证实钛丝在胸骨切开术闭合中的安全性：一项随机的前瞻性研究

尽管多年来在胸骨闭合方面有一些技术上的变化和改进，但仍有一小部分患者会出现胸骨伤口并发症，其中最常见的是涉及胸骨和纵膈的深部感染。已知有许多因素会增加胸骨伤口感染（SWI）的风险，一些研究报告称镍是其中的一个风险因素。使用含镍的钢丝进行胸骨闭合是一个潜在的风险因素，因为有许多不知道自己对这种材料过敏的患者。对金属的过敏反应在创伤学和牙科学实践中得到了很好的描述；然而，在心脏手术中却很少有病例报道。报道的镍过敏病例与不锈钢丝的使用相关，表现为瘙痒、胸骨疼痛、慢性组织过度颗粒化、伤口不愈合、红斑和骨髓炎（见图1）。这些患者拆掉胸骨线后，症状得到改善或痊愈。在使用含镍设备如Amplatzer房间隔缺损闭合器之后，一些患者出现了更严重的镍过敏并发症如心包炎和心包填塞。其他非特异性症状，如偏头痛、胸痛、心悸和皮炎，在这些患者中也有表现，以至于需要通过手术取出该类设备。

图1 一名冠状动脉旁路移植术后的患者表现出对皮肤镍钉书机的超敏反应/不耐受。

不锈钢丝已被广泛使用了几十年，是公认的外科缝合材料。钛丝只在对镍过敏的病人中被用作不锈钢丝的替代品。然而，与使用不锈钢丝的安全性相比，关于心脏手术后胸骨闭合时使用钛丝的安全性在早期胸骨开裂、胸骨感染和伤口疼痛方面的研究很少。因此，本研究旨在证明钛丝的非劣质性，即使在对镍无过敏症状的患者中也是如此。

这项研究为随机对照的前瞻性单盲研究，研究对象包括了322名在2019年10月至2020年10月期间在德累斯顿工业大学德累斯顿心脏中心接受选择性心脏手术的患者。纳入标准：所有接受选择性胸骨正中切开术并提供书面知情同意书的患者均被纳入。排除标准：重做胸骨正中切开术；存在感染性心内膜炎的情况；因术后出血而进行术后早期再手术；参加了另一项干预性试验；紧急手术；皮质类固醇或免疫抑制如甲氨蝶呤治疗；有病理性胸骨骨折史；处于怀孕或哺乳期。德国德累斯顿工业大学伦理委员会于2019年6月批准本研究。所有患者都获得了知情的书面同意。

研究者根据胸骨钢丝闭合方法，将参与者随机分为两组，研究组（钛丝）和对照组（不锈钢丝），每组161人。所有患者在手术前1天入院，根据研究者的方案接受以下治疗：在麻醉诱导时根据体重（>80或<80公斤）预防性静脉注射头孢呋辛1.5克或3克，并在心肺旁路终止后再次注射。术后分别使用钛丝和不锈钢丝对研究组和对照组患者进行胸骨闭合，观察并记录术后胸骨不稳的发生率、伤口感染的严重程度（根据CDC分类）、伤口严重程度的ASEPSIS评分（0-40）以及个人疼痛印象的疼痛评分。最后运用统计学方法对样本数据进行处理分析。

14名患者出现胸骨不稳，其中研究组有6名（3.7%），对照组有8名（5%）（P = 0.585）。在术后伤口感染方面，两组之间没有统计学上的显著差异（P = 0.147）。而研究组患者的术后疼痛程度显著低于对照组患者，这具有统计学意义（P = 0.024）。通过单变量和逻辑回归分析，金属丝类型不是胸骨不稳的独立风险因素。

不锈钢丝是全球大多数心脏中心的标准线，它的作用是公认的。本研究中心也使用该标准线。钛丝的使用频率较低，其应用仅限于对镍过敏的患者；然而，钛在医疗领域是一种成熟的材料，常在牙科手术和骨科中使用。据作者所知，没有前瞻性的随机研究或回顾性研究从术后胸骨不稳、伤口感染和术后疼痛的角度对心脏手术中两种常见的胸骨金属丝进行比较。

本研究发现，在术后胸骨不稳方面，钛丝与不锈钢丝相当，这也是此研究的主要结果。所有患者胸骨不稳的发生率为4.3%；研究组为3.7%，而对照组为5%（P = 0.585）。

有几个因素会增加术后胸骨不稳的风险。单变量分析显示，BMI是胸骨不稳的唯一独立风险因素，出现胸骨不稳的患者平均BMI为31.7 ± 4.4 kg/m2，而未出现胸骨不稳的患者为28.1 ± 4.6 kg/m2（p = 0.002）。这一发现被进一步的逻辑回归分析所证实，该分析显示事件（肥胖）与结果（胸骨不稳）之间存在正相关（p = 0.006，OR = 1.151，95%置信区间 [CI]= 1.042-1.271）。

Abboud等人也报告了这一风险因素：肥胖是9136名患者手术部位感染的独立风险因素（OR=6.49；95%CI=2.24-18.78）。Milano等人研究了6459名患者，认为肥胖是术后胸骨并发症发生的最重要的独立危险因素（OR = 1.3，P = 0.0002）。

不同的研究都显示，缝合材料会影响SWI的风险发生率。因此，Malhotra等人比较了两种传统的胸骨闭合技术（钢丝与聚酯缝合），并得出结论：在成人患者中使用聚酯缝合线进行胸骨闭合会导致伤口感染、伤口疼痛和后期伤口并发症的增加，但纵膈引流的输出量较低。此外，Clauss等人报告说，感染是手术治疗的一个严重并发症，可能与植入材料有关。生物膜的形成可以通过改善使用的材料来减少。钛合金种植体形成的生物膜比不锈钢种植体少。感染若是急性的则容易被发现，但也可能表现为低度感染，难以诊断，很可能被遗漏。

在这项研究中，研究组的术后第三天和第七天的疼痛比对照组要低。研究组和对照组中，第三天出现术后疼痛数字评分表>3的患者比例分别为1.2%和5.6%（P = 0.032）。这一发现在第七天得到证实，研究组和对照组的发生率分别为0.0%和3.1%（P = 0.024）。两组都没有记录到术后数字疼痛评级表上>7的疼痛。

与钛丝相比，不锈钢丝的术后疼痛增加，其原因尚不清楚。作者推测，对不锈钢丝的轻度过敏反应（亚临床）可能会导致水肿、炎症、肿胀，进而导致疼痛。他们注意到，越来越多的胸骨闭合时使用不锈钢丝的患者在没有恶病质、感染和钢丝瘘的情况下来到他们的伤口诊所，疼痛影响了患者的生活质量，这可以支持他们关于镍丝不耐受的轻度或亚临床过敏反应的假设。开放式心脏手术的胸骨正中切开术后，经常有患者报告有持续的胸骨疼痛。许多胸骨切开术后的疼痛综合征被认为有特定的因果关系，与潜在的病理过程直接相关（如感染、久不愈合、钢丝突出和缺血）。大多数病例无法解释清楚；但是，它们被归因于非特异性的焦虑相关或肌肉疼痛疾病。

Fine和Karwande报道了一例通过胸骨正中切口进行开胸手术后出现的致残性胸痛，其中胸骨缝合时使用了不锈钢缝线。拆除胸骨线后，疼痛完全缓解。Lopez等人介绍了一例术后8周在胸骨切开术伤口上出现慢性组织过度聚集的患者（见图2）。这些钢丝是由标准的外科不锈钢制成的，它是一种镍和铬的合金。由于胸骨线是导致局部组织反应的最可能原因，因此将其拆除。

图2 沿着胸骨切开术的伤口由于过度聚集而出现的爆发。

一位患者冠状动脉搭桥手术后持续的切口疼痛，通过贴片测试证实了他对用于胸骨闭合的不锈钢线中的金属过敏。另一个可能的解释是，不锈钢组的术后疼痛更严重，这可能是由于与钛丝相比不锈钢丝更硬。

尽管一些外科医生对胸骨钢丝过敏的真实性表示怀疑，但在已发表的文献尤其是在骨科手术中，有大量关于这种超敏反应的证据。德国的一份共识文件建议，所有有金属过敏史的病人都应使用钛合金植入物。

通过单变量和逻辑回归分析发现，钢丝类型不是胸骨不稳的独立风险因素。这意味着在这种情况下，钛丝并不逊色于不锈钢丝，对胸骨闭合来说钛丝是一个很好的选择，并已被证明是安全有效的。本研究中，使用钛丝的术后疼痛比使用不锈钢丝低，这是一个探索性的发现。不过还需要进一步的随机对照、多中心研究来证明或推翻此发现。

鉴于这方面的文献很少，研究者有意降低了本研究的资格标准（见排除标准）以增加内部有效性，并采用了 "减少噪音以放大信号的方法"。因此，应进一步开展随机研究，比较在纵膈炎高危患者中使用钛丝和不锈钢丝的情况，以确认钛丝的安全性，并提高本结果的外部有效性（可推广性）。无法完全使用盲法，这可能是争议的来源。

关于术后疼痛，可能有人会说，疼痛作为一个临床量表，由于评估症状的主观性会出现偏差（观察者偏差或报告偏差），但患者和结果评估者/护士都不知道使用的金属线的类型。考虑到术后疼痛是此研究的次要指标，作者认为这些研究结果是探索性的，应推荐和设计另一项研究来回答这一具体问题。

尽管皮肤贴片试验是诊断接触性过敏的金标准，但其在心脏手术中的作用值得商榷，在术前工作中也没有得到很好的证实。因此，本研究的患者被要求提供金属过敏史，而没有进行皮肤贴片测试。

考虑到镍过敏在女性中比男性更常见，比例为5:1，此研究在性别方面并不平衡（18.9%的女性：81.1%的男性），因为大多数患者接受了冠状动脉旁路移植手术（90.7%），男性比女性更容易受到影响。了解女性相较于男性胸骨缝合后疼痛的发生率将是有意义的。

外科医生手术前要注意患者对金属线产生过敏反应的可能性，特别是对有多种过敏史的病人。这可能会造成术后不明原因的持续胸痛，或在无恶病质、感染和线瘘的情况下，胸骨切开术伤口稳定却长期不愈合。对于记录在案的对镍过敏的患者，最好考虑其他替代性闭合方法，如钛丝。本研究已证明钛丝是安全的，且作用不逊于不锈钢丝。