Патогенетическое обоснование местного применения иммобилизованной лизоамидазы и антиоксидантов для лечения огнестрельных ран (экспериментальное исследование)

Актуальность проблемы. Проблема лечения огнестрельных ран занимает центральное место в военно-полевой хирургии (И.П.Губченко, 1998). В связи с техническим совершенствованием огнестрельного оружия, эффективностью его использования, возрастанием числа локальных конфликтов, высокой криминогенностью современного общества лечение огнестрельных ран и снижение числа их инфекционных осложнений и уровня летальности в настоящее время приобретает еще большую актуальность, чем десятки лет назад (Г.А.Кесян, 2001, П. И. Толстых, 2001, Р.Ч.о.Муршудли, 2002).

Из «Опыта советской медицины в Великой Отечественной Войне 19 411 945гг.» известно, что инфекционные осложнения огнестрельных ран наблюдались в 26% случаев (С.С.Гирголов, 1951), а в современных локальных военных конфликтах их число колеблется между 20 и 38,2% (П.Г.Брюсов и соавт., 1996, Ф. Е. Шин, 2003). По этой причине гнойные раневые процессы как причина смерти в военно-медицинских учреждениях имеют большое значение, чем кровопотеря и шок (И.Г.Миннулин и соавт., 2001). В связи с этим, основной целью лечения огнестрельных ран является снижение частоты гнойных осложнений и сокращение сроков лечения (М.И.Лыткин и соавт., 1990, И. А. Ерюхин, 1993, П. Г. Брюсов и соавт., 1996 и др.). Основные пути решения этой проблемы: оптимизация сроков и объема хирургической обработки, уменьшение некробиотических процессов, усиление иммунологического статуса и регенеративных возможностей тканей, формирующих рану (В.И.Хрупкин, И. М. Самахвалов, 1991; П. Г. Брюсов, 1991; А. М. Светухин, 1996; И. П. Губченко, 1996 и др.).

В Чеченской республике, где использовались все постулаты современной военно-полевой хирургии, огнестрельные ранения осложнялись гнойно-инфекционными процессами в 38,2% случаев (Ф.Е.Шин, 2003). Учитывая вышеизложенное, становится понятно, что суровая действительность, обусловленная высоким процентом нарушения заживления огнестрельной раны, диктует необходимость дальнейших научных исследований патогенеза и лечения огнестрельной раны с использованием современных достижений теоретической и практической медицины (М.М.Абакумов, 1999; Г. Н. Берченко и соавт., 2001). В последние годы все больше обращают внимание на роль средиерадикальных реакций в механизме развития огнестрельной раны.

В литературе имеется ряд сообщений о местном применении антигипоксантов, антиоксидантов и протеолитических ферментов с целью коррекции гомеостаза травмированных тканей огнестрельных ран, но детальной систематизации результатов и практических рекомендаций по их применению до сих пор не существует (И.П.Губенко, 1998; Р.Ч.о.Муршудли, 2002).

В настоящее время свободнорадикальному перекисному окислению отводится роль фундаментальной молекулярной основы самых различных патологических процессов (Ю.А.Владимиров, 1972; М. Н. Эмануэль, 1979), в том числе и при боевых травмах. Изучение раневой баллистики с помощью химико-физических методов позволило предположить, что в живых тканях часть кинетической энергии огнестрельных снарядов трансформируется в энергию высокореакционных свободных радикалов, образующихся при разрыве химических связей (Е.Г.Авакумов, 1980). В результате респираторного взрыва в полиморфно-ядерных лейкоцитах, продуцируемых чувствительными моноцитами, макрофагами и эозинофилами, образуются мощные биооксиданты (перекись водорода и свободные радикалы), обладающие выраженной цитотоксической активностью по отношению к бактериям и клеткам эукариот. В качестве катализаторов повышенной чувствительности выступают специфические и неспецифические факторы (бактерии, агрегаты иммуноглобулинов, опсонизированные частицы, комплемент, интерлейкин-1 и др.) (Hinder, 1991; Grisham, 1994).

Работами Е. Б. Бурлакова и соавт. (1984), А. М. Герасимова (1985), Grisham (1994), Тео (1995), Shukla (1997) доказано, что в физиологических условиях продукты свободнорадикального окисления участвуют в регуляции проницаемости биомембран и скорости пролиферации клеток.

В то же время, роль среднерадикальных реакций в механизме развития огнестрельных ран, влияние гидрофобных и гидрофильных антиоксидантов на динамику свободнорадикального статуса животных, человека с огнестрельными ранами не проводились. Не достаточно изучены антиоксидантные сравнительные свойства комплексированных ионов меди, мексидола, а-токоферола и томатола in vitro и in vivo, не изучено влияние без и при воздействии этих антиоксидантов в сочетании с лизоамидазой, иммобилизованных на перевязочных материалах на события, происходящих в огнестрельной ране и в компонентах крови — в фагоцитах и антиокислительной активности плазмы крови.

Обоснование целесообразности местного использования экзогенных антиоксидантов для лечения огнестрельных ран, разработка методики их применения обусловили цель и актуальность данного исследования.

Цель исследования — улучшить результаты лечения экспериментальных огнестрельных ран путём местного применения иммобилизованных на диальдегидцеллюлозе новых гидрофобных и гидрофильных антиоксидантов в сочетании с комплексным полифункциональным ферментом — лизоамидазой.

Задачи исследования:

1. Изучить влияние гидрофобных и гидрофильных антиоксидантов (мексидола, комплексированных ионов меди и томатола) на динамику свободнорадикального статуса крыс с огнестрельными ранами.

2. Исследовать характер влияния процессов, происходящих в огнестрельной ране, в фагоцитах и антиокислительной активности плазмы крови, без и при воздействии гидрофильных и гидрофобных антиоксидантов (мексидола, комплексированных ионов меди и томатола).

3. Экспериментально изучить влияние иммобилизированных на диальдегидцеллюлозе гидрофобных и гидрофильных антиоксидантов мексидола, комплексированных ионов меди и томатола) используемых раздельно и в сочетании с лизоамидазой на течение раневого процесса и дать сравнительную оценку их эффективности в лечении огнестрельных ран конечностей по данным морфологических исследований и лазерной допплеровской флоуметрии.

Научная новизна:

Впервые изучен механизм антиоксидантной активности in vitro и in vivo мексидола, комплексированных ионов меди и томатола и их влияние на динамику свободнорадикального статуса крыс с огнестрельными ранами.

Подтверждено, что антиоксидантные свойства производных 3-оксипиридина обусловлены двумя основными свойствами: 1) взаимодействие с ионами двухвалентного железа, направленного на уменьшение эффективности концентрации катализатора свободнорадикальных реакций (СРР) за счет окисления ионов Fe2+ в Fe3+, либо за счет хилатирования ионов Fe2 — 2) взаимодействие с водорастворимыми радикалами и возможно с О2. In vitro установлено, что комплексированныые ионы [Си (Трис2-Н)Н20]С1-Н20 в дозе 0,06 мг/мл являются эффективными перехватчиками активных форм кислорода, люминальных и других свободных радикалов модельной системы на основе суспензии многослойных липосом, сформированных в Трис-HCl буфере, а в больших дозах (>0,06 мг/мл) — инициаторами свободнорадикальных реакций.

Впервые изучено влияние мексидола, томатола и а-токоферола на некоторые свойства компонентов крови (фагоцитарную и аитиоксидантную активность цельной крови и плазмы).

Впервые в эксперименте на основе результатов гистологических, гистохимических, биофизических и микробиологических методов исследования и данных компьютеризированной лазерной доплеровской флоуметрии изучено влияние экзогенных гидрофобных и гидрофильных антиоксидантов, комплексированных ионов меди и лизоамидазы в сочетании с мексидолом и томатолом на течение раневого процесса у крыс с огнестрельными ранами.

Практическая значимость работы:

С помощью биофизических, патофизиологических (лазерная доплеровская флоуметрия), морфологических (гистологических и гистохимических) и бактериологических методов исследования с учетом фаз раневого процесса доказано, что местное применение экзогенных гидрофильных и гидрофобных антиоксидантов у крыс с огнестрельной раной эффективно и патогенетически обосновано. Полученные результаты исследования легли в основу разработанных новых средств лечения боевой травмы на передовых этапах лечения и эвакуации, а также современного комплекта перевязочных средств.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на VI Всероссийской конференции с международным участием «Раны и раневая инфекция» (Москва, 2003) — объединённой научной конференции кафедр хирургических болезней Московского Государственного медико-стоматологического университета и Государственного научно-исследовательского испытательного института военной медицины МО РФ (Москва, 2003).

Объем работы. Диссертация изложена на 105 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Работа иллюстрирована 6 таблицами, 14 рисунками. Указатель литературы содержит ссылки на 74 отечественных и 26 зарубежных авторов.

Выводы.

1. Экспериментальными исследованиями на крысах установлено, что экзогенные антиоксиданты, иммобилизованные на перевязочных материалах и используемые при лечении огнестрельных ран местно, примодят к значительному ингибированию перекисной дегидратации липидов в тканях раны, уменьшению функциональной активности циркулирующих фагоцитов, увеличению общей антиоксидантной активности плазмы крови.

2. На модельных системах окисления in vitro установлено, что антиоксидантная активность применявшихся в эксперименте антиоксидантов (мексидола, томатола, комплексированных ионов меди) реализуется через взаимодействие с ионами двухвалентного железа и ингибирование активных форм кислорода.

3. По данным морфологических, бактериологических, биофизических исследований сочетанное применение мексидола, томатола, комплекса протеолитических ферментов (лизоамидазы), комплексированных ионов меди, иммобилизованных на диальдегидцеллюлозе, способствует сокращению сроков очищения огнестрельных ран от раневого детрита и микробной флоры в 2 раза, появления грануляций в 1,8 раза, сроков полного заживления ран — в 1,7 раза (р<0,01).

4. Разработанная в эксперименте методика лечения огнестрельных ран с использованием комплекса антиоксидантов и ферментов эффективна, патогенетически обоснована и может быть рекомендована к клинической апробации.

Практические рекомендации.

На основании изучения некоторых компонентов крови и антиокислительной активности плазмы, а также клиники экспериментальной огнестрельной раны доказана высокая эффективность нового метода комплексного лечения огнестрельных ран путем коррекции гомеостаза тканей зоны молекулярного сотрясения лизоамидазой, томатолом и комплексированными ионами меди иммобилизованными на диальдегидцеллюлозе. Простота в употреблении, возможность применения в первые часы после ранения и хирургической обработки огнестрельной раны, патогенетическая обоснованность и высокая эффективность позволили рекомендовать данный метод к клинической апробации.