Experimental Method Application Software of the Bubbling Debridement of Wounds

Комплексное лечение раневого процесса продолжает оставаться одной из актуальных проблем хирургии, что подтверждается высокой частотой встречаемости и отсутствием тенденции к уменьшению данной патологии, ростом травматизма (1, 4, 6, 14).

Увеличение частоты встречаемости антибиотикорезистентности микроорганизмов, иммунодепрессивных состояний, коморбитной патологии и другие причины приводят к замедлению репаративных процессов, нагноению ран, развитию сепсиса и полиорганной дисфункции, что существенно снижает эффективность лечения, увеличивая длительность госпитализации и стоимость лечения (12). Большее значение для реабилитации больного приобретают косметические и функциональные дефекты, возникающие, в частности, на фоне значительных повреждений, при осложненном течении раневого процесса (7).

В настоящее время, в комплексном лечении ран с успехом применяются различные современные методы, основанные на использовании вакуумных, гидропрессивных, ультразвуковых, криогенных, лазерных и других техноло­гий, различных лекарственных форм и препаратов (1, 2, 8, 10). Но во многих работах подчеркивается важность поиска новых средств и методов лечения раневого процесса, стимуляции репаративных про­цессов, предупреждения развития и ликвидации раневой инфекции, с учетом современного уровня развития науки и техники (8, 9, 10, 11).

Таким образом, лечение ран остается актуальной мультидисципли­нарной проблемой, требующей новых высокоэффективных подходов, направленных в том числе, на снижение рисков развития инфекционных и косметических дефектов (3, 5, 13, 15).

Цель исследования – разработка метода программной барботажной санации лечения ран мягких тканей и изучение эффективности его применения в эксперименте.

В качестве лабораторных животных использовались 192 половозрелых самцах белых крыс массой 280-320 грамм, что было обусловлено их воспри­им­чи­востью к моделированию раневого процесса и удобством в обращении.

Экспериментальные исследования проведены в 2-х блоках исследования (табл. 1).

Первый блок исследований был направлен на изучение влияния программной барботажной санации на течение раневого процесса в асептических ранах. Первый блок включал две группы животных по 46 лабораторных животных: контрольную и опытную.

Моделирование асептической раны производилось по следующей методике: в асептических условиях под наркозом на предварительно выбритом участке тела (наружная поверхность средней трети бедра) после обработки антисептиком производили линейный разрез кожи длиной 1 см. Рассекали подкожную клетчатку, фасцию, мышцы. Мягкие ткани тупо разводили, края и дно раны раздавливали зажимом. После проведения гемостаза, рану закрывали асептической повязкой. Швы не накладывали. Лечение начинали сразу, в соответствии с определенными группами.

В контрольной группе животных лечение раневого процесса осуществляли путем наложения асептических повязок и их смены 2 раза в сутки с интервалом 8–10 часов. В опытной группе, кроме двукратной смены повязок, проводилась программная барботажная санация в 0,9% растворе натрия хлорида в течение 3-х минут во время утренней перевязки.

Второй блок исследований был направлен на изучение эффективности программной барботажной санации при лечении гнойных ран и включал две группы по 46 животных: контрольную и опытную.

Моделирование гнойных ран производили по следующей методике. После воспроизведения асептического раневого процесса по схеме описанной выше в рану вносили марлевый тампон массой около 0,5 г с суточной культурой St. aureus в дозе 1010 микробных тел в 1 мл 0,9% раствора натрия хлорида. На кожу накладывали 1-2 адаптационных шва шелковой нитью. На 1-е сутки после инфицирования – рана гиперемирована, отечна. На 2-е сутки – нарастание гиперемии и отечности, выделение серозно-гнойного экссудата, общие симптомы (слабость, отказ от пищи). На третьи сутки – обильное гнойное отделяемое, края раны разводили с извлечением марлевого тампона. К третьим суткам формировалась гнойная рана размером в среднем 1,0*0,5 см. Лечение начинали на 3-и сутки после моделирования раны с эвакуации гноя и промывания раны. Затем проводили лечебные мероприятия в соответствии с планом экспериментов.

В контрольной группе лечение заключалось в смене повязок дважды в сутки с интервалом 8–10 часов. Использовали водный раствор хлоргексидина биглюконата 0,05%. В опытной группе во время утренней перевязки проводили сеанс программной барботажной санации в течение 3-х минут в 0,9% растворе натрия хлорида. Антибиотикотерапия и общее лечение в исследуемых группах не назначалась.

Проведение сеансов программной барботажной санации осуществляли при помощи специального устройства, разработанного на кафедре общей хирургии ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России. Работа устройство основано на сочетанном применении газо- и гидродинамических воздействий, путем пропускания через раствор пузырьков газа, которые соприкасаясь с раневой поверхностью, позволяют усилить механическое отделение плотных и вязких некротических масс, детрита, секвестров из очага воспаления или раневой поверхности, способствуют улучшению кровообращения.

Экспериментальные исследования проводили в строгом соответствии с существующими этическими нормами, принципами, изложенными в Европейской Конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (г. Страсбург, Франция, 18.03.1986 г.), Приказом Минздрава Российской Федерации от 19.06.2003 №267 «Об утверждении Правил лабораторной практики».

Полученные при проведении исследования цифровые данные приведены в соответствии с Международной системой СИ. При оформлении и проведении расчетов статистических данных использовали пакет прикладных компьютерных программ MS Excel 2007. Статистическую обработку производили с помощью вариационных методов статистики, критериев Стьюдента (достоверным считалось различие при p≤0,05), Вилкоксона и Манна-Уитни (сравнение не связанных выборок), анализа Спирмена (оценка связи между признаками), для проверки гипотезы применяли критерий хи-квадрат.

Материалы и методы

Для оценки течения раневого процесса при проведении экспериментальных исследований применяли клинические, планиметрические, гистологические и гистохимические методы. Учитыва­ли следующие клинические проявления течения раневого процесса: характер воспалительной реакции, состояние краев и дна раны, сроки очищения от некротических тканей и появления грануляций, характер грануляционной ткани, сроки начала эпителизации ран, закрытие раневого дефекта, измерение площади ран и общее состояние животных.

Для изучения динамики морфологических изменений на 1, 3, 5 и 7-е сутки от начала лечения производили иссечение тканей единым блоком тканей, содержащих в центре исследуемую рану со всеми структурными элементами. Для гистологического исследования взятый материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина и для удаления лишней жидкости загружали в автомат для гистологической проводки АТ-4М. Полученные образцы заливали раствором Hystomix. Затем готовили парафиновые срезы толщиной 6 мкм, которые окрашивали гематоксилин-эозином и заключали в среду Biomount. Для проведения гистохимических исследований взятый материал замораживали в петролейном эфире, охлажденном жидким азотом. Срезы толщиной 12 мкм, полученные в криостате при -20ºС, помещали на 3 минуты в охлажденную до +4ºС смесь ацетона и хлороформа (1:1) для экстракции липидов. Активность щелочной фосфатазы выявляли с помощью £-нафтил-фосфатата и соли диазония-прочного синего РР. Гистохимические препараты заключали в глицерин-желатину и хранили в темноте. При качественной оценке гистохимической реакции учитывали характер распределения выпавшего осадка. Число структур, активных по ЩФ определяли стереометрическим методом при увеличении объектива х40 и окуляра х7 с использованием окулярной сетки.

Результаты

Результаты, полученные в контрольной и опытной группах 1-го блока исследования: на 1-е сутки пальпация в проекции раны у животных контрольной и опытной групп вызывала выраженное беспокойство животного, отмечалось наличие отека и скудного серозного отделяемого. В опытной группе наблюдалась незначительная тенденция к уменьшению воспалительной реакции, что выражалось в некотором снижении отека и гиперемии.

На 3-и сутки пальпация в проекции ран животных в контрольной и опытной группах не вызывала выраженного беспокойства. В опытной группе признаки воспаления были купированы, в контрольной – отмечалось незначительное серозное отделяемое.

К концу 3-х суток от момента моделирования асептической раны у животных контрольной и опытной групп отсутствовали признаки отечности и гиперемии, заживление проходило под полоской струпа.

В опытной группе отек купировался на 1,8±0,3 сутки, гиперемия кожи – на 1,5±0,4 сутки, количество экссудата снижалось до скудного на 1,8±0,3 сутки (p<0,05). В контрольной группе изучаемые показатели составили, соответственно, 2,2±0,3, 1,8±0,6 и 2,7±0,4 суток (табл. 2).

Изучена динамика изменения площади ран в процессе заживления (табл. 3).

В контрольной группе площадь ран на 1-е сутки составила 19,5±0,3 мм2, на 3-е сутки – 8,8±0,4 мм2, на 7-е сутки – 3,2±0,2 мм2. В опытной группе изучаемый показатель был равен до 13,3±0,5, 6,2±0,5 и 1,75±0,38 мм2, соответственно. К 11 суткам измерить площадь ран не представлялось возможным, т.к. у всех животных наблюдалось закрытие раны с образованием рубца.

На 1-е сутки уменьшение площади раны в контрольной группе составило 25,7±1,7%, в опытной – 48,6±2,4%, с 1-х по 3-е сутки – 27,6±0,4% и 26,8±0,39%, с 3-х по 7-е сутки – 15,8±0,4%, и 17,9±0,3% в сутки, соответственно (табл. 4).

Результаты гистологических исследований в контрольной и опытной группах 1-го блока исследования показали, что в образцах контрольной группы к 7-м суткам наблюдалась разноплановая картина: наряду с отдельными случаями полного заживления, в большей части образцов наблюдалось более слабое, не соответствующее срокам, развитие грануля­цион­ной ткани и сохранение воспалительной инфильтрации как в краях раны, так и в толще грануляций. В образцах опытной группы раневой дефект заполнен более равномерное грануляционной тканью до уровня сосочкового слоя дермы, нет признаков воспаления, своевременная эпителизация.

Данные, полученные при анализе результатов объективных и планиметрических методов в 1-м блоке исследования говорят о безопасности и эффективности применения программной барботажной санации (ПБС) в лечении асептических ран мягких тканей в эксперименте. Применение метода ПБС позволило ускорить купирование отека и гиперемии более чем на 20%, сократить сроки экссудации на 50% по сравнению с контрольной группой.

Результаты, полученные в контрольной и опытной группах 2-го блока исследования: на 1-е сутки пальпация в проекции раны у животных контрольной и опытной групп вызывала выраженное беспокойство животных, имела место паравуальная отечность и гиперемия. В опытной группе наблюдалась незначительная тенденция к уменьшению воспалительной реакции.

Ко 2-м суткам в опытной группе животные становились более активными и к 3-м суткам практически не отличались от здоровых особей, пальпация в проекции раны не вызывала значительного беспокойства, у отдельных животных из ран выделялось незначительное количество серозного экссудата. В контрольной группе нормализация общего состояния отмечалась к 5-6-м суткам от начала лечения.

В контрольной группе сроки некролиза составили 2,1±0,2 суток, гиперемии – 2,5±0,2 суток, отека – 2,4±0,2 суток, появления грануляций – 2,2±0,3 суток. В опытной группе изучаемые показатели были равны 1,4±0,2, 1,7±0,2, 2,0±0,2 и 1,5±0,2 суток, соответственно (табл. 5).

Продолжительность фибринолиза в контрольной группе составила 3,4±0,3, начала эпителизации – 3,5±0,4, сокращение отделяемого до скудного – 4,3±0,4 суток. В опытной группе изучаемые показатели были равны 2,6±0,2, 3,0±0,3 и 3,2±0,3 суток, соответственно (табл. 6).

При изучении динамики бактериологического обсеменения были получены следующие результаты (табл. 7). В 1-е сутки уровень микробных тел в экссудате, взятый до проведения ПБС составил 109-1010, с последующим снижением в контрольной группе к 3-м суткам до 104-105, к 5 суткам – до 103-105, к 7 суткам – до 103-104 микробных тел на грамм ткани.

В опытной группе в указанные сроки количество микробных тел на грамм ткани составило 109-1010, 102-103, 102-103 и 102-103, т.е. снижение микробной обсемененности до 102-103 происходило на 40% быстрее.

Площадь ран в контрольной группе на 1-е сутки составила 19,4±0,4 мм2, на 3 сутки – 13,4±0,4, на 5 сутки – 10,2±0,4, на 7 сутки – 7,7±0,4, в опытной группе – 25,9±0,5, 17,3±0,5, 10,4±0,3, 7,0±0,3 и 4,7±0,4 мм2, соответственно. На 11-е сутки во всех группах наблюдался сформированный рубец (табл. 8).

При изучении динамики закрытия раневого дефекта были получены следующие результаты (табл. 9).

На 1-е сутки в контрольной группе раневой дефект уменьшался на 26,0±0,3%, на 3-и сутки – на 48,9±0,5, на 5 сутки – на 61,1±0,6, на 7 сутки – на 70,6±0,5%. В опытной группе в указанные сроки изучаемый показатель составил 32,9±0,4, 59,7±0,6, 72,9±0,8, 81,8±0,5%, соответственно.

При сравнительном анализе гистологических образцов контрольных и опытных групп можно сделать вывод о том, что в то время, как в контрольной группе отмечалось удлинение сроков воспалительной фазы заживления ран, длительное сохранение очагов некроза в мышечном слое и неравномерное развитие и созревание грануляционной ткани, применение барботажной санации приводило к более быстрому и качественному очищению раны от микроорганизмов и продуктов распада тканей, равномерному развитию полноценной грануляционной ткани и более раннему закрытию раневого дефекта.

Проведенный анализ результатов объективных и планиметрических методов во 2-м блоке исследования позволил установить, что смена фаз течения раневого процесса с гидратации на дегидратацию в опытной группе наблюдается в среднем ко 2-м суткам, в то время, когда в контрольной группе – на 3-4-е сутки.

Таким образом, разработанный метод программной барботажной санации (ПБС) раневой поверхности, основанный на пропускании газа под давлением через физиологический раствор, способствует активизации регенераторных процессов за счет повышения качества санации и гидромассажного воздействия на мягкие ткани.

Выводы

1. Проведенные экспериментальные исследования показали безопасность и эффективность применения программной барботажной санации (ПБС) в лечении асептических ран мягких тканей.

2. Применение метода ПБС при асептических ранах позволило ускорить купирование отека и гиперемии более чем на 20%, сократить сроки экссудации на 50% по сравнению с контрольной группой. При лечении гнойных ран метод ПБС позволил ускорить смену фаз гидратации и дегидратации в среднем в 1,5-2 раза.

3. При изучении гистоархитектоники мягких тканей в контрольной группе отмечалось удлинение сроков воспалительной фазы заживления ран, длительное сохранение очагов некроза в мышечном слое и неравномерное развитие и созревание грануляционной ткани. Применение барботажной санации приводило к более быстрому и качественному очищению ран от микроорганизмов и продуктов распада тканей, равномерному развитию полноценной грануляционной ткани и более раннему закрытию раневого дефекта.

Таблица 1/Table 1

Экспериментальные группы первого и второго блоков исследования/ The experimental group of the first and second blocks of the study

Таблица 2/Table 2

Объективные признаки течения раневого процесса

в опытной и контрольной группах, сутки/ Objective evidence of a wound process

in the experimental and control groups, day

1 – снижение количества экссудата до скудного/ reducing the amount of fluid to a meager;

* - достоверность различий признаков по сравнению с контрольной группой р<0,05/ the significance of differences of characteristics in comparison with the control group p<0.05

Таблица 3/Table 3

Динамика изменение площади ран животных

в опытной и контрольной группах, мм2/ Dynamics of change in the area of wounds of animals

in the experimental and control groups, mm2

1 - достоверность различий по сравнению с первыми сутками/ the significance of differences compared to the first day,

2 - достоверность различий по сравнению с контрольной группой/ the significance of differences compared to the control group

Таблица 4/Table 4

Динамика изменения площади ран в опытной и контрольной группах, % в сутки/ Changes in area of wounds in the experimental and control groups, % per day

1 - достоверность различий по сравнению с первыми сутками/ the significance of differences compared to the first day,

2 - достоверность различий по сравнению с контрольной группой/ the significance of differences compared to the control group

Таблица 5/Table 5

Объективные признаки течения раневого процесса в опытной и контрольной группах исследования, сутки/ Objective evidence of the wound process in experimental and control groups of the study, day

* - достоверность различий признаков по сравнению с 1 контрольной группой р<0,05/ the significance of differences of characteristics in comparison with the 1 control group p<0.05

Таблица 6/Table 6

Объективные признаки течения раневого процесса в опытной и контрольной группах исследования, сутки/ Objective evidence of the wound process in experimental and control groups of the study, day

* - достоверность различий признаков по сравнению с 1 контрольной группой р<0,05/ the significance of differences of characteristics in comparison with the 1 control group p<0.05

Таблица 7/Table 7

Динамика бактериологической обсемененности в контрольной и опытной группах исследования, микробных тел на грамм ткани/ Dynamics of bacteriological contamination in the control and experimental groups of the study, microbial cells per gram of tissue

Таблица 8/Table 8

Динамика изменения площади раневой поверхности в контрольной и опытной группах исследования, мм2/ Dynamics of change of the area of the wound surface in control and experimental groups of the study, mm2

* - достоверность различий по сравнению с исходными размерами раны в группе р<0,05/ the significance of differences in comparison with the initial size of the wound in group p<0,05

Таблица 9/ Table 9

Динамика изменения площади раневой поверхности в контрольной и опытной группах исследования, %/ Dynamics of change of the area of the wound surface in control and experimental groups of the research, %

1 -достоверность различий по сравнению с первыми сутками, р<0,05/ the significance of difference