《Scientific Reports》：Biomechanical effects of length and angle of the subcutaneous tunnel on epidural catheter stability in a porcine model
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摘要：硬膜外导管脱位可导致严重并发症，尤其是在抗凝治疗患者中。固定技术多种多样，而皮下隧道的作用以及隧道长度或角度相对于脱位力的生物力学效应仍属未知。这项体外研究评估了皮下隧道的长度和角度（2–5 cm，相对于脱位力呈六种不同角度）与不同粘性固定方法（透明薄膜
摘要：硬膜外导管脱位可导致严重并发症，尤其是在抗凝治疗患者中。固定技术多种多样，而皮下隧道的作用以及隧道长度或角度相对于脱位力的生物力学效应仍属未知。这项体外研究评估了皮下隧道的长度和角度（2–5 cm，相对于脱位力呈六种不同角度）与不同粘性固定方法（透明薄膜敷料、10–20 cm粘性条带）相比对硬膜外导管稳定性的贡献。研究人员在猪皮肤模型中使用电动牵引系统和力传感器测量脱位力。隧道化导管的平均脱位力为0.86 ± 0.3 N，显著低于使用透明薄膜敷料（9.89 ± 2.65 N；p < 0.001）或粘性条带（10 cm：8.03 ± 2.3 N；20 cm：10.92 ± 0.84 N；均p < 0.001）所测得的力。隧道长度和角度对导管稳定性无显著影响，而增加粘性条带的长度则显著提高了脱位力（p < 0.001）。总之，在猪模型的标准化条件下，硬膜外导管的皮下隧道对导管稳定性提供的机械效益有限，而粘性固定则对导管的即时脱位产生显著更大的抵抗力。
论文解读：皮下隧道与粘性固定对硬膜外导管稳定性的生物力学比较研究
一、研究背景与问题
硬膜外麻醉在大型手术及分娩镇痛中提供卓越的镇痛效果，可能降低腹部和胸部手术的死亡率，甚至影响肿瘤手术中的肿瘤进展。然而，硬膜外导管存在硬膜外出血和血肿的固有风险，尤其在导管置入和拔除期间。意外脱位可能增加硬膜外血肿的风险，特别是在接受抗凝药物治疗的患者中，因为可能无法满足充分停药的时机，并可能使患者面临重新置管的相关风险。因此，妥善固定导管对于防止意外移位或脱位至关重要。既往研究报告的意外硬膜外导管移位率高达56%，且固定技术多种多样。关于皮下隧道是否能可靠地影响导管移位的数据存在矛盾，同时隧道操作对患者而言是一种额外的不适体验。部分研究提示隧道可能降低导管脱位风险，另一些研究结果混杂或未能显示显著获益。这一差异凸显了进一步研究导管固定机制的必要性。
二、研究目的与设计
该研究由德国弗莱堡大学医学中心麻醉与重症医学科于2024年5月至2024年11月开展，是一项前瞻性非盲实验台研究。研究目标是表征三种固定组件（皮下隧道、透明薄膜敷料、粘性条带）对导管整体稳定性的个体生物力学效应，重点关注皮下隧道的长度和方向。研究人员假设所需脱位力将随皮下隧道长度和相对于施力的角度增加而增加。
三、关键技术与方法
研究采用猪皮肤皮瓣（含皮下脂肪）作为生物模型，皮瓣来自新鲜屠宰动物的当地肉铺，加热至37°C并用大头针固定以防止纵向移动。力测量系统包括：导管通过鲁尔锁适配器连接绳索，绳索经两个偏转滚轮连接至力传感器（PSD-S1称重传感器，最大载荷50 kg，精度等级C2，预期最大测量误差±0.15 N），力传感器连接至丝杠主轴，由直流电机以恒定转速驱动以增加导管张力。力数据使用LabVIEW 7.1自定义软件连续记录，MATLAB分析原始数据，滤波后确定导管脱位前的峰值力。每种固定方法的最大脱位力测量八次，重复之间进行实验装置的完全拆卸和重新组装。皮下隧道使用17G静脉套管（Vasofix? Safety，B Braun）实施，与临床实践一致；20G硬膜外导管取自Pajunk?硬膜外套装。隧道长度为2–5 cm，每个长度分为五个亚组，牵引方向分别为与隧道走向一致（0°）或呈45°、90°、135°、180°角。粘性条带固定采用10–20 cm Fixomull?粘性条带沿导管放置；透明薄膜敷料固定采用Tegaderm?薄膜固定环状导管，边缘以Fixomull?框架加固，在导管出口处中断框架以单独评估薄膜的摩擦效应。所有粘性材料每次实验均新开封并由同一研究者操作。
四、研究结果
1. 硬膜外导管隧道：角度和隧道长度对所需脱位力的影响
尽管整体多变量ANOVA显示隧道角度具有统计学显著效应（F = 2.654，p = 0.04），但Bonferroni校正的事后分析显示不同角度之间无显著差异。隧道长度对脱位力无显著影响（F = 3.251，p = 0.08），且未发现隧道长度与角度之间的交互效应（F = 2.258，p = 0.07）。在2 cm隧道长度下，脱位力范围为0.65 ± 0.33 N至1.00 ± 0.33 N，不同牵引角度间无显著差异。在5 cm隧道长度下，脱位力范围为0.66 ± 0.20 N至1.10 ± 0.22 N，除135°与0°之间存在轻微显著差异（MD 0.439 [CI95%: 0.01至0.87]；p = 0.049）外，各角度间无显著差异。比较2 cm与5 cm隧道长度，无论牵引角度如何，所需整体脱位力无显著差异（p = 0.097）。
2. 胶带类型和条带长度对所需脱位力的影响
20 cm粘性条带的固定效果比皮下隧道高12倍。20 cm粘性条带的脱位力显著高于10 cm条带（MD = 2.89 N [CI95%: 1.56至4.22]；p < 0.001）。线性回归模型显示，条带长度每增加1 cm，所需脱位力增加0.29 N [CI95%: 0.09至0.49]（回归方程：Force [N] = 0.513 + 0.289 × Length [cm]；p = 0.007；R2 = 0.44）。透明薄膜敷料的脱位力显著高于10 cm粘性条带（MD = 1.86 N [CI95%: 0.53至3.2]；p = 0.002），与20 cm粘性条带相当（MD = 1.03 N [CI95%: -0.31至2.36]；p = 0.24）。
3. 不同固定方法脱位力的比较
隧道化硬膜外导管的平均脱位力为0.86 ± 0.3 N。相比之下，10 cm粘性条带（8.03 ± 2.3 N）、20 cm粘性条带（10.92 ± 0.84 N）和透明薄膜敷料（9.89 ± 2.65 N）所需的脱位力显著更高（均p-Bonferroni < 0.001）。
五、讨论与结论
研究结果表明：（i）皮下隧道的长度和角度变化对导管脱位所需力无影响；（ii）使用透明薄膜敷料或沿导管放置的粘性条带进行粘性固定在应用后即刻对导管稳定性的贡献显著大于皮下隧道；（iii）延长沿导管的粘性条带可增加脱位所需力。
文献中报道的硬膜外导管脱位率高达36%至56%，差异可归因于各研究对"脱位"定义的不一致。既往随机对照试验结果存在矛盾：Burstal等人（1998）显示皮下隧道显著降低内移和外移风险；Abukhudair等人（2018）报告皮下隧道对脱位率无显著影响；Bougher等人（1996）发现隧道对外移无显著影响但显著减少内移；Tripathi等人（2000）观察到隧道导管内移减少的非显著趋势以及外移的显著减少。
隧道化导管的平均脱位力0.86 N与Byrne等人报告的周围神经导管隧道化后平均脱位力1.16 N一致。隧道长度和角度对脱位力缺乏显著影响与基于摩擦物理原理的初始假设相矛盾。研究人员推测皮下脂肪组织对导管仅产生极小摩擦，至少在置入后即刻起到润滑作用。与Hakim等人使用合成皮肤的研究相比，本研究中粘性固定效果略低，可能归因于猪皮肤的水分含量。
研究存在多项局限性：这是猪模型的实验台研究，组织特征可能因物种而异并在死后发生变化；无法充分反映影响导管长期稳定性的皮肤相关生理过程（愈合、伤口液体产生、出汗）；皮肤弹性、灌注、出汗和湿度等因素可能显著影响粘性条带的粘附力，尤其在长期使用中；观察者无法设盲，但力数据由设盲评估者分析以减少偏倚。此外，研究仅评估了简单机械负荷下的短期行为，未评估各固定组件之间的协同效应。
结论：研究证明在即刻拔出力条件下，皮下隧道的长度或角度对整体固定效果作用较小；粘性敷料相比皮下隧道对导管稳定性的"短期"效应更高。研究结果的临床适用性仍具挑战性，但该研究是系统评估不同固定方法及其各种应用的第一步。未来需要进一步的在体研究以表征皮下隧道在导管稳定性中的作用，尤其应关注导管稳定的长期效应，并纳入临床终点指标，如临床相关导管脱位（>2–3 cm）、镇痛不足、患者舒适度以及感染和出血并发症。该论文发表于《Scientific Reports》。
