超柔性导线降低机械循环支持系统经皮导线感染风险的机制研究

为解决机械循环支持装置(dMCS)患者经皮导线感染(DLI)高发难题，苏黎世联邦理工学院团队开发了采用超柔性导线(PT wires)的新型能量传输系统。研究表明，直径0.5mm的PT wires通过降低机械应力、加速伤口愈合(p<0.05)和减少炎症反应(p<0.0001)，使金黄色葡萄球菌感染降低34倍，为dMCS患者提供了更安全的能量传输方案。

　　

心力衰竭已成为全球医疗系统的重大负担，而心脏移植受限于供体短缺难以满足需求。作为替代方案，耐久性机械循环支持系统(dMCS)虽能挽救生命，但高达30%的患者会遭遇经皮导线感染(DLI)这一严重并发症。传统导线因直径粗大(约6mm)、机械顺应性差，在皮肤出口处产生微损伤，为表皮葡萄球菌等病原体打开入侵通道，形成难以清除的生物膜。尽管抗生素和手术清创等治疗手段不断进步，DLI仍是导致患者生活质量下降、引发出血和血栓栓塞的元凶。

针对这一临床痛点，苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究团队创新性地提出采用超柔性导线(PT wires)的能量传输方案。这项发表在《The Journal of Heart and Lung Transplantation》的研究，通过在成年绵羊模型中植入直径仅0.5mm的PT wires，并与商用HeartMate 3导线(Control DLs)对比，系统评估了其在降低感染风险方面的效果。研究采用了两组实验设计：对照组(2只动物，随访2个月)和接种组(2只动物，接种S. epidermidis，随访1.5个月)，通过电机械测试、微生物学分析和组织病理学评估等多维度验证方案。

能量传输特性验证
PT wires采用多股金属丝核心结构，在模拟dMCS工作条件的1A直流电和17V电压下表现稳定。循环载荷测试(1Hz，10,000次)显示其电阻值保持恒定，最大负载达14N，远超临床8N的典型受力。相比之下，实心导线在植入后很快断裂失效。

伤口愈合与感染控制
植入初期，PT wires周围皮肤红斑消退速度显著快于Control DLs(p<0.05)。接种S. epidermidis后，PT wires出口处的细菌载量比Control DLs低34倍(2.5×10³ vs 8.5×10⁴ CFU/mL)，且扫描电镜显示其深部无生物膜形成。组织学显示Control DLs引起大面积胶原沉积(32.7±2mm²)，而PT wires仅8.6±0.9mm² (p=0.06)。

组织反应差异
半定量评分显示PT wires引发的炎症反应显著较轻(对照组2.9±0.2 vs Control DLs 4.75±0.25，p<0.0001)。Van Gieson染色揭示Control DLs周围形成致密胶原网络，且54%的植入通道出现表皮衬里，而PT wires仅17%(p=0.001)。

这项研究从生物力学和微生物学角度证实，超柔性导线通过减小截面积(1.2mm² vs 25.2mm²)和降低弯曲刚度(FS_SW≈FS_Solid·1/n_fil)，有效缓解了机械应力对皮肤的持续损伤。其多股绞合结构允许单丝滑动，在保持导电性能的同时增强耐用性。更重要的是，PT wires创造的微环境有利于皮肤屏障功能重建，从而阻断细菌内侵的病理链条。

该成果不仅为dMCS患者提供了更安全的能量传输方案，其模块化设计思路可拓展至起搏器、神经刺激器等植入式电子医疗设备。研究人员指出，未来需通过更大样本的长期随访验证临床适用性，并优化绝缘层厚度以平衡安全性与柔韧性。这项融合了材料科学与感染防控的创新研究，为解决经皮器械"最后一厘米"的感染难题开辟了新途径。