На рисунке 3 представлены показатели интенсивности спонтанной и стимулированной зиманом люцигенинзависимой хемилюминесценции перитонеальных макрофагов под влиянием кластеров фуллерена С60 и С60(ОН)n, используемых в эффективных концентрациях. Наиболее сильными ингибиторами свечения являются кластер С60/Tween 80 и С60(ОН)n. Данные препараты понижали уровень супероксида в пробе, по сравнению с контролем, в среднем на 60–70%.
Таким образом, установлено, что С60(ОН)n наряду с другими водорастворимыми кластерами фуллерена С60 проявляет антиоксидантные свойства. Самый заметный антиоксидантный эффект определили при применении 0,01% раствора С60(ОН)n, вызвавшего уменьшение спонтанной выработки •О2 макрофагами на 60%. Применение фуллеренола при раневом процессе будет способствовать стабилизации собственной системы антиоксидантной защиты, тормозить развитие свободнорадикального перекисного окисления липидов, клеточных и капиллярных мембран, предотвращая повреждение клеток и тканей, ограничивая распространение воспалительных изменений и вторичного некроза тканей, а за счет усиления фагоцитарной активности макрофагов, способствовать повышению неспецифического иммунитета.
Рисунок 3 – Сравнительный анализ интенсивности спонтанной и стимулированной люцигенинзависимой хемилюминесценции макрофагов под влиянием водорастворимых кластеров фуллерена С60
Морфофункциональные изменения во внутренних органах животных при внутрибрюшинном введении водного раствора фуллеренола. Общерезорбтивные свойства водного раствора С60(ОН)n в сравнении с другими водорастворимыми кластерами фуллерена С60 были определены с помощью гистоморфологического исследования тканей 30 животных после внутрибрюшинного введения 1 мл их водных растворов. Животные были разделены на 3 группы: внутрибрюшинное введение препарата с выводом на 4-е и на 9-е сутки и без введения препаратов – контроль. При вскрытии животных опытных и контрольных групп отличий в макроскопической картине внутренних органов не обнаружено. Относительная масса органов во всех группах достоверных различий не имела.
По результатам исследования, установлено внутрибрюшинное введение 10%-го водного раствора С60(ОН)n не вызывает патологических изменений в тканях внутренних органов характерных в той или иной степени при введении водных кластеров фуллерена С60. Под действием внутрибрюшинного введения кластера фуллерена С60/ПВП установлены дистрофические изменения тканей внутренних органов, сопровождающиеся нарушением микроциркуляции. Внутрибрюшинное введение кластера фуллерена С60/Tween 80 вызывает сходные, хотя и менее выраженные, изменения. Аналогичные результаты при изучении общерезорбтивного действия водорастворимых кластеров фуллерена С60 получены в исследованиях, выполненных (2009) и (2011).
Влияние внутрибрюшинного введения водного раствора фуллеренола на метаболические сдвиги и реакцию системы кроветворения. Для оценки состояния метаболических процессов и системы кроветворения в организме крыс после парентерального (внутрибрюшинного) введения 10%-го водного раствора С60(ОН)n изучали изменение биохимических и клеточных показателей крови у 60 животных.
По результатам проведенных исследований не установлено достоверных различий рассматриваемых показателей между контролем и экспериментальными группами крыс, что говорит об отсутствии его патологического действия систему кроветворения и метаболизм испытуемых животных.
2. Патогенетическое обоснование иммобилизации комплекса нанопрепаратов при раневом процессе. На основании проведённых исследований, с целью комплексного воздействия на основные звенья патогенеза раневого процесса, а именно для коррекции процессов вторичной альтерации и развития раневой инфекции в первой фазе раневого процесса с патогенетических позиций обосновано применение комплекса антиоксидантного и антисептического препаратов.
Указанный комплекс включает в себя следующие компоненты на основе нанопрепаратов с лечебным биологическим действием:
- модифицированный серебром монтмориллонит (Ag-MMT) с дисперсностью частиц D < 0,25 мм обладающего, за счет содержащихся в его структуре наноразмерных частиц серебра, антимикробным (бактерицидным и бактериостатическим) действием, а также выступающего в качестве наполнителя-модификатора полимерных матриц;
- водорастворимую форму фуллерена С60 – фуллеренол (С60(ОН)n) в концентрации не более 0,01 %, с учетом разведения при набухании полимера и обильной раневой экссудации, обладающего антиоксидантной активностью.
Иммобилизация представленного комплекса биоактивных нанопрепаратов, по нашему мнению, за счет их синергетического действия, должно привести к потенцированию лечебного эффекта раневых покрытий, предотвращению осложненного течения раневого процесса и, как следствие, сокращению сроков заживления ран.
3. Разработка матриц биоактивных раневых покрытий
Синтез матриц раневых покрытий на основе гидрогелевого нанокомпозита и дезинтегрированной целлюлозы Glucon-acetobacter xylinus. Синтез матриц раневых покрытий осуществляли в лабораторных условиях по стандартным методикам. Для оценки влияния массовой доли силикатного наполнителя на свойства композитных матриц введение ММТ в их состав осуществляли в различных концентрациях.
Исследование сорбционной способности разработанных матриц раневых покрытий и экстракции антимикробного компонента в лабораторных условиях. Раневой экссудат представляет собой коллоидный раствор компонентов плазмы (белков, электролитов), фрагментов клеток крови, раневой микрофлоры и некротизированных тканей. Для изучения сорбционной способности разработанных матриц по отношению к раневому экссудату использованы моделирующие официнальные растворы.
По результатам исследования установлено, что введение силикатного наполнителя в состав композитных полимерных матриц на основе акриламидного гидрогеля и ДЦGX значительно увеличивает сорбционную способность последних (таблица 4).
Увеличение сорбционной способности разработанных матриц пропорционально увеличению концентрации наполнителя. Набухание ГНК, содержащего 30 мас.% силикатного наполнителя более чем в 6 раз превосходит таковое для чистого гидрогелевого полимера. При анализе кинетики набухания ГНК в дистиллированной воде установлено, что наибольшая скорость абсорбции отмечается первые 10–12 часов. В дальнейшем набухания полимера практически не происходит.
Изучение возможности абсорбции разработанными композитными матрицами крупномолекулярных компонентов раневого экссудата, в частности альбумина, показало снижение концентрации последнего в растворе на 50–100% для ГНК, на 10–70% для композитов на основе ДЦGX. Уровень снижения концентрации зависел от доли силикатного наполнителя и времени экспозиции полимера в растворе.
Таблица 4
Сравнительная оценка сорбционной способности матриц раневых покрытий
на основе ДЦGX и акриламидного гидрогеля (г/г; X±σ; n=40)
Вид полимера Адсорбируемые вещества | ДЦGX (n1=10) | Композит ДЦGX+ Ag-ММТ (n2=10) | Акриламидный гидрогель (n3=10) | ГНК (Ag-MMT 5 мас.%) (n4=10) |
Дистиллированная вода | 0,55±0,02 | 8,3±0,15 | 187,39±1,45 | 267,55±1,04 |
Физиологический раствор | 0,26±0,01 | 6,0±0,23 | 73,02±0,43 | 96,23±0,76 |
5% раствор глюкозы | 0,16±0,03 | 7,0±0,44 | 95,04±1,15 | 143,79±0,34 |
«Аминоплазмаль Гепа» | 0,12±0,03 | 5,1±0,76 | 40,11±1,32 | 136,57±1,76 |
«Гемохес» | 0,14±0,01 | 2,45±0,01 | 20,56±0,34 | 112,87±0,32 |
«Гелофузин» | 0,25±0,02 | 1,0±0,02 | 25,43±0,56 | 104,07±1,33 |
10% раствор альбумина | 0,75±0,24 | 3,8±0,04 | 10,9±0,23 | 127,43±0,45 |
При анализе кинетики выхода (экстракции) ионов серебра установлено, что при погружении монтмориллонит содержащих матриц раневых покрытий в раствор дистиллированной воды происходит выход Ag+ в минимальных количествах (от 7 до 54 ммоль/л). Концентрация выходящего ионизированного серебра напрямую зависит от исходного содержания монтмориллонита в матрице, а также от ее сорбционной способности.
4. Исследование биосовместимости разработанных матриц раневых покрытий в эксперименте на животных. Биосовместимость разработанных матриц раневых покрытий изучена экспериментально на 40 моделях кожно-плоскостных условно асептических ран. В послеоперационном периоде клинических признаков воспалительно-дегенеративных изменений в ранах не отмечено. Гидрогелевое и сетчатое покрытия активно поглощали раневое отделяемое, при этом пересыхания раневой поверхности не отмечено.
По данным гистоморфологического исследования выявлена классическая картина неосложненного регенеративного процесса, что позволило сделать вывод о биосовместимости и биоинертности разработанных матриц раневых покрытий. Раневые покрытия на основе ГНК и ДЦGX в эксперименте на животных нетоксичны, не оказывают местно-раздражающего и кожно-резорбтивного действия, обладают эластичностью, высокой степенью моделирования на ране, не фрагментируются, что облегчает уход за раной.
5. Экспериментальное изучение эффективности местного применения биоактивных раневых покрытий
Сравнительная оценка антимикробного действия разработанных биоактивных раневых покрытий и коммерческих аналогов. Для определения способности покрытий на основе ГНК и ДЦGX подавлять рост бактериальной флоры на границе контакта с раневой поверхностью установлены показатели их бактериостатического действия, а также минимальная ингибирующая концентрация (МИК) Ag-MMT в составе полимерных матриц.
Значения МИК Ag-MMT в составе матриц раневых покрытий на основе ГНК и ДЦGX, воздействующей на референтные штаммы микроорганизмов установили на уровне 1 масс.% и 0,1 масс.% соответственно. Подавление роста госпитальных штаммов отмечено при минимальном содержании Ag-MMT в ГНК 2 масс.%, в ДЦGX 0,2 масс.%. Полученные данные учтены при определении концентраций Ag-MMT при его иммобилизации в составе антимикробного компонента биоактивных раневых покрытий.
По результатам оценки способности разработанных матриц подавлять рост раневой микрофлоры установлено значимое снижение уровня бактериальной обсемененности инфицированных ран, а также возможность сравнительно длительного его поддержания ниже критического уровня (103КОЕ) за счет пролонгированного антимикробного действия. Эффективное подавление раневой инфекции, являющейся ведущим патогенетическим звеном осложненного течения раневого процесса, должно способствовать сокращению сроков заживления ран.
Таким образом, можно сделать вывод, что иммобилизация Ag-MMT в качестве антимикробного компонента матриц биоактивных раневых покрытий на основе гидрогелевого нанокомпозита в минимальной концентрации 2 мас.% и дезинтегрированной целлюлозы G. xylinus – 0,2 мас.% позволяет получать значимый бактериостатический эффект in vitro, и поддерживать уровень бактериального обсеменения раны ниже 103(КОЕ) на протяжении 5–7 суток in vivo.
Оценка эффективности местного применения разработанных биоактивных раневых покрытий при раневом процессе. В экспериментах для местного лечения ран использовали биоактивные раневые покрытия, содержащие комплекс нанопрепаратов, в концентрациях, обладающих эффективным лечебным действием с учетом их разведения при набухании матриц (таблица 5).
Таблица 5
Доля биоактивных компонентов в матрицах раневых покрытий, мас.%
Наименование компонента | Содержание биоактивных компонентов, мас.% | |
ГНК | ДЦGX | |
Ag-MMT | 2-5 | 0,2-1,0 |
Фуллеренол | 1-2 | 0,01-0,02 |
Полимер | остальное |
Эффективность местного применения разработанных раневых покрытий оценивали на модели инфицированных кожно-плоскостных ран и гранулирующих ран после глубоких ожогов. Критериями оценки эффективности служили скорость заживления, сроки полного заживления и гистоморфологическая картина ран на 5, 10, 15 и 20-е сутки. Скорость заживления ран оценивали планиметрическим методом. Результаты планиметрического исследования представлены в таблицах 6 и 7.
Сопоставление и статистическая обработка данных планиметрического исследования заживления гранулирующих ран после глубоких ожогов (таблица 6) показали, что темпы сокращения размеров ран в опытных сериях с применением разработанных раневых биоактивных покрытый заметно выше, чем в контрольной. Динамика уменьшения площади раневого дефекта к исходной в контрольной группе на 5-е сутки составила – 20,8%, на 10-е сутки – 42,3%, на 15-е сутки – 68,1%, а срок полного заживления ран –20 суток. В опытной серии с применением раневого покрытия на основе ДЦGX эти показатели составили: на 5-е сутки – 26,3%, на 10-е сутки – 59,7%, на 15-е сутки – 93,4%, срок полного заживления ран – 17 суток. Наиболее ранний срок полного заживления гранулирующих ран после глубоких ожогов – 16 суток, установлен при применении раневого покрытия на основе ГНК. В указанной опытной группе отмечены также наиболее высокие показатели скорости заживления ран.
При изучении данных планиметрического исследования заживления инфицированных кожно-плоскостных ран (таблица 7) также установлены более высокие темпы сокращения размеров ран в опытных сериях в сравнение с контрольной. Динамика уменьшения площади раневого дефекта к исходной в контрольной группе на 5-е сутки составила –29,4%, на 10-е сутки – 58,2%, на 15-е сутки – 95,3%, а срок полного заживления ран – 16 суток. В опытных сериях с применением раневых покрытий на основе ГНК и ДЦGX сроки полного заживления ран составили 13 и 12 суток соответственно.
Оценка показателей скорости заживления ран выявила, что интенсификация течения раневого процесса на фоне применения разработанных биоактивных раневых покрытий отмечалась на протяжении всего времени их применения. Указанная закономерность характерна как при местном лечении инфицированных кожно-плоскостных ран, так и гранулирующих ран после глубоких ожогов.
Таблица 6
Показатели планиметрического исследования гранулирующих ран после глубоких ожогов на фоне применения разработанных раневых покрытий, %
(X±σ; n=60)
Срок наблюдения | Контроль (n1=20) | Опыт | ||||
ГНК (n2=20) | ДЦGX (n3=20) | |||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
5 сутки | 20,8±1,1 | 4,2±0,2 | 27,4±0,8* | 5,5±0,1* | 26,3±1,2* | 5,3±0,2* |
10 сутки | 42,3±2,1 | 4,2±0,1 | 63,2±1,3* | 6,3±0,3* | 59,7±1,4* | 5,9±0,4* |
15 сутки | 68,1±1,3 | 4,5±0,3 | 98,7±0,6* | 6,6±0,6* | 93,4±0,3* | 6,2±0,3* |
20 сутки | 99,3±0,3 | 4,9±0,2 | – | – | – | – |
Срок заживления | 20,0±0,4 | 15,8±0,7* | 17,0 ±0,4* |
Таблица 7
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
