林慧慧,陳麗娟,2*,申嘉麗,江鴻展

1.福建中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院,福建350122;2.廈門大學(xué)附屬中山醫(yī)院

傷口是指因物理、化學(xué)物質(zhì)及生理異常(如局部血供障礙)等各種因素破壞皮膚(活組織),并伴有一定的皮膚正常功能受損和正常組織丟失。在英國(guó),有傷口病人達(dá)到380萬(wàn)例,約占成年人的7%;后期用于傷口護(hù)理的費(fèi)用達(dá)到83億英鎊,比5年前增加了48%[1]。而我國(guó)因車禍等各種原因?qū)е碌膭?chuàng)傷傷口達(dá)6 200萬(wàn)例次/年[2]。影響愈合的因素有傷口局部溫度、濕度、壓力等,其中生物膜(biofilm)是重要的因素,生物膜指一些具有遺傳多樣性的復(fù)雜的微生物結(jié)構(gòu),它們通常附著在某些物體表面,或是埋在細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)中[3]。生物膜能促進(jìn)細(xì)菌感染而導(dǎo)致炎癥、成纖維細(xì)胞功能受損、血管生成減少、周圍組織的側(cè)支損傷及延遲愈合。若因生物膜處理不當(dāng)使傷口感染持續(xù)存在,則會(huì)導(dǎo)致截肢和其他并發(fā)癥,如敗血癥、多器官衰竭,甚至死亡[4]。因此,越來(lái)越多研究者關(guān)注傷口生物膜,但目前對(duì)傷口生物膜相關(guān)的可視化分析較少,因此,本研究基于Web of Science(WoS)核心集數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)傷口生物膜進(jìn)行計(jì)量學(xué)分析,對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的年度發(fā)文量、發(fā)文作者、發(fā)文期刊、發(fā)文國(guó)家及機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞共現(xiàn)、文獻(xiàn)共被引以及研究前沿進(jìn)行分析,直觀地展示其研究現(xiàn)況、知識(shí)基礎(chǔ)、研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),為傷口生物膜的診斷、治療、護(hù)理和預(yù)防等提供理論支撐。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)科技信息所推出的WoS。文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的檢索、下載與導(dǎo)出時(shí)間均為2022年4月10日,檢索式為:(TS=(biofilm*)) AND TS=("wound*" OR "diabetic foot" OR "diabetic feet" OR "foot ulcer*" OR "leg ulcer*" OR "VLU" OR "feet ulcer*" OR "ALU" OR "pressure ulcer*" OR "pressure injury" OR "PI")。文獻(xiàn)類型設(shè)定為“article”,語(yǔ)言選擇為“English”,時(shí)間跨度為2003年1月1日—2022年4月10日。納入標(biāo)準(zhǔn):1)與傷口生物膜相關(guān)的文獻(xiàn);2)文獻(xiàn)類型為article;3)語(yǔ)種為英文。文獻(xiàn)的排除標(biāo)準(zhǔn):1)重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn);2)會(huì)議論文。最終共納入2 050篇文獻(xiàn)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

將WoS數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得的論文年度分布、被引次數(shù)等信息導(dǎo)出為Excel文檔進(jìn)行整理分析;此外,按每次500條,分5次導(dǎo)出文獻(xiàn)全部信息(full record and cited references),按照“download_1-500”的格式命名與保存,以便進(jìn)一步分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用CiteSpace 5.8.R3、VOSviewer 1.6.18及Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。分析發(fā)文作者、期刊、國(guó)家及機(jī)構(gòu)時(shí),運(yùn)用VOSviewer結(jié)合Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及可視化;進(jìn)行關(guān)鍵詞及文獻(xiàn)共被引的CiteSpace可視化分析時(shí),時(shí)間切片均選擇為1年,網(wǎng)絡(luò)裁剪選擇Pathfinder、Pruning the sliced networks及Pruning the merged network。使用關(guān)鍵詞及對(duì)數(shù)似然比(LLR)算法進(jìn)行聚類標(biāo)簽,其他均設(shè)置為默認(rèn)值。

2 結(jié)果

2.1 年度發(fā)文量

根據(jù)WoS數(shù)據(jù)庫(kù)中的引文分析報(bào)告可知,2003年1月1日—2022年4月10日發(fā)文量為2 050篇,平均每年103篇,被引頻次共計(jì)49 125次,平均每年引用次數(shù)為2 456次,傷口生物膜研究的發(fā)文量見圖1。2003—2021年傷口生物膜研究的發(fā)文量總體呈上升趨勢(shì),在2003—2006年發(fā)文量增長(zhǎng)緩慢,在2006年之后,發(fā)文量增長(zhǎng)速度加快。

圖1 傷口生物膜研究的發(fā)文量趨勢(shì)

2.2 作者

表1 傷口生物膜研究綜合指數(shù)排名居前10位的核心作者

圖2 傷口生物膜研究的作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

2.3 發(fā)文期刊

對(duì)文獻(xiàn)所屬期刊進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)近20年來(lái)該領(lǐng)域的論文共發(fā)表在575種刊物上,主要涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,發(fā)文量居前10位的期刊見表2。其中發(fā)文量≥50篇的期刊有4種,分別為:JournalofWoundCare,InternationalWoundJournal,WoundRepairandRegeneration,PLoSOne,發(fā)文量依次為100篇、69篇、59篇及57篇。發(fā)文量居前10位期刊的影響因子為1.441～10.383分,有2種綜合性期刊,有2種工程技術(shù)類期刊,說(shuō)明傷口生物膜領(lǐng)域與其他領(lǐng)域有學(xué)科交叉,而學(xué)科的交叉融合能夠推動(dòng)知識(shí)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新,更易發(fā)生知識(shí)突破,從而使學(xué)科得到質(zhì)的飛躍[7]。

表2 傷口生物膜研究載文量居前10位的期刊

2.4 發(fā)文國(guó)家/地區(qū)及機(jī)構(gòu)

本研究對(duì)91個(gè)國(guó)家、2 634個(gè)機(jī)構(gòu)的發(fā)文量進(jìn)行了分析。首先,通過VOSviewer對(duì)發(fā)文量≥63篇的國(guó)家/地區(qū)進(jìn)行篩選,結(jié)果見表3。發(fā)文量居前3位的國(guó)家分別為美國(guó)(679篇)、中國(guó)(259篇)及英格蘭(178篇),其中美國(guó)的發(fā)文量最多,占該領(lǐng)域總發(fā)文量的33.12%;中國(guó)的發(fā)文量排名第2位,但篇均被引頻次只有19.69次,說(shuō)明文章的質(zhì)量及影響力有待提高?？偙灰螖?shù)最多的國(guó)家為美國(guó),獲得了22 514次的引用,篇均被引頻次達(dá)33.16次;而篇均被引次數(shù)最多的為威爾士,63篇文獻(xiàn)獲得了2 415次引用,篇均被引次數(shù)達(dá)到38.33次。

應(yīng)用VOSviewer將發(fā)文量>10篇的機(jī)構(gòu)進(jìn)行可視化,見圖3。發(fā)文量≥20篇的10所機(jī)構(gòu)見表4。高生產(chǎn)力的機(jī)構(gòu)主要集中在美國(guó),可見美國(guó)的科研實(shí)力雄厚。但發(fā)文量最多的機(jī)構(gòu)為丹麥的哥本哈根大學(xué),共發(fā)表40篇論文,獲得了2 207次引用,篇均被引次數(shù)達(dá)到55.18次;發(fā)文量第2位～第5位的分別為美國(guó)的德州理工大學(xué)(39篇)、蒙大拿州立大學(xué)(35篇)、佛羅里達(dá)大學(xué)(34篇)及中國(guó)的中國(guó)科學(xué)院(31篇)。美國(guó)蒙大拿州立大學(xué)為篇均被引次數(shù)最多的機(jī)構(gòu),35篇文獻(xiàn)獲得了2 665次引用,篇均被引次數(shù)達(dá)到了76.14次。

表4 傷口生物膜研究發(fā)文量≥20篇的10所機(jī)構(gòu)

圖3 傷口生物膜領(lǐng)域機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

2.5 關(guān)鍵詞可視化

將節(jié)點(diǎn)類型(Node Types)選擇為關(guān)鍵詞(Keyword),對(duì)2 050篇文獻(xiàn)進(jìn)行CiteSpace的可視化分析,調(diào)整頻次為≥100,可得關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜,見圖4。其中“N”代表節(jié)點(diǎn),關(guān)鍵詞的字號(hào)及圓圈越大,表明該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高,越能代表領(lǐng)域熱點(diǎn);“E”代表連線,節(jié)點(diǎn)之間的連線代表關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系,連線越粗,說(shuō)明在同一篇文獻(xiàn)中出現(xiàn)的頻率越高[8]。該領(lǐng)域的關(guān)鍵詞圖譜中出現(xiàn)了640個(gè)節(jié)點(diǎn)、1 224條連線。其中頻次排名居前5位的關(guān)鍵詞是生物膜(biofilm)(456次)、銅綠假單胞菌(pseudomonas aeruginosa)(336次)、感染(infection)(323次)、金黃色葡萄球菌(staphylococcus aureus)(310次)、體外培養(yǎng)(in vitro)(255次);中介中心性排名居前5位的關(guān)鍵詞為抗菌藥物耐藥性(antimicrobial resistance)(0.19)、粘附性(adherence)(0.18)、燒傷傷口(burn wound)(0.16)、體外培養(yǎng)(in vitro)(0.15)、敷料(dressing)(0.15)。

圖4 傷口生物膜研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

將關(guān)鍵詞按LLR算法進(jìn)行聚類,得到24個(gè)高度重疊的聚類群,見圖5。當(dāng)模塊值(Q值)>0.3,平均輪廓值(S值)>0.7時(shí),聚類結(jié)構(gòu)是顯著且令人信服的[8]。圖5的Q值=0.809,S值=0.906 2,因此該聚類圖譜的聚類結(jié)構(gòu)十分顯著,且結(jié)果令人信服。#0～#5聚類分別為銅綠假單胞菌(pseudomonas aeruginosa)、糖尿病病人(diabetic patient)、活體兔耳模型(vivo rabbit ear model)、葡萄球菌群體(staphylococcal quorum)、色氨酸末端標(biāo)記(tryptophan end-tagging)、慢性綠膿桿菌生物膜感染(chronic pseudomonas aeruginosa biofilm infection)。

圖5 傷口生物膜研究的關(guān)鍵詞聚類圖譜

2.6 文獻(xiàn)共被引

被引量排名居前10位的文獻(xiàn)見表5。對(duì)文獻(xiàn)共被引進(jìn)行聚類得到圖6。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量為1 057個(gè),連線2 177條,共得到25個(gè)聚類;Q值=0.894 7,S值=0.933 2,說(shuō)明該圖劃分的結(jié)構(gòu)是顯著的。#0～#5聚類分別為活體豬模型(vivo porcine model)、二氧化釕(ruthenium dioxide)、傷口衛(wèi)生(wound hygiene)、脫乙酰殼多糖水凝膠(in-chitosan hydrogel)、優(yōu)先效應(yīng)(priority effect)、人類療法(human therapy)。

表5 傷口生物膜領(lǐng)域被引量排名居前10位的文獻(xiàn)

圖6 傷口生物膜研究的文獻(xiàn)共被引聚類圖譜

2.7 關(guān)鍵詞突現(xiàn)

傷口生物膜研究的突現(xiàn)圖見圖7(其中紅色線段對(duì)應(yīng)術(shù)語(yǔ)發(fā)生突現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間;藍(lán)色線段為研究期間不發(fā)生突現(xiàn)的時(shí)間)。2009年以后,越來(lái)越多人關(guān)注到傷口生物膜,且研究熱點(diǎn)集中在抗菌機(jī)制及效能,生物膜的結(jié)構(gòu)、種類及診斷,生物膜引起傷口難以愈合的相關(guān)病理及生理研究。2020年以來(lái),熱點(diǎn)術(shù)語(yǔ)為活性氧物種(reactive oxygen species)、愈合過程(healing process)、一氧化氮(nitric oxide)、臨床應(yīng)用(clinical application)、愈合傷口(to-heal wounds)、慢性傷口愈合(chronic wound healing)。

圖7 傷口生物膜研究的突現(xiàn)圖

3 討論

3.1 發(fā)文趨勢(shì)

應(yīng)用Excel計(jì)算傷口生物膜領(lǐng)域的發(fā)文趨勢(shì)并進(jìn)行指數(shù)擬合可得到公式Y(jié)=2E-184e0.2122x,R2=0.799。根據(jù)托馬斯庫(kù)恩的科學(xué)范式理論與文獻(xiàn)邏輯增長(zhǎng)曲線,某一科學(xué)領(lǐng)域的文獻(xiàn)增長(zhǎng)是從指數(shù)增長(zhǎng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬊€增長(zhǎng),目前該領(lǐng)域符合指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì),說(shuō)明仍處于初步發(fā)展階段,需要更多理論應(yīng)用相關(guān)的研究。出版文獻(xiàn)數(shù)量于2021年達(dá)到最高峰,為328篇,說(shuō)明有關(guān)的研究一直備受專家學(xué)者的關(guān)注。通過分析可知,傷口生物膜研究目前備受關(guān)注,具有較好的研究前景。

3.2 傷口生物膜的主要研究領(lǐng)域

關(guān)鍵詞凝煉了一篇論文的核心與精髓,通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析可以發(fā)現(xiàn)某科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而聚類圖譜側(cè)重于體現(xiàn)聚類間的結(jié)構(gòu)特征,突出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及重要連接[8]。二者結(jié)合能分析出有關(guān)傷口生物膜的主要研究領(lǐng)域。關(guān)鍵詞共現(xiàn)結(jié)果顯示目前傷口生物膜的研究主要聚焦于生物膜的種類(如銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌)、特性(耐藥性、黏附性)等基礎(chǔ)研究及對(duì)抗生物膜的方法。這也與關(guān)鍵詞聚類結(jié)果相對(duì)應(yīng),其中#0聚類為銅綠假單胞菌,其是從傷口中分離出來(lái)的最常見的細(xì)菌之一,通常存在于傷口深處[9]。#2聚類說(shuō)明傷口生物膜的研究目前聚焦于在體外模型和動(dòng)物模型中進(jìn)行的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。大部分聚類與研發(fā)及應(yīng)用各種對(duì)抗生物膜的方法及新型敷料有關(guān),例如#6聚類為磺胺嘧啶納米顆粒制劑(sulfadiazine-loaded nanoparticle formulation)、#7聚類為過氧化物增強(qiáng)的非熱等離子體(peroxide-enhanced nonthermal plasma)、#8聚類為山茶狀單結(jié)構(gòu)域抗體(camelid single-domain antibodies)、#13聚類為血管手術(shù)(vascular surgery)等,而#1聚類則說(shuō)明糖尿病足病人為產(chǎn)生傷口生物膜最主要的對(duì)象。但由于生物膜的某些特性僅在體外而無(wú)法在臨床觀察到,所以在將離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)化至臨床病人時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎[10]。綜上所述,傷口生物膜的主要研究領(lǐng)域?yàn)橐蕴悄虿∽銥橹鞯纳锬さ姆N類、特性及對(duì)抗生物膜的方法與敷料。

3.3 傷口生物膜的研究前沿

突現(xiàn)術(shù)語(yǔ)分析可用于探測(cè)學(xué)科的發(fā)展前沿和趨勢(shì),通過對(duì)突現(xiàn)術(shù)語(yǔ)的分析,表明在延續(xù)前期內(nèi)容和方向的基礎(chǔ)上,傷口生物膜的治療方法不斷得以研究開發(fā),并且進(jìn)行臨床應(yīng)用。預(yù)測(cè)在今后的一段時(shí)間內(nèi),傷口生物膜的基礎(chǔ)理論研究、診療方法及管理策略研究的熱度不會(huì)減少,尤其是對(duì)抗傷口生物膜的新型敷料、藥物及物理療法的探索將持續(xù)升溫。而分析關(guān)鍵文獻(xiàn)能夠了解研究前沿的本質(zhì),主要概括為以下4個(gè)方面:1)細(xì)菌生物膜在急慢性傷口中的分布情況及其種類。如傷口生物膜領(lǐng)域被引量排名前10位的文獻(xiàn)中,文獻(xiàn)[11]、[12]、[13]與[14]都表明生物膜主要存在于慢性傷口中,很少出現(xiàn)在急性傷口中。雖然慢性傷口的微生物群落是多微生物和異質(zhì)性的,金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌仍然是存在于傷口生物膜中最普遍的細(xì)菌,且銅綠假單胞菌在傷口床中的位置明顯低于金黃色葡萄球菌。2)生物膜相關(guān)的診斷與治療現(xiàn)狀。在臨床樣本中,嵌入生物膜中的細(xì)菌難以回收和培養(yǎng),活檢培養(yǎng)不會(huì)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌生物膜的存在,如果取樣不合格,會(huì)導(dǎo)致假陰性結(jié)果,因此,傷口生物膜的診斷具有一定的難度。文獻(xiàn)[15]是一項(xiàng)指南,其表明暫無(wú)傷口生物膜的診斷標(biāo)準(zhǔn),且尚未有針對(duì)傷口生物膜的有效治療策略。3)生物膜導(dǎo)致傷口難以愈合的機(jī)制。文獻(xiàn)[16]表明金黃色葡萄球菌生物膜能夠使人體避開體內(nèi)傳統(tǒng)的抗菌途徑,將巨噬細(xì)胞反應(yīng)從殺菌M1表型重新編程為M2表型,使得傷口長(zhǎng)期處于慢性炎癥狀態(tài)而無(wú)法愈合。4)根據(jù)不同材料的抗菌特性和機(jī)制,研究治療傷口生物膜的機(jī)制與方法。文獻(xiàn)[17]探索了細(xì)菌在具有納米結(jié)構(gòu)表面材料上的功能,發(fā)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)氧化鋅(ZnO)和二氧化鈦(TiO2)可以減少表皮鏈球菌的黏附,并增加骨細(xì)胞功能。文獻(xiàn)[18]進(jìn)行了更深入的創(chuàng)新,將過氧化氫(H2O2)轉(zhuǎn)化為抗菌性能更高的-OH,開發(fā)了碳納米材料石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)創(chuàng)可貼,并減弱了H2O2在傷口中的毒性;文獻(xiàn)[19]提出了一種基于-OH的增強(qiáng)光熱療法(PTT)的抗菌機(jī)制,開發(fā)出聚乙二醇功能化的二硫化鉬納米氧化物(PEG-MoS2NFs)的生物相容性抗菌體系,即H2O2、PEG-MoS2NFs及808 nm的PTT共同作用于傷口,加速愈合。而文獻(xiàn)[20]闡述了非熱等離子體(NTP)治療感染傷口的機(jī)制及現(xiàn)狀。

3.4 傷口生物膜的知識(shí)基礎(chǔ)

分析文獻(xiàn)共被引聚類標(biāo)簽、聚類內(nèi)的引文及施引文獻(xiàn),能夠得到相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ),可將其大致分為以下3個(gè)方面:1)探究傷口生物膜的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其對(duì)傷口愈合的影響。#4聚類從生態(tài)學(xué)的角度研究從糖尿病足潰瘍傷口中獲取的金黃色葡萄球菌、弗氏檸檬酸桿菌和白色念珠菌菌株組成的三元群落中整體生物膜群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)先效應(yīng)(priority effect)和競(jìng)爭(zhēng)性排斥[21];#7聚類也比較了來(lái)自下肢靜脈潰瘍傷口中不同細(xì)菌物種間的相互作用,#6、#8、#11、#21、#23和#24聚類則從細(xì)菌多樣性的角度闡述了生物膜的性質(zhì)。2)傷口生物膜的檢測(cè)與診斷方法。#0、#2和#19聚類主要探討快速檢測(cè)和評(píng)估傷口生物膜的新方法,當(dāng)前診斷標(biāo)準(zhǔn)、生物膜的臨床指標(biāo)、治療策略、機(jī)械清創(chuàng)、局部抗微生物藥物和抗生素對(duì)于傷口床及預(yù)防生物膜重新形成的效果。3)去除傷口生物膜的藥物、敷料及方法的研究。#5聚類探究了局部使用抗生素,如氨芐西林對(duì)生物膜的影響[22];#10聚類則探討全身性抗生素對(duì)傷口愈合的效果。#1和#3聚類從具有抗菌作用的分子及材料入手,開發(fā)了新型敷料,例如含有陽(yáng)離子殼聚糖包覆的二氧化釕納米酶,或脫乙酰殼多糖水凝膠的敷料。#17和#20聚類則著重于物理療法(空氣等離子體)及生物療法(藥用蛆)對(duì)傷口生物膜的治療效果。

4 小結(jié)

本研究應(yīng)用VOSviewer、CiteSpace及Excel對(duì)傷口生物膜近20年來(lái)的研究進(jìn)行可視化分析,發(fā)現(xiàn)傷口生物膜相關(guān)研究的主力在美國(guó),且國(guó)家間缺乏交流合作。傷口生物膜相關(guān)研究的熱點(diǎn)主要集中在傷口生物膜的結(jié)構(gòu)、種類、特性及診斷,對(duì)抗生物膜的新型敷料、藥物等治療方法的探索。同時(shí)也分析了傷口生物膜的研究前沿與趨勢(shì),為傷口生物膜的發(fā)展拓寬了視角,但仍需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加傷口生物膜的研究思路、方法及設(shè)計(jì)的應(yīng)用。本研究得到以下3點(diǎn)啟示:1)各國(guó)應(yīng)加大科研投入,加強(qiáng)不同國(guó)家、研究機(jī)構(gòu)及學(xué)者間的交流合作;2)對(duì)于傷口生物膜的臨床管理如預(yù)防、診療策略、護(hù)理管理等方面及其社會(huì)學(xué)評(píng)價(jià)方面的研究有所欠缺,尤其要重視對(duì)于病人的身心護(hù)理;3)重視個(gè)性化診療,根據(jù)不同病種、不同種類的生物膜選擇不同的治療方法。