氧氣療法已經越來越多的被臨床接受和應用於傷口治療中，對其理論、適應症和注意事項的了解非常有必要，EWMA最新指導文件「Oxygen therapy in wound healing」對氧療的方方面面進行了詳細論述，本文是其第3章內容，對氧分子在傷口癒合中的作用進行了解釋。
充足的氧氣（O2）供應對於正常的傷口癒合是必需的，長期以來人們已經意識到當組織氧分壓（pO2）低於某一水平時，慢性不癒合傷口的發生風險會增加。當氧氣消耗超過供應時即會出現組織缺氧（Hypoxia）。血液灌注不良通常被認為與氧氣供應下降而導致傷口缺氧有關，最終導致傷口癒合障礙；但傷口中生物活動對氧氣的消耗也會顯著影響氧含量［1,14］。
傷口癒合中的氧氣消耗
一般來說，人體對能量的基本需求主要靠在有氧呼吸中的氧氣消耗來支持。激活的吞噬細胞（Phagocytes）在呼吸爆發中消耗氧氣而產生活性氧（Reactive oxygen species, ROS）在組織損傷後初期炎症反應中發揮重要作用。O2是傷口癒合中新生血管和結締組織生成中的最直接的需求。吞噬細胞NADPH氧化酶（NOX-2）須消耗O2才能使吞噬細胞產生足夠的乳酸鹽以激活轉錄因子而促進血管生成因子的發展是必需的。可供消耗的O2含量也會影響結締組織的重建，因其會在膠原蛋白成熟和成纖維細胞增殖過程中發揮作用。此外，O2的消耗支持宿主對感染產生強有力的免疫反應，因為足夠的O2才能確保吞噬細胞產生適量的抗菌ROS［1,14］。
傷口的氧氣供應
傷口的O2供應主要依賴於周圍組織和循環血液中的pO2［15］。因此，水腫、微循環障礙和受損組織中血管收縮會影響O2的足量供應。此外，血液循環不良也會抑制O2向傷口的輸送。其他影響O2供應的因素包括水腫造成的擴散障礙和細菌生物膜對O2的消耗。另外需要注意的是，癒合傷口活躍的代謝活動也會降低組織氧含量的整體水平。
慢性感染傷口的額外氧氣消耗
中性粒細胞是人體最主要的吞噬細胞，O2消耗增加是其對各種不同刺激源的典型反應，包括革蘭氏陰性或革蘭氏陽性細菌、真菌、甚至無菌組織損傷［16-19］。O2消耗增加的主要原因是吞噬細胞中NADPH氧化酶的激活，大量產生ROS。NOX-2消耗O2的能力已經被多個研究證實，即便在O2水平很低時亦可發揮作用。
如果吸附的中性粒細胞成功清除了組織中侵入的微生物和促炎碎片，它們的工作即會停止，O2消耗逐漸下降，傷口趨於癒合。然而，細菌對攻擊的中性粒細胞具有抵抗能力，例如當細菌聚合而形成生物膜時所表現出來的那樣，生物膜可以吸引激活的中性粒細胞，後者不斷耗竭微環境中的O2生成ROS，但並不能根除細菌。同樣，無法改善組織損傷和清除組織碎屑可以導致中性粒細胞的積聚，進一步加快O2的消耗，低氧狀態進而使傷口癒合延遲甚至停滯。
越來越多的證據證明細菌生物膜在慢性傷口中的存在，而中性粒細胞會在生物膜中綠膿桿菌和金葡菌周圍滲透和浸潤［20,21］。此外，用綠膿桿菌構建的生物膜感染模型證實了中性粒細胞在小鼠傷口中的積聚［22］。然而，慢性傷口生物膜中激活的中性粒細胞加速氧氣消耗和引起缺氧還沒有實際證明，但間接觀察提示其在缺氧發生中扮演了重要角色。這些觀察包括感染了綠膿桿菌生物膜的糖尿病小鼠傷口中的缺氧狀態［23］。而這種缺氧現象也在感染人類傷口的新鮮清創標本中被證實［23］。
此外，在生物膜感染傷口中表達的細菌基因是與低O2水平和低氧應激反應相關的基因，表明宿主反應限制了O2的供應［23］。中性粒細胞能顯著影響O2含量的能力亦在其他生物膜相關感染的缺氧現象中得到印證［18］。例如，中性粒細胞對O2的耗竭是生物膜相關慢性肺炎患者新鮮咳痰樣本O2消耗的主要機制［18,24］。同樣，體外綠膿桿菌生物膜中主要的O2消耗者也是中性粒細胞［16］。這近一步證實O2消耗是中性粒細胞對生物膜的普遍反應。感染中中性粒細胞消耗O2的進一步證據來自人工關節感染病人滑膜液中金葡菌與缺氧相關基因表達的上調［26］，其中可以看到激活中性粒細胞的大量積聚［27］。
對慢性傷口生態的檢查也可以發現缺O2帶的存在。相應的，慢性傷口中經常出現的兼性需氧和嚴格厭氧菌株也可以被看作是持續缺氧的替代生物標記物［28,29］。同樣，傷口液體中的生物化學組成也蘊含著關於傷口生理的信息；例如，傷口滲液中高濃度（相比血清）的乳酸鹽表明持續存在的厭氧菌糖酵解，這與中性粒細胞活性和低氧環境下的代謝相關聯［30］。
因此，激活的中性粒細胞會引起缺氧，且如果激活的因素一直存在，缺氧的狀態會一直存在，會阻礙炎性期的傷口進入增殖期。正因為如此，監測傷口O2水平可以讓我們了解癒合不佳的傷口是否與缺氧有關，如果給予額外的O2補充和供應，是否會改善氧合和傷口癒合。有多種測量傷口O2水平的方法已經獲得成功應用，被用于衡量氧合水平和治療效果（Table 2）［31-36］。需要注意的是這些方法可以評價局部缺氧，但不能估計對中性粒細胞水平的作用。
Table 2: 不同的氧含量測量方法
結論
儘管低氧是促進傷口癒合的最初生理信號，持續的缺氧會維持炎症狀態，阻止傷口癒合的進展。因此，慢性感染引起的持續缺氧，包括激活中性粒細胞對O2的耗竭，會妨礙傷口的正常癒合。
建議
高壓氧治療（HBOT）前／後對局部氧分壓進行測量可以幫助醫務人員判斷患者是否能夠從HBOT獲益。然而，所有的氧氣療法，包括局部O2供應或血紅蛋白加強，均可以從對傷口近端O2水平的了解中獲益。測量傷口附近pO2，即經皮氧分壓測量（TCOM），是目前被認為傷口床氧含量的最佳替代指標。這一測量極大依賴於多個因素，包括局部血流灌注、溫度反應、O2通過皮膚的擴散等［37］。
TCOM的預測價值已經在糖尿病足潰瘍中被量化驗證，可以很好地預測高壓氧治療對患者的有效性和傷口的預後。
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