关键词:
亲水润滑涂层
透明质酸
鼻胃管
润滑性
粘膜损伤
抗炎性能
NF-κB信号通路
摘要:
目的:
安置鼻胃管是消化道管理的常规护理措施。安置鼻胃管的过程中,由于导管外壁和鼻咽食道粘膜之间存在较大的摩擦,患者往往会出现鼻咽部疼痛、恶心和呛咳等应激和不适症状,且容易引起鼻出血、鼻中隔创伤、鼻窦炎和咽部粘膜溃疡等鼻咽食道粘膜损伤和继发的炎症反应。本研究尝试使用亲水润滑涂层技术来实现高疏水的鼻胃管材料表面的润滑改性,首先对透明质酸(Hyaluronic Acid,HA)亲水润滑涂层鼻胃管进行生物学评价,研究HA亲水润滑涂层鼻胃管的抗蛋白吸附性、细胞相容性以及对皮肤是否产生刺激反应。并进一步在动物置管实验中探讨HA亲水润滑涂层鼻胃管对改善置管效率、降低应激不适反应、减少粘膜损伤和继发炎症反应的功效,以及评估安置HA亲水润滑涂层鼻胃管是否对机体肝肾功能和免疫功能造成不良影响。
材料和方法:
本课题利用导管表面改性技术,通过透明质酸(HA)和泊洛沙姆(Pluronic,F127)的分子间相互作用,简单而高效地在高疏水的聚氨酯鼻胃管表面制备了一层HA亲水润滑涂层。本研究首先通过蛋白吸附实验、细胞毒性实验和皮肤刺激实验对HA亲水润滑涂层鼻胃管进行生物学评价,其中蛋白吸附实验是通过蛋白定量试剂盒和蛋白荧光染色实验分别定量和定性的评估HA亲水润滑涂层鼻胃管表面对人纤维蛋白原(FB蛋白)、牛血清白蛋白(BSA蛋白)和异硫氰酸荧光素标记牛血清白蛋白(BSA-FITC蛋白)的吸附情况,细胞毒性实验是通过CCK8试剂盒和活死细胞荧光染色实验定量和定性的检测HA亲水润滑涂层对小鼠成纤维细胞(L929细胞)增殖和凋亡的影响,皮肤刺激实验是通过观察在新西兰兔脊柱两侧皮肤皮内注射HA亲水润滑涂层鼻胃管浸提液后,观察在注射后24 h、48 h和72 h后皮肤是否出现红斑、水肿和溃疡等情况,以反映HA亲水润滑涂层对皮肤的刺激性。对于动物置管实验,本研究将72只新西兰兔分3批使用,每批次将实验动物按性别配对后采用计算机随机数字表法随机分组,分为4组,包括空白组(不进行置管)、未润滑组(未润滑的鼻胃管)、石蜡油组(鼻胃管表面涂覆石蜡油的鼻胃管)和涂层组(鼻胃管表面涂覆HA亲水润滑涂层),每组各6只。通过构建麻醉状态下的新西兰兔置管模型,并在麻醉完全清醒后再留置1 h拔除鼻胃管,记录了安置鼻胃管时各组置管时间、心率和呼吸频率的波动、喷嚏次数和拔管后1 h内的进食量和饮水量,并在置管后6 h对鼻咽食道粘膜进行了喉镜拍摄和HE染色,进一步通过血液细胞分析仪检测置管后第6 h、3 d和5 d血清中的白细胞数,置管后6 h用酶联免疫吸附实验检测置管侧鼻粘膜组织匀浆中的炎症介质(CRP)与炎症因子(TNF-α、IL-1β和IL-6)的水平,置管后6 h通过免疫印迹法定量分析置管侧鼻粘膜组织的NF-κB炎症通路中关键分子TLR4、IKBα、pIKBα、p65和pp65的表达情况,最后通过生化分析和酶联免疫吸附实验检测了置管后第6 h、3 d和5 d实验动物血清中的肝肾功能指标(ALT、AST、CREA和UREA)及免疫球蛋白(Ig A、Ig G和Ig M)的水平。
结果:
1.蛋白吸附的定量实验结果表明,涂层组吸附的FB蛋白含量低于未润滑组,吸附的BSA蛋白含量低于未润滑组和石蜡油组;蛋白吸附的定性实验表明涂层组吸附的BSA-FITC蛋白的荧光面积低于未润滑组和石蜡油组。
2.细胞毒性实验的定量和定性实验的结果表明涂层组浸提液对L929细胞增殖和凋亡无明显影响。
3.经皮肤刺激实验观察可知,涂层组浸提液的注射区皮肤未出现红斑、水肿和溃疡等皮肤刺激症状。
4.在动物置管实验中,相比于未润滑组与石蜡油组,涂层组在鼻胃管安置过程中引起的呼吸频率波动更小和喷嚏次数更少;相比于未润滑组,涂层组置管时间更短并且拔管后1 h内的进食量更多。
5.喉镜拍摄观察到相比未润滑组和石蜡油组,涂层组置管后鼻粘膜损伤程度较轻,仅引起粘膜轻度充血,无明显的粘膜损伤,并且涂层组咽喉粘膜的损伤程度较未润滑组轻。HE染色进一步表明涂层组对鼻咽部粘膜的损伤程度轻于未润滑组,尤其表现在减轻了鼻粘膜充血水肿、炎细胞浸润和粘膜上皮细胞脱落。
***实验结果表明相比于未润滑组,涂层组鼻粘膜组织匀浆中炎症介质与炎症因子(CRP、TNF-α和IL-1β)水平降低;WB实验结果表明涂层组相比于未润滑组与石蜡油组,抑制了置管损伤所致的TLR4-NF-κB炎症信号通路中关键分子(TLR4、pIKBα和pp65)的激活。
7.最后,生化分析和Elisa实验表明相比于空白组,涂层组的肝肾功能和免疫球蛋白指标无异常增高。
结论:
1.在生物学评价方面,HA亲水润滑涂层鼻胃管具有良好的抗蛋白吸附性和细胞相容性,不会对皮肤造成刺激反应。
2.通过动物置管实验发现,HA亲水润滑涂层鼻胃管缩短了置管时间,