Kinetics of wound process with various methods of stimulation of regeneration in wounds

Abstract


Urgency. Objective indicators of the dynamics of the wound process are planimetric methods, including the determination of the area of ulcerative defects and the rate of their epithelialization.

The aim of the work is to assess the kinetics of the wound process in venous, ischemic and neurotrophic ulcers of the lower extremities using various methods of stimulating regeneration in wounds.

Materials and methods. 4 blocks of studies were carried out: in the first block, the healing of venous trophic ulcers up to 20 cm2 was evaluated; in the second - more than 20 cm2; in the third block, the course of the wound process was studied in patients with ischemic trophic ulcers of the lower extremities on; in the fourth - with neurotrophic ulcers of the lower extremities. In each block, patients were divided into 4 groups according to the methods of stimulation of regeneration: combination of platelet-rich donor plasma and collagen preparations was used; interactive bandages; collagen preparations; platelet-rich donor plasma. To assess changes in the area of wounds in time used the exponential function and the parameter τ (the characteristic time of wound healing), allowing a single number to characterize the kinetics of healing and to measure the period of wound healing.

Results and their discussion. For venous trophic ulcers up to 20 cm2 complex use of collagen preparations and platelet-rich donor plasma provides the shortest reduction of the wound area in comparison with other considered methods.

For venous trophic ulcers of large and giant size (more than 20 cm2), stimulation of regeneration before autodermoplasty with a split skin flap only using collagen-containing preparations (14.4 days) or platelet-rich donor plasma (11.6 days) provided a greater percentage of survival of the autodermograft.

The complex use of collagen preparations and platelet-rich donor plasma is most effective among other methods in reducing the area of neurotrophic ulcers, the characteristic time of reducing the wound area is 48.9 days, which is faster than other methods by 1.25 - 2, 93 times.

The healing process of ischemic trophic ulcers is more difficult to Express by mathematical formulas. However, among the compared methods, the use of the complex of drugs leads to a statistically faster decrease in the area of wounds - 24.3 days against 31.6, 29.3 and 88 days.

Summary. The complex of preparations provides in General the best kinetics of healing of venous, ischemic and neurotrophic ulcers in comparison with the use of modern dressings and separate use of collagen-containing preparations and platelet-rich donor plasma.


Раневой процесс представляет собой сложный комплекс местных и общих биологических реакций организма в совокупности ведущих к регенерации тканей [1, 5-8]. Внешним проявлением этого процесса является такой результирующий показатель, как площадь раны.

Цель работы – оценить скорость уменьшения площади венозных, ишемических и нейротрофических язв при использовании различных методик стимулирования регенерации в ранах.

Материалы и методы.

Проведены 4 блока исследований:

-в первом блоке изучали динамику заживления венозных трофических язв малых и средних размеров (до 20 см2);

-во втором - с большими и гигантскими венозными трофическими язвами (более 20 см2);

-в третьем блоке наблюдали течение раневого процесса у пациентов с трофическими язвами нижних конечностей на фоне критической ишемии;

-в четвертом - с нейротрофическими язвами нижних конечностей;

В каждом блоке исследований выделены 4 группы больных, соответственно используемым методикам стимуляции регенерации:

- в основной группе применяли разработанную методику стимуляции регенерации в длительно незаживающих ранах, включающую обогащенную тромбоцитами донорскую плазму и препараты коллагена;

- в 1 контрольной группе использовали современные перевязочные средства;

- во 2 контрольной – только препараты коллагена в виде мембраны;

- в 3 контрольной группе дно трофической язвы обкалывалось активированной обогащенной тромбоцитам донорской плазмой

Изменение площади ран во времени подчиняется закономерностям, которые могут быть описаны аналитически экспоненциальными функциями вида

                                                    

где S0 – начальная площадь раны (при t = 0 суток); τ – характерное время заживления раны.

         Параметр τ имеет важное прогностическое значение: позволяет одним числом охарактеризовать кинетику заживления и практически оценить срок заживления раны. Он интерпретируется как время, за которое площадь раны уменьшается ориентировочно в три раза (если точнее, в e раз, где основание натуральных логарифмов е = 2.718...).

         Кроме того, параметр τ позволяет исключить зависимость результатов от начальной площади раны (в основной и контрольных группах начальная площадь раны несколько различается из-за неизбежных статистических флуктуаций). Таким образом, удается добиться лучшей сравнимости групп за счет анализа не абсолютных величин площади, а характерного времени уменьшения площади раны [2,3].

Для иллюстрации качества аппроксимации закономерностей уменьшения площади раны на рисунке 1 графики экспоненциальных функций наложены на точки клинических испытаний. Хорошее совпадение точек с графиками свидетельствует о том, что выбранная для аппроксимации экспоненциальная функция являются в высокой степени естественной для процесса заживления ран с использованием методик регенерации. [4]

         Результаты и их обсуждение.

         Для венозных трофических язв малого и среднего размера разработанная методика стимулирования регенерации обеспечивает наискорейшее уменьшение площади раны: площадь уменьшается в е раз (примерно втрое) через 25,1 суток. Среди других рассматриваемых методик наибольшую эффективность дает использование богатой тромбоцитами донорской плазмы: уменьшение площади в е раз происходит за 41,7 сутки, что в 1,66 раза медленнее разработанной методики. Еще менее эффективно отдельное использование коллагенсодержащих препаратов: площадь раны уменьшается в 2,16 раз медленнее разработанной методики. Наименее эффективно использование только современных перевязочных средств: площадь раны уменьшается в 3,14 раз медленнее разработанной методики.

Для венозных трофических язв большого и гигантского размера разработанная комплексная методика использовалась для стимуляции регенерации перед аутодермопластикой расщепленным кожным лоскутом. Использование комбинации обогащенной тромбоцитами донорской плазмы и препаратов коллагена не влияло на приживляемость кожного лоскута. Отдельное использование коллагенсодержащих препаратов (14,4 суток) или богатой тромбоцитами донорской плазмы (11,6 суток) обеспечило больший процент приживляемости аутодермотрансплантата.

Разработанная комплексная методика наиболее эффективна среди других методик в снижении площади нейротрофических язв: характерное время уменьшения площади раны 48,9 суток значительно ниже, чем при использовании богатой тромбоцитами донорской плазмы (61,0 суток, заживление в 1,25 раз медленнее) и тем более лучше чем при использовании коллагенсодержащих препаратов (101,4 суток, в 2,07 раз медленнее) и современных перевязочных средств (143,1 суток, в 2,93 раз медленнее).

Параметры экспоненциальной функции для основных методик стимулирования регенерации представлены в таблице 1.

Кинетические кривые для ишемических трофических язв (рисунок 1, в) имеют более сложную форму (перегиб), которую нельзя описать одной экспоненциальной функцией. По-видимому, это двухстадийный процесс, и для его аналитического описания целесообразно использовать комплекс из двух экспоненциальных функций:

где S1 и S2 – предэкспоненциальные множители, не имеющие явного медицинского смысла; τ1 – характерная длительность первой стадии заживления раны (медленное заживление); τ2 – характерная длительность основной, второй, стадии заживления раны (быстрое заживление), представляющая собой оценочное время, за которое площадь раны уменьшается в три раза.

         Определенные методом наименьших квадратов параметры биэкспоненциальной функции представлены в таблице 2. Для определения параметров аппроксимирующей функции методом наименьших квадратов была специально составлена компьютерная программа на языке Object Pascal в среде программирования Borland Delphi 7. Для подбора параметров аппроксимирующей функции использовался метод Монте-Карло с сужающимися диапазонами.

         Среди четырех параметров биэкспоненциальной функции наиболее важным является параметр τ2 – характеризующий экспоненциальное уменьшение площади раны на второй стадии, ориентировочно с 14 до 60 суток.

         Разработанная комплексная методика обеспечивает наименьшее характерное время уменьшения площади раны - 24,3 суток для ишемических трофических язв среди сравниваемых методик (таб. 2). Отдельное использование коллагенсодержащих препаратов или богатой тромбоцитами донорской плазмы увеличивает время заживления раны примерно в 1,25 раз (параметр τ2 равен 31,6 и 29,3 суток соответственно). При использовании современных перевязочных средств площадь раны уменьшается очень медленно по сравнению с другими методиками: площадь уменьшается в е раз (примерно втрое) за 88 суток, что в 3,62 раза медленнее, чем при использовании комплексной методики.

 

Выводы.

Применение разработанной методики стимуляции регенерации в длительно незаживающих ранах, включавшей обогащенную тромбоцитами донорскую плазму и препараты коллагена, обеспечивает в целом наилучшую кинетику заживления венозных, ишемических и нейротрофических язв по сравнению с использованием современных перевязочных средств и отдельным использованием коллагенсодержащих препаратов и богатой тромбоцитами донорской плазмы.

При этом, при использовании в местном лечении комбинации обогащенной тромбоцитами донорской плазмы и препаратов коллагена наилучшие результаты снижения площади отмечены у пациентов с венозными трофическими язвами малого и среднего размеров и с нейротрофическими язвами.

При стимуляции регенерации различными способами у пациентов с большими и гигантскими трофическими язвами перед аутодермопластикой расщепленным кожным лоскутом больший процент приживляемости аутодермотрансплантата отмечен при изолированном использовании препаратов коллагена или обогащенной тромбоцитами донорской плазмы.

Несмотря на то, что в условиях критической ишемии процесс заживления протекают особенно тяжело, среди сравниваемых методик использование комплекса препаратов коллагена и обогащенной тромбоцитами донорской плазмы приводит к лучшим клиническим результатам лечения и статистически достоверному уменьшению площади ран.

Mariya V Aralova

Voronezh state medical university by N.N. Burdenko

Author for correspondence.
Email: Mashaaralova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4257-5120
SPIN-code: 8115-2155

Russian Federation, 10 Studencheskaia Str., Voronezh, 394036, Russian Federation

Ph.D., head Department of ambulatory surgery
of the Voronezh regional clinical hospital №1

Aleksandr Anatolievich Glukhov

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University

Email: glukhov-vrn@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9675-7611
SPIN-code: 3821-2175

Russian Federation, 394622, Russia, Voronezh, St. Student, 10

M.D., Professor, head. the Department
of General surgery of N. N. Burdenko Voronezh state medical University

Anton Petrovich Ostroushko

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University

Email: mail@vestnik-surgery.com
ORCID iD: 0000-0003-3656-5954
SPIN-code: 9811-2385

Russian Federation, 394622, Russia, Voronezh, St. Student, 10

Ph.D., associate Professor of General
surgery, N. N. Burdenko Voronezh state medical University

Views

Abstract - 23

PDF (Russian) - 16


Copyright (c) 2018 Aralova M.V., Glukhov A.A., Ostroushko A.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.