На правах рукописи
МОШКИН АНДРЕЙ СЕРГЕЕВИЧ
ВЛИЯНИЕ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ ОКСИДНЫХ НАНОСТРУКТУР МЕТАЛЛОВ НА ТЕЧЕНИЕ ГНОЙНЫХ РАН
(экспериментальное исследование)
14.00.27 – ХИРУРГИЯ
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой
степени кандидата медицинских наук
Воронеж – 2009
Работа выполнена в Медицинском институте «Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Орловского государственного университета Федерального агентства по образованию»
Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор
заслуженный деятель науки РФ,
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор
кандидат медицинских наук
Ведущая организация:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московская медицинская академия им. Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Защита диссертации состоится «26» ноября 2009 года в ___ часов на заседании диссертационного совета Д.208.009.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия им. Н. Н Бурденко Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (394036 0).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия им. Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Автореферат разослан «22» октября 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Вопросы о хирургической инфекции в настоящее время остаются одними из приоритетных в клинической медицине, и это связано как с высокой частотой заболеваемости, так и с существенными затруднениями в лечении.
Хирургическая инфекция достигает 35% в общей структуре хирургической заболеваемости и протекает в виде острых и хронических процессов или нагноения посттравматических и послеоперационных ран (, 2004; , 2004; , 2003; , 1995).
Разработка стратегии и тактики комплексного лечения обширных гнойных ран и гнойных хирургических заболеваний является одним из главных научно-практических направлений в решении проблем хирургической инфекции, изложенных , (, 2003; и др., 2003; , 2003).
Известно, что препараты для лечения ран в первой стадии воспалительного процесса должны оказывать на рану антимикробное, некролитическое и дегидратирующее действия ( и др. 1997; , 1995; , 1991). Для лечения гнойно-воспалительных заболеваний применяются галоиды, перекись водорода, борная и салициловая кислота и др. В настоящее время стали активно использоваться такие поверхностно-активные вещества, как хлоргексидин, характеризующийся широким спектром антимикробного действия и обладающий относительно малой токсичностью. В лечении гнойных ран иногда применяются препараты растительного происхождения (дегти, смолы). В последние годы в лечении гнойных ран стали применять гипохлорит натрия (, 1992; и др., 1991).
С развитием научно-технического прогресса в середине ХХ века возникла идея применения импульсного электрического разряда для обеззараживания воды (, и др., 2005).
За счет явлений электролиза воды под действием электрического тока происходит разрушение молекулы воды и эрозия поверхностей электродов. Прогресс в области импульсной энергетики, потребность в безреагентных методах обеззараживания воды возродили интерес к данной проблеме. При изучении вопроса изменения биологических свойств воды, её дезинфекции и очистки с применением электрического тока были получены водные дисперсии оксидных наноструктур, проявившие высокую биологическую и антисептическую активность (, и др., 2005). Однако до настоящего времени многие вопросы действия водных дисперсий оксидных наноструктур металлов на гнойную рану являются малоизученными, поэтому они являются актуальными.
Цель исследования: определить возможность использования водных дисперсий оксидных наноструктур металлов для воздействия на гнойные раневые процессы и разработать методику лечения гнойных ран.
Задачи исследования:
1. Разработать программу анализа морфодинамики поверхностных раневых процессов.
2. Исследовать динамику бактериальной обсемененности гнойной раны при местном применении водной дисперсии оксидных наноструктур металлов.
3. Изучить морфодинамику заживления гнойной раны при воздействии водных дисперсий оксидных наноструктур металлов.
4. Провести сравнительный анализ результатов экспериментального лечения гнойной раны водными дисперсиями оксидных наноструктур металлов и антисептиком (гипохлорит натрия 600 мг/л).
Научная новизна. Впервые разработан и опытным путем изучен способ действия водных дисперсий оксидных наноструктур металлов на гнойные процессы ран. Экспериментально доказана возможность эффективного лечения гнойной раны при местном применении. Обобщены данные об эффективности влияния водных дисперсий оксидных наноструктур металлов на течение гнойных ран. Впервые изучена возможность использования водных дисперсий оксидных наноструктур металлов для лечения гнойной раны и разработана новая методика применения их. Установлено, что под влиянием водных дисперсий оксидных наноструктур металлов происходит сокращение экссудативной фазы и местной воспалительной реакции, ускоряется очищение раны от гнойно-некротических масс, стимулируются репаративные процессы в ране.
Научно-практическая значимость.
1. Полученные в работе данные расширяют представления о новых видах веществ, обладающих антисептическими свойствами.
2. Показана высокая антисептическая активность водных дисперсий оксидных наноструктур металлов, не уступающая по эффективности такому антисептику, как гипохлорит натрия 600 мг/л.
3. Разработана методика местного применения водных дисперсий оксидных наноструктур металлов при лечении гнойной раны.
Апробация работы.
Основные положения диссертации были изложены на IV всероссийской конференции общих хирургов «Раны и раневая инфекция» (Ярославль, 14-15 мая 2007 г.), III Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (Троицк, 3-6 июня 2008 г.), научно-практической конференции хирургов Центрального ФО РФ «Актуальные вопросы хирургии» (Орел, 28-29 мая 2009 г.)
По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 в журналах, рекомендованных «Перечнями...» ВАК Министерства образования и науки РФ; получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № , 29.02.2008 и оформлены 2 рационализаторских предложения, имеется приоритет на изобретение «Способ лечения гнойных ран» от 01.01.2001, регистрационный номер .
Внедрение результатов исследования в практику.
Расширены существующие представления о лечении гнойных ран, обоснована возможность использования водных дисперсий оксидных наноструктур металлов с целью воздействия на гнойные процессы. Показана эффективность местного применения водных дисперсий оксидных наноструктур металлов на эпителизацию ран.
Материалы исследования вошли в рабочие учебные программы и используются в лекционных курсах и на практических занятиях кафедр общей хирургии, оперативной хирургии Медицинского института Орловского государственного университета.
Положения, выносимые на защиту:
1. Водные дисперсии оксидных наноструктур металлов при их местном применении на экспериментальную гнойную рану проявляют выраженное антисептическое действие.
2. Бактериальная обсемененность экспериментальных гнойных ран с применением водной дисперсии оксидных наноструктур меди и серебра значительно меньше, чем при использовании водных растворов гипохлорита натрия.
3. При местном применении водных дисперсий оксидных наноструктур металлов с целью лечения гнойной раны отмечалось тотальное очищение ран к 4,3±0,2 суткам и полное выполнение раны грануляциями к 5,9±0,2 суткам.
4. Водные дисперсии оксидных наноструктур металлов при местном лечении гнойной раны содействуют появлению краевой эпителизации к 6,3±0,1 суткам и способствуют более быстрой морфодинамике заживления раны.
5. Морфодинамика заживления экспериментальных гнойных ран с применением водной дисперсии оксидных наноструктур меди и серебра имеет несколько лучшие показатели, чем при использовании водных растворов гипохлорита натрия 600 мг/л.
Объем и структура работы.
Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы из 295 источников, в том числе 224 отечественных и 71 зарубежных авторов. Текст иллюстрирован 19 таблицами и 25 рисунками.
Содержание работы
Материал и методы исследования.
Экспериментальные исследования по изучению влияния водных дисперсий оксидных наноструктур металлов, обладающих антисептическими свойствами, на раневой процесс проведены на 133 белых крысах линии «Вистар» обоих полов в равных количествах массой 170
30 г. Все животные содержались в индивидуальных клетках. Режим содержания и питания животных был одинаков во всех группах опытов.
В качестве средства, обладающего антисептическими свойствами, изучалась водная дисперсия оксидных наноструктур металлов, полученная методом электроимпульсной обработки воды (патент «Способ обеззараживания воды» RU 2286951 C2, 09.07.2004) в институте электрофизики и электроэнергетики РАН. Во время получения рабочего раствора использовались медь-серебряные электроды, суммарная энергия активации составила 10 Дж/мл, при этом содержание продуктов эрозии электродов составило 4,5 мг/мл. С целью изучения пролонгированных антисептических свойств растворы использовались через 2 месяца после их приготовления и хранения в обычных условиях для разрушения высокоактивных соединений и стабилизации структуры.
Длительная антисептическая активность водных дисперсий оксидных наноструктур металлов после обработки электроимпульсными разрядами до сих пор остается малоизученной. При обработке воды импульсным периодическим электрическим разрядом с малой энергией образуется термодинамически устойчивая, гетерогенная ультрадисперсная (коллоидная) система, обладающая высокой антибактериальной активностью в отношении широкого ряда патогенных микроорганизмов.
Дисперсная фаза системы, которая представляет собой совокупность ультрамалых заряженных металлических частиц – кластеров, была охарактеризована методами динамического светорассеяния, ICP, электронной микроскопии. Распределение кластеров по размерам имеет бимодальный характер, с максимумами 10 нм и 200 нм. Их состав определяется материалом и степенью химической чистоты электродов. При увеличении удельной энергии обработки воды концентрация металла в дисперсионной среде (обработанной воде) линейно возрастала, что позволяло получать растворы с разной концентрацией кластеров. Наибольшей активностью обладали растворы с содержанием кластеров серебра и меди, удельной энергией 10 Дж/мл, общее содержание металла в дисперсионной среде при этом составляло 4,5 мг/л (, , 2007).
Полученные закономерности дают основу для создания дисперсных систем с заданными свойствами. Фактически дисперсная система, получаемая при обработке воды, способна представлять собой структуру с «интеллектуальными» динамическими свойствами, в которой наночастицы обеспечивают и поддерживают бактерицидное действие ионов металла на бактерии в режиме с обратной связью (, 2007; , 2005; , 2003).
Все крысы с экспериментальной гнойной раной были распределены на серии, представленные в табл. № 1.
Таблица 1.
Распределение животных по сериям в эксперименте.
Серии | Метод лечения | Количество животных |
I | Животные без лечения (спонтанное заживление). Контрольная группа. | 31 |
II | Местное применение раствора NaOCl (600 мг/л). Группа сравнения. | 51 |
III | Местное применение водных дисперсий оксидных наноструктур металлов (меди и серебра). Группа сравнения. | 51 |
ВСЕГО: | 133 |
Эффективность водных дисперсий оксидных наноструктур металлов в качестве антисептиков и пролонгированное сохранение биологической активности подтверждено посевами этих растворов на питательные среды с целью подтверждения её стерильности при хранении в обычных условиях (стерильность была подтверждена в течение 7 месяцев).
Экспериментальная оценка эффективности применения водных дисперсий оксидных наноструктур металлов проведена в опытах на животных на модели инфицированной раны и в сравнении с использованием растворов гипохлорита натрия.
Модель гнойной раны была получена на основе модели (S. Eleck, K. Sommen, 1957 [, 1995]) следующим образом: после предварительной обработки кожи, в асептических условиях, под эфирным масочным наркозом, на выбритом от шерсти участке в межлопаточной области у крыс линии «Вистар» иссекалась кожа с подкожной клетчаткой в виде квадрата 2
2 см (400 мм2) по контуру, предварительно нанесенным трафаретом. Края и дно раны раздавливали зажимом Кохера. В рану вносили марлевый тампон весом 0,5 граммов с взвесью суточной культуры золотистого стафилококка (фаготип 3А/3С/55/71) в дозе 2 млрд. микробных тел в 1 мл физиологического раствора. Рану ушивали наглухо. На 5-е сутки в межлопаточной области у животных формировался абсцесс со всеми характерными признаками гнойного воспаления. Отмечался отек и гиперемия кожи в области нанесения раны, припухлость, у некоторых животных между швами выделялся гной. При пальпации определялась местная гипертермия и флюктуация. После снятия швов и разведения краев раны удалялся марлевый тампон и выделялось гнойное отделяемое. С целью предупреждения контракции раны за счет эластичности, а также для стандартности условий лечения, к краям раны подшивалась металлическая рамка, соответствующая размерам раны, с «крышкой» для удержания перевязочного материала в ране и предупреждения высыхания раневой поверхности. Лечение начинали с хирургической обработки гнойной раны, включающей эвакуацию гноя, извлечение инфицированной марлевой салфетки, удаление некротической ткани и промыванием ее антисептиком. На раневую поверхность во время ежедневных перевязок вместе со сменой марлевых салфеток наносили лекарственные средства согласно делению животных на серии 1 раз в сутки в течение 14-и суток.
Для комплексной оценки течения раневого процесса в исследовании мы использовали методы планиметрического, бактериологического, гистологического исследования ран, которые осуществляли на 3-и, 5-е, 7-е, 10-е, 14-е сутки.
Учитывались следующие параметры течения раневого процесса: наличие и характер воспалительной реакции, состояние краев и дна раны, сроки очищения раны от некротических тканей и появления грануляций, характер грануляционной ткани, сроки начала эпителизации ран. Изменения перечисленных признаков фиксировали и выражали количественно, учитывая сроки лечения.
Для получения объективных показателей заживления ран вторичным натяжением мы использовали широко распространенный в клинической практике планиметрический метод , основанный на регистрации скорости уменьшения раневой поверхности во времени. Процент уменьшения площади раны за сутки определяли по формуле (1):
, (1)
где S – площадь раны при предыдущем измерении;
Sn – площадь раны при данном измерении;
t – число дней между первым и последующим измерениями.
Скорость заживления раны определяли по формуле и (2):
, (2)
где СЗ – скорость заживления площади раны в сутки;
З – исходная площадь раны;
З1 – площадь ее к моменту измерения;
n – количество суток.
Для оптимизации метода анализа была разработана и использована программа анализа динамики поверхностных раневых процессов, в результате значительно возросла достоверность и скорость обработки информации.
Бактериологическое исследование гнойной раны включало количественное изучение раневой микрофлоры в динамике на 1-е, 3-и, 5-е, 7-е, 14-е сутки лечения.
Количество микробов на 1 грамм ткани вычисляли по формуле (3):
N=nх10х10хK, (3)
где N – число колоний на 1 грамм тканей биоптата,
n – количество колоний, выросших на чашке Петри,
10 – пересчет на 1 грамм суспензии,
10 – разведение материала, засеянного на чашку, с которой ведется подсчет колоний,
К – коэффициент пересчета навески на 1 грамм биоптата.
Результаты микробиологических исследований консультированы заведующей городской микробиологической лабораторией
Для изучения динамики морфологических изменений в ране, забор раневых биоптатов проводился на 3-и, 5-е, 7-е, 10-е, 14-е сутки от начала лечения при выведении подопытного животного из эксперимента. Забор материала осуществляли путем иссечения участка мягких тканей дна и прилежащего края раны. Взятый материал сразу фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина с последующей проводкой по восходящим спиртам и заливкой в парафин по стандартной методике. Приготовленные парафиновые срезы окрашивали гематоксилин-эозином. Микроскопию осуществляли иммерсионной системой светового микроскопа об. 10, 20, 40, ок. 10. Гистологические препараты консультированы врачом-патологоанатомом ГБ им.
Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием методов однофакторного дисперсионного и корреляционного анализа с помощью электронных таблиц приложения Microsoft Excel 2003. Вычислялись средние величины количественных показателей, средние ошибки и коэффициент корреляции. Существенность различий средних величин оценивали по показателям Стьюдента. Данные статистической обработки материала детально изложены в главах диссертации.
Результаты экспериментальных исследований
Микробиологическая характеристика экспериментальных гнойных ран
Бактериологическое исследование гнойных ран включало изучение качественного состава микробных возбудителей и количественный учет микроорганизмов.
При посеве на 1-е и 3-и сутки отделяемого из раны получали только монокультуру золотистого стафилококка (фаготип 3А/3С/55/71), иная сапрофитная флора не высевалась. Начиная с 7-х суток при посеве отделяемого из ран микробный рост отсутствовал. Сапрофитная микрофлора также не обнаруживалась. В контрольной группе без лечения получали монокультуру золотистого стафилококка (фаготип 3А/3с/55/71) до 14-х суток наблюдения, сапрофитной микрофлоры также не высевалось.
Определение количественного состава микрофлоры в ранах на 1г ткани представлено в табл. 2.
Таблица 2.
Количественное определение микроорганизмов на 1 г ткани у экспериментальных животных (КОЕ, М±m)
Серии экспериментов | 1-е сутки | 3-и сутки | 5-е сутки | 7-е сутки | |
Контроль без лечения | I | 3,5±1,6∙107 | 3,9±1,9∙107 | 3,8±1,4∙107 | 3,7±7,4∙107 |
Применение NаОСI | II | 3,9±1,7 ∙107 P(1-2)>0,05 | 5,3±1,6∙105 P(1-2)<0,05 | 3,8±0,5∙104 P(1-2)<0,05 | Роста нет |
Применение ВДОНМ | III | 3,7±1,5 ∙107 P(1-3)>0,05 | 6,5±1,1∙105 (1-3)<0,05 | 3,9±0,6·104 Р(1-3)<0,05 | Роста нет |
Анализ данных табл. 2 свидетельствует, что микробная обсемененность в 1 г ткани раны у животных опытных групп с применением современных раствора гипохлорита натрия (600 мг/л) и водных дисперсий оксидных наноструктур металлов (меди и серебра) на 5-е сутки уменьшилась до 103-104, что было в 2-2,5 раза меньше, чем у животных контрольной группы без лечения (рис. 2). В контрольной группе животных без лечения количество КОЕ было достаточно высоким на протяжение всего периода наблюдения.
Рис. 1. Динамика бактериальной обсемененности экспериментальных ран в процессе лечения.
Таким образом, при использовании раствора гипохлорита натрия (600 мг/л), и водной дисперсии оксидных наноструктур металлов (меди и серебра) была отмечена эффективная элиминация возбудителя из ран, чего не отмечено в контрольной группе животных.
С целью оценки ориентировочной длительности сохранения активности исследуемого раствора оксидных наноструктур металлов (меди и серебра) проводилась проверка его стерильности при хранении в обычных условиях, которая сохранялась не менее 7 месяцев с момента использования раствора.
Сравнительная гистологическая характеристика течения гнойных ран в эксперименте.
В результате проведенных экспериментальных исследований было отмечено, что использование водных дисперсий оксидных наноструктур металлов оказывается эффективным при местном применении для лечения гнойных ран, отмечается подавление микробной флоры и уменьшается выраженность местной воспалительной реакции, в более ранние сроки созревает грануляционная ткань и происходит эпителизация раны, результаты наблюдений приведены в табл. 3.
Таблица 3.
Данные гистологической морфодинамики заживления гнойных ран в сериях эксперимента.
серии | сутки | |||||
3 | 5 | 7 | 10 | 14 | ||
Некроз | контроль | + | + | + | ± | - |
NaOCl | + | + | - | - | - | |
ВДОНМ | + | + | - | - | - | |
Инфильтрация дна и краев раны (сегментоядерные лейкоциты и др.) | контроль | + | + | + | + | + |
NaOCl | + | + | + | + | ± | |
ВДОНМ | + | + | + | ± | ± | |
Микроабсцессы | контроль | + | + | + | + | + |
NaOCl | + | + | + | - | - | |
ВДОНМ | + | - | - | - | - | |
Лимфоидные клетки (макрофаги, плазматические клетки и др.) | контроль | - | + | + | + | + |
NaOCl | + | + | + | + | + | |
ВДОНМ | - | + | + | ± | ± | |
Грануляционная ткань | контроль | - | - | ± | ± | + |
NaOCl | - | - | + | + | + | |
ВДОНМ | - | + | + | + | + | |
Неоангиогенез | контроль | - | - | ± | ± | ± |
NaOCl | - | - | + | + | + | |
ВДОНМ | - | + | + | + | + | |
Эпителизация | контроль | - | - | - | - | + |
NaOCl | - | ± | + | + | + | |
ВДОНМ | - | - | + | + | + |
Признаки некроза наиболее длительно сохранялись среди группы животных без лечения. Однако при использовании гипохлорита натрия и водной дисперсии оксидных наноструктур меди и серебра наблюдалась почти одинаковая морфодинамика заживления гнойных ран.
Выраженная лимфоцитарная инфильтрация дна и краев раны сохранялась на протяжении всего периода наблюдения в группе контроля без лечения; а при использовании водной дисперсии оксидных наноструктур отмечалось наиболее раннее уменьшение признаков инфильтрации по сравнению с использованием гипохлорита натрия.
Микроабсцессы сохранялись у животных контрольной группы на протяжении всего периода наблюдения, а использование гипохлорита сократило этот период до 7-ми суток, при местном использовании водной дисперсии оксидных наноструктур микроабсцессы наблюдались только до 3-х суток наблюдения.
Наиболее раннее появление клеток лимфоидного ряда отмечалось при местном применении гипохлорита натрия, снижение их количества в ране происходило при местном применении водной дисперсии оксидных наноструктур с 10-х суток.
Грануляционная ткань более быстро формируется при местном применении водной дисперсии оксидных наноструктур и гипохлорита натрия, в контроле без лечения грануляции появляются позже, вяло развиваются на фоне признаков выраженного воспаления.
Неоангиогенез наиболее рано появляется в результате применения водной дисперсии оксидных наноструктур, с небольшим опозданием на фоне применения гипохлорита натрия, в группе контроля происходил в поздние сроки и слабо выражен.
Эпителизация наиболее поздно начинается в группе контроля, несколько раньше определяется при применении гипохлорита (на 5-е сутки), несколько позже – с применением водной дисперсии оксидных наноструктур металлов.
Сравнительный анализ морфодинамики заживления ран в эксперименте
Нами детально проведен анализ морфодинамики заживления ран при местном применении для лечения гнойных ран водных дисперсий оксидных наноструктур металлов по сравнению с использованием для этих целей раствора гипохлорита натрия (600 мг/л).
Изменения морфодинамики течения раневого процесса при применении водных дисперсий оксидных наноструктур металлов (меди и серебра), раствора гипохлорита натрия (600 мг/л) в сравнении с контролем представлены в табл. 4.
Таблица 4.
Морфодинамика течения раневого процесса при применении для лечения гнойных ран раствора гипохлорита натрия и водных дисперсий оксидных наноструктур металлов (M ± m).
Клинические признаки (сутки) | Серии экспериментов | ||
Контроль без лечения | Применение ВДОНМ | Применение NаОСI | |
Сроки очищения ран | 9,1±0,1 | 4,3±0,2 | 4,5±0,2 |
Сроки появления грануляций | 8,3±0,2 | 4,2±0,2 | 4,3±0,2 |
Сроки выполнения раны грануляциями | 13,0±0,3 | 5,9±0,2 | 6,0±0,1 |
Начало краевой эпителизации | 10,6±0,2 | 6,3±0,1 | 6,3±0,2 |
P(1-2)<0,05 | P(1-3) <0,05 |
На основании данных методов планиметрии и сроков заживления ран нами впервые установлено, что при использовании водных дисперсий оксидных наноструктур металлов для лечения гнойных ран происходит уменьшение площадей ран. Подобные положительные воздействия водных дисперсий оксидных наноструктур металлов на гнойную рану были отмечены и при применении раствора гипохлорита натрия (600 мг/л), результаты представлены на рис. 2.
Рис. 2. Общий коэффициент уменьшения площади ран (в %) во всех сериях исследования.
Анализ показателей выявил, что в опытных сериях с применением гипохлорита натрия и водных дисперсий оксидных наноструктур металлов для лечения гнойных ран уменьшаются сроки заживления раны.
Следует отметить достаточную эффективность водных дисперсий оксидных наноструктур металлов (меди и серебра) при местном воздействии на гнойные раны по сравнению с раствором гипохлорита натрия (600 мг/л) и более быстрое заживление ран, чем в группе контроля. Это наглядно отражено в диаграмме на рис 3.
Рис. 3. Клинические признаки течения раневого процесса при лечении гнойных ран.
Следует отметить, что при местном применении раствора гипохлорита натрия (600 мг/л) и водных дисперсий оксидных наноструктур металлов при лечении гнойных ран отмечаются схожие клинические признаки течения раневого процесса, говорящие об эффективности воздействия.
Сроки очищения ран в опытных сериях животных, у которых использовали водную дисперсию оксидных наноструктур металлов (меди и серебра), составили 4,3±0,2 сут. при использовании гипохлорита натрия (600 мг/л) 4,5±0,2 сут., а в контрольной группе - только на 9,1±0,1сут.; сроки появления грануляций при использовании водных дисперсий оксидных наноструктур металлов – на 4,2±0,2 сут., при применении раствора гипохлорита натрия (600 мг/л) – 4,3±0,2 сут., а в контрольной серии животных – 8,3±0,2сут.. Сроки выполнения раны грануляциями в опытных сериях животных при применении водных дисперсий оксидных наноструктур металлов составляли 5,9±0,2 сут., при использовании гипохлорита натрия (600 мг/л) - 6,0±0,1 сут., а в контрольной группе они составляли 13,0±0,3 сут. Что касается начала краевой эпителизации, в опытных сериях животных выявлена определенная закономерность: при применении водных дисперсий оксидных наноструктур металлов определялось на 6,3±0,1 сут., при использовании раствора гипохлорита натрия (600 мг/л) отмечено на 6,3±0,2 с., а в контрольной группе этот процесс происходил на 10, 6±0,2 сут.
Во всех сериях экспериментов на 1-е сутки после моделирования гнойной раны средняя площадь ран, по данным планиметрического метода, составила 400 мм2.
Применение гипохлорита натрия (600 мг/л) и водных дисперсий оксидных наноструктур металлов для лечения гнойных ран приводило к изменению площади ран у экспериментальных животных, данные представлены в табл. 5.
Таблица 5.
Площадь раны у экспериментальных животных в процессе лечения (М±m)
Сутки | Серии экспериментов | |||
Контроль без лечения | Применение NаОСI | Применение ВДОНМ | ||
1 | 400,2±5,1 | 400,1±3,1 | 400,2±6,2 |
|
3 | 390,1±1,9 | 355,2±2,5 | 333,5±5,1 |
|
5 | 366,4±0,7 | 238,5±6,3 | 219,4±4,7 |
|
7 | 355,7±8 | 182,3±13,5 | 165,7±9,1 |
|
10 | 334,2±1,1 | 154,4±10,4 | 138,9±11,3 |
|
14 | 275,8±0,55 | 70,0±5,3 | 52,3±2,3 |
|
P(1-2)<0,05 | P(1-3)<0,05 |
|
Наши исследования показали, что в контрольной группе животных (без лечения) площадь ран к 14-м суткам уменьшилась на 124 мм2. В группе животных при лечении раствором гипохлорита натрия (600 мг/л) площадь ран на 14-е сутки уменьшилась на 330,1 мм2. У животных при местном воздействии водными дисперсиями оксидных наноструктур металлов на течение раневого процесса отмечалось сокращение площади ран на 347,9 мм2.
Следует отметить, что при ежедневном применении гипохлорита натрия и водных дисперсий оксидных наноструктур металлов отмечалось суточное уменьшение площади ран у экспериментальных животных, данные отражены в табл. 6.
Таблица 6.
Суточное уменьшение площади ран у экспериментальных животных (в %) в процессе лечения (М±m)
Сутки | Серии экспериментов | ||
Контроль без лечения | Применение NаОСI | Применение ВДОНМ | |
3 | 2,5±0,1 | 11,2±0,2 | 16,6±0,2 |
5 | 6,0±0,1 | 32,9±0,1 | 34,2±0,1 |
7 | 2,9±0,1 | 23,4±0,1 | 24,4±0,1 |
10 | 6,0±0,2 | 15,3±0,1 | 16,1±0,1 |
14 | 17,4±0,3 | 54,6±0,1 | 62,3±0,1 |
P(1-2)<0,05 | P(1-3)<0,05 |
Анализ данных табл. 6 о суточном уменьшении площади раны под воздействием гипохлорита натрия и водных дисперсий оксидных наноструктур металлов показывает позитивное воздействие на гнойную рану, и это приводит к определенной закономерности заживления ран, при этом более эффективное воздействие на заживление ран оказывает водная дисперсия оксидных наноструктур металлов (меди и серебра). А в контрольной серии животных (без лечения) динамика уменьшения площади ран была значительно меньшей.
Общий коэффициент уменьшения площади ран (в %) за 14 суток представлен в табл. 7.
Таблица 7.
Общий коэффициент уменьшения площади ран (в %) за 14 суток (М±m)
Серии экспериментов | ||
Контроль без лечения | Применение NаОСI | Применение ВДОНМ |
31,08±0,2 | 82,5±0,1 | 86,9±0,1 |
P(1-2)<0,05 | P(1-3)<0,05 |
Данные табл. 6 свидетельствуют, что самый больший общий коэффициент уменьшения площади ран за 14 суток отмечается в опытных группах с применением водных дисперсий оксидных наноструктур металлов.
Изменения площади при заживлении ран (в мм/сут.) во время лечения представлены в табл. 8.
Таблица 8.
Сроки заживления ран (в мм/сут.) у экспериментальных животных (M ± m)
Сутки | Серии экспериментов | ||
Контроль без лечения | Применение NаОСI | Применение ВДОНМ | |
3 | 10,1±1,2 | 44,9±3,5 | 66,7±2,5 |
5 | 23,7±2,7 | 117,0±5,6 | 114,1±5,2 |
7 | 10,7±1,1 | 55,9±6,7 | 53,7±5,4 |
10 | 21,5±1,2 | 27,9±4,5 | 26,8±3,7 |
14 | 58,4±5,7 | 84,4±6,5 | 86,6±4,9 |
P(1-2)<0,05 | P(1-3)>0,05 |
Данные табл. 7 свидетельствуют, что самый быстрый срок заживления отмечен при использовании водной дисперсии оксидных наноструктур металлов (меди и серебра); несколько меньший этот срок был отмечен при применении раствора гипохлорита натрия 600 мг/л. Эти данные о площади заживления ран представлены в виде диаграммы на рис.4.
Рис. 4. Площадь заживления ран (в мм2 ) на 3, 5, 7, 10, 14 сутки.
Анализ данных планиметрии и сроков заживления показывает высокую ранозаживляющую активность при использовании водной дисперсии оксидных наноструктур металлов (меди и серебра), превосходящую параметры раствора гипохлорита натрия 600 мг/л.
Таким образом, полученные данные наших экспериментальных исследований с применением планиметрических, микробиологических, гистологических методов исследования раневого процесса у животных с гнойными ранами указали на достаточную эффективность водных дисперсий оксидных наноструктур металлов, которые по своим лечебным свойствам не уступают раствору гипохлорита натрия.
Проведенные нами исследования показали, что водные дисперсии оксидных наноструктур при местном применении в лечении гнойной раны как вещества, обладающего антисептическими свойствами, можно рекомендовать и в качестве средств комплексной профилактики, и для лечения раневой инфекции.
Выводы
1. Разработана программа анализа динамики поверхностных раневых процессов, с помощью которой можно прогнозировать и значительно ускорять процесс анализа морфодинамики заживления ран в эксперименте.
2. Бактериальная обсемененность гнойных ран при местном использовании водной дисперсии оксидных наноструктур меди и серебра исчезает к 7-м суткам.
3. При местном применении водной дисперсии оксидных наноструктур металлов (меди и серебра) отмечается очищение ран на 4,3±0,2 сут., а полное выполнение ран грануляциями – к 5,9±0,2 сут. Эта методика воздействия на гнойную рану содействует появлению краевой эпителизации к 6,3±0,1 сут.
4. Местное применение водных дисперсий оксидных наноструктур металлов способствует более раннему появлению признаков заживления гнойных ран по сравнению с гипохлоритом натрия 600 мг/л.
Практические рекомендации
1. Положительные результаты местного использования водной дисперсии оксидных наноструктур металлов (меди и серебра) в эксперименте позволяют рекомендовать данный метод для использования в клинической практике.
2. Программа анализа динамики поверхностных раневых процессов может быть применена для оптимизации морфодинамики заживления ран в экспериментальных и клинических наблюдениях.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. , , . Некоторые вопросы профилактики гнойных осложнений в амбулаторной хирургии – Материалы всероссийского научного форума «Хирургия 2005». – М. – 2005. – с. 54.
2. , , . Некоторые аспекты заживления гнойных ран в эксперименте // Раны и раневая инфекция, материалы IV всероссийской конференции общих хирургов. – Ярославль. – 2007 - с. 115-116.
3. , . Обоснование эффективности и сроков воздействия экзогенного оксида азота в лечении гнойно-воспалительных заболеваний мягких тканей. - Научная жизнь. –с. 22-23
4. , . Экзогенный оксид азота в комплексном лечении гнойно-воспалительных заболеваний мягких тканей. - Вестник развития науки и образования. –с 20-21
5. , , . Водные дисперсии оксидных наноструктур металлов при местном лечении раневых процессов – Ученые записки ОГУ. - №– с. 50-54
6. . Дисперсные оксидные наноструктуры металлов в местном лечении экспериментальных гнойных ран. - Альманах клинической медицины, Том XVII, Часть II // III Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине» . - М– с. 348-349.
7. , . Опыт применения программного метода анализа ран в эксперименте. – Морфологические ведомости. – Мвып. 8. - С.290-291.
8. , , . Течение раневого процесса при воздействии оксида азота.- научно-практическая конференция хирургов Центрального ФО РФ «Актуальные вопросы хирургии».- Орел. – 2009. – с. 62-63.
9. , , . Новая методика в лечении хирургической инфекции. - научно-практическая конференция хирургов Центрального ФО РФ «Актуальные вопросы хирургии».- Орел. – 2009. – с. 64-65.
10. . Новые методы анализа течения и лечения гнойных ран в эксперименте. / Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. Известия ОрелГТУ - Орел. – 2009. -№5– с. 100-106.
Авторские СВИДЕТЕЛЬСТВА, полученные по теме диссертации
1. . Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программа анализа динамики поверхностных ран» от 01.01.2001, №
2. , , и др. получено уведомление о регистрации заявки на изобретение «Способ лечения гнойных ран» от 01.01.2001, №
3. . Рационализаторское предложение. «Метод анализа динамики ран».- Орел. – 2008
4. , , . Рационализаторское предложение. «Способ лечения поверхностных ран».- Орел. – 2008
Список сокращений, использованных в автореферате
ВДОНМ – водные дисперсии оксидных наноструктур металлов
NaOCl – гипохлорит натрия
КОЕ – колониеобразующие единицы
Подписано в печать 17.09.2009г. формат 15×21
Печать оперативная. Бумага офсетная. Гарнитура Times
Тираж 100 экз. Заказ № 000
.
Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе
редакционно-издательского отдела
ГОУ ВПО «Орловский государственный университет»
5. тел.(48
