СРЕДА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКЕ РАН Российский патент 2005 года по МПК A61K31/02 A61P17/02 

Изобретение относится к медицине, а именно к лечению ран.

Преимущественная область использования изобретения: хирургия, косметология.

Известен способ лечения ран низкочастотным ультразвуком (НУЗ) в режиме кавитации с применением в качестве звукопроводящей среды лекарственного раствора (Агранат Б.А., 1974; Николаев Г.А. с соавт., 1976; Сарвозян А.П., 1979; Стручков В.И. с соавт., 1984). Применение лекарственного раствора в качестве звукопроводящей среды выбрано нами в качестве прототипа изобретения.

"Методически обработку полостей ультразвуком осуществляют уровнем жидкости, которой заполняется полость. Озвучивание начинают со дна полости до кожных краев раны, при этом волноводом производят медленные движения по окружности на расстоянии 1-1,5 см от стенки полости. Затем производится озвучивание полости в обратном порядке при отсасывании жидкости из полости. При инфицировании полости бактериальная флора осаждается на поверхности полости раны. Под действием ультразвуковых колебаний большая часть микроорганизмов гибнет от процессов кавитации. Сочетанное применение ультразвука с антибиотиками значительно усиливает бактерицидный эффект даже при низкой чувствительности микробов к антибиотикам" (Стручков В.И. с соавт., 1984).

Таким образом, положительный эффект при применении прототипа возникает из-за антибактериальных и физических качеств звукопроводящей среды. Физические качества среды прототипа (практически те же, что и у чистой воды) при определенных режимах НУЗ обеспечивают возникновение кавитации. Кавитация обеспечивает лечебный и санирующий эффекты НУЗ (фиг.1).

Нами поставлена задача улучшения качества лечения гнойных ран при использовании НУЗ.

Эта задача нами решена за счет использования в качестве звукопроводящей среды перфторуглеродной эмульсии (ПЭ).

Единственной разрешенной к клиническому применению в России ПЭ является препарат под названием "перфторан". Перфторан® создан в качестве кровезаменителя и представляет собой 10 об.% эмульсию на основе перфторорганических соединений, стабилизированную 4% поверхностно-активным веществом (ПАВ) - проксанолом 268 - при среднем размере частиц эмульсии 0.03-0.15 мкм. Входящие в состав применяемых в медицине ПЭ перфторуглероды (ПФ) химически инертны, в организме не метаболизируются, выводятся из организма в течение 1-24 месяцев, имеют удельный вес в 3-5 раз больше, чем у воды, растворимость кислорода в них 6-7 об.% при рО₂=760 мм рт. ст., растворимость СO₂=60 об.% при рСО₂=760 мм рт. ст.

ПЭ используются также для местного лечения ран. При аппликации повязок с пефтораном на поверхности ран отмечено ускорение репарации тканей, уменьшение площади и глубины длительно незаживающих ран за счет улучшения кислотно-основного и газового состава раневой поверхности (Клигуненко Е.Н. с соавт., 1999; Осипов А.П. с соавт., 1995., 1999; Покручин В.И. с соавт., 1995). Оксигенирующий и мембраностабилизирующий эффект ПЭ позволяет улучшить репарацию тканей во второй фазе раневого процесса (Хрупкий В.И, с соавт., 1997). Известно также, что ПЭ может фагоцитироваться в брюшной полости и в кровотоке макрофагами с образованием перфторофагальных гранулем (Гусейнов А.-К.Г. с соавт., 1999; Голубев А.М. с соавт., 1995; Шехтман Д.Г. с соавт., 1997). Установлено, что создание перфторофагальных гранулем в зоне патологического фиброзирования при внутривенном введении ПЭ предупреждает развитие фиброза и обеспечивает репаративную регенерацию (Далгатов Г.Д. с соавт., 1996). Следует указать, что при наружном применении ПЭ для лечения ран ее фагоцитоз никем не установлен.

Также следует указать, что эффективность процессов кавитации и очистки, в том числе при лечении ран, может быть усилена, если используемая среда:

- будет иметь возможно больший удельный вес,

- будет содержать частицы, способные, как абразив, очищать стенку раны,

- будет содержать детергент, улучшающий проникновение среды в стенку раны и процессы очистки,

- будет обладать повышенной способностью растворять в себе газы (Агранат Б.А., 1974; Николаев Г.А. с соавт., 1976; Сарвозян А.П., 1979).

Вместе с тем применение известных звукопроводящих сред не обеспечивает достаточной эффективности процессов кавитации и очистки, что обусловлено отсутствием у них вышеперечисленных качеств - абразивных и поверхностно-активных свойств, недостаточным удельным весом и малой растворимостью в них газов, в частности кислорода. Это уменьшает лечебный эффект как НУЗ, так и собственно звукопроводящей среды, что приводит к недостаточности скорости и качества заживления ран. Кроме того, мы считаем, что самостоятельное местное применение ПЭ при лечении ран, без потенцирования ее действия действием НУЗ, также недостаточно эффективно.

Следует указать, что разработка данного изобретения основывалась на гипотезе, что при контакте ПЭ с поверхностью гнойной раны, потенцированном действием НУЗ, частицы ПФ будут фагоцитироваться. Эта гипотеза при проведении экспериментов была подтверждена, что обеспечило реализацию технического результата изобретения.

Таким образом, целью нашего изобретения явилось улучшение заживления ран путем синергического усиления лечебных действий НУЗ и ПЭ, а также путем достижения ранее неизвестного физиологического феномена - фагоцитоза ПЭ в ране под действием НУЗ при совместном применении НУЗ и ПЭ, приводящего к новому лечебному эффекту - ускоренному и более качественному заживлению ран.

Поставленная цель достигнута тем, что в отличие от прототипа в качестве звукопроводящей среды при обработке раны НУЗ использована ПЭ.

При этом нами установлено, что использование ПЭ в качестве звукопроводящей среды приводит к образованию нового, ранее неизвестного феномена - фагоцитоза частиц ПЭ макро- и микрофагами с образованием перфторофагов и перфторофагальных гранулем в зоне раневого процесса, обеспечивающего ускоренное и более качественное заживление ран.

Кроме того, нами установлено, что положительный эффект при применении изобретения возникает из-за усиления, в том числе и синергического, лечебных действий НУЗ и ПЭ.

Так, во время обработки раны НУЗ процессы кавитации и ультразвуковой очистки потенцируются. Это происходит: а) из-за возникновения дополнительных центров кавитации в зоне присутствия частиц ПФ; б) большего, в сравнении с прототипом, газонасыщения среды, что снижает порог возникновения кавитации; в) присутствия детергента в зоне обработки; г) из-за того, что частицы эмульсии, будучи в несколько раз тяжелее воды, в процессе кавитации соударяются со стенкой раны и очищают ее, т.е. среда приобретает свойства "жидкого абразива"; д) в процессе кавитации ПЭ дополнительно эмульгируется, что уменьшает размеры частиц ПФ, усиливая тем самым процессы очистки.

В свою очередь лечебное действие ПЭ усиливается действием НУЗ. Это происходит из-за: а) пенетрации частиц ПФ в раневую поверхность под действием НУЗ и их фагоцитоза, в том числе в стенке раны, с образованием перфторофагальных гранулем; б) дополнительного эмульгирования ПЭ, обеспечивающего усиление внедрения частиц ПФ в стенку раны и усиление их фагоцитоза; в) оксигенирования частиц ПФ во время кавитации и барботажа непосредственно перед пенетрацией их в стенку раны и фагоцитозом, что усиливает активность фагоцитов-перфторофагов, парциальное насыщение кислорода в тканях и интенсивность репаративных процессов.

Следует указать, что увеличение эффективности процессов кавитации и очистки при использовании ПЭ, в сравнении с прототипом, дополнительно активизирует фагоцитарную активность макрофагов, что в свою очередь усиливает фагоцитоз ПЭ. К дальнейшему синергическому эффекту приводит то, что при фагоцитозе ПЭ фагоцитарная (антимикробная) активность фагоцитов, в сравнении с прототипом, дополнительно активизируется (Гусейнов А.-К.Г. с соавт., 1999; Голубев А.М. с соавт., 1995; Шехтман Д.Г. с соавт., 1997), что усиливает лечебное действие НУЗ.

Таким образом, действие НУЗ потенцируется использованием ПЭ в качестве звукопроводящей среды, а действие ПЭ потенцируется действием НУЗ. Этот синергический лечебный эффект дополняет лечебное действие феномена фагоцитоза ПЭ в ране под действием НУЗ с образованием перфторофагов в зоне воспаления.

В совокупности описанные процессы обеспечивают ликвидацию недостатков прототипа, изложенных выше.

Примеры конкретного исполнения.

Пациентке И., 23 лет, 20.06.00. лазером удалили татуировку на запястье. При этом был затронут сосочковый слой кожи в центральной части раны на участке около 15 см². В послеоперационном периоде рана нагноилась и не заживала 20 дней, уже имелась тенденция к появлению келлоидного рубца по краям раны, эпителизация не наступала даже в зоне, где сохранился сосочковый слой (фиг.2).

10.07.00 рана озвучена с использованием в качестве звукопроводящей среды ПЭ (перфторана). Для озвучивания плоской (не полостной) раны использована емкость (пластмассовый цилиндр). Цилиндр перед озвучиванием плотно прижимался к ране, заполнялся ПЭ, после чего рана озвучивалась в известном режиме 3 минуты. На фиг.2 - рана до воздействия, на фиг.3 - сразу после.

Через день практически вся рана зажила за счет эпителизации с краев раны; центр раны покрылся тонким слоем эпителия, края - более толстым (фиг.4). Еще через день рана полностью покрылась многослойным эпителием (фиг.5), при этом рубец практически отсутствовал, что говорит о качественном заживлении раны.

Таким образом, лечебный эффект НУЗ + ПЭ таков:

1. Рана зажила за 4 дня после того, как не заживала 20 дней и не имела тенденции к заживлению, несмотря на мазевые перевязки.

2. Рана покрылась эпителием, нарастающим с краев без образования рубца. Это для клинициста и морфолога означает, что одновременно: а) уничтожена микрофлора раны (за счет действия НУЗ); б) потенцирован рост эпителия; в) рост фибробластов не имел места.

Заявляемое изобретение применялось в 14 случаях с постоянно высоким эффектом, при этом заживление раны ускорялось в 2-3 раза, в сравнении с прототипом и аналогами, при полноценной эпителизации и мягком рубце.

Показания к применению заявляемого изобретения.

1. Послеоперационные раны - сразу после завершения операции с целью предупреждения развития келлоидного рубца у лиц, наклонных к келлойдозу.

2. Ожоговые раны - для ускорения заживления и/или эпителизации, а также при подготовке к пересадке кожи.

3. Гнойные раны - для ускорения развития грануляционной ткани, для развития полноценной грануляционной ткани, для развития более мягкого рубца и ускорения репарации в целом.

4. Раны, инфицированные анаэробной флорой (гнилостные бактерии) - для санации ран, для повышения тканевой оксидации и подавления роста микрофлоры.

5. Раны при вялых репаративных процессах (у пациентов с сахарным диабетом, варикозные язвы и т.д.) - для формирования качественных грануляций и ускорения эпителизации.

Перечень чертежей

Фиг.1. Схема процессов, возникающих в зоне кавитации при действии НУЗ и прототипа (по Агранату Б.А.).

Фиг.2. Фото запястья пациентки И. непосредственно перед применением НУЗ+ПЭ.

Фиг.3. Фото пациентки И. сразу после применения НУЗ + ПЭ. Виден пластмассовый цилиндр и отпечаток от него.

Фиг.4. Фото пациентки И. через день после озвучивания. Рана эпителизировалась - с краев многослойный (уже похожий на кожу) эпителий; в центре - тонкий, еще прозрачный слой эпителия.

Фиг.5. Фото пациентки И. через 3 дня после озвучивания. Рана практически зажила.

Научно-техническая литература

1. Ультразвуковая технология/ под ред. Б.А. Аграната. - М., Металлургия, 1974. 504 с.

2. Сарвозян А.П. О механизме биологического действия ультразвука. М., Медицина. - 1979. 120 с.

3. Ультразвук и другие виды энергии в хирургии: /под ред. ГА. Николаева и В.И. Лощилова. - М., 1976. вып.3.

4. Руководство по гнойной хирургии, С. - 92-93. Под ред. В.И.Стручкова, В.К. Гостищева, Ю.В. Стручкова. М., "Медицина", 1984. 521 с.

5. Клигуненко Е.Н., Сорокина Е.Ю., Рожко В.И, Никитченко Н.Н. Местное применение перфторана в комплексном лечении длительно заживающих ран. Перфторорганические соединения в биологии и медицине. Пущино. 1999. С.146-150.

6. Осипов А.П., Малкова Л.В., Филинков С.Ф., Саймов Е.К. Результаты применения препарата перфторан у пациентов после резекции желудка, с различными ранами и ожогами (предварительное сообщение). //Физиологическая активность фторсодержащих соединений (эксперимент и клиника). Пущино. 1995. C.219-224.

7. Осипов А.П., Гусенко М.В. Сравнительная оценка эффективности препаратов перфтордекалин и перфторан при лечении ожогов и ран. //Перфторорганические соединения в биологии и медицине. Пущино. 1999. С.150-153.

8. Покручин В.И., Арисенко В.В., Савинов П.А. Использование перфторуглеродной эмульсии при лечении гнойных ран (предварительное сообщение). //Физиологическая активность фторсодержащих соединений (эксперимент и клиника). Пущино. 1995. С.218-219.

9. Хрупкий В.И, Мороз В.В., Писаренко Л.В., Филиппов Л.Ю., Хоменчук А.И. Использование эмульсии перфторуглеродов в местном лечении ран, осложненных хирургической инфекцией. //Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в военной медицине. Санкт-Петербург. 1997.

10. Гусейнов А.-К.Г., Мороз В.В., Голубев А.М., Гусейнов А.Г. Применение перфторана в лечении распространенного гнойного перитонита. //Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в экспериментальной и классической медицине. Всеармейская научная конференция 22-23 сентября 1999 г. С-Пб. С.19.

11. Голубев А.М., Леонтьева Г.Л., Коркмасова М.Л., Рамазанова Э.С., Курбанов К.З., Магомедов М.Л. Морфофункциональные особенности и фагоцитарная активность системы фагоцитарных клеток перитонеального экссудата крыс после внутрибрюшинного введения перфторана. //Физиологическая активность фторсодержащих соединений (эксперимент и клиника) Под ред. С.И.Воробьева, Г.Р.Иваницкого. Пущино: ОНТИПНЦ РАН, 1995.

12. Шехтман Д.Г., Сафронова В.Г., Склифас Л.Я., Аловская Л.Л., Гапеев А.Б., Образцов В.В., Чемерис Н.К. Модифицирующее действие эмульсий ПФОС и других корпускулярных сред на активность нейтрофилов. //Перфторорганические соединения в биологии и медицине Под ред. С.И.Воробьева, Г.Р.Иваницкого. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997.

13. Далгатов Г.Д., Меджидов Р.Т. Средство для лечения и профилактики патологического разрастания соединительной ткани в паренхиматозных органах" Патент России на изобретение № 2146133 с приоритетом от 2.07.96.

14.www.perftoran.ru.

Изобретение относится к области медицины, а именно может применяться при лечении ран. Перфторуглеродная эмульсия применяется в качестве среды при ультразвуковой обработке ран. При этом происходит усиление репаративных процессов в ране и ускорение заживления ран за счет образования перфторфагов в зоне воспалительного процесса и большего газонасыщения перфторуглеродной эмульсии по сравнению с другими ранее применявшимися средами. Эмульсия под воздействием низкочастотного ультразвука приобретает иные свойства (повышение удельного веса, увеличение текучести, повышение смачиваемости очищаемой поверхности, наличие абразивных свойств), необходимые для достижения технического результата. Все это в совокупности усиливает репаративные процессы в ране, так как низкочастотный ультразвук потенцирует действие перфторуглеродной эмульсии как в отношении ультразвуковой очистки, так и в отношении его лечебного эффекта на рану. 5 ил.

Применение перфторуглеродной эмульсии в качестве среды при ультразвуковой кавитационной обработке ран.