，瓶內(nèi)液體順著較細(xì)的輸液軟管流入滴斗，當(dāng)?shù)味返乃鶋毫Υ笥陟o脈壓時，瓶內(nèi)的液體順著軟管流入靜脈。與一次性使用靜脈輸液針配套使用，主要用于臨床重力式輸液。如圖1所示。

圖1 .一次性輸液器

1.1.2 國內(nèi)與國外發(fā)達(dá)國家靜脈注射現(xiàn)狀對比

國外發(fā)達(dá)國家靜脈注射技術(shù)成型早，表現(xiàn)更加成熟，國內(nèi)外靜脈注射發(fā)展現(xiàn)狀也有較大差異，國內(nèi)與發(fā)達(dá)國家靜脈注射現(xiàn)狀對比見表1[2]。

表1 .國內(nèi)與國外發(fā)達(dá)國家靜脈注射現(xiàn)狀對比

目前，國外發(fā)達(dá)國家靜脈注射機(jī)構(gòu)以美國靜脈輸液協(xié)會為例，國內(nèi)的靜脈注射機(jī)構(gòu)是靜脈注射委員會。相比之下，國外發(fā)達(dá)國家對于操作者的要求比較嚴(yán)格，要求護(hù)士必須戴手套，在國內(nèi)進(jìn)行靜脈注射的護(hù)士較少戴手套；其次，國外發(fā)達(dá)國家在整個治療過程中更為關(guān)注的是保護(hù)患者和醫(yī)務(wù)人員，而在國內(nèi)限于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，比較注重經(jīng)濟(jì)性，安全質(zhì)量意識仍有待提高；在對于注射器的選擇方面，國外發(fā)達(dá)國家醫(yī)護(hù)人員會更有針對性地選擇輸液工具，國內(nèi)較少會進(jìn)行針對性選擇[3]。

1.1.3 靜脈注射所面臨的問題

靜脈輸液是現(xiàn)今臨床最常用的技術(shù)手段之一，同時一次性輸液管的使用量不斷增長。在臨床輸液過程中由于各種原因會出現(xiàn)輸液管內(nèi)壓力變小的情況，導(dǎo)致靜脈血液回流到輸液管內(nèi)，從而導(dǎo)致醫(yī)療事故的發(fā)生，危及患者生命安全，但是廣泛使用的一次性輸液管并不具備防止血液倒流的功能。

1.2 輸液時血液倒流原因分析

1.2.1 護(hù)士因素

護(hù)士缺乏主動巡視意識。靜脈輸液全程需要醫(yī)護(hù)人員監(jiān)護(hù)，及時巡視查看，詢問患者情況，靜脈輸液巡視不及時會使患者血液倒流的風(fēng)險大大增加。而靜脈輸液巡視不及時的主要原因之一是護(hù)士因素，而其主導(dǎo)因素是缺乏主動巡視意識。其原因包括一些護(hù)士從事護(hù)理工作思想相對不穩(wěn)定，對自己的期望不高；對于患者可能發(fā)生的風(fēng)險認(rèn)知與反應(yīng)能力相對較低，且無法對輸液瓶內(nèi)時間進(jìn)行大概的把握和預(yù)測，進(jìn)而不能有效避免事故的發(fā)生[4]。

護(hù)士物質(zhì)待遇低，心理不平衡。大多數(shù)醫(yī)院科室的護(hù)士是低年資護(hù)士，相對低下的薪資待遇與追求經(jīng)濟(jì)獨(dú)立和現(xiàn)實(shí)需求的矛盾使得部分護(hù)理人員工作態(tài)度消極，缺乏對患者的主動陪護(hù)意識。存在不愿對患者進(jìn)行高質(zhì)量的護(hù)理及對靜脈輸液的全過程缺少足夠關(guān)注的問題。

1.2.2 科室人力資源不足

正常醫(yī)院每天輸液人數(shù)達(dá)到幾百甚至幾千余人次，且大多數(shù)醫(yī)院沒有完整的輸液體系，輸液組數(shù)少，每組輸液量少（以100mL/瓶多見）。科室人力不足，無法保證在上午7:00～10:00，夜間19:00～23:00這段輸液高峰時段有足夠的護(hù)士能夠在合適的時間到床旁巡視，加取液體，詢問患者信息，從而大大增加血液倒流現(xiàn)象發(fā)生的風(fēng)險。

1.2.3 科內(nèi)缺乏協(xié)作性

科內(nèi)缺乏協(xié)作性也是血液倒流時有發(fā)生的一個重要原因?？剖覂?nèi)醫(yī)生與護(hù)士之間如果沒有進(jìn)行及時有效的對接，就會導(dǎo)致各小組之間、各成員之間合作感較弱，無朝氣蓬勃、團(tuán)結(jié)協(xié)作的科室氛圍，進(jìn)而不能夠保證對患者提供高質(zhì)量的服務(wù)。

1.2.4 輸液操作技術(shù)差，操作欠規(guī)范

實(shí)習(xí)期的護(hù)士相對其他護(hù)士來說操作技能較差，需要在醫(yī)院進(jìn)行一段時間的學(xué)習(xí)，才能增強(qiáng)其專業(yè)技能；另外，部分低年資護(hù)士可能對于薪資不滿，也會造成類似的情況，對患者輸液事項(xiàng)不夠關(guān)注，或輸液穿刺用時長，導(dǎo)致巡視液體時間壓縮，無法保證患者能夠順利地進(jìn)行治療。

1.2.5 患者及陪護(hù)因素

患者及家屬方面對于血液倒流也是一個不可忽視的因素?；颊呋蛘呒覍偬崆昂艚幸后w和自行加快輸液滴數(shù)，從而使得輸液時間大大縮短。有些患者或陪護(hù)為了能盡快完成治療，私自加快液滴速度，導(dǎo)致護(hù)士無法對時間進(jìn)行及時有效的把控，可能在護(hù)士趕來時液體早已輸完，而患者有時也會因?yàn)橥涀约核阶约涌煲旱嗡俾蕪亩鴮?dǎo)致危險的發(fā)生[5]。

2.人體靜脈瓣原理

2.1 靜脈瓣的結(jié)構(gòu)

靜脈管壁的內(nèi)膜皺襞，形似半月狀的小袋稱靜脈瓣，靜脈瓣瓣膜為兩個半月形薄片，彼此相對，根部與內(nèi)膜相連，其游離緣朝向血流方向。瓣膜由內(nèi)膜凸入管腔褶疊而成，中心為含彈性纖維的結(jié)締組織，表面覆以內(nèi)皮，這是靜脈中最獨(dú)特且最重要的結(jié)構(gòu)。

靜脈瓣屬靜脈壁結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，靜脈瓣是靜脈管內(nèi)壁上的一種結(jié)構(gòu)，是內(nèi)膜折疊而形成半月形的皺襞，薄而柔軟，凸側(cè)緣附著于管壁，凹緣向心方向游離。大多成對排列，在一些較小的靜脈管內(nèi)偶爾會有單瓣存在。

靜脈瓣存在于一般中等靜脈，分布很不平衡。靜脈瓣在人體靜脈中的分布與影響靜脈血液回流的因素有關(guān)，血液回流越困難的部位，靜脈瓣越是發(fā)達(dá)。例如受重力影響較大的四肢中靜脈瓣的結(jié)構(gòu)就很多，尤其是下肢，下肢靜脈瓣多于上肢，中等口徑的靜脈中靜脈瓣很多。而小靜脈和大靜脈干內(nèi)很少有靜脈瓣瓣。一般情況下，在2mm以下和大靜脈干以及頭頸部的靜脈均無靜脈瓣。靜脈瓣結(jié)構(gòu)如圖2所示。左半部分為靜脈瓣打開瞬間，當(dāng)有血液從下向上流入的時候，靜脈瓣借助血液的力會處于打開狀態(tài)，讓血液正常流過；右半部分為靜脈瓣閉合瞬間，當(dāng)血液從上向下逆向流入的時候，靜脈瓣會處于閉合狀態(tài)，進(jìn)一步的阻止血液逆流[6]。

圖2 .靜脈瓣結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 靜脈瓣的作用

靜脈與相應(yīng)的動脈比較，靜脈的管徑大、管壁薄、彈性小，并有由內(nèi)皮向腔內(nèi)形成的靜脈瓣。靜脈比動脈的變異大，甚至同一條靜脈的不同區(qū)段往往也有較大差異。靜脈瓣作為靜脈中最獨(dú)特且最重要的結(jié)構(gòu)，有防止血液逆流及促進(jìn)血液返回心臟的重要作用。

靜脈的功能是將全身各部的血液導(dǎo)回心臟。靜脈瓣膜的主要作用就是使靜脈血單向向心臟方向回流，也就是起單向閥門的作用。如果因某種原因，瓣膜失去了單向閥門的作用，血液就會倒流，使靜脈血不能順利向心臟方向流動，就會導(dǎo)致靜脈倒流性疾病。

如果人體無靜脈瓣或者靜脈中靜脈瓣受損傷，容易發(fā)生靜脈曲張、靜脈炎癥等靜脈疾病，靜脈炎癥常并發(fā)血栓形成。因受傷或感染引起，或原因不明，隨后導(dǎo)致血栓形成；也有血栓形成之后出現(xiàn)炎癥。靜脈瓣作用如圖2所示[7]。

3.靜脈瓣仿生技術(shù)在輸液裝置中的應(yīng)用

3.1 靜脈瓣的仿生

靜脈瓣仿生輸液管在大體結(jié)構(gòu)上與一次性輸液器結(jié)構(gòu)相似，只不過在一次性輸液器基礎(chǔ)上增加類似于靜脈瓣式的一個小瓣膜，使其達(dá)到防止血液倒流的作用。

其具體工作事項(xiàng)如下：①當(dāng)靜脈輸液時，液滴經(jīng)過靜脈瓣結(jié)構(gòu)時，靜脈瓣結(jié)構(gòu)阻流瓣膜打開，使液滴通過。見圖3、圖4。②當(dāng)液滴注射完畢沒有及時終止輸液或者發(fā)生皮下穿針現(xiàn)象，導(dǎo)致血液倒流進(jìn)入輸液管內(nèi)，仿生靜脈瓣阻流結(jié)構(gòu)就會閉合，阻止血液進(jìn)一步倒流。見圖5、圖6[8]。

圖3 .液滴經(jīng)過阻流裝置

圖4 .阻流裝置打開

圖5 .血液回流至阻流裝置

圖6 .阻流裝置閉合

3.2 靜脈瓣阻流效果分析

流體通過管道時，其流體阻力損失以阻流靜脈瓣前后的流體壓力Δp表示，對于血液這種黏性流態(tài)的液體見公式（1）。

式中，Δp——被測閥門的壓力損失（Pa）；ζ——閥門的流阻系數(shù)；ρ——流體密度（kg/mm）；u——流體在管道內(nèi)的平均流速（mm/s）。

輸液管的流阻系數(shù)ζ取決于輸液管產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)以及內(nèi)腔形狀等?？梢哉J(rèn)為，輸液管內(nèi)的壓力損失約等于輸液管各個元件壓力損失的總和，見公式（2）。

4.靜脈瓣防倒流輸液管的應(yīng)用前景

4.1 應(yīng)用前景

普通輸液器在臨床使用中會遇到多種原因?qū)е碌难夯亓髑闆r。血液回流會帶來多種影響：回流容易堵塞針頭，使藥液滯停，很難起到治療作用，危險的可能會危及患者的生命安全。運(yùn)用新型輸液器時，當(dāng)遇到血液回流情況時，靜脈瓣此時可發(fā)揮作用，減少危險的發(fā)生，同時也可以緩解醫(yī)務(wù)人員不足的局面，大大提高醫(yī)院工作效率，在未來的推廣性很強(qiáng)。其對象群體龐大，且結(jié)構(gòu)原理簡單，可批量生產(chǎn)，成本幾乎與現(xiàn)有輸液器相差無幾，在生產(chǎn)過程中，只需在原有輸液器生產(chǎn)環(huán)節(jié)中加上一個靜脈瓣仿生阻流結(jié)構(gòu)即可完成[9]。

4.2 發(fā)展戰(zhàn)略

4.2.1 目標(biāo)市場戰(zhàn)略

①理論上，靜脈瓣式防倒流輸液管裝置可應(yīng)用于全國各大中小醫(yī)療機(jī)構(gòu)，其操作簡單，無需專業(yè)人士進(jìn)行。②醫(yī)院規(guī)模越大收入就越高，基礎(chǔ)建設(shè)就越完善，購買力就越強(qiáng)，就越有可能大批量購買。同時，較大的醫(yī)療機(jī)構(gòu)門診輸液室對于看護(hù)人員的需求量就越大，對于新型靜脈瓣式防倒流輸液管的需求更加迫切。③經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)越先進(jìn)，患者數(shù)量就越多，需求以及購買力就越強(qiáng)，因此可以將東部以及中部等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)作為防倒流輸液管的重點(diǎn)市場拓展區(qū)域，對于西部地區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购鸵谩＂芸梢员M量選擇價格敏感度低的醫(yī)院，因?yàn)橐话阗徺I力強(qiáng)的大醫(yī)院，價格敏感度比較低；相反，小醫(yī)院則可能在一個價格線上猶豫，因此應(yīng)將市場主要邁向較大較完善的醫(yī)療機(jī)構(gòu)。⑤基于以上情況，可以將重點(diǎn)區(qū)域規(guī)劃在自己的售后能力能覆蓋的區(qū)域，以便對于出現(xiàn)的緊急問題能夠及時地進(jìn)行處理，防止以外的發(fā)生。此外，對于一些偏遠(yuǎn)醫(yī)院，可以培訓(xùn)一些特殊醫(yī)護(hù)人員并設(shè)立售后服務(wù)點(diǎn)，對于醫(yī)院需求進(jìn)行及時的回應(yīng)。

4.2.2 促銷組合策略

①在醫(yī)療期刊上進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹V告投入，讓更多的人及時了解到新型輸液裝置。②編制銷售路徑，對銷售人員進(jìn)行規(guī)范化的拜訪培訓(xùn)以及溝通技巧的培訓(xùn)，增加銷售技能。③對客戶進(jìn)行分層次分類管理，使?fàn)I銷資源主要集中大型客戶上；完善客戶信息，充分利用已有的網(wǎng)絡(luò)工具，保持與客戶的聯(lián)系，增加彼此的信任。④銷售促進(jìn)方案要充分考慮產(chǎn)品的特點(diǎn)和醫(yī)院的特點(diǎn)，起到應(yīng)有的作用。

5.小結(jié)

當(dāng)前時代，患者對自身保護(hù)意識越來越強(qiáng)，對醫(yī)院服務(wù)質(zhì)量以及護(hù)士醫(yī)生的服務(wù)態(tài)度的要求越來越高。靜脈輸液是治療中最常見的治療手段之一，因此對于靜脈輸液的安全性要求越來越高。為了避免空氣進(jìn)入血管，給患者增加恐慌和風(fēng)險，可將靜脈瓣仿生應(yīng)用于輸液管道內(nèi)，倘若有效利用本設(shè)備，可降低輸液過程中的空氣進(jìn)入血液、鼓包、回血、未及時拔針等會發(fā)生的輸液風(fēng)險，同時大大減輕患者家屬的陪護(hù)負(fù)擔(dān)，使醫(yī)護(hù)人員更加高效地利用自己的時間，使患者得到更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。