吳洲鵬 馬玉奎 趙紀(jì)春

四川大學(xué)華西醫(yī)院血管外科，四川 成都 610041

慢性下肢淺靜脈曲張和靜脈畸形是常見(jiàn)的靜脈疾病，通常采用傳統(tǒng)外科手術(shù)和硬化治療[1]。隨著微創(chuàng)技術(shù)發(fā)展，激光消融，射頻消融和泡沫硬化療法正逐漸用于治療下肢靜脈功能不全[2-3]。大量研究中的多種治療方案顯示，泡沫硬化療法易于實(shí)施，幾乎無(wú)切口[4-9]，無(wú)需住院且費(fèi)用較低[10-12]。泡沫硬化療法使用液體藥物，如聚多卡醇和十四烷基硫酸鈉（C14H29SO4Na，sodium tetradecyl sulfate，STS）以1∶4的體積比與氣體[例如空氣、二氧化碳（carbon dioxide，CO2）、二氧化碳與氧氣之比（carbon dioxide/oxygen，CO2/O2）等]混合使用達(dá)到治療靜脈曲張及靜脈畸形目的[13-15]，而且歐洲泡沫硬化療法共識(shí)會(huì)議上明確指出，這種方法是治療靜脈曲張的最佳選擇[16-17]。近年來(lái)，泡沫硬化療法已成為靜脈生物學(xué)領(lǐng)域重要發(fā)展之一[18]。但由于藥物選擇不規(guī)范和藥物濃度比例不一致，泡沫硬化治療后仍有較多并發(fā)癥發(fā)生[19-21]。并發(fā)癥主要是由起泡或液化的硬化藥物和氣體栓塞到身體的其他部位引起的[22]。本文總結(jié)有關(guān)泡沫穩(wěn)定性相關(guān)研究以期可以促進(jìn)泡沫硬化療法的發(fā)展。

1 文獻(xiàn)選取及結(jié)果

使用PubMed數(shù)據(jù)庫(kù)（截至2020年12月）進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，不受出版年份的限制。搜索中英文關(guān)鍵詞或主題詞：泡沫半衰期（foam half time，F(xiàn)HT）或泡沫穩(wěn)定性（stability of foam）或泡沫硬化療法（foam sclerotherapy）或靜脈曲張（varicose vein）。共納入31篇關(guān)于泡沫硬化劑穩(wěn)定性的文章進(jìn)行綜述，其中制備條件包括溫度、液-氣比、硬化療法藥物濃度、制備方法、表面活性劑、氣體成分、泡沫排出時(shí)間（FDT）和制備速度的各種組合。FHT是泡沫排出率為50%的時(shí)間，泡沫排除時(shí)間（foam drainage time，F(xiàn)DT）是可見(jiàn)液體的時(shí)間，泡沫聚結(jié)時(shí)間（foam coalescence time，F(xiàn)CT）是可見(jiàn)氣泡的時(shí)間。

近年來(lái)，多項(xiàng)研究對(duì)泡沫硬化劑的穩(wěn)定性及對(duì)治療的影響進(jìn)行分析，研究顯示泡沫硬化劑的穩(wěn)定性與臨床療效和潛在的不良反應(yīng)密切相關(guān)[23-25]。穩(wěn)定的泡沫硬化劑為血液提供了更有效的屏障，并使藥物與靜脈壁長(zhǎng)時(shí)間保持接觸。因?yàn)榉€(wěn)定的泡沫其黏附性和致密性使注射后易于控制泡沫排出血液時(shí)間且不易被稀釋。治療長(zhǎng)段的曲張靜脈時(shí)，在相同藥物劑量下，如果泡沫具有更長(zhǎng)的半衰期，就可以保證其治療效果。而且穩(wěn)定的泡沫不僅減少所需藥物劑量和濃度，還可以降低并發(fā)癥發(fā)生。泡沫衰減的主要原因是血液流動(dòng)和氣體擴(kuò)散。而血液流動(dòng)速率取決于溶液的性質(zhì)，氣體擴(kuò)散速率主要取決于泡沫中平均氣泡直徑的均勻性。由于影響泡沫穩(wěn)定性的因素很多，但目前關(guān)于硬化泡沫穩(wěn)定性的研究較少，而且泡沫本身的性質(zhì)和影響其穩(wěn)定性的因素尚未闡明。因此本文從溫度、液-氣比、泡沫硬化濃度、制備方法、表面活性劑，氣體成分和其他因素對(duì)泡沫穩(wěn)定性進(jìn)行研究和總結(jié)。

2 泡沫硬化劑穩(wěn)定性的主要影響因素

2.1 溫度影響

2013年，Valenzuela等[25]探討了溫度對(duì)泡沫硬化劑穩(wěn)定性的影響，研究了10～40℃的溫度下STS和聚多卡醇以不同比例組成的4種藥物的穩(wěn)定性，研究表明溫度越低，泡沫穩(wěn)定性越好。同樣Yue等[26]研究表明溫度與硬泡沫穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)。早前研究表明不同的溫度條件下泡沫穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生變化，但仍與身體實(shí)際的溫度變化不一致。為此Bai等[27]研究在6℃、10℃、16℃、20℃、23℃、25℃和27℃的多種不同溫度下的泡沫制備，然后將其立即轉(zhuǎn)移到37℃水浴中，模擬了不同溫度制備泡沫注射至體內(nèi)后的溫度變化對(duì)其穩(wěn)定性影響，研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度突然變化對(duì)泡沫穩(wěn)定性存在不利影響，而且研究還顯示制備溫度升高時(shí)，泡沫變得不穩(wěn)定且其FHT縮短。泡沫的液體流動(dòng)性增加及溫度升高引起的黏度降低是泡沫更易衰減的主要原因。

2.2 液-氣比

泡沫衰減受到泡沫的流入和氣體擴(kuò)散影響；氣體擴(kuò)散速度取決于泡沫的直徑。液-氣比決定泡沫的干燥和濕潤(rùn)，并決定流入和擴(kuò)散速率，越慢越穩(wěn)定。Van等[28]發(fā)現(xiàn)不同的液-氣比對(duì)泡沫流入和擴(kuò)散速率無(wú)影響即對(duì)穩(wěn)定性無(wú)影響。然而，Cameron等[29]得出不同結(jié)論，研究將1∶2、1∶3、1∶4和1∶8的液-氣比注入靜脈模擬模型時(shí)測(cè)定泡沫流入和擴(kuò)散速率，泡沫以1∶2 液-氣比快速填充靜脈模型腔，導(dǎo)致穩(wěn)定性較差。隨著研究進(jìn)展，研究結(jié)果逐漸引起爭(zhēng)議。Li等[23]評(píng)估1∶1至1∶9的不同液-氣的穩(wěn)定性，并使用FHT、FDT和FCT作為穩(wěn)定性判定指標(biāo)，結(jié)果顯示1∶2組的FDT和FCT最高，而FHT也較高，穩(wěn)定性較差。但是，Bai等[27]將液-氣比分為1∶2、1∶4和1∶6三組，發(fā)現(xiàn)液-氣比分為1∶2的穩(wěn)定性最高，隨著氣體比增加穩(wěn)定性降低。

2.3 泡沫硬化劑的濃度

泡沫硬化劑濃度越高可以使血管纖維化更快，并產(chǎn)生具有穩(wěn)定性較好的泡沫，但是過(guò)量藥物殘留也存在安全隱患。Valenzuela等[25]使用Wollmann的3%聚多卡醇濃度和穩(wěn)定性試驗(yàn)也得出相似結(jié)論，但同時(shí)還發(fā)現(xiàn)STS濃度變化對(duì)FHT無(wú)影響。Peterson和Goldman[30]發(fā)現(xiàn)較低STS濃度（0.25%、0.50%和1.00%）下，少量增加STS濃度可以提高FHT。Wollmann的聚多卡醇濃度為0.25%、1.00%和3.00%時(shí)，F(xiàn)HT分別為30 s、130 s和180 s，表明聚多卡醇濃度越低，泡沫衰減越快，其不穩(wěn)定性也越大[31]。Van等[28]發(fā)現(xiàn)在不同濃度聚多卡醇，但泡沫平均直徑無(wú)差異，0.25%聚多卡醇治療靜脈曲張后，色素沉著得到有效改善，但高濃度藥物會(huì)導(dǎo)致色素沉著。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(huì)產(chǎn)生更多不良反應(yīng)，例如淺表靜脈炎和色素沉著[32-35]。由于研究的結(jié)果僅限于試驗(yàn)現(xiàn)象，尚未進(jìn)一步探討可能的機(jī)制，其結(jié)果仍存在爭(zhēng)議，還需進(jìn)一步研究。

2.4 制備方法

目前常用泡沫制備方法包括雙注射系統(tǒng)（dual syringe system，DSS）和Tessari技術(shù)，但這兩種技術(shù)產(chǎn)生的泡沫穩(wěn)定性都需要進(jìn)一步改進(jìn)。因此，多名學(xué)者改變?cè)技夹g(shù)或探索新制備方法，以生產(chǎn)更穩(wěn)定泡沫，可適合在不同的臨床條件下使用。2014年，Whiteley和Patel[36]對(duì)傳統(tǒng)的Tessari技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，將三針技術(shù)可將泡沫輸送到第三個(gè)注射器，解決了在泡沫注入過(guò)程中泡沫黏附和栓塞問(wèn)題。隨后，Xu等[37]研究增加一個(gè)注射器，可吸收兩倍于傳統(tǒng)Tessari技術(shù)吸收的硬化液體和空氣體積，可產(chǎn)生更多的泡沫改善泡沫穩(wěn)定性。2015年，Carugo等[38]研究DSS、Tessari技術(shù)及市售的標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)聚多卡醇注射微泡（polydocanol injection microbubbles，PIM）在仿生靜脈模型中的泡沫FDT順序?yàn)镻IM＞DSS＞Tessari；同有相似的氣體產(chǎn)生的混合泡沫比較，PIM產(chǎn)生泡沫平均直徑更小、更均勻的泡沫，顯示較好穩(wěn)定性。2017年，Critello等[39]使用低頻超聲波來(lái)制備泡沫，將其與使用手動(dòng)Tessari方法制備的泡沫進(jìn)行比較顯示，低頻超聲產(chǎn)生的泡沫的平均直徑比機(jī)械攪拌產(chǎn)生的平均直徑小2.0倍，比手工Tessari方法產(chǎn)生的平均直徑小1.6倍。因此，未來(lái)可用超聲改進(jìn)技術(shù)以制備泡沫。多名學(xué)者對(duì)過(guò)濾器是否可以增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性進(jìn)行研究，5 mm過(guò)濾器組獲得泡沫的FHT更高，表明過(guò)濾器可以提高泡沫穩(wěn)定性[40-41]。由于泡沫在通過(guò)過(guò)濾器時(shí)變得更加均勻和緊密。McMaster[42]用1.5%的STS進(jìn)行了研究，獲得相似結(jié)果，過(guò)濾器對(duì)泡沫的穩(wěn)定性有積極的影響，該方法簡(jiǎn)便易行且成本較低。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。

2.5 表面活性劑

表面活性劑通過(guò)改變其黏度和表面張力來(lái)增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性。Peterson和Golman[30]向DSS生產(chǎn)的STS泡沫中添加了不同體積甘油發(fā)現(xiàn)，添加少量甘油會(huì)增加STS泡沫的FHT，但進(jìn)一步添加甘油會(huì)導(dǎo)致泡沫穩(wěn)定性下降。這可能由于甘油自身不具備發(fā)泡特性。Rial等[24]使用Tessari方法在3%聚多卡醇硬化劑中添加了不同濃度的甘油以制備泡沫，硬化泡沫中添加1.66%甘油，可獲得理想的氣泡穩(wěn)定性。隨后，另一項(xiàng)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，聚多卡醇泡沫的FHT延長(zhǎng)173.38%，從而顯著提高了其穩(wěn)定性[34]。一項(xiàng)對(duì)5種表面活性劑對(duì)泡沫穩(wěn)定性研究發(fā)現(xiàn)，表面活性劑增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性作用是明顯的，可增強(qiáng)泡沫整體效果[32]。

2.6 氣體成分

早期泡沫硬化療法中使用的氣體是空氣。其中，80%的氮?dú)庠谘褐腥芙舛葮O低，因此更有可能增加氣體栓塞風(fēng)險(xiǎn)，臨床表現(xiàn)為胸悶和神經(jīng)系統(tǒng)癥狀[33]。純凈的CO2和CO2/O2氣體混合物可以溶解在血液中，從而降低氣體栓塞風(fēng)險(xiǎn)。目前逐漸使用CO2、O2或CO2/O2的氣體混合物代替室內(nèi)空氣。McMaster[42]比較室內(nèi)空氣和CO2制備泡沫穩(wěn)定性，雖然CO2泡沫降解較快，但改變注入技術(shù)以縮短泡沫制備和注入之間時(shí)間，可增加CO2泡沫穩(wěn)定性。Frullini等[43]研究在DSS制備泡沫時(shí)采用空氣、CO2、O2和CO2/O2的氣體混合物中泡沫的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)FHT為空氣＞CO2/O2氣體混合物＞CO2，CO2/O2氣體混合物的使用增加泡沫穩(wěn)定性。由于CO2在血液中溶解度更高，降解速度更快，而O2的添加促進(jìn)泡沫的形成。因此氣體種類(lèi)和比例對(duì)臨床效果影響較大。

2.7 其他因素

泵速是影響泡沫穩(wěn)定性的重要因素，在泡沫制備過(guò)程中泵速會(huì)導(dǎo)致渦旋變化。臨床上，應(yīng)選擇最合適的泵速以增加泡沫穩(wěn)定性[35]。目前缺乏統(tǒng)一的制造設(shè)備并且泡沫穩(wěn)定性和泵速之間的關(guān)系需要進(jìn)一步探討。McMaster[42]探討不同注射器與泡沫穩(wěn)定性之間的關(guān)系，結(jié)果表明注射器尺寸與FHT之間無(wú)顯著差異，但由于注射器尺寸范圍較小，其數(shù)據(jù)可能不足以解釋問(wèn)題。2018年的一項(xiàng)研究中使用了2 ml、5 ml、10 ml、20 ml和30 ml注射器，使用自制設(shè)備制備泡沫，發(fā)現(xiàn)較小的注射器可產(chǎn)生更均勻的泡沫[32]，但結(jié)論仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。2005年，一項(xiàng)研究探討了6種連接器類(lèi)型與泡沫穩(wěn)定性之間的關(guān)系顯示，連接器的類(lèi)型對(duì)穩(wěn)定性沒(méi)有顯著影響[40]。2011年，Van等[28]采用21-G針、23-G針和18-G針以評(píng)價(jià)1%聚多卡醇的泡沫穩(wěn)定性，在顯微鏡下觀察泡沫直徑來(lái)評(píng)價(jià)泡沫穩(wěn)定性結(jié)果表明，不同尺寸的針對(duì)泡沫中的平均直徑影響較小。當(dāng)不使用針頭直接注入泡沫時(shí)，泡沫平均直徑略小。McMaster[42]用T1（75%的泡沫殘留物所需時(shí)間）和T2（50%的泡沫殘留物所需的時(shí)間）作為指標(biāo)，以反映泡沫穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)較小的針頭更可能產(chǎn)生較不穩(wěn)定泡沫，但差異并不顯著。

許多因素影響用于治療靜脈曲張的泡沫硬化劑穩(wěn)定性，為了解決問(wèn)題，研究人員需要進(jìn)行大量研究，以評(píng)估和建立一套完善的改善泡沫穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)方法體系[43]。在臨床中，無(wú)法預(yù)先評(píng)估泡沫性能，這妨礙了泡沫硬化療法的安全性和可操作性。因此，目前有關(guān)泡沫穩(wěn)定性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究不足。為更好研究影響泡沫硬化穩(wěn)定性的因素，泡沫衰減的機(jī)制需要更深入的了解，以期獲得更全面的泡沫穩(wěn)定性評(píng)估和應(yīng)用方法。