ЕФЕКТИВНОСТ НА КОМБИНИРАНОТО ПРИЛОЖЕНИЕ НА МЕДНИ НАНОЧАСТИЦИ И НИСКОИНТЕНЗИТЕТНО ЛАЗЕРНО ОБЛЪЧВАНЕ ПРИ
Целта на изследването е да обоснове ефективността на комбинираното използване на медни наночастици и лазерно облъчване с нисък интензитет за лечение на инфектирани рани от изгаряне на кожата при експерименти върху лабораторни плъхове.
Симулация на рана от изгаряне на кожата. В експеримент върху 150 бели лабораторни плъхове с тегло 190-200 g, ние разработихме и патентовахме нов метод за моделиране на рана от изгаряне на кожата [5], което се постига чрез прилагане на лазерна светловодна дюза, направена под формата на медна пластина с необходимата форма и размер, върху избран участък от кожата и контакт с нея с лазерно лъчение [6]. За инфектиране и нагнояване на раната от изгаряне се въвежда суспензия с лабораторни щамове на Pseudomonasaeruginosa и Staphylococusaureus. Суспензия от медни наночастици се получава чрез смесване на етерично слънчогледово масло (SEM) с 1 mg медни наночастици при концентрация от 1000 mg/mL до 1 μg/mL. Дозата от 0,2 ml при концентрация 1000,100,10 μg / ml под формата на суспензия е призната за оптимална.Получената суспензия се обработва на ултразвуков диспергатор UZDN-2T в режим: 0,5A, 44 kHz с охлаждане по схемата 1 минута точкуване - 2 минути почивка (3 цикъла). Полученият продукт е безцветна вискозна течност с EPM реологични свойства. Суспензията е стабилна за 5-10 часа, след което част от праха се утаява, но след активно разклащане на съда със суспензията за 30 секунди, прахът отново се разпределя равномерно в EPM.
CКомбинираното използване на медни наночастици и лазерно лъчение с нисък интензитет върху рана от изгаряне е изследвано в експеримент върху 150 бели лабораторни плъхове с тегло 190-200 г. В хода на експеримента, след създаване на инфектирана рана от термично изгаряне, животните са третирани с LILI в продължение на 14 дни(серия 1), суспензия от медни наночастици (серия 2), комбинирано излагане на лазер и медни наночастици (серия 3), левомикол като референтно лекарство (серия 4). Контрол (серия 5) са животни, които са претърпели само хирургично лечение на раната, включително евакуация на гной, отстраняване на заразена марля, отстраняване на некротична тъкан и измиване с антисептик.
Хирургичният етап от лечението на първата фаза на процеса на раната включва хирургично отстраняване на раните през първите три дни след прилагането на изгарянето. Хирургичното лечение на раната включва не толкова стерилизация на раната, а по-скоро намаляване на микробното замърсяване, отстраняване на некротичните тъкани чрез промиване с антисептик и намаляване на нивото на автолитичните ензими в раната. Първичната некректомия е извършена дори преди развитието на обширно възпаление в раната със своя антисептик. След 3 дни оперативно лечение започна вторият етап от специалното лечение. За цялостна оценка на хода на процеса на раната в изследването, общото състояние на животните се оценява ежедневно, използват се методи за планиметрично и микробиологично изследване на рани, които се извършват на 3-ти, 5-ти, 7-ми, 10-ти, 14-ти ден. След 12 дни лечение, което съответства на 15-ия ден след възпроизвеждането на изгарянето, животните бяха претеглени и изведени от експеримента чрез свръхдоза етерна анестезия. Фрагменти от кожа са взети от животните от центъра и периферията на раната от изгаряне (парафиновите срезове са оцветени с хематоксилин-еозин и пикрофуксин). Статистическата обработка на резултатите е извършена, като се вземат предвид принципите на медицината, основана на доказателства, като се използват параметрични (критерий на Fischer-Snedekor) и непараметрични (критерий на Mann-Whitney) методи.
Резултатите от изследването и тяхното обсъждане. В проучванетохистологични препарати след един ден от експеримента във всички серии от експерименти в засегнатата от топлина зона са открити промени, които са характерни за изгаряне от степен IIIB. На 3-ия ден в междулопаточната област при животните се образува гнойна рана с всички характерни признаци на гнойно възпаление. Наличието на инфекция се потвърждава от бактериологична култура на съдържанието на раната. Средно, преди началото на лечението, контаминацията на рани от Pseudomonasaeruginosa и Staphylococusaureus е 4300±51 CFU/ml раневи секрети.
Оценката на планиметричните и морфологични резултати от комбинирано хирургично и специално лечение на рани в серии 1-2 показва, че превръзката на рани със суспензия от медни наночастици има по-ефективен терапевтичен ефект от LILI. Най-изразено намаляване на площта на раните и намаляване на продължителността на лечението се наблюдава при комбинираното използване на LILI и наномедна суспензия в третата серия от експеримента, в сравнение със серия 1,2,4. По този начин, при изолирано използване на лазерно лъчение, площта на симулираната инфектирана кожна рана (400 mm2) намалява до 7-ия ден до 168 mm2, а до 14-ия ден до 91 mm2, а при комбинирано използване на LILI и наномед съответно до 125 mm2 до 7-ия ден и до 41 mm2 до 14-ия ден от лечението. По този начин превръзката на рани със суспензия от медни наночастици има по-ефективен терапевтичен ефект от LILI. В третата серия от експеримента се наблюдава регенерация на раната и намаляване на нейния размер в по-ранни периоди на наблюдение, отколкото в серии 1,2,4.
Анализът на времето за почистване на раната, появата на гранулации и епителизация разкри следното. На 7-ия ден от лечението при животни от 3-та серия (лазер + наномед) се наблюдава пълно образуване на гранулационна тъкан и ясен фазов преход.възпаление във фазата на регенерация и епителизация на раната. Визуално на 12-ия ден от комбинираното лечение се забелязва частична или дори пълна епителизация на раната. При редица животни, които не са лекувани, почистването на раната се наблюдава едва на 10-ия ден, а редки гранули се появяват на 14-ия ден. Резултатите от серии 2 и 4 с използването на медни наносуспензии и маз Levomikol са сравними: гранулациите се появяват след 8 дни лечение, а пълната епителизация се отбелязва само след 14 дни лечение. Почистването на раната, появата на гранулации и епителизация в опитите от 3-та серия са регистрирани съответно на 7-ия и 12-ия ден.
Важен показател за заздравяването на инфектирана рана от изгаряне е динамиката на замърсяване от микроорганизми. Бактериологично изследване на животни, освободени от рани, показа, че при комбинирано лечение (3-та серия) има постепенно линейно намаляване на броя на микроорганизмите в раната, което е най-изразено в сравнение с други групи. Показателите, най-близки до тази динамика, са в групата животни, третирани с наномед, което потвърждава факта на усилване на бактерицидния ефект на ниски концентрации на медни наночастици чрез лазерно лъчение, разкрит в in vitro експерименти. Въпреки това, този ефект в експеримента с животни е по-слабо изразен, отколкото в експеримента in vitro, което показва необходимостта от предписване на оптимални концентрации на медни наночастици и LILI параметри при лечението на инфектирани рани от изгаряне.
На 14-ия ден от приложението на LILI (серия 1) хистологичната картина се представя от млада съединителна тъкан, голям брой разширени пълнокръвни съдове и персистираща левкоцитна инфилтрация. На 14-ия ден от използването на наномедната суспензия (2-ра серия) под образуванатагранулационната тъкан на фона на оток на дермата показва признаци на начална епителизация на фона на образувания епидермален слой. Така до 14-тата обработка с наномедна суспензия се образува млада гранулационна тъкан с голяма капилярна мрежа от микроваскулатура и множество колагенови влакна.
Резултатите от експеримента показват, че при комбинираното използване на LILI и суспензия от медни наночастици има значително намаляване на площта на раната до 41 mm 2 до 14-ия ден от лечението, бактериалното замърсяване се елиминира до 7-ия ден, дори при използване на ниски концентрации на мед след лазерно облъчване на раната. Още на 12-ия ден от комбинираното използване на LILI и наномедна суспензия, раната е представена от зряла съединителна тъкан и образуван епителен слой. При всички наблюдения на животни от 3-та серия от експеримента на 14-ия ден се отбелязва пълна епителизация на дефекта на раната с всички слоеве и образувана съединителна тъкан. Процесът се премества в последния етап на зарастване на рани - образуването на белег и космени фоликули.
Заключение. При хирургично лечение на инфектирана рана от изгаряне на кожата с комбинирано използване на LILI и медни наночастици има синергизъм на антимикробно действие, което води до липса на микробно замърсяване на тъканите 2,0 + 0,7 дни по-рано в сравнение с 1,2 и 4-та серия от експерименти. Установено е, че в първия етап използването на този метод намалява отока, увеличава плътността на клетките на възпалителния инфилтрат и съкращава периода на този период на регенерация. Във втория стадий на раневия процес се наблюдава засилване на пролиферативните процеси и ускоряване на неоваскулогенеза и образуване на гранулационна тъкан. В третия етап поради засилването на пролиферативната активностбазалните клетки на епидермиса се ускорява процесът на епителизация и растеж върху гранулационната тъкан на т. нар. интеркалиран епидермис. Поради това сроковете на гранулиране и епителизация на раната са намалени с 1,5 пъти, появата на които е отбелязана на 11,8±1,0 дни от лечението. По този начин е установен терапевтичният ефект от локалното лечение на инфектирани рани от изгаряне със суспензия от медни наночастици и лазерно лъчение с нисък интензитет, а максималният ефект от терапията е отбелязан при комбинираното използване на LILI и медни наночастици. В същото време, заедно с перспективите на посоката, са необходими допълнителни предклинични изпитвания за уточняване на адекватни дози и рационални схеми на лечение.
Рецензенти:
Громов М. С., доктор на медицинските науки, професор, ректор на NOU VPO Медицински институт "Реавиз", Саратовски филиал, Саратов;
Капралов С.В., доктор на медицинските науки, Началник на 1-во Хирургично отделение на Общинска здравна институция „Градска клинична болница №. В И. Разумовски, Саратов.