影响皮下注射疼痛感的综合因素分析报告

引言

对于需要长期进行皮下注射的患者而言，注射时的疼痛感是一个普遍且重要的关切。用户提出的关于针头粗细、注射速度与时长以及是否出血等因素，确实是影响疼痛体验的核心变量。然而，这些因素仅仅是冰山一角。注射疼痛并非单一事件，而是一个由机械力学、药物化学、个体生理与心理以及操作技术等众多因素共同作用的复杂级联反应。

本报告旨在系统性地解构这一复杂体验，深入剖-析每一个影响因素，并基于现有的临床研究和科学证据，为患者及护理人员提供一份详尽、权威且具有实践指导意义的综合分析。报告将从注射工具本身出发，逐步深入到注射药物的特性、患者的个体差异、注射技术的细节，最终探讨现代化的疼痛缓解策略，以期为用户提供一个全面的知识框架，从而将注射从一种令人畏惧的体验，转变为一个可控、可管理的常规医疗程序。

第一章 注射工具：针头的生物力学分析

启动疼痛事件的物理介质是注射针头。其设计特征直接决定了施加于人体组织上的力，进而决定了初始疼痛信号的强度。本章将对针头的物理属性进行深入的生物力学分析。

1.1 针头规格（直径）与长度：基础决定因素

针头的尺寸，包括其直径（通常用“G”或“gauge”表示）和长度，是决定注射疼痛感最基础也最关键的物理参数。

核心原理： 针头直径与疼痛感之间存在着基本负相关关系。针规号（Gauge）越大，代表针头越细，这与较低的疼痛感密切相关 ¹。多项研究已证实，针头外径与穿刺疼痛的频率和强度之间存在直接且具有统计学意义的正相关性 ²。

证据综合：

• 一项由Arendt-Nielsen等人进行的研究提供了极具说服力的量化数据：使用23G（较粗）针头进行注射时，63%的穿刺会引起疼痛；而使用27G（较细）针头时，该比例降至53%；当使用最细的32G针头时，仅有31%的穿刺会引起疼痛 ²。这清晰地展示了一种剂量反应关系。
• 另一项关于利多卡因注射的研究发现，在36名健康志愿者中，有21名口头报告称最细的27G针头是三种针头（21G、23G、27G）中疼痛感最轻的 ³。
• 研究还引入了“阈值效应”的概念，指出当针头细到一定程度时，疼痛感的降低尤为显著。例如，从27G换到32G所带来的疼痛频率降幅（22%），是23G换到27G降幅（10%）的两倍多。这表明疼痛感在某个直径（约27G）以上会变得尤为明显，而30G针头可能代表了对疼痛影响最小化的一个最佳平衡点 ²。

针头长度： 对于皮下注射而言，选择合适的针头长度至关重要。理想的长度应确保药物被输送到皮下脂肪层，而非更深的肌肉层。过长的针头可能会穿透脂肪层，刺入肌肉甚至触及骨骼，这不仅会造成不必要的组织创伤和剧烈疼痛，还可能引发骨髓炎等并发症 ¹。因此，针头长度的选择必须根据患者的皮下脂肪厚度和注射部位进行个体化调整 ⁶。

疼痛的本质是组织创伤的神经反馈。针头穿刺过程可以被理解为对身体组织做功，这个功的大小取决于克服组织阻力所需的力以及针头在组织内移动的距离。更细的针头（高G值）之所以疼痛感更轻，是因为其横截面积更小，在穿刺和滑动过程中需要排开和撕裂的组织更少，从而显著降低了穿刺力、切割力和摩擦力。这最终减少了对组织的物理创伤和能量传递，神经末梢受到的刺激也相应减弱，疼痛感自然更低。

1.2 切割前沿：针尖斜面设计、锋利度与生物力学

超越简单的尺寸范畴，针尖精密的几何形状是影响疼痛感的另一个关键但常被忽视的因素。

证据综合：

• 斜面设计： 拥有更多斜面（例如，五斜面与三斜面）以及经过特殊设计（如角度优化或硅化处理）的针头，能够形成一个更锋利、更高效的切割面。这使得针头能够更顺滑地进入皮肤，减少组织创伤，从而降低疼痛感 ¹。
• 穿刺的生物力学： 针头进入人体所需克服的力是一个复合力，包括皮肤变形产生的刚度力、针尖切割组织产生的切割力，以及针杆在组织内滑动产生的摩擦力 ⁹。一个更锋利、多斜面的针尖能极大地减小切割力。
• 量化的力学减免： 一项实验室研究显示，与标准的三斜面针头相比，五斜面针尖设计可将穿刺皮肤替代物所需的平均穿刺力降低23% ⁷。进一步的研究证实，五斜面针头所需的拖拽力和拔出力也显著更低，这意味着在整个注射-拔出周期中传递给组织的能量更少，创伤更小 ¹²。
• 针尖斜面方向： 针尖斜面相对于皮肤的角度同样重要。将针头斜面朝上插入，可以让最锋利的尖端首先接触并刺破皮肤，这比让平坦的斜面直接推挤皮肤要感觉舒适得多 ¹³。

表 1.1：常见皮下注射针头规格对比分析

第二章 注射溶液：疼痛的药理学

本章将焦点从注射工具转移到被输送的物质本身。药物的理化特性，独立于针刺行为，可以是疼痛的主要来源。

2.1 药液容量、粘度与注射速度：组织内流体动力学

注射容量： 这是最明确的疼痛影响因素之一。在有限的皮下空间内注入大量液体，会拉伸组织、压迫神经末梢，从而刺激疼痛感受器。

• 证据综合： 多项高质量研究均显示，注射容量与疼痛感之间存在显著的正相关关系，即容量越大，疼痛越明显 ¹⁵。一项研究发现，注射1.6 mL和0.4 mL生理盐水所产生的疼痛视觉模拟评分（VAS）差异高达7.2 mm (
  p<0.0001) ¹⁵。临床上普遍接受的单次皮下注射最大容量约为1.5 mL，尽管在腹部等部位可耐受高达3 mL的注射 ¹⁸。而低于0.8 mL的注射量，通常不会在针刺本身的基础上显著增加疼痛感 ¹⁸。

注射速度/速率： 关于注射速度的影响，现有证据存在明显的矛盾，需要审慎解读。

• 证据综合： 多项随机对照试验发现，对于生理盐水或利多卡因的注射，不同的注射速度（例如，从0.02 mL/s到0.45 mL/s）对受试者感知的即时疼痛没有统计学上的显著影响 ¹⁵。
• 然而，在其他特定情境下，较慢的注射速率似乎更优。例如，在注射单克隆抗体Tralokinumab时，较慢的速率与较低的疼痛报告相关 ¹⁶。此外，为实现大容量给药而设计的自动注射器，通过延长注射时间（如在2分钟内注射3 mL），也获得了良好的耐受性 ¹⁷。

药液粘度： 药液的“稠度”对疼痛的影响是反直觉的。

• 证据综合： 与普遍认知相反，一项研究惊人地发现，高粘度溶液所引起的疼痛感反而低于低粘度溶液（高粘度组VAS评分为12.6 mm，而低粘度组为22.1 mm，p=0.0002）¹⁹。这一发现揭示了组织内流体动力学的复杂性，可能的原因是高粘度液体在组织内扩散更慢、更局限，形成的液体“囊”对周围组织的机械牵张效应较小。

2.2 不适感的化学根源：pH值、渗透压、缓冲剂与防腐剂

药物配方的化学性质可以通过扰乱局部组织的生理环境，直接引发化学性刺激和疼痛。

• 证据综合：
  • pH值： 接近生理pH值（约7.4）的药液能最大限度地减少疼痛和组织损伤。偏酸性或偏碱性的溶液都会产生“刺痛感” ¹⁸。
  • 渗透压： 理想的注射液应为等渗溶液（约300 mOsm/kg）。高渗溶液（超过600 mOsm/kg）会使细胞脱水，引发刺激和疼痛 ¹⁸。
  • 缓冲剂（关键“元凶”）： 为了维持药物稳定性，配方中常添加缓冲剂，但这却是疼痛的主要来源之一。枸橼酸盐（柠檬酸盐）缓冲剂是公认的致痛成分 ²²。研究建议，为避免增加疼痛感，磷酸盐缓冲剂的浓度应限制在10 mM以下，而枸橼酸盐缓冲剂的浓度应低于7.3 mM ¹⁸。将药物配方改良为不含枸橼酸盐后，患者报告的疼痛感得到大幅降低。
  • 防腐剂： 多剂量包装的药物必须添加防腐剂。研究表明，**间甲酚（m-cresol）**作为防腐剂比苯甲醇和苯酚更易引起疼痛 ¹⁸。

药物本身引起的疼痛感，有时甚至会超过针头穿刺带来的疼痛。患者感受到的“烧灼感”或“刺痛”，很可能是一种化学事件而非机械事件。皮下组织是一个精密的微环境，注入pH值过低、渗透压过高或含有刺激性缓冲剂（如枸橼酸盐）的溶液，会直接对细胞和神经末梢造成化学性损伤，产生比短暂的针刺痛更强烈、更持久的疼痛。这提示我们，除了优化针头，了解并关注所用药物的具体配方同样至关重要。

2.3 温度问题：冷藏药与室温药

普遍建议与临床证据： 患者几乎无一例外地被告知，在注射前应将冷藏的药物在室温下放置一段时间，以减轻刺痛感 ²³。然而，临床证据对此的看法并不统一。

• 证据综合：
  • 一项近期的严谨研究发现，对于1 mL的自动注射器给药，注射液的温度（冷藏 vs. 室温）对平均疼痛评分没有影响。该研究的建模分析表明，小体积的液体在注入皮下组织后会非常迅速地与体温达到平衡，使其初始温度远不如配方化学成分重要 ²⁶。
  • 相反，针对局部麻醉剂（利多卡因）的研究则显示，将溶液加热至体温（37°C）比室温（21°C）或冷藏（8°C）能显著减轻注射疼痛 ²⁷。但另一项研究则发现，加热缓冲过的利多卡因并无显著差异 ²⁸。
  • 这表明，温度的影响可能是药物特异性的，也可能与注射容量有关。对于化学刺激性强的药物，其初始温度可能无关紧要；而对于化学性质温和的药物，温度差异带来的感觉可能更为明显。

表 2.1：注射疼痛的药理学与物理学驱动因素

第三章 人为因素：患者特异性的疼痛决定因素

本章将体验个体化，从针头和药物这些普适性因素，转向接受注射的个体本身所固有的变量。

3.1 身心连接：焦虑、恐惧与针头恐惧症的巨大影响

心理状态可以说是最关键、最强大的疼痛调节器。恐惧和焦虑不仅仅是情绪反应，它们在生理上会放大疼痛信号。

证据综合：

• 普遍性： 针头恐惧症极为常见。一项大型研究发现，63.2%的参与者报告有此经历 ²⁹。其患病率在儿童中最高，随年龄增长而下降，且在女性中更为普遍 ³¹。
• 成因： 对针头恐惧最常见的原因是对疼痛的预期（95.5%）和普遍的焦虑感（96.1%）²⁹。这形成了一个恶性循环：对疼痛的恐惧使疼痛加剧，而加剧的疼痛又强化了下一次注射前的恐惧 ³³。
• 行为影响： 恐惧导致回避。有相当比例的针头恐惧症患者会因此回避抽血（52.2%）、献血（49.0%）和接种疫苗（33.1%）²⁹。这对治疗的依从性构成了严重威胁 ²²。
• 生理机制： 恐惧和焦虑可诱发血管迷走神经反应（导致昏厥）或过度警觉状态，两者都会使注射过程变得更具创伤性 ³³。预期性的恐惧会增加情绪困扰和疼痛感知 ³⁴。

对于相当一部分人群（高达63%的人报告有不同程度的恐惧）来说，对抗注射疼痛的“战役”必须首先在心理层面打响。一个技术上完美无瑕的注射，如果施予一个高度焦虑的患者，仍然会是一次负面的体验。这表明，关注于减轻焦虑的疼痛缓解策略（如分心、放松、隐藏针头等）并非锦上添花，而是对广大用户群体至关重要的核心需求。

3.2 生理变量：年龄、性别、体重指数（BMI）与组织解剖

个体的身体构成和人口学特征能够影响其疼痛敏感度以及注射的力学过程。

证据综合：

• 年龄与性别： 年轻患者和女性通常报告更高的疼痛水平 ²²。这可能是生理差异（如皮肤特性、雌激素增加皮肤血管分布等）和心理因素（报告的恐惧普遍性更高）共同作用的结果 ³¹。
• 肥胖/BMI： 关系较为复杂。肥胖是一种促炎状态，而炎症可以使疼痛感受器（伤害性感受器）敏感化，可能导致痛觉过敏（对疼痛更敏感）³⁵。一项研究发现，肥胖与注射中和注射后的疼痛增加有关，尽管在校正年龄因素后这种关联不再显著 ³⁵。
• 皮下组织： 皮下脂肪层的厚度至关重要。一个非常消瘦的人可能没有足够的组织来进行标准注射，这增加了注射到更痛的肌肉层或撞击骨骼的风险 ⁶。这直接决定了针头长度和注射角度的选择。

3.3 注射部位：腹部、大腿与手臂的比较分析

身体不同部位的神经末梢密度和皮下脂肪厚度各不相同，使得某些部位天生就不那么敏感。

证据综合：

• 腹部 vs. 大腿： 多项研究发现，腹部注射的疼痛感显著低于大腿注射 ¹⁵。一项研究将其量化为视觉模拟评分（VAS）上9.0 mm的差异 (
  p<0.0001) ¹⁵。腹部（避开脐周2英寸范围）因其较厚的脂肪垫和可能较少的神经末梢而成为首选部位 ²³。
• 矛盾的发现： 值得注意的是，一项使用5 mL大容量注射的研究发现，受试者反而更偏好大腿。这表明，在极高容量下，其他因素（如组织的延展性）可能会超越部位本身的基础敏感性 ¹⁶。这提示我们，在低容量注射时，疼痛主要由神经末梢密度决定（腹部占优）；而在高容量注射时，疼痛可能更多地由组织被撑开的压力决定，此时大腿的肌肉和筋膜可能能更好地容纳大量液体，从而减少局部压力。
• 部位轮换： 轮换注射部位至关重要，以防止形成脂肪增生（lipohypertrophy），即脂肪硬结。在这些硬结上注射虽然疼痛感较轻，但会严重影响药物的吸收，从而降低治疗效果 ¹⁴。

第四章 技术之艺与科学：优化注射流程

本章详细审视注射的操作步骤，其中微小的技术差异可能对疼痛及其后续影响产生显著作用。

4.1 掌握进针：注射角度与捏皮技巧

正确的技巧能确保针头干净利落地进入皮下空间，并达到恰当的深度。

证据综合：

• 角度： 注射角度取决于针头长度和患者的体脂情况。对于大多数成年人，90度角是标准选择。对于体型偏瘦或使用较长针头的患者，则应采用45度角，以避免刺入肌肉 ⁶。
• 捏皮： 捏起1-2英寸（约2.5-5厘米）的皮肤褶皱是一种常用技巧 ¹³。这能将皮下脂肪从下方的肌肉层提起，确保药物被输送到正确层次，并提供一个更大、更稳定的注射目标 ³⁸。对于某些药物（如肝素），建议在整个注射过程中保持捏皮状态 ⁶。
• 进针速度： 建议采用快速、平稳、“投飞镖式”的动作进针，以最大限度地缩短针头穿过高度敏感的真皮层的时间 ¹³。

4.2 速度困境再探：给药速率与停留时间

本节特别关注推注药液的速度，并将其与初始的针刺速度区分开来。

证据综合：

• 如第二章所述，多项研究表明，较慢的注射速率与减轻即时疼痛之间没有直接联系 ¹⁵。
• 然而，注射时长却与另一个后果——瘀伤——密切相关。一项关于依诺肝素（Clexane）的研究发现，与10秒的注射时长相比，30秒的注射时长能显著减少瘀伤的大小和发生频率 ³⁶。
• 停留时间： 在完全推注药液后，等待几秒钟（如10秒）再拔出针头的做法被推荐，这有助于防止药液渗漏，确保全剂量吸收 ⁶。

这里必须澄清一个关键概念：“注射疼痛”（即时发生）与**“注射后疼痛”**（后续发展）是两个不同的阶段，而不同的技术对它们的影响也不同。即时疼痛主要由针头穿刺和液体快速扩张组织引起，推注速度对此阶段疼痛的影响尚无定论。而后续疼痛则主要源于组织创伤后的炎症反应，表现为红肿和瘀伤。较长的注射时长（即“慢推”）通过给予组织更多时间来容纳液体，减少了对微血管的压力和损伤，从而直接减轻了后续疼痛的成因。因此，“慢点推”的主要益处并非减轻瞬间的刺痛，而是预防可持续数日的瘀伤和酸痛。

4.3 后续处理：管理出血、瘀伤（皮下瘀斑）与血肿

这些并发症是组织创伤的直接后果，也是注射后疼痛和不适的重要来源。

证据综合：

• 成因： 当针头损伤皮下组织中的微小血管（毛细血管）时，血液会渗漏到周围组织中，形成瘀伤和血肿 ³⁶。这会产生压力、引发炎症、牵拉神经纤维，所有这些都会导致疼痛 ³⁹。
• 关于出血： 注射部位的出血是血管被刺破的明确信号。虽然通常很轻微，但它是瘀伤的前兆 ⁴¹。将药物注入血管本身是罕见的，但会改变药物的吸收方式 ⁴¹。而大面积的血肿虽然极为罕见，但可能是一种严重的医疗并发症，尤其是在使用抗凝剂的患者中 ⁴²。
• 预防： 预防的关键在于最大限度地减少组织创伤。这又回溯到之前讨论的所有因素：使用细而锋利的针头（减少撕裂）、选择血管较少的部位、以及缓慢注射（30秒 vs. 10秒的研究表明，慢速注射给组织适应液体的时间，从而减少压力和血管破裂）³⁶。
• 注射后护理： 注射后建议用无菌纱布轻轻按压注射部位。强烈不建议揉搓或按摩该区域，尤其是在注射抗凝剂后，因为这会加剧瘀伤和血肿的形成 ⁶。

表 4.1：注射速度与时长影响的证据矩阵

第五章 现代化工具箱：疼痛缓解的设备与策略

最后一章聚焦于实用的、可操作的干预措施，从先进的硬件到简单的认知技巧，这些方法可以叠加在良好技术之上，进一步减轻疼痛。

5.1 给药方式的演进：注射器、笔式注射器与高级自动注射器的比较

给药装置本身的设计可以缓解许多导致疼痛和焦虑的因素。

证据综合：

• 预充式注射器： 这是基准标准，需要完全手动控制进针和注射速度。
• 笔式/自动注射器： 因其易用性、便利性和减轻的不适感而普遍受到患者青睐 ⁴⁴。它们提供多项优势：
  • 隐藏式针头： 许多自动注射器在注射前后都将针头隐藏起来，这直接解决了针头恐惧症的一大根源 ²。
  • 自动进针： 弹簧驱动的机械装置提供快速、一致的针头插入，消除了用户的犹豫，确保了迅速的穿刺 ⁴⁶。
  • 速率一致： 能够以稳定、预设的速率输送药物 ⁴⁵。
  • 反馈机制： 注射开始和结束时的“咔哒”声提供了清晰的反馈，减少了对是否正确完成剂量的焦虑 ³⁷。
• 电子机械式装置： 这是最新一代的设备。它们提供可定制的注射速度，允许非常缓慢地输送粘稠或大容量的药物。其马达驱动机制提供平稳、恒定的力，消除了某些弹簧驱动注射器的“冲击感”，进一步减少了焦虑和疼痛 ⁴⁵。

先进的注射装置不仅仅是为了方便，它们是集成的疼痛管理系统，同时针对疼痛的物理和心理驱动因素。例如，隐藏式针头直接对抗第三章讨论的针头恐惧症；自动快速进针执行了第四章提倡的正确技术；受控的注射速率解决了第二章的流体动力学问题；而声音反馈则减少了第三章提到的操作焦虑。这解释了为何在研究中患者对此类装置表现出高度偏好 ⁴⁴。

5.2 外部镇痛法：冰敷、振动与局部麻醉剂的功效

这些方法大多基于疼痛的“闸门控制理论”，即通过非疼痛性刺激（如冷、振动）来“关闭”允许疼痛信号到达大脑的神经“闸门”。

证据综合：

• 冷疗（冰敷）： 在注射前用冰袋冷敷部位2-5分钟是一种行之有效的减痛方法 ²⁵。它通过麻痹局部神经末梢和收缩血管起作用，后者还有助于减少瘀伤 ⁴⁰。一项研究发现，冷敷可将疼痛评分从28.35分降至最低6.08分 (
  p<0.001) ⁴⁰。然而，也有研究表明其效果可能依赖于具体情境 ⁴⁸。
• 振动镇痛： 在注射部位附近使用振动装置（如Buzzy®）非常有效。振动刺激机械感受器，“分散”了神经系统处理来自针头的疼痛信号的注意力 ⁴⁹。研究显示，无论是在儿童还是成人中，振动都能显著降低注射和静脉穿刺的疼痛感 ⁴⁹。
• 局部麻醉药膏： 含有利多卡因等成分的非处方药膏可在注射前涂抹，以麻痹皮肤 ²⁴。

5.3 认知与行为干预：分心与放松的力量

让大脑专注于其他任务，会减少其用于处理和放大疼痛信号的认知资源，这直接作用于疼痛的心理成分。

证据综合：

• 分心： 简单的技巧，如与人交谈、听音乐、看视频或玩游戏，都是有效的减痛方法，尤其对有焦虑情绪的人 ¹⁴。虚拟现实（VR）技术在减轻儿科患者针刺操作疼痛方面已显示出显著效果 ³⁴。
• 放松： 深呼吸等放松技巧有助于放松紧张的肌肉，使注射过程不那么痛苦 ²⁵。
• 其他技巧： 在进针前瞬间咳嗽或吹气等简单的身体动作，也可以作为一种有效的分心方式 ⁴¹。

疼痛缓解是一种“可叠加”的策略。将来自不同类别的多种技术相结合，很可能比依赖单一方法更有效。例如，一个理想的减痛流程可以是：首先，与医生沟通选择化学刺激性小的药物配方和最细的针头；其次，在药物回温时，通过听音乐和深呼吸进行心理放松；接着，使用冰敷和振动装置进行外部镇痛；最后，采用正确的注射技术（如慢推）并进行适当的注射后护理。通过这样分层干预，针对化学、机械、神经和心理等不同疼痛通路，可以达到协同效应，实现疼痛感的最大化降低。

表 5.1：疼痛缓解技术实用指南

结论：最小化注射疼痛的综合框架

本报告的分析表明，皮下注射的疼痛感是一个由多重因素决定的复杂结果。为了有效地管理和最小化这种不适，必须采取一个系统性的、多层面的方法。

影响因素的层级框架：

基于现有证据，可以将影响疼痛的因素排列在一个优先层级中，以指导实践：

1. 心理状态： 处理恐惧和焦虑是首要任务。一个放松、有准备的心态可以从根本上改变疼痛体验。
2. 药物配方化学： 药物本身的化学性质是“烧灼感”和“刺痛”的主要驱动因素。与医疗团队探讨选择无枸橼酸盐、使用刺激性较小的防腐剂或pH值更中性的配方，可能是减轻疼痛最有效的化学干预。
3. 针头技术： 选择现有技术中最细（高G值）、针尖设计最先进（如五斜面）的针头，是减少机械创伤和穿刺痛的直接、有效手段。
4. 技术与部位选择： 采用正确的、一致的注射技术（尤其是延长注射时长以防瘀伤）和选择疼痛感较低的部位（通常是腹部），是操作层面的关键。
5. 外部辅助手段： 在以上基础上，叠加使用冰敷、振动、分心等策略，可以进一步钝化剩余的疼痛感，实现最佳的舒适度。

赋能患者：

最终，虽然某些因素（如药物配方）可能超出患者的直接控制，但本报告提供的知识旨在赋能患者及其护理者。通过理解疼痛的来源，用户可以向其医疗团队提出具体的、有依据的请求（例如，要求特定规格的针头、更换给药装置，或讨论药物配方的替代方案），并优化每一个在自己控制范围内的变量。通过这种主动参与，可以将皮下注射从一个令人畏惧的事件，转变为一个可预测、可管理的常规健康维护环节。

引用的著作

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