電刺激防治壓力性損傷的機制研究及臨床應(yīng)用進(jìn)展

［摘要］壓力性損傷已成為老齡化社會的公共衛(wèi)生問題。電刺激作為壓力性損傷防治的無創(chuàng)、主動愈合的微環(huán)境治療方式，是目前最有前途的壓力性損傷主動防治策略之一。電刺激可以促進(jìn)受壓部位肌肉收縮，重新分布壓力，改善受壓組織周圍皮膚血流及微循環(huán)，調(diào)控細(xì)胞行為。本文簡要介紹了防治壓力性損傷的電刺激技術(shù)與產(chǎn)品，對電刺激防治壓力性損傷的作用機制及臨床應(yīng)用作一綜述。

［關(guān)鍵詞］電刺激；壓力性損傷；防治；機制

doi：10.3969/j.issn.1674-7593.2024.02.022

Advancements in the Mechanism and Application of Electrical Stimulation forPreventing and Treating Pressure Injuries

Yuan Linyan1，2，Wu Menghang1，2，Liu Xiaoyan2，Yang Xue2，Li Lingli2**

1Division of Liver Surgery，Department of General Surgery，West China Hospital of Sichuan University，Chengdu610041;2West China School of Nursing，Sichuan University，Nursing Key Laboratory of Sichuan Province，Chengdu610041

**Corresponding author：Li Lingli，email：lilingli2000@126.com

［Abstract］Pressure injury have emerged as a significant public health concern in societies with increasing elderly populations.Electrostimulation stands out as a non-invasive and proactive microenvironmental intervention for both the prevention and treatment of pressure injury，representing a forefront strategy in combating these injuries.By inducing muscle contractions and redistributing localized stress，electrical stimulation enhances blood flow and microcirculation in surrounding skin and tissues，and modulates cellular activities.This paper provides an overview of electrostimulation concepts and products aimed at preventing and treating pressure injury，delving into the underlying mechanisms and their clinical implications in managing these injuries.

［Key words］Electrical stimulation;Pressure injury;Prevention and treatment;Mechanisms

壓力性損傷（Pressure injury，PI）又稱為壓瘡，是由于壓力或剪切力所致的皮膚或皮下軟組織的局部損傷，常位于骨隆突處，表現(xiàn)為深部組織受損但皮膚完整或開放性潰瘍。2～4期PI患者創(chuàng)面感染發(fā)生率可達(dá)92.7%，菌血癥和死亡風(fēng)險隨之增加［1］。因其高發(fā)病率、長病程、高花費及大量占用醫(yī)療衛(wèi)生資源，已成為威脅人類健康的公共衛(wèi)生問題。隨著老齡化進(jìn)程的加劇，PI的防治是失能和殘疾患者日常生活照護(hù)的重要組成部分。在臨床實踐中常使用的體位管理和各種減壓墊對于PI的防治遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足［2］。電刺激作為一種非侵入式操作，經(jīng)濟成本低，安全有效，是目前最有前途的PI主動防治策略之一［3］。本文擬對電刺激在PI防治中的研究進(jìn)展及其作用機制進(jìn)行綜述，為PI防治提供相應(yīng)的切入點。

1與PI防治相關(guān)的傷口內(nèi)源性電流與電刺激技術(shù)

傷口內(nèi)源性電流是人的表皮中Na+/K+/ATP酶的不對稱轉(zhuǎn)運產(chǎn)生的跨上皮電位（Transepithelial potential，TEP），約10～60 mV/mm［4］。上皮細(xì)胞損傷時，TEP被破壞，導(dǎo)致電場短路，傷口中心的電位下降，這種電位差產(chǎn)生了一個內(nèi)源性橫向電場，將損傷電流從傷口邊緣指向傷口中心。傷口處的內(nèi)源性電流不僅能驅(qū)動促炎細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞向傷口遷移，還能夠加速細(xì)胞增殖，促進(jìn)肉芽組織形成及血管化，從而促進(jìn)創(chuàng)面愈合［5］。

電刺激技術(shù)是一種新型生物物理治療手段，多采用兩個電極將外部電流從皮膚傳遞到傷口組織。可以模擬內(nèi)源性傷口電流，促進(jìn)PI、燒傷、糖尿病足、下肢靜脈潰瘍等慢性傷口創(chuàng)面愈合［6］。指南推薦電刺激作為2～4期PI輔助治療措施［7］。特定頻率的電刺激可以促進(jìn)受壓部位肌肉收縮，改善組織周圍皮膚血流及微循環(huán)，預(yù)防因局部微循環(huán)紊亂和重復(fù)缺血再灌注引起的PI。通過模擬內(nèi)源性傷口損傷電流，驅(qū)動細(xì)胞移動、分化和增殖，同時加速細(xì)菌自溶，從而達(dá)到抗菌、抗感染、加速PI創(chuàng)面愈合的效果［8］。常見的電刺激輸出包括直流電和脈沖電，脈沖電包括脈沖微電流、低壓單向脈沖、低壓雙向脈沖以及高壓單向脈沖電流。其中高壓單向脈沖電流因其在傷口愈合方面的積極作用，在國外廣泛應(yīng)用于PI創(chuàng)面的愈合［9］。微電流也逐漸成為治療PI的研究熱點，其效果等同于傷口負(fù)壓吸引療法［10］。與傳統(tǒng)電刺激方法中的毫安級別的電流相比，它能提供更微弱的微安級別的電流強度，模擬傷口自然的微電流（≈5 μA/cm2），且微電流沒有達(dá)到神經(jīng)纖維去極化的閾值，受試者難以察覺，因此耐受性更好。

2常見的電刺激產(chǎn)品及優(yōu)缺點

為了滿足多場景的電刺激需求，24 h可穿戴的折疊電刺激短褲，鑲嵌柔性導(dǎo)電體的電刺激坐墊及智能壓力反饋控制的功能電刺激壓瘡防治系統(tǒng)可以避免電極片、導(dǎo)線在電刺激實施中對患者造成器械相關(guān)性損傷，同時根據(jù)患者所處的環(huán)境能夠智能調(diào)節(jié)電刺激參數(shù)［11-13］。采用導(dǎo)電材料制備的電活性敷料，作為電刺激實施載體，使電流更有效地傳導(dǎo)到整個創(chuàng)面，同時發(fā)揮敷料的微環(huán)境調(diào)節(jié)作用，逐漸成為創(chuàng)面治療的新趨勢［14］。通過超聲波清洗機實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化的壓電水凝膠，具有重新分配壓力、減少組織形變和維持皮膚微環(huán)境的作用，從而實現(xiàn)PI的預(yù)防和早期治療［15］。但如何維持穩(wěn)定的電壓及持續(xù)電流是此類產(chǎn)品研發(fā)關(guān)注的要點。

3電刺激在PI防治中的作用機制

3.1促進(jìn)肌肉收縮，重新分布壓力

局部減壓是預(yù)防PI發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵。間歇性電刺激能夠促進(jìn)受壓部位肌肉收縮，模擬健康人因久坐不適時下意識進(jìn)行的自然重新定位運動，使得坐骨結(jié)節(jié)上的壓力重新分配，減輕局部皮膚壓力［16］。同時，肌肉收縮可以維持臀部肌肉質(zhì)量、增加局部血液循環(huán)及減少組織水腫，且無需患者過多地配合，就能達(dá)到預(yù)防深部組織損傷的目的［17］。對脊髓損傷患者實施12周的臀部和腿部電刺激，坐位時坐骨壓力峰值降低，靜息時股總動脈直徑和血流量增加，大腿體積增加［11］。另外，電刺激干預(yù)可能有助于預(yù)防去神經(jīng)支配肌肉萎縮及恢復(fù)肌肉組織。6個月的電刺激干預(yù)后，脊髓損傷患者的臀部區(qū)域髖臼、尾骨高度處的肌肉組織厚度增加［18］。

3.2促進(jìn)血液循環(huán)，增加組織氧合

穩(wěn)定的電刺激使血管通透性顯著增加，同時加快微循環(huán)的血流速度，向PI部位輸送氧氣和免疫細(xì)胞，實現(xiàn)細(xì)胞、活性分子在血管壁的交換［19］。另外，電刺激促使淺表皮膚血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放一氧化氮，擴張血管，改善血液循環(huán)［20］。目前有一款集成溫濕度、氧飽和度、壓力傳感的柔性墊，通過人工智能算法預(yù)測PI和創(chuàng)面細(xì)菌感染風(fēng)險并決策電刺激方案，如組織氧濃度低于正常，系統(tǒng)自動開啟電刺激，觸發(fā)肌肉收縮以增加組織供氧［21］。

3.3調(diào)控免疫細(xì)胞增殖與分化，抗炎抗菌

在炎癥早期，電刺激可以募集巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞遷移到PI創(chuàng)面，并分泌炎癥因子如白細(xì)胞介素-1β 、白細(xì)胞介素-6及腫瘤壞死因子-α［22］。在炎癥晚期，減少免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子數(shù)量，誘導(dǎo)M1巨噬細(xì)胞向M2極化，促進(jìn)PI愈合過程向增殖期過渡［23］。另外，電刺激具有抗菌作用，通過減少感染創(chuàng)面中病原體的數(shù)量或降低其運動性來間接幫助創(chuàng)面愈合，可顯著增強抗生素清除細(xì)菌生物膜的作用，發(fā)揮生物電效應(yīng)［24］。

3.4促進(jìn)肉芽組織生長及上皮爬行，重塑創(chuàng)面

電刺激促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子釋放，引導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖和血管化；引導(dǎo)角質(zhì)細(xì)胞定向遷移及上皮化，誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞遷移及增殖，促進(jìn)其分泌膠原蛋白和生長因子，從而促進(jìn)肉芽組織形成及加速瘢痕成熟和重塑［8，22］。一項針對人體皮膚細(xì)胞的體外研究表明，微電流可增強成纖維細(xì)胞和單核細(xì)胞的活性，使炎癥和再生反應(yīng)中重要介質(zhì)轉(zhuǎn)化生長因子β1 的分泌量增加 30 倍［25］。臨床研究也證實了單相脈沖微電流對能夠縮小PI表面積和潛行面積［26］。然而，不同極性電刺激對創(chuàng)面的影響存在爭議。每種電荷吸引不同的細(xì)胞，成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞趨向陰極，巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、上皮細(xì)胞趨向陽極。陰極電刺激似乎是PI愈合的更佳選擇，會吸引成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞到傷口部位，增加傷口拉伸強度，愈合質(zhì)量更佳［27］。

4電刺激防治PI的臨床應(yīng)用

4.1電刺激防治PI的適用人群

電刺激可適用于限制臥床、活動受限、營養(yǎng)不良、高齡等具有壓力/剪切力危險因素者或既往壓瘡病史人群［28］。隨著老齡化進(jìn)程加劇，導(dǎo)致腦血管意外、髖部骨折、阿爾茨海默病、肌少癥等衰弱或失能的老年人是罹患PI的高危人群［29］。PI常好發(fā)于骶尾部、足跟、枕后等骨隆突處，且伴有影響傷口愈合因素的情況如糖尿病、心血管疾病、靜脈淤滯癥等，導(dǎo)致慢性創(chuàng)面經(jīng)久不愈或進(jìn)行性發(fā)展，推薦使用電刺激輔助治療。然而，存在以下情況不宜采用電刺激治療，如脊髓損傷伴遲緩性癱瘓、反射障礙、植入心臟起搏器或其他電子裝置、枕骨區(qū)PI、癌癥、骨髓炎、全身感染或?qū)﹄姶碳ぶ委熯^敏或不耐受等。另外，電刺激也不適用于意識障礙或深度鎮(zhèn)靜患者，因為在干預(yù)過程中患者不能有效表達(dá)自我感受［17］。

4.2電刺激防治PI的臨床療效評價

4.2.1創(chuàng)面評估是否發(fā)生PI、PI創(chuàng)面愈合程度是電刺激防治壓力性損傷療效的主要觀察指標(biāo)。對149例重癥監(jiān)護(hù)室患者進(jìn)行電刺激，每日通過自粘電極施加電刺激直到出院、死亡或發(fā)生壓力性損傷，電刺激組較非電刺激組PI發(fā)生率明顯降低［17］。因為電刺激電流方式、參數(shù)設(shè)置及療程差異，其治療PI的創(chuàng)面評估方式也不盡相同。一項Meta分析納入913例PI患者，電刺激實施4～8 h/周，持續(xù)3～12周，結(jié)果表明，在傷口基本護(hù)理上施加電刺激可能會增加創(chuàng)面愈合的比例和愈合率，但不確定是否能縮短愈合時間［30］。10 h/d的微電流治療25 d，電刺激組比對照組的壓瘡愈合量表評分提高25.3%，創(chuàng)面閉合率增加28.6%，壓瘡分期及全愈合數(shù)也有所改善，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義［28］。

4.2.2疼痛評估使用疼痛視覺模擬量表對電刺激治療的靜脈潰瘍、PI等慢性難愈性傷口進(jìn)行疼痛評估，96%的疼痛患者在48 h內(nèi)疼痛開始減輕，所有患者在電刺激治療7 d后疼痛減輕，14 d后疼痛進(jìn)一步減輕，對鎮(zhèn)痛藥的需求減少［31］。

4.2.3其他指標(biāo)電刺激是一個長期干預(yù)的過程，部分研究者在可行性分析中比較了電刺激治療對睡眠質(zhì)量、住院時間、生命體征、皮膚反應(yīng)的影響。對8例脊髓損傷患者中使用電刺激短褲8 h/晚，連續(xù)2周，使用睡眠質(zhì)量視覺模擬量表和匹茲堡睡眠問卷指數(shù)評估睡眠質(zhì)量，自制問卷評估電刺激短褲的使用體驗，結(jié)果表明，夜間電刺激誘導(dǎo)的肌肉激活不會干擾睡眠，受試者愿意在未來使用電刺激短褲［11］。一項隨機對照試驗表明，電刺激干預(yù)縮短了患者在重癥監(jiān)護(hù)病房的平均住院時間1.8 d，并且電刺激對患者生命體征、機械通氣時間和皮膚反應(yīng)無影響［17］。但也可能出現(xiàn)皮膚發(fā)紅、瘙癢、肉芽組織增生等不良反應(yīng)，極少數(shù)參與者抱怨頭暈、出現(xiàn)妄想等情況［30］。

5小結(jié)與展望

電刺激作為一種極具潛力的PI防治方式，通過多種生物學(xué)機制調(diào)控組織細(xì)胞行為，預(yù)防PI發(fā)生，加速PI創(chuàng)面愈合及緩解疼痛。現(xiàn)有臨床證據(jù)及科學(xué)研究已證實電刺激防治PI是安全有效的。然而，目前尚缺乏統(tǒng)一的電刺激標(biāo)準(zhǔn)。未來的研究可以在幾個方面繼續(xù)進(jìn)行：①針對不同人群、PI部位、分期等研究匹配的電刺激方案及參數(shù)；②難愈性PI可能存在竇道、潛行等復(fù)雜情況，測量創(chuàng)面組織中實際傳輸?shù)碾娏髁?；③關(guān)注治療過程中患者的自我體驗、滿意度或者生存質(zhì)量影響等。另外，PI的防治需要長期主動管理，如何實現(xiàn)電刺激裝置小型化和便攜性，以及可穿戴式的電刺激產(chǎn)品及導(dǎo)電敷料等是未來壓瘡防治的熱點研究方向。

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（2023-09-14收稿）