Inkjet Oxygen-Sorption Treatment in Local Treatment Purulent Soft Tissue Wounds

Abstract


Relevance. Traditional treatment of septic wounds of soft tissues often leads to the development of complications, causing more than 30% of deaths after surgery. The oxidative and bacterial components have a key role in the pathogenesis of septic processes.
The aim of the study was to develop a method of treatment of septic wounds, based on a combination of jet technologies, oxygenation and sorption therapy, and also to study the effectiveness of its use.
Materials and methods. Studies were conducted on 120 white Wistar rats with septic wounds of soft tissue. There were 4 groups: 3 control and 1 experimental. There was no treatment in the 1st control group. Bandages and treatment of the wound with oxygen flow were performed in the 2nd control group. In the 3rd control group, bandages were performed, and the sorbent was applied to the wound surface. In the experimental group, in addition to dressings, jet oxygen-sorption treatment of the wound surface was carried out. The study of the effectiveness of the method was carried out using objective, histological, histochemical, bacteriological and statistical methods.
Result. During the jet oxygen-sorption treatment of the wound surface, the disappearance of hyperemia was noted by 23.1%, the end of necrolysis - by 25.7%, the appearance of granulation - by 24.3%, wound epithelization - by 17.0% faster, compared with the data of the 1st control group.
Conclusion. Use of the method the jet oxygen-sorption treatment for the treatment of septic wounds of soft tissues reduced the wound area by 1 day – by 4.8%, 3 day – by 6.7%, to 7-days – 19.1% and to 10-day – 43.9% compared to the 3rd control group.


Гнойные раны мягких тканей традиционно занимают одно из ведущих мест в структуре гнойной патологии, а их традиционное лечение нередко приводит к развитию осложений, обуславливающих более 30% летальных исходов после оперативных вмешательств [2, 8]. В последние годы проблема хирургической инфекции становится еще более актуальной на фоне роста числа патогенных микроорганизмов, устойчивых не только к антибиотикам, но и к антисептикам [4, 6, 12]. Важную роль при ливидации гнойной инфекции традиционно отводят местному лечению, которое предусматривает использование механических, физических, химических и биологических воздействий [1, 4, 5, 6, 11, 10]. Но до настоящего времени остаются значительными сроки и стоимость лечения данной патологии. Ведущую роль в патогенезе гнойных процессов отводится окислительному и бактериальному компонентам, высокую эффективность при купировании которых демонстрирует применение сорбентов и кислорода [2, 5, 9, 10].
Цель
Разработать метод хирургического лечения гнойных ран мягких тканей, основанный на сочетании струйных технологий, оксигено- и сорбционной терапии, изучить эффективность его экспериментального применения.
Материалы и методы
Исследования выполнены на базе НИИ экспериментальной биологии и медицины ВГМУ им. Н.Н. Бурденко. Эксперименты проведены на 120 белых крысах линии Wistar с гнойными ранами мягких тканей в 4-х равных по числу животных группах: 3-х контрольных и опытной. В 1-й контрольной группе лечение не проводилось. В остальных группах выполнялись ежедневные перевязки (промывание ран 10 мл 0,9% раствора хлорида натрия и наложение ватно-марлевых повязок), которые во 2-й контрольной группе были дополнены обработкой раны потоком кислорода; в 3-й контрольной группе – нанесением сорбента на раневую поверхность; в опытной группе – струйной оксигено-сорбцион­ной обработкой раневой поверхности (табл. 1).
Моделирование гнойных ран проводили под общим обезболиванием золетилом (8 мг/кг, внутримышечно) путем иссечения кожи, подкожной клетчатки и поверхностной фасции в области холки, диаметр дефекта составлял около 1,5 см. Далее в дефект вводили суточную культуру St. aureus (1 мл, 109 микробных тел) и рана ушивалась. На 2-е сутки от момента бактериального загрязнения в ране определялись признаки воспаления: отек и гиперемия мягких тканей; на 3-и сутки наблюдалось гнойное воспаление ран. Лечение ран начинали на 3-и сутки от начала эксперимента со снятия швов, при котором отмечалось выделение до 3-х мл гнойного отделяемого. Применяемая методика позволила смоделировать в исследуемых группах гнойные раны со средней площадью 120,7±9,4 мм2 (табл. 6).
Метод оксигено-сорбционной обработки гнойных ран мягких тканей основан на сочетанном применении кислородного воздействия, сорбционной терапии и струйных технологий. Для реализации метода было разработано оригинальное устройство. Воздействие производилось один раз в сутки и продолжалось до закрытия раны.
Изучение эффективности метода струйной оксигено-сорбционной обработки проводили с использованием объективных (общее состояние животных, местные проявления воспаления /болезненность, отечность, гипе­ре­мия в проекции раны, паравуальная температура, количество и характер экссудации, сроки появления грануляций и эпителизации, закрытия раны); гистологических, гистохимических, бактериологических и статистических методов. Показатели течения раневого процесса оценивали сразу, на 1, 3, 5, 7 и 14-е сутки после моделирования гнойных ран. Статистическая обработка данных производилась с помощью метода вариационной статистики, критерия Стьюдента (достоверным считалось различие при значении p≤0,05), критерия Вилкоксона; сравнение не связанных выборок осуществлялось с применением критерия Манна-Уитни; для оценки связи между признаками проведен анализ Спирмена. При оформлении и проведении расчетов статистических данных использовался пакет прикладных компьютерных программ MSExel 2007.
Исследования проведены в строгом соответствии с Европейской Конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для эксперимен­тов или в иных научных целях (Страсбург, 18.03.1986), Международными рекомендациями (этический кодекс) по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985), приказом №755 МЗ СССР от 12.08.1977 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных», приказом №267 МЗ РФ от 19.06.2003 «Правила лабораторной практики в РФ», приказом №742 Министерство высшего и среднего специального образования СССР от 13.11.1984 «Об утверждении Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных», Приказом МЗ РФ № 199Н от 01.04.2016 «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики» и др. [9].
Результаты и их обсуждение
На 1-е сутки после моделирования гнойной раны поведение животных в группах исследования было однотипным: гиподинамичны, не активны в отношении приема пищи, проявляли беспокойство при пальпации по ходу раны. Повязки пропитаны серозно-гнойным отделяемым, имеется гипертермия и отечность тканей в области дефекта. На 3-и сутки животные основной группы активизировались, промокание повязок серозно-гнойным раневым отделяемым стало незначительным, признаки воспаления менее выражены. В 1-й контрольной группе нормализация общего состояния животных отмечалась к 7-8-м суткам от начала лечения. Обработка раны потоком кислорода (2-я контрольная группа) приводила к 5-м суткам к более высокой активности животных и улучшению аппетита, к 6-м суткам к ликвидации беспокойства при пальпации в проекции холки. При надавливании на края раны незначительное количество скудного серозного отделяемого продолжало выявляться у отдельных животных. В 3-й контрольной и 1-й основной группах аналогичная картина регистрировалась на 4-и и 5-е сутки после начала лечения, соответственно.
Некролиз в 1-й контрольной группе наблюдался в среднем до 3,5±0,2 суток, во 2-й контрольной в среднем на 5,7%, в 3-й контрольной – на 20,0%, в опытной – на 25,7% быстрее (табл. 2). Гиперемия в 1-й контрольной группе определялась в среднем до 3,9±0,2 суток, во 2-й контрольной группе – на 5,1%, в 3-й контрольной группе – на 15,4%, в опытной группе – на 23,1% меньше.
Отек в 1-й контрольной группе купировался в среднем на 3,9±0,2 сутки, во 2-й контрольной группе – на 2,6% позднее, в 3-й контрольной группе – на 7,7%, в опытной группе – на 12,8% быстрее.
Длительность фибринолиза в 1-й контрольной группе составила 5,2±0,3 суток, во 2-й контрольной изучаемый показатель был на 7,7%, 3-й контрольной – на 15,4%, в основной группе – на 25,0% меньше (табл. 3).
Появление грануляций в 1-й контрольной группе в среднем было отмечено на 3,7±0,3 сутки, во 2-й контрольной – на 5,4%, в 3-й контрольной – на 16,2%, в опытной – на 24,3% раньше. Начало эпителизации в 1-й контрольной группе в среднем наблюдалось на 5,3±0,3 сутки, во 2-й контрольной – на 3,8%, в 3-й контрольной – на 9,4%, в опытной – на 17,0% раньше. Отделяемое раны в 1-й контрольной группе уменьшалось до скудного в среднем на 6,4±0,3 сутки, во 2-й контрольной – на 14,1%, в 3-й контрольной – на 23,4%, в 1-й опытной – на 28,1% раньше.
При изучении активности щелочной фосфатазы, которая, в том числе, отражает течение раневого процесса и созревание грануляционной ткани было выявлено, что в 1-й контрольной группе изучаемый показатель в 1-е сутки наблюдения составил 27,2±2,1 у.е., постепенно увеличиваясь к 7 суткам до уровня 47,1±2,5 усл.ед. или на 73,2%. Во 2-й контрольной группе отмечалась аналогичная динамика, изучаемый показатель на 1-е сутки был выше данных 1-й контрольной группы на 5,1%, на 3-и сутки – ниже на 2,9%, на 5 сутки – увеличивался на 2,3%, на 7-е сутки – на 5,1%. В 3-й контрольной и опытной группах наблюдались максимальные изменения: изучаемый показатель в указанные сроки увеличивался на 61,0% и 90,8%, 39,1% и 51,5%, 37,0% и 47,7%, 31,6% и 60,5% по сравнению с данными 1-й контрольной группы соответственно. Уровень, достигнутый к 7-м суткам в 1-й контрольной группе, был минимальным, по сравнению с другими группами, что обусловлено недостаточной активностью репаративных процессов в ране. Микробная обсемененность раневой поверхности после разведения краев ран составляла в среднем 109-1012 микробных тел на мл экссудата. Показатель был минимальным в 3-й контрольной и опытной группах и составил на 1-е сутки исследования – 108-109 и 107-109, на 5-е сутки – 102-103 и 102-103, на 7-е сутки – 101-102 микробных тел на мл экссудата.
В 1-й контрольной группе площадь дефекта изначально составила 119,7±9,5 мм2, и планомерно уменьшалась к 1-м суткам наблюдения в среднем на 27,5%, к 3-м суткам – на 56,5%, к 7-м суткам – на 73,3%, к 10-м суткам – на 85,1%. Во 2-й контрольной группе изучаемый показатель в указанные сроки составил: 29,1%, 59,8%, 77,6% и 89,0% соответственно. В 4-й контрольной и 1-й опытной группах площадь дефекта достоверно уменьшалась в среднем на 32,0% и 35,1%, 62,1% и 64,5%, 81,5% и 85,0%, 93,3% и 96,2% по сравнению с исходными размерами раны соответственно.
Заключение
Наиболее выраженная положительная динамика раневого процесса была отмечена при проведении струйной оксигено-сорбцион­ной обработки раневой поверхности (основная группа), где исчезновение гиперемии отмечалось на 23,1%, отека кожи – на 12,8%, окончание некролиза – на 25,7%, длительности фибринолиза – на 25,0%, появление грануляций на 24,3%, эпителизация раны – на 17,0%, сокращение отделяемого до скудного – на 28,1% быстрей, по сравнению с данными 1-й контрольной группы. Проведенный анализ позволил говорить, об ускорении скорости течения 1-й и 2-й фаз раневого процесса в основной группе в среднем на 1,2–1,4 и 1,2–1,3 раза, соответственно, по сравнению с данными полученными в 1-й контрольной группе. В совокупности, струйной оксигено-сорбционной обработки в лечении гнойных ран мягких тканей позволило сократить площадь раны к 1-м суткам – на 4,8%, 3-м суткам – на 6,7%, к 7-суткам – на 19,1% и к 10-м суткам – на 43,9% по сравнению с данными 3-й контрольной группы.

Dmitry Valerievich Arkhipov

N.N. Burdenko Voronezh state medical University

Author for correspondence.
Email: mail@vestnik-surgery.com

Russian Federation, Voronezh, Russian Federation

post-graduate student of the Department of General surgery

Alexander Alekseevich Andreev

N.N. Burdenko Voronezh state medical University

Email: sugery@mail.ru

Russian Federation, Voronezh, Russian Federation

M.D., Professor of the Department of General surgery

Dmitry Andreevich Atyakshin

Research Institute of Experimental Biology and Medicine

Email: earth-mars38@yandex.ru

Russian Federation, Voronezh, Russian Federation

Ph. D., Director Of the research Institute of experimental biology and medicine

Alexander Anatol'evich Glukhov

N.N. Burdenko Voronezh state medical University

Email: sugery@mail.ru

Russian Federation, Voronezh, Russian Federation

M.D., Professor, head of Department of General surgery

Anton Petrovich Ostroushko

N.N. Burdenko Voronezh state medical University

Email: antonostroushko@yandex.ru

Russian Federation, Voronezh, Russian Federation

Ph.D.,  Department of General surgery

  1. Андреев А.А., Глухов А.А., Лобас С.В., Остроушко А.П. Экспериментальная апробация метода программной барботажной санации ран. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2016; 9:4 (33):314-321.
  2. Закиев Т.З., Туйсин С.Р., Галимов О.В. Изучение процессов свободнорадикального окисления у пациентов с гнойно-воспалительными заболеваниями мягких тканей. Казанский медицинский журнал. 2015; 96: 3: 302-306.
  3. Луцевич О.Э., Тамразова О.Б., Шикунова А.Ю. Современный взгляд на патофизиологию и лечение гнойных ран. Хирургия. 2011; 5: 72-77.
  4. Салмина Т.А., Цыгипало А.И., Шкода А.С. Опыт применения пиобактериофага поливалентного очищенного для лечения гнойных ран при длительном и неэффективном лечении антибактериальными препаратами. Трудный пациент. 2016; 14: 10-11: 23-29.
  5. Смотрин С.М., Ославский А.И., Меламед В.Д., Гракович П.Н. Сорбционно-дренажные устройства в комплексном лечении гнойных ран и абсцессов мягких тканей. Новости хирургии. 2016; 24: 5: 457-464.
  6. Толстов А.В., Колсанов А.В., Новиков И.В., Подсевалова И.В. Анализ местного лечения ожоговых ран с применением раневых покрытий в эксперименте. Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2016; 6: 3: 119-125.
  7. Третьяков А.А., Петров С.В., Неверов А.Н., Щетинин А.Ф. Лечение гнойных ран. Новости хирургии. 2015; 23: 6: 680-687.
  8. Ялаева И.Г., Киршина О.В., Коновалов П.П. Комбинация оксид-азотной терапии и низкочастотного ультразвука в лечении гнойных ран. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2015; 2 (50): 82-86.
  9. Ткаченко П.В., Липатов В.А., Привалова И.Л., Северинов Д.А., Хмаро Н.И. Этико-правовые аспекты экспериментальной практики. Электронный научный журнал «Innova». 2016; 1 (2): 29-35.
  10. Fakayode OJ, Tsolekile N, Songca SP, Oluwafemi OS. Applications of functionalized nanomaterials in photodynamic therapy. Biophys. 2018; 10: 1: 49-67. doi: 10.1007/s12551-017-0383-2.
  11. Bhutani S., Vishwanath G. Hyperbaric oxygen and wound healing. Indian J Plast Surg. 2012; 45: 2: 316-24. doi: 10.4103/0970-0358.101309.
  12. Kallstrom G. Are Quantitative Bacterial Wound Cultures Useful? Journal of Clinical Microbiology. 2014; 51: 2753-2756. doi: 10.1128/JCM.00522-14.

Views

Abstract - 87

PDF (Russian) - 29

PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2020 Arkhipov D.V., Andreev A.A., Atyakshin D.A., Glukhov A.A.

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

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies