表面处理和未经处理的把大导管在血液透析血管通路和Apheresis治疗

文摘

背景。导管相关性感染、血栓形成和狭窄最常见与导管相关并发症,插入血管。表面处理过程的外表面,如ion-beam-assisted沉积,可以用来减轻这样的并发症。方法。这项回顾性研究(1992 - 2007)评估镀银(54例)和noncoated(105名患者)植入把大导管用于体外解毒。导管插入颈内或锁骨下静脉。删除后,导管培养细菌殖民化使用标准的微生物学的分析。他们也使用扫描电子显微镜检查。结果。银涂层导管显示倾向原位时间更长。导管的微生物学的考试技巧在导管类型高积极,但不显著。结论。镀银导管显示没有显著减少感染率评估收集的所有数据的回顾性研究。没有两个导管之间的联系大大减少储蓄在治疗费用和减少病人不适。其他新开发导管材料,如microdomain-structured内外表面被认为是更多的生物相容性,因为他们模仿自然生物表面的结构。

1。介绍

自把大导管的引入对急性血液透析50多年前(1,2),很多的问题处理,材料,这些导管产生的污染。导管插入术股血管产生的并发症多的导管插入上腔静脉(SVC)。管子的SVC与锁骨下静脉难以实现,涉及到一个更高的并发症率(2,3]。使用锁骨下的导管技术,往往很难把锁骨下把大导管。由于锁骨下静脉的解剖位置,穿孔与刚性更有可能,把大导管,除了导致气胸、血胸的危险(3- - - - - -9]。

尽管在血液透析(HD)和apheresis技术创新,提供临时或永久性血管通路的问题似乎没有找到令人满意的解决方案。特别是临时血管通路,还带来了相当大的问题。因此,许多研究人员已经把大导管插入上腔静脉中而不是在颈内或锁骨下静脉3- - - - - -9]。透析导管用于血管进入事件血液透析患者的65%,和25%的人口普遍高清10]。并发症发生率据报道,由于对静脉导管感染34 - 40%和更多11,12]。

合成导管植入正越来越多地用于密集的医疗和体外解毒过程。相应地,典型的感染和血栓形成等并发症也增加。感染存在一个特殊的问题,因为他们可以出现在任何时间,甚至几年植入后,可能会影响所有的材料。

导管相关性菌血症是血液透析患者中发病率的主要原因。全身抗生素治疗没有切除导管未能彻底根除感染大多数患者(13]。导管相关性菌血症可以由导管切除与延迟放置一个新的导管或交换的感染导管与一个新的导管导丝钩和额外的全身抗生素治疗。

导管相关性菌血症的来源是在大多数病人细菌生物被膜,在导管内腔形成。这种生物膜,主要组成的金黄色葡萄球菌,不能被破坏或消除全身抗生素治疗,因为抗菌素耐药性的14]。

1981年,Locci等人表明,细菌可能大部分时间在人工,粗糙表面(15]。艰难的表面和蛋白质的结合存款应该是一个细菌的殖民化的理想情况。细菌可以产生,成为覆盖着一层黏液,在这种情况下,抗生素对细菌没有影响。细菌在黏液层使用导管材料的有机物质进行新陈代谢。细菌的毒素可以穿透黏液层并输入病人血液引发导管感染。生物膜是一个microbial-derived固着社区的特征是细胞不可逆转地附着在下层或接口,嵌入在一个矩阵产生的胞外聚合物物质(16]。这样的生物膜可以导致导管功能障碍的纤维蛋白鞘形成的起源由于血流量减少,血液紊乱。治疗必须立即把导管或交换在与一个新的导管和导丝钩额外的全身抗生素治疗。

除了感染,合成材料的生物相容性是一个大问题。合成表面引起的血液凝固的交互和激活补体系统。这可能导致各种蛋白质的吸附,形成一层蛋白质合成表面。Thrombocytes、其他细胞和细菌坚持这一层的蛋白质,使血栓形成,从而导致血流量扰动和导管功能障碍(17]。因为这些问题,表面改性过程可以减少感染或thrombogenicity的速度,不影响基本的导管的设计和功能,特殊利益。

把大导管近年来频繁的修改,和所有可用的模型类似的施工单,双或三腔(18- - - - - -25]。影响导管相关性菌血症,不同的新发展是可用的今天,像与antibiotic-heparin导管表面的涂层,袖口外表面,为隧道导管,安装一个antibiotic-anticoagulant锁入导管腔后,高清,等等,13,26,27]。

作者介绍了在1979年把大的经皮的插入导管通过颈内静脉11),1992年,他们第一次使用可用导管外表面涂着银色。在回顾性研究从1992年到2007年,所有与银表面处理和未经处理的导管导管进行调查后删除使用扫描电子显微镜。同时,细菌殖民化和血栓积累和袖口的导管固定后,也被调查。在2001年的初步研究中,作者发现的感染率下降表面处理导管(28]。检查这些结果在15年的研究是本文的目的。

2。导管和材料

大部分可用的单,双或triple-lumen导管有一些缺陷取决于材料。并不是所有的不透射线的导管。没有问题是经验丰富的聚氨酯导管后与媒体的结合;然而,后者使用聚四氟乙烯材料时可能会影响导管耐久性。这个问题是克服通过导管壁较厚,但这引起内皮刺激和早期血栓形成。导管提供无线电对比不是绝对必要,然而,因为他们的立场可以控制更简单和轻轻心房内心电图铅(ia心电图)29日]。任何导管材料的三个最重要的标准是一个很好的宽容,thrombogenicity低,感染率较低(30.,31日]。

很少做材料特性完全吻合的每一个要求在给定的应用和生物材料也不例外。例如,尽管候选人骨科材料可能理想的机械性能,它可能会引起有害的生物反应,或候选生物传感器具有良好的电特性可能腐蚀容易在体液的存在32]。因此,它往往成为必要达成妥协,这样材料可接受的属性在每个相关的区域。这种妥协通常体积和表面性质之间的关系。例如,在一个产品如血液透析导管,既要求良好的灵活性和较低的表面摩擦,最佳人选可能是滑,更柔韧的材料,而不是一个更柔软的摩擦高得令人无法接受。

广泛的生物材料表面性质,包括生物、机械、化工、和其他属性,直接影响生物相容性以及功能,可以修改。表面工程通常被认为是当一个“好”表面不够好,当设备不会函数没有它,或者当需要产品差异化(32]。

surface-engineered生物材料的重要性一直被大型医疗设备公司,因为表面改性处理可以降低感染、导管相关并发症thrombogenicity和其他导管的基本设计功能没有不良影响。

虽然本质上仍然是处于起步阶段,服务的范围目前表面处理供应商提供的多种多样,不断扩大。例子包括传统涂装工艺不同和喷涂等,真空沉积技术(例如,溅射)和表面改性方法,如扩散(氮化,渗碳),激光和等离子体过程,化学镀,接或焊接,并与高能粒子轰击(如等离子体浸没离子注入)。可用的技术,这些基于电离粒子轰击在生物材料表面改性尤为成功,主要是因为他们把多功能性和低温处理和高级过程控制、可靠性和再现性(32]。

ion-beam-based技术使用于治疗导管ion-beam-assisted沉积(IBAD;Spi-Argent,尖顶公司,贝德福德,妈,美国)33- - - - - -35]。执行的过程通常是在高真空低温。受影响的层在典型的电影由IBAD沉积过程的顺序为1μ米或更少,所以vacuum-compatible导管材料,因此,治疗主要力学性能没有不良影响。IBAD是视线的过程。这意味着只有导管的外表面可以直接处理;然而,部分具有复杂几何图形可能操纵所有表面的均匀覆盖。用镀银层的ion-beam-assisted沉积36]。

银被表示为一个好的前景infection-resistant导管的涂层材料。银的问题以前防止使用导管已经无法存款附着在柔性聚合物基质上电影的银。IBAD过程允许银涂层的形成在一个相对较低的温度和极好的附着力,防止分层的电影在扩展接触体液。的IBAD silver-deposited电影有较低的摩擦系数,高度统一,而且也显示出优异的附着力。生物相容性测试由一个细胞毒性测试,USP系统性注入测试。良好的结果在这两个测试(32,36- - - - - -38]。

3所示。病人

作者从1992年到2007年的回顾性研究;入选标准是病人> 18岁,他们需要把大导管(- /门诊),菌血症是免费的,提供知情同意。排除标准是孕妇或哺乳期女性,过敏症的银和菌血症时导管插入。IRB的批准是在1992年没有必要。

在这项研究中,共有159名患者(年龄年,女性(59%)(表1))。把大、单腔导管插入内部颈静脉或锁骨下静脉经皮。的经皮catheterisation肾功能衰竭是必要的,因为急性肾损伤(AKI)血液透析由于心血管疾病、术后AKI,等等,而在终末期肾病(ESRD)因为凝血瘘,败血症,脓肿和导管血栓形成,缺点在导管材料((86.8%))(表2)。进一步的迹象表明catheterisation访问问题在家族性高胆固醇血症患者((7.5%))、血浆置换联合不同的适应症((4.4%),2例癌((1.3%))。

54例(34%),导管与镀银层的外表面(Spi-Argent,尖顶,贝德福德,妈,美国)插入,和105名患者(66%)接受治疗导管。未经治疗的患者导管是年轻(与,),但没有组织关于性别差异分布,诊断,或体外解毒方法。上技术后的导管放置了肾脏科医师和/或荧光镜的指导下。在经皮插入之前,每个病人的皮肤消毒使用一致的方法,和无菌皮肤涂片是微生物学的检查,然后插入导管。之前与缝合固定导管,其位置(特别是导管尖端)应与正常的放射学检查控制和/或与一个ia心电图(29日]。在长期导管、血液涂片是每4周为细菌屏幕。导管被移除或其他血管访问路线变得可用时产生了严重的感染时,或者如果导管不再必要。

导管移除之前,皮肤涂片。导管被移除在无菌条件下,小费是检查了细菌。其余的导管在生理盐水冲洗,固定在磷酸缓冲溶液含有戊二醛和甲醛组织学调查。

4所示。统计分析

统计分析了使用社会科学统计软件包(SPSS 13.0)。所有连续的数据提出了均值±标准差(SD)或者如果数据没有显示出正态分布,中值和范围。两个数据提出了作为一个号码()或百分比(%)。单变量,未经分析的独立样本卡方检验,以及确切概率法对频率达到或者低于5,和Wilcoxon的等级和测试。皮尔森相关系数是计算和多变量分析是用来评估相关变量的存在。意义被定义在0.05水平。

5。结果

中位数原位期间未经处理和镀导管是138.9(范围1 - 1845)和115.0(范围,4 - 1348)天,分别是()。原位计算次分类,针对不同年龄段的儿童后,这将是明显的,45岁以上的病人,原位时间大大延长()(图1)。比较治疗导管的原位次分类后原位的时候,有一个倾向更长的原位时间镀银导管(图2)。在中位数,导管用于44(范围1 - 670)治疗会议。未经处理的导管用于51(范围1 - 625)治疗,镀银导管为39.0(范围1 - 670,)治疗会议。

进行微生物学的考试,一些差异明显。未经处理的导管的提示,55%的细菌培养阳性。文化的表面处理导管的患者,52%是积极的,不会显著降低。虽然治疗导管显示感染率较低金黄色葡萄球菌在治疗导管感染率葡萄球菌epidermidis、假单胞菌和其他如腐生菌没有显著降低(表3)。

进行多变量分析,原位导管之间有一个强大的协会”时期(平方= 0.96),治疗会议(= 0.97,),患者的年龄(= 0.095,)。没有关联的原位时间和镀/未经处理的导管,细菌学检查,结果和病人诊断或结果。导管故障或纤维蛋白鞘形成的结果两组没有调查。

感染率的降低表面处理导管的初步研究从2001年不能在本研究从1992年到2007年。一个解释可能是,所有现在更多的可用数据评估。未经处理的导管显示更高的积极文化的细菌表面处理导管分别为55%和52%,但没有意义。这两项研究的过程是相同的。

6。讨论

导管相关性菌血症和血栓形成是最危险的把大导管并发症除了偶然的动脉穿刺。这些导管相关性并发症因素增加医疗成本。他们负责病人不适,偶尔发病率和死亡率。除了殖民,导管材料的生物相容性是一个成功的临床结果的一个重要因素,特别是在原位导管,保持几个星期或几个月。虽然使用以来的改进集中放置导管,导管的发病率凝血以前非常高。

感染率的范围从5到30%,大多数细菌发现金黄色葡萄球菌。这些利率并不取决于血管访问的路线39,40]。导管相关性金黄色葡萄球菌菌血症是发病的主要原因之一,在血液透析可预防的死因。病人在透析的风险高金黄色葡萄球菌菌血症,他们有一个中央静脉导管相关死亡率高四倍金黄色葡萄球菌比其他患者菌血症(14,41,42]。因此,新的手术技术,导管材料,和治疗药物,治疗期间和无菌处理影响性能和寿命的导管是医学界的极大兴趣,43,44]。

这些导管相关性并发症因素医疗保健成本的增加。他们负责病人再次入院、住院时间较长的患者不适,偶尔发病率和死亡率。费尔德曼等人1996年计算,由于导管感染发病率的成本将很快超过每年10亿美元(45]。因此,他要求减少vascular-access-related发病率和策略必须开发不仅预防和及早发现适当的合成血管通路功能障碍,但更好地识别病人谁径向动静脉瘘是一种可行的临床选择。表4显示代表为血液透析导管节省医疗成本,给出具体的感染率和潜在的感染率减少通过导管治疗(35]。成本分析是计算使用的文学和可用的成本不同公司,分发这些导管(46]。

减少感染率和thrombogenicity、涂层导管和袖口进行调查47- - - - - -52]。我们初步调查的临床结果显示,治疗显著降低感染率与未经处理的导管,减少超过75% (28]。与银表面处理,获得了非常光滑的金属表面,负责thrombogenicity率较低。凝血因子的激活在导管表面没有调查。银离子杀菌,因此,治疗导管表面细菌增长是不可能的。积极的协会之间的原位时间导管和病人的年龄也许是因为老年病人的免疫系统的改变,尤其是在血液透析病人。

但在我们回顾性研究的镀银导管感染率没有显著减少,改进,或镀银与未经处理的导管,寿命都插入在1992 - 2007年期间,被观察到。一个原因可能是,与IBAD技术,只有外表面镀上了一层银。银离子的假设渗透从外到内表面不能显示这些结果。唯一outer-surface-treated导管用银没有优势的角度降低感染率,提高病人对治疗导管。导管的处理之前、期间和之后的体外治疗不能防止细菌的污染,特别是治疗内心的一面。

基于这些结果,必须开发新材料,应该有更好的生物相容性,减少副作用,这样他们可以离开原位很长一段时间,因为透析患者的血管问题增加了在过去的十年中,因为HD患者的年龄是永久地成长。要求越来越多的人造器官和/或器官替代品的增加,特别是在老年患者,将会有一个明确的需要新的材料和更好的生物相容性和合适的技术来解决这些感染、血栓形成和医学问题,减少成本,获得更好的改善患者。

这也许要求显示新开发的导管材料,microdomain-structured表面(PUR-SMA-coated导管,Gambro,德国)28]。Microdomain表面被认为是最不会引起排斥的,因为他们模仿自然生物表面的结构。Microdomain结构用于匹配的多个要求改进导管表面,降低thrombogenicity和提高抗菌性。一个SMA-modified聚氨酯涂料由疏水性和亲水性microdomains在低于50 nm范围。高达50%的SMA分子表面并创建microdomain结构表面。如果下面的域的关键维度约100 nmm,理论考虑表明相互作用蛋白,血细胞,甚至细菌将会不稳定,因此,不会出现non-microdomain结构化表面。

新PUR-SMA涂层防止血液接触组件与硫酸钡,可能导致浸出粒子或溶解在周围的媒体。PUR-SMA表面处理的优点是内部和外部表面的涂层与ion-beam-based表面处理技术中只能治疗导管的外表面。这些PUR-SMA-coated导管的初步结果显示,一个好的生物相容性没有任何存款和低血thrombogenicity和凝固的活动。的微生物结果低,从Spi-Argent导管(53]。

必须开发新材料,应该更好的生物相容性,减少副作用,这样他们可以离开原位很长一段时间,因为透析患者的血管问题增加了在过去十年里。要求越来越多的人造器官和/或器官替代品的增加,将会有一个明确的需要新的材料和更好的生物相容性和合适的技术来解决这些感染、血栓形成和医学问题,减少成本,获得更好的改善患者。但似乎不可能创建一个表面,一个绝对的“零”坚持由于热力学原因,由于修改后的材料表面被等离子体内迅速覆盖和结缔组织蛋白。

因此,其他implant-associated感染的预防的概念必须包括浸渍设备的内部和外部表面用抗生素,抗菌物质,和/或金属(54]。另一点是了解的过程导致导管相关性菌血症的发展为了提供有效的预防和治疗的可能性55]。

7所示。结论

在回顾性研究从1992年到2007年,outer-surface-treated用银和159例未经治疗的导管,导管需要把大导管,是谁调查。从2001年的初步研究结果,显示与表面处理导管感染率下降75%,无法证实的研究。没有关联的原位时间和镀银/裸导管,细菌学检查,结果和病人诊断或结果。原因之一也许只在表面处理导管外表面镀上了一层银,另一个原因是污染的可能性,在体外治疗处理。因此,新材料和表面处理技术需要hemoldiaysis导管节省医疗成本,降低感染率和血栓的形成,有助于改善患者的结果。

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