饮用氢水治疗褥疮临床试验

日本广岛县立大学彦美和Nobuhiko Miwa实验室曾在《医学气体研究》发表论文,证明给褥疮患者管饲氢水改善其预后,促进创面愈合减少住院天数。这一研究从基础到临床,进行了系统全面的研究。另外,该小组还有一篇研究氢水沐浴抗皱纹的研究,也曾经受到极大的关注,纳米气泡氢气抗衰老研究(重要图片)。但也没有进行全文介绍,我将择日整理后在《氢思语》发布,敬请期待。

作者彦美和(miwa@butsuryo.ac.jp)来自广岛大学,英文名称:Prefectural University of Hiroshima。是于2005年设立的日本公立大学。

研究结果摘要图

氢水治疗褥疮的临床研究

这是2013年发表在气体医学杂志上的论文,我们过去曾经进行了摘要介绍,但这个文章不仅有临床研究,也包括基础研究和比较多的图片论述,是值得大家更深入全面阅读的文章,这对于氢气用于皮肤疾病非常有指导价值。

压疮一般叫褥疮,常见于不能活动的老年人或患有脊髓损伤、肌萎缩性侧索硬化症、多发性硬化症、肌肉营养不良等疾病的其他不能活动的患者。此外,老年和虚弱的卧床患者是压疮的高危人群。估计美国有超过100万老年人存在压疮的风险。从根本上说,压疮的社会、心理和经济费用不可估量,患者、家属和医护人员都承受着巨大精神压力。

探索一种廉价而有效的预防和治疗压疮的方法是这一疾病的首要课题。虽然已经发展出各种预防和治疗方法,但远未取得足够成功。作为创面愈合的基础研究,许多研究者正在关注胶原、弹性蛋白、层粘连蛋白、纤维连接蛋白等构建皮肤的蛋白,以及真皮成纤维细胞的代谢活性和增殖能力。这些基础研究给压疮的预防治疗带来了新希望。

有研究证实,氢气溶解于水的氢水,能作为皮肤外用,可促进真皮层成纤维细胞中I型胶原的合成。用氢鼓泡装置制备溶解氢气的氢水浓度可达到为1.13 ppm, ORP为−741 mV,而正常水氢气浓度不足0.01 ppm, ORP为+150 mV。免疫染色培养正常人真皮成纤维细胞OUMS-36和正常人表皮源性角质形成细胞HaCaT,并采用WST-8和DAPI染色检测氢水对紫外线A射线照射的细胞保护作用。选取6名日本受试者,每天进行氢水洗浴(氢浓度, 0.2-0.4 ppm)试验,持续3个月。结果显示,与第0天相比,4名受试者在第90天用氢水浴可以显著改善颈部后面的皱纹。由此可见,氢水可作为日常皮肤护理常规,通过清除活性氧和促进真皮层I型胶原合成来抑制紫外线A诱导的皮肤损伤。、许多基础研究表明,氢水广泛应用于各种疾病,口服摄入经胃肠道吸收是有效方法。研究表明,无论是沐浴还是口服,氢水是修复皮肤和清除活性氧的有效方法。

我们认为,常规护理结合经灌服摄入分子氢水可改善压疮患者的创面愈合,保持较好的健康状况。本研究目的是阐明通过灌服氢水分子氢水治疗压疮创面愈合的临床疗效。此外,我们在体外检测OUMS-36细胞和HaCaT细胞,以分析氢分子水是否在细胞水平上发挥伤口愈合作用的机制。

一、研究方法

本研究分析的医疗记录数据来自22名在日本广岛小林医院日本老年压疮患者,该院是一家附属于混合长期护理设施的综合医院。研究经小林医院伦理委员会批准。

研究治疗压疮患者年龄为71.0- 101.0(86.7±8.2)岁,其中10例为女性。入院时均患有一种或多种疾病及并发症,均为老年卧床不起、易发生压疮的高危人群,无他人帮助均不能进食。入院时或住院期间均有或逐渐出现压疮症状。

这些患者疾病类型和并发症,不仅包括饮食障碍,而且90%处于老年期,100%活动能力受损。但是,必须强调的是,2010-2011年小林医院新发压疮的发生率约为2.10%,持续低于日本平均水平。据日本压疮学会在全国范围内开展的调查报道,压疮的平均发病率为2.43%。

22例患者根据终点评价结果和愈合标准分为EG(有效组,n = 12)和LG(无效组,n = 10)。细节关于人口学数据分析了是否治愈出院,和基线数据进行了综述(表1)。在数据处理,结果所有患者分为阶段I-IV根据指南2009年EPUAP(欧洲压疮顾问团)& NPUAP(国家压疮顾问团)用作压疮的严重程度评估。巧合的是,本研究中的所有患者都属于II期或III期。 

日常护理治疗(此处为常规,其含义就是除了进行研究治疗内容外,受试者都接受常规治疗,这才是符合伦理的做法。但是从科学角度,这些治疗因为对所有人都进行,并不能证明研究方法的效果,且因为这些方法本身可以产生效果,会掩盖研究方法本身的作用。当然如不进行这些常规治疗,病情会进一步恶化。)

治疗的重点是防止压疮恶化和恢复健康的皮肤。所有患者在常规护理治疗的基础上,选择非手术治疗,酸水消毒冲洗后使用软膏、纱布敷料、包裹、褥垫等。皮肤护理、减压和营养支持被积极地作为护理治疗的一部分。治疗压疮的主要护理步骤包括:

A.组织负荷管理。

B.保持溃疡区域清洁和覆盖,不要让它变干。

C.如果患者卧床,体位至少每2小时改变一次,如果坐在轮椅上,体位至少每15分钟改变一次。

D.为了达到积极的营养氮平衡,灌胃每天每公斤摄入约30至35卡路里,每公斤摄入1.25至1.50克蛋白质。 

氢水的制备

氢水氢水制备主要由生产反渗透水的供水部分和氢气气液混合装置组成。RW少于0.018 ppm的氢水氢水 0.8 -1.3 ppm。比较氢水与反渗透水的特征参数测量与不同的稀释率(表2,图1和图2)。严格要求所有压疮患者在每次制造氢水后1小时内,每天早上和下午分别摄入600 mL氢水。

表1褥疮受试者基础情况

褥疮受试者基础情况

表2 氢水性能指标

氢水性能指标

氢水和反渗透水测定指标

图1 氢水和反渗透水测定指标

随着氢水被稀释倍数增加,氧含量增加a和ORP增加的趋势b。氢气浓度随着稀释倍数(1-11)的改变d。

氢水制造设备和气溶胶粒子计数对氢水气泡颗粒分布分析数据

图2 氢水制造设备和气溶胶粒子计数对氢水气泡颗粒分布分析数据

气溶胶粒子计数仪,结果显示和普通水a相比,氢水中直径小于1微米的纳米气泡数量多总体积大。图c为氢水制造模式图。氢水制造基本原理是把水滴变成足够小,增加水滴比表面积,让高压的氢气快速溶解到水中。

各部分组成:

1排气0.01 Mpa;

2 供水0.3 Mp,1次15 L/8 min;

3氢气供应0.9 Mpa, 0.55 L/min;

4氢水流出;

5麦饭石颗粒;

6微孔滤膜氢气喷嘴6.1 μm。

(四)临床效应评估

对褥疮的临床治疗效果评价指标包括,住院天数、创面大小、褥疮分级和DESIGN-R 压疮愈合过程评估量表。

住院天数是褥疮患者生活质量中的重要指标。创面大小包括大小、深度和面积,需要使用图象分析进行精确测量。分级是根据EPUAP和NPUAP专家指南,褥疮II级包括损伤涉及表皮和真皮,溃疡在表面表现为水泡或擦伤,但没有超过真皮层。褥疮III级深度包括皮肤全层,甚至达到皮下组织,血流供应差,愈合困难。

DESIGN-R 压疮愈合过程评估量表时绝对评估工具,是评估医疗护理质量的好办法,但这种评估无法比较褥疮患者的严重程度和不同类型溃疡。因此,DESIGN-R 是评估褥疮的简易评估方法,本研究中医护人员每月都对患者进行这种评估分析。

二、研究结果

(一)临床治疗效果

1、住院天数和DESIGN-R 压疮愈合过程评估量表

褥疮患者住院天数在有效组113天明显少于低效组155天(p < 0.05),缩短时间28.1%(Figure 3-a)。

DESIGN-R 压疮愈合过程评估量表在有效组的终点和入院时相差显著 (11.5 rates vs. 14.3rates, p < 0.05)。低效组前后没有统计学差异(Figure 3-b)。

住院天数和DR评分结果

图3 住院天数和DR评分结果

2、创面大小

测量创面的方法使用两个直径乘积,两组创面面积都有显著减小(EG: 91.4%; LG: 48.6%),有效组下降更明显(p < 0.05)。

创面大小结果

图4 创面大小结果

3、典型案例

3.1典型案例1,85岁女性褥疮患者

图6显示85岁女性褥疮患者时间依赖性的创面愈合过程,患者因为褥疮入院,入院创面检查结果:位置骶骨,创面大小20.8平反厘米,II级,DESIGN-r16分。经过4月常规褥疮治疗联合氢水,溃疡面完全消失。终点检测结果为,创面大小为0,分级为I级,DESIGN-r6分(Figures 6-a to -d)。

老年女性褥疮患者时间依赖性的创面愈合过程

图6.老年女性褥疮患者时间依赖性的创面愈合过程。85岁女性患者,因褥疮住院,6-a为典型创面图,6b-d分别代表创面大小、DESIGN-r评分和创面分级。特别提示,患者前半疗程没有使用氢水,后半疗程加氢水联合治疗。

3.2典型案例2,80岁男性褥疮患者

图7显示80岁男性褥疮患者时间依赖性创面愈合过程。80岁男患者住院时间长达10月,因此可把住院期间分为2个阶段。前5个月只进行常规治疗,后5个月增加氢水治疗。褥疮创面愈合的过程从图上可以清楚识别,后期愈合速度明显比前期快(Figures 7-a, -b).。

老年男性褥疮患者时间依赖性创面愈合过程

图7.老年男性褥疮患者时间依赖性创面愈合过程

三、讨论

论文作者认为,氢气能被胃肠道吸收并发挥抗氧化、促进细胞外基质产生和抗炎症等作用。许多研究支持这一看法。

有研究发现氢气对胃肠道本身可以产生作用。Kajiya等使用小鼠模型发现饮用氢水7天能缓解5%硫酸葡聚糖钠盐诱导的结肠炎,使结肠组织中多种炎症因子下降。Nakashima-Kamimura等研究发现,大鼠0.8 mM氢水灌胃15毫升/公斤体重,在血液中可检测出氢气水平升高,说明氢气可被胃肠道吸收。这种给氢方法也可以减少顺铂造成的肾脏组织病理损伤和肾功能破坏。作为一种气体分子,氢气能清除自由基。Cardinal研究氢水对肾移植后肾损伤有保护作用,发现氢水能提高肾脏功能,减缓慢性移植后肾病的发展,减少氧化损伤和炎症介质的产生,提高动物存活率。研究结果说明氢水是一种有效的在体抗炎症抗氧化物质。

自由基增加会抑制创面愈合速度。氢气是一种无色无味无臭的气体,具有抗氧化活性。氢气分子量小且无极性,巨大的扩散能力使氢气能非常轻松地穿过胃肠粘膜进入血液循环。氢气也可能会通过细胞膜上特定的气体通道进入细胞内,这些气体通道包括水通道和Rh蛋白。氢气的生物兼容性和抗炎症抗氧化生物学效应,使这种气体的医学应用潜力巨大。

氢水和常规治疗加快褥疮愈合的作用,基本作用机制可能有两个方面。一是抗氧化作用,二是抗炎症作用。作者认为,氢气也能提高胶原蛋白的合成和细胞保护作用。根据这个推测,研究设计了细胞学研究,通过研究氢气对成纤维细胞和上皮细胞的抗紫外线损伤效应来寻找氢气促进伤口愈合的机制。研究结果发现,氢气能增加成纤维细胞合成胶原蛋白的速度,保护上皮细胞免于死亡。当然这些作用仍然可能是抗氧化效益的体现。

文献

Li Q, Kato S, Matsuoka D, et al. Hydrogen water intake via tube-feeding for patients with pressure ulcer and its reconstructive effects on normal human skin cells in vitro.[J]. Medical Gas Research, 2013, 3(1):20-20. 

Kato S, Saitoh Y,Iwai K, Miwa N: Hydrogen-rich electrolyzed warm water represses wrinkleformation against UVA ray together with type-I collagen production andoxidative-stress diminishment in fibroblasts and cell-injury prevention inkeratinocytes. J Photochem Photobiol B 2012, 106:24–33.

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