Negative Pressure Wound Therapy. Therapy Settings and Biological Effects in Peripheral Wounds
(2013) In Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series 2013:39.- Abstract
- Negative pressure wound therapy (NPWT) promotes wound healing through several mechanisms, e.g., altered periwound blood flow, mechanical deformation of the wound edge tissue, and drainage of excess fluid and debris. The general aim of this thesis was to study the impact of different levels of negative pressure, different wound filling materials (foam or gauze), and different ways of applying the negative pressure (continuously, intermittently or variably) on the biological effects of NPWT in peripheral wounds. The intention was to provide a scientific basis for the choice of these parameters in order to be able to optimize the healing of NPWT-treated wounds in the future. Studies were carried out on peripheral wounds created on the backs... (More)
- Negative pressure wound therapy (NPWT) promotes wound healing through several mechanisms, e.g., altered periwound blood flow, mechanical deformation of the wound edge tissue, and drainage of excess fluid and debris. The general aim of this thesis was to study the impact of different levels of negative pressure, different wound filling materials (foam or gauze), and different ways of applying the negative pressure (continuously, intermittently or variably) on the biological effects of NPWT in peripheral wounds. The intention was to provide a scientific basis for the choice of these parameters in order to be able to optimize the healing of NPWT-treated wounds in the future. Studies were carried out on peripheral wounds created on the backs of pigs. The effect of NPWT on periwound blood flow was investigated using invasive and transcutaneous laser Doppler flowmetry, as well as thermodiffusion. Blood flow was found to decrease 0.5 cm laterally from the wound edge and increase 2.5 cm from the wound edge; a transition zone being seen 1 cm from the wound edge. Blood flow changed gradually with increasing levels of negative pressure, reaching half maximal effect at approximately –45 mmHg and maximum effect at about –80 mmHg. The blood flow response was found to depend on the measurement technique. Applying intermittent and variable pressure resulted in concomitant increases and decreases in
periwound blood flow. The combination of hypo- and hyperperfusion may be beneficial in the process of wound healing. The mechanical effects of NPWT were studied with regards to macro- and microdeformation. It was found that the degree of macrodeformation, i.e., wound contraction, increased gradually with increasing negative pressure level, reaching half maximal effect at about –45 mmHg and near-maximal effect at –75 mmHg. The degree of wound contraction was the same regardless of whether foam or gauze was used as wound filler. The effects of NPWT on microdeformation, i.e., the microscopic interaction between the wound filler and the newly formed granulation
tissue, were examined histologically using stained sections of the wound bed. Both foam- and gauze-based NPWT were shown to induce microdeformation of the wound bed tissue. The effect of NPWT on fluid evacuation from the wound cavity was measured gravimetrically. The amount of evacuated fluid increased gradually with increasing
level of negative pressure, reaching a near-maximum at –125 mmHg. It may thus be beneficial to treat wounds containing large volumes of exudate with a high negative pressure initially (e.g., –125 mmHg), and then reduce the pressure to a level more appropriate for the wound edge tissue.
In conclusion, the biological effects of NPWT were influenced by the negative pressure level, the wound filling material and the way in which NPWT was applied (continuously, intermittently or variably). Hopefully, the results of these studies may provide a scientific basis for the choice of NPWT parameters in the treatment of
wounds. Further clinical studies are needed to corroborate our findings before recommendations can be made regarding the NPWT settings for treatment of different wound types and tissues in order to improve wound healing. (Less) - Abstract (Swedish)
- Popular Abstract in Swedish
Undertrycksbehandling av sår (negative pressure wound therapy, NPWT) har förekommit under lång tid i olika utföranden. Sedan slutet av 1990-talet har användningen av tekniken ökat kraftigt inom flera kliniska discipliner eftersom effekten på sårläkning visat sig vara mycket god för många olika sårtyper. Trots omfattande forskning saknas det fortfarande kunskaper om hur olika inställningar av
behandlingen påverkar såret och den omkringliggande vävnaden. Fördjupade kunskaper om detta kan förhoppningsvis leda till förbättrad sårläkning och minskad risk för komplikationer.
I princip finns det idag tre variabler som kan användas för att styra behandlingen: undertrycksnivå,... (More) - Popular Abstract in Swedish
Undertrycksbehandling av sår (negative pressure wound therapy, NPWT) har förekommit under lång tid i olika utföranden. Sedan slutet av 1990-talet har användningen av tekniken ökat kraftigt inom flera kliniska discipliner eftersom effekten på sårläkning visat sig vara mycket god för många olika sårtyper. Trots omfattande forskning saknas det fortfarande kunskaper om hur olika inställningar av
behandlingen påverkar såret och den omkringliggande vävnaden. Fördjupade kunskaper om detta kan förhoppningsvis leda till förbättrad sårläkning och minskad risk för komplikationer.
I princip finns det idag tre variabler som kan användas för att styra behandlingen: undertrycksnivå, sårfyllnadsmaterial och applikationssätt. Traditionellt används en förhållandevis hög undertrycksnivå, –125 mmHg. Som sårfyllnadsmaterial används
polyuretanskum eller gasväv. Vad det gäller applikationssätt används oftast kontinuerlig behandling, vilket innebär att undertrycksnivån hålls konstant (t ex –75 mmHg). Om trycknivån i stället alternerar mellan atmosfärstryck och, exempelvis, –75 mmHg benämns detta ”intermittent behandling”. Variabel undertrycksbehandling liknar den intermittenta behandlingen, men trycket förblir
hela tiden negativt (man alternerar t ex mellan –40 och –75 mmHg) och övergången mellan undertrycksnivåerna sker gradvis för att minska problemen med smärta hos patienterna. Cyklerna är vanligtvis sju minuter långa: fem minuter med högt undertryck och två minuter med lågt undertryck eller atmosfärstryck.
Syftet med studierna har varit att analysera de olika behandlingsinställningarnas påverkan på väsentliga läkningsfaktorer (t ex blodflödesförändringar, sårkontraktion och vätskedränage) i sår och sårkant. Om man känner till effekten på sårvävnaden kan
man förhoppningsvis anpassa behandlingen för att optimera sårläkningen. Det är mycket svårt att göra randomiserade, kontrollerade studier på en heterogen patientgrupp med sår av varierande etiologi. Vi har därför använt sår på grisar för våra
experiment. Grisens hud liknar människans.
I studie I visar vi att blodflödet i sårkanten ändras beroende på vilken undertrycksnivå som används och avståndet till sårkanten. Nära sårkanten (0,5 cm bort) minskar blodflödet när NPWT appliceras. Detta beror förmodligen på att vävnaden pressas ihop under behandlingen. Längre bort (2,5 cm från sårkanten) ökar genomblödningen. Mekanismen för detta är okänd. De beskrivna blodflödesförändringarna ses redan vid låga undertrycksnivåer och ökar allteftersom undertrycket ökar. Vid ca –80 mmHg nås en platåfas. Därefter sker inga ytterligare
blodflödesändringar trots ökande undertrycksnivåer. Kombinationen av ökat och minskat blodflöde i vävnaden invid såret är sannolikt betydelsefull för sårläkningen. I studie II visar vi att valet av mätteknik påverkar blodflödesändringarna. Icke-invasiva
mätningar med transkutan laser Doppler-teknik förefaller ge resultat som inte helt överensstämmer med invasiva mätningar med laser Doppler och termodiffusion. I studie III visas att intermittent och variabel undertrycksbehandling ger likartade blodflödeseffekter i sårkanten.
Enligt resultaten från studie IV förefaller graden av mekanisk påverkan på sårkanten (i form av makro- och mikrodeformation) vara densamma oavsett om skum eller gasväv används som sårfyllnadsmaterial. Sårkontraktionen kvarstår när behandlingen
avslutats, 72 timmar efter påbörjandet. I studie V visar vi att ca –75 mmHg ger maximal sårkontraktion. En högre undertrycksnivå (–125 mmHg) kan vara att föredra när det finns stora mängder vätska som behöver evakueras från såret. Även om undertrycksbehandling i dess nuvarande form uppvisar goda resultat, finns det utrymme att anpassa behandlingen så att sårläkningen förbättras och antalet
komplikationer minskas. Med nyvunnen kunskap om hur behandlingsinställningarna påverkar såret och omkringliggande vävnad ges nu underlag för hur man kan variera behandlingen så att varje patient erbjuds bästa möjliga sårläkning. Exempelvis finns
det sannolikt inte en optimal undertrycksnivå, utan snarare ett spann mellan –25 och –125 mmHg där man kan uppnå olika effekter i sårvävnaden. I framtiden kommer förhoppningsvis sårfyllnadsmaterialet, undertrycksnivån och applikationssättet av
NPWT att väljas utifrån sårets art, lokalisation och sammansättning. Resultaten i denna avhandling kommer från djurexperimentella studier och ger en grundläggande förståelse för undertrycksbehandlingens biologiska effekter i såret. Ytterligare studier behövs innan kliniska rekommendationer kan utfärdas. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
https://lup.lub.lu.se/record/3615973
- author
- Borgquist, Ola LU
- supervisor
- opponent
-
- MD Kratz, Gunnar, Linköping University
- organization
- publishing date
- 2013
- type
- Thesis
- publication status
- published
- subject
- keywords
- Negative pressure wound therapy, vacuum-assisted closure, wound healing
- in
- Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
- volume
- 2013:39
- pages
- 124 pages
- defense location
- Belfragesalen, BMC D15, Klinikgatan 32 i Lund.
- defense date
- 2013-04-19 09:00:00
- ISSN
- 1652-8220
- ISBN
- 978-91-87449-09-3
- language
- English
- LU publication?
- yes
- id
- 4a8ca554-153d-4f26-9f22-740d994f4472 (old id 3615973)
- date added to LUP
- 2016-04-04 09:40:44
- date last changed
- 2019-05-22 00:35:35
@phdthesis{4a8ca554-153d-4f26-9f22-740d994f4472,
abstract = {{Negative pressure wound therapy (NPWT) promotes wound healing through several mechanisms, e.g., altered periwound blood flow, mechanical deformation of the wound edge tissue, and drainage of excess fluid and debris. The general aim of this thesis was to study the impact of different levels of negative pressure, different wound filling materials (foam or gauze), and different ways of applying the negative pressure (continuously, intermittently or variably) on the biological effects of NPWT in peripheral wounds. The intention was to provide a scientific basis for the choice of these parameters in order to be able to optimize the healing of NPWT-treated wounds in the future. Studies were carried out on peripheral wounds created on the backs of pigs. The effect of NPWT on periwound blood flow was investigated using invasive and transcutaneous laser Doppler flowmetry, as well as thermodiffusion. Blood flow was found to decrease 0.5 cm laterally from the wound edge and increase 2.5 cm from the wound edge; a transition zone being seen 1 cm from the wound edge. Blood flow changed gradually with increasing levels of negative pressure, reaching half maximal effect at approximately –45 mmHg and maximum effect at about –80 mmHg. The blood flow response was found to depend on the measurement technique. Applying intermittent and variable pressure resulted in concomitant increases and decreases in<br/><br>
periwound blood flow. The combination of hypo- and hyperperfusion may be beneficial in the process of wound healing. The mechanical effects of NPWT were studied with regards to macro- and microdeformation. It was found that the degree of macrodeformation, i.e., wound contraction, increased gradually with increasing negative pressure level, reaching half maximal effect at about –45 mmHg and near-maximal effect at –75 mmHg. The degree of wound contraction was the same regardless of whether foam or gauze was used as wound filler. The effects of NPWT on microdeformation, i.e., the microscopic interaction between the wound filler and the newly formed granulation<br/><br>
tissue, were examined histologically using stained sections of the wound bed. Both foam- and gauze-based NPWT were shown to induce microdeformation of the wound bed tissue. The effect of NPWT on fluid evacuation from the wound cavity was measured gravimetrically. The amount of evacuated fluid increased gradually with increasing<br/><br>
level of negative pressure, reaching a near-maximum at –125 mmHg. It may thus be beneficial to treat wounds containing large volumes of exudate with a high negative pressure initially (e.g., –125 mmHg), and then reduce the pressure to a level more appropriate for the wound edge tissue.<br/><br>
In conclusion, the biological effects of NPWT were influenced by the negative pressure level, the wound filling material and the way in which NPWT was applied (continuously, intermittently or variably). Hopefully, the results of these studies may provide a scientific basis for the choice of NPWT parameters in the treatment of<br/><br>
wounds. Further clinical studies are needed to corroborate our findings before recommendations can be made regarding the NPWT settings for treatment of different wound types and tissues in order to improve wound healing.}},
author = {{Borgquist, Ola}},
isbn = {{978-91-87449-09-3}},
issn = {{1652-8220}},
keywords = {{Negative pressure wound therapy; vacuum-assisted closure; wound healing}},
language = {{eng}},
school = {{Lund University}},
series = {{Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series}},
title = {{Negative Pressure Wound Therapy. Therapy Settings and Biological Effects in Peripheral Wounds}},
url = {{https://lup.lub.lu.se/search/files/5388276/3615976.pdf}},
volume = {{2013:39}},
year = {{2013}},
}