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尿失禁用品与装备系列介绍（03）：一件式造口袋
前言
导尿术是泌尿外科临床基本操作之一，是解决尿潴留的主要手段和许多泌尿外科术后必备操作。导尿管是指通过尿路插入膀胱腔以排尿和冲洗膀胱为目的的管状器械。目前临床上使用的导尿管主要是硅橡胶、乳胶类（包括硅化乳胶导尿管）、聚氯乙烯（PolyvinylChloride，PVC）等，由导尿管引起的不良反应有细菌定植、抗生素耐药、慢性感染、肾脏和膀胱损伤、肾结石、膀胱假息肉、败血症、尿道损伤等。导尿管相关尿路感染（Catheter-AssociatedUrinaryTractInfection，CAUTI）是指患者留置导尿管后或拔除导尿管48h内发生的泌尿系统感染。导尿管相关尿路感染是医源性尿路感染的最常见的原因，发生率可占尿路感染的80%。本文主要简要介绍目前抗菌导尿管研究与使用的相关策略。01抗菌导尿管分类
1、银涂层：
银是医疗器械涂层中最受欢迎的抗菌剂之一，也是FDA批准用于导尿管的少数抗菌剂之一。镀银导尿管通过将银离子释放到尿道来减少病原体定居，银离子可通过三种机制靶向细菌：
①膜电位损失导致的膜功能受损；
②铁-硫簇破坏导致的蛋白质功能障碍；
③抗氧化剂耗竭导致的氧化应激。
迄今为止，已有几项临床研究报告证实了银涂层导管针对CAUTI方面的有效性。
2、抗生素涂层：
抗生素在低浓度下选择性抑制微生物的生物活性，对传染病的预防和控制至关重要。抗生素涂层可能是预防CAUTI最直接的方法，这些抗菌涂层如庆大霉素、诺氟沙星、司帕沙星、万古霉素和利福平涂层等，相比银涂层，抗菌涂层具有更好杀灭病原菌的效果。
3、抗菌酶涂层：
杀菌酶通过产生抗菌物质(即氧化酶)来抑制细菌。具体来说，过氧化物酶产生的过氧化氢(H2O2)用于攻击细菌，或将卤化物氧化成更有效的抗菌剂。杀菌酶比其他常规抗菌剂具有几个优点。
①首先，它们对选定的病原体更具特异性，而不会干扰宿主中的其他良性微生物。
②其次，病原体很难对杀菌酶产生抗性。
③最后，杀菌酶被认为是天然的，无活性的，对宿主无毒的。
然而，杀菌酶有一些缺点。与传统的抗菌剂如银和抗生素相比，杀菌酶的生产和纯化要昂贵得多，此外抗菌酶在设备灭菌、储存和运输过程中，在极端条件下易于变性等情况发生。
4、噬菌体涂层：
噬菌体是细菌的天敌。它们本质上是可以进入细菌并复制的病毒。一般来说，噬菌体可以分为两类：裂解性噬菌体和溶源性噬菌体。裂解性噬菌体经常被用作抗菌物质，具有良好的细菌选择性和对哺乳动物细胞的低毒性，但单组分噬菌体修饰的导尿管抗菌谱较窄，耐受性差。目前已有课题组对其进行改性增宽了抗菌谱。噬菌体的高杀菌效力使其成为治疗CAUTI的潜在抗菌剂。噬菌体与抗生素相比，具有不促进细菌耐药性和对哺乳动物细胞无毒性的明显优势。
噬菌体作为一种生物活性物质，由于在极端环境下的不稳定性，其应用受到限制。尽管在用噬菌体制造抗菌涂层方面取得了相当大的进展，但它大多处于研究和应用的早期阶段。
5、抗菌肽涂层：
抗菌肽原指昆虫体内经诱导而产生的一类具有抗菌活性的碱性多肽物质，分子量一般在~左右，由20~60个氨基酸残基组成。这类活性多肽多数具有强碱性、热稳定性等特点，对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌株、病毒和真菌都有效。AMPs可通过多种机制途径靶向病原体：
①细胞质膜的交替；
②膜通透性；
③自溶素的激活；
④抑制细菌脱氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白质合成；
⑤抑制细菌相关酶；
⑥增强免疫调节。
AMPs的使用仍会诱导病原体抗性，跟抗生素相比使细菌产生的抗性会较低。
6、碳纳米材料涂层：
碳纳米材料的主要细胞毒性机制是物理刺穿微生物外膜，导致不可恢复的膜结构损伤和细胞内内容物的流出。
7、防污涂层：
通过用防污剂涂覆导尿管可以防止细菌的初始粘附，从而减少生物膜的形成。以两性离子聚合物、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和乙基纤维素为代表的亲水性防污涂层可有效阻止细菌在表面的粘附。
8、一氧化氮释放涂层：
一氧化氮(NO)是一种化学性质不稳定的亲脂性气体，是一种最小的内源性抗感染分子。NO通过氨基和巯基亚硝化、脂质过氧化、酪氨酸硝化、脱氧核糖核酸分解以及刺激运动和调节扩散而表现出局部杀菌效应。一氧化氮能够通过降低一种重要的信号转导分子——环二磷酸鸟苷的水平来诱导铜绿假单胞菌和其他细菌生物膜的扩散。但NO的长期储存稳定性、一氧化氮供体在生理环境中的如何扩散以及材料的毒性仍然是需要进一步研究的主要问题。
9、金属和金属氧化物纳米粒子涂层：
CuO纳米粒子对一系列泌尿病原体有效。这种纳米颗粒可以释放Cu2+离子，产生用于细菌细胞膜破坏的活性氧，并直接内化用于酶功能破坏。尽管使用金属和金属氧化物作为抗菌涂层是一个蓬勃发展的领域，但大多数研究仍停留在体外模型验证的早期阶段。需要更多的体内和临床研究来评估其长期的抗菌效果、稳定性、生物相容性和细胞毒性等特性。
02总结：
目前，几种基于银、抗生素浸渍等策略的抗菌导尿管已被美国FDA批准用于其在临床的应用。然而，就长期导管留置而言，这些商业化的抗菌导管的性能并不令人满意。与此同时，抗生素导管的应用导致了相关抗生素耐药性出现，并随着时间的推移，有效性降低。许多更有效的抗微生物策略正在成为对抗CAUTI的潜在解决方案。基于目前对细菌生物膜结构和形成机制的认识，抗菌导尿管的设计可分为五大类：
①杀菌；
②接触致死；
③防污；
④生物膜破裂；
⑤对细菌干扰。
这些抗菌策略可能处于研究和应用的不同发展阶段。大多数抗微生物方法对于临床普遍应用来说还为时过早。需要进行更彻底的临床评估，以证明针对CAUTI的有效性，尤其是对关于长期留置尿管方面的有效性。
03延伸阅读：
生物膜(biofilm)也称为生物被膜，是指附着于有生命或无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织的细菌群体。生物膜细菌会对抗生素和宿主免疫防御机制产生很强的对抗性。生物膜中存在各种主要的生物大分子如蛋白质、多糖、DNA、RNA、肽聚糖、脂和磷脂等物质。而生物膜多细胞结构的形成是一个动态过程，包括细菌起始粘附、生物膜发展和成熟扩散等阶段。
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-专家简介-
·温州医院泌尿外科教授
·留学生博士研究生导师
江海红
从事泌尿外科工作20余年，主攻下尿路与盆底疾病。第三军医大学（陆军军医大学）临床医学本科，医院全军泌尿外科研究所硕士与博士，美国ClevelandClinic博士后。在国际泌尿学科等杂志发表论文30余篇，为泌尿及相关领域杂志特约审稿人和基金评审人。担任国家级与省级泌尿与妇产医学会及医师协会委员及学组委员等学术任职10余项次，近5年来主持国家、省部及市局级自然与公益基金5项，获TVT-XO尿失禁吊带等专利10余项。
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编辑：王靖
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