Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ПЕРСПЕКТИВЫ И ТРУДНОСТИ ЛОКАЛЬНОГО НАПРАВЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГАЗООБРАЗНОГО ОЗОНА В МЕДИЦИНЕ И ХИРУРГИИ

Малков А.Б. 1 Винник Ю.С. 1 Якимов С.В. 1 Сергеева Е.Ю. 1 Шестакова Л.А. 1 Теплякова О.В. 1
1 ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Министерства здравоохранения Российской Федерации»
Данный обзор начинается с краткого оглашения успехов современной озонотерапии в области хирургии. Все дальнейшее содержание статьи посвящено существующим достижениям в локальном хирургическом применении концентрированного газообразного озона и не достигнутым возможностям его локального направленного использования в медицинской и хирургической практике. В этой части статьи рассмотрены различные свойства в особенности концентрированного газообразного озона, используемые в клинической и экспериментальной хирургии, а также его преимущества перед озонированными растворами и другими антисептиками. Особое внимание уделено клиническим перспективам использования газообразного озона в абдоминальной хирургии, основанным на многочисленном экспериментальном материале. Далее в статье проводится оценка технических возможностей внедрения в хирургию устройств для локального воздействия открытой газовой струей высококонцентрированного озона в свете проблемы его дыхательной токсичности, а также существования сходных устройств, использующих озонированные растворы. Даны краткие технические характеристики медицинских и промышленных озонаторов и предъявляемые к ним требования безопасности, которые не позволяют полноценно осуществить предлагаемую технологию. Однако описаны изделия, позволяющие существующим медицинским озонаторам эффективно и безопасно работать с концентрированным газообразным озоном при его обособлении от атмосферы, а также приведены известные попытки клинического и экспериментального применения устройств для локальной направленной обработки биологических поверхностей газообразным озоном в различных областях медицины.
предельно допустимая концентрация (ПДК)
биологическая поверхность
струя
озонатор
токсичность
высокая концентрация
газообразный озон
1. Абдрашитова Н.Ф. Влияние длительного воздействия озона на функциональную активность фагоцитов человека / Н.Ф. Абдрашитова, Ю.В. Балякин, Ю.А. Романов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2000. - №9. – С. 333-335.
2. Алехина С.П. Озонотерапия: клинические и экспериментальные аспекты / С.П. Алехина, Т.Г. Щербатюк. – Нижний Новгород: Изд-во «Литра», 2003. – С. 3-11.
3. Влияние комбинированной озонотерапии на динамику белков острой фазы воспаления при распространенном перитоните / Н.Дж. Гаджиев, М.Я. Насиров, С.В. Сушков и др. // Клiнiчна анатомiя та оперативна хiрургiя. – 2012. – Том 11, №3. – С. 36-40.
4. Возможности озон-ультразвукового воздействия в комплексном лечении больных с инфицированным панкреонекрозом / В.С. Кононов, М.А. Нартайлаков, В.Д. Дорофеев и др. // Казанский медицинский журнал. – 2010. – Том 88, №2. – С. 172-175.
5. ГОСТ 31829-2012. Оборудование озонаторное. Требования безопасности. Официальное издание. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Использование и издательское оформление. – М.: Стандартинформ, 2013. – 7 с.
6. Дробушевская А.И. Экономическая эффективность комбинированной озонотерапии в коррекции дисбаланса цитокинов у больных инфекциями кожи и мягких тканей на фоне сахарного диабета 2 типа / А.И. Дробушевская // Молодой организатор здравоохранения: сб. науч. ст. студентов и молодых учёных, посвящ. памяти проф. В. К. Сологуба. – Красноярск: Изд-во КрасГМУ, Версо, 2012. – С.104-108.
7. Ефименко Н.А. Озонотерапия в хирургической клинике / Н.А. Ефименко, Н.Е. Чернеховская: Монография. – М.: Изд-во РМАПО, 2005. – 160 с.
8. Иммуномоделирующий эффект сочетанного применения озонотерапии и эритроцитрных фармакоцитов при остром распространенном перитоните / С.А. Сатвалдиев, Е.А. Тайгулов, О.Г. Цой, Н.К. Жаров // Терапевтический вестник. – 2009. -№3(23). – С.327-328.
9. Инсуффляция озонокислородной смеси в эндоскопическом гемостазе у больных с гастродуоденальными кровотечениями / Ю.С. Винник, С.В. Миллер, О.А. Колесницкий и др. // Актуальные вопросы хирургической гастроэнтерологии: сборник научных трудов научно-практической конференции. – Железногорск: Изд-во «Диамант», 2008. – С. 52-54.
10. Кашаева М.Д. Лечебная тактика при механической желтухе неопухолевой этиологии, осложненной острым гнойным холангитом / М.Д. Кашаева // Вестник Новгородского Государственного Университета. – 2013. – Том 1, №71. – С. 37-41.
11. Кипенский А.В. Генераторы озоно-воздушной смеси серии OG / А.В. Кипенский, Х. Хариси, Е.И. Король // Материалы пятой украинско-русской научно-практической конференции, четвертой азиатско-европейской научно-практической конференции «Озон в биологии и медицине». – Одесса, 2010. – С. 380-396.
12. Кузьмичев П.П. Клиническое применение медицинского озона в педиатрии / П.П. Кузьмичев, Н.Е. Кузьмичева. – Хабаровск: Изд-во центр ИПКСЗ, 2012. – С. 17-24.
13. Лебезев В.М. Применение озонотерапии в комплексном лечении гнойно-некротических заболеваний нижних конечностей у больных сахарным диабетом / В.М. Лебезев, М.Д. Крылов // Анналы хирургии. – 2000. - №5. – С. 59-62.
14. Местная озонотерапия в хирургическом лечении больных эхинококкозом печени / Х.С. Бебезов, Б.Х. Бебезов, Н.Д. Мамашев и др. // Анналы хирургической гепатологии. – 2007. -№3. – С.47.
15. Миляев В.А. Ядовитый озон. Новая экологическая угроза для России / В.А. Миляев, С.Н. Котельников // Экология и жизнь. – 2008. - №2(75). – С. 52-56.
16. Мумладзе Р.Б. Озонотерапия в коррекции свободнорадикальной и ферментной активности у больных перитонитом / Р.Б. Мумладзе, И.Т. Васильев, В.Н. Яковлев // Клиническая анестезиология и реаниматология. – 2009. – Том 6, №1. – С. 12-19.
17. Озоно-кислородная смесь в лечении кист молочной железы – альтернатива хирургическому лечению / Р.Б. Мумладзе, Н.Т. Дзукаева, С.Б. Запирова и др. // Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии Минздрава России. – 2012. – Том 1, №12.: 0421200015\0008.
18. Озон/NO-ультразвуковые технологии лечения в акушерстве и гинекологии / В.В. Педдер, А.А. Летучих, Т.М. Соколова и др..: Методические рекомендации. – Омск: Изд-во Полиграф. Центр «КАН», 2011. – 76 с.
19. Пархисенко Ю.А. Применение озонотерапии и гидропрессивных технологий в комплексе интенсивной терапии хирургического сепсиса / Ю.А. Пархисенко, А.А. Глухов // Хирургия. – 2001. - №4. – С. 55-58.
20. Пат. 2422166 Российская Федерация, МПК 6 A61M31/00, A61M13/00. Система дозирования для озона или смеси озон/кислород / Херрманн В. – № 2009103287/14; заявл. 18.07.2007; опубл. 27.06.2011.
21. Пат. 2324467 Российская Федерация, МПК 6 A61H33/14. Способ обработки участка тела озоном / Варгузин А.А., Кирьянова В.В., Кияшко М.Н., Спичкин Г.Л., Чистов Е.К. – №2006121147/14; заявл. 14.06.2006; опубл. 20.05.2008.
22. Пат. 2123849 Российская Федерация, МПК 6 A61K33/00, A61M13/00. Способ остановки капиллярно-паренхиматозных кровотечений / Кашперский А.А., Жуков В.А., Адамян А.А., Глянцев С.П., Макаров В.А. – №93044527/14; заявл. 08.09.1993; опубл. 27.12.1998.
23. Приме¬нение масла «озонид» в комплексном лечении острого пара¬проктита / М.Д. Ханевич, Б.П. Кудрявцев, Е.М. Фоминых, В.Н. Мормышев // Достижения и проблемы современной клинической и экспе¬рименталь¬ной хирургии: Материалы конференции хирургов России. – Тверь, 2004. – С. 285-286.
24. Противоопухолевый эффект озона в условиях экспериментального онкогенеза / Т.Г. Щербатюк, К.Н. Конторщикова, В.С. Романов и др. // Тезисы докладов 3 всероссийской нучно-практической конференции «Озон и методы эфферентной терапии в медицине». – Новый Новгород, 1998. – С. 23-24.
25. Рагимов Р.М. Применение озонированного перфторана в комплексном лечении острых перитонитов и профилактике послеоперационных осложнений (экспериментально-клиническое исследование): Автореф. дис. ... док. мед. наук / Р.М. Рагимов. – Махачкала, 2010. – 42 с.
26. Самодай В.Г. Опыт использования кислородо-озоновой газовой смеси при лечении обширных дефектов мягких тканей нижних конечностей огнестрельного происхождения (по материалам боевых действий на территории Чеченской республики в период 1996-1998 гг. и 1999-2001 гг.) / В.Г. Самодай, И.В. Юшин, И.И. Шевелев // Материалы VIII всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Озон, активные формы кислорода и методы интенсивной терапии в медицине». – Н. Новгород, 2009. – С. 163-164.
27. Селицкий А.В. Применение растворов озона в комплексном лечении местных гнойно-воспалительных процессов у детей: Дис. ... канд. мед. наук / А.В. Селицкий. – М., 2009. – 109 с.
28. Сибельдина Л.А. Озонотерапия: современные подходы – уникальные возможности / Л.А. Сибельдина // Медицина и здоровье, спецвыпуск. – 2011. – С. 24-27.
29. Теплякова О.В. Чувствительность к местному антисептическому воздействию и способность к пленкообразованию ассоциантов инфицированного панкреонекроза in vitro / О.В. Теплякова // Актуальные вопросы современной хирургии: сборник научно-практических работ, посвященных 65-летию почетного профессора КрасГМУ Ю.С. Винника. – Красноярск: изд-во «Версо», 2013. – С. 111-114.
30. Техника и технология озонотерапии / А.Г. Богданов, А.А. Войтенко, С.В. Денбновецкий и др. // Украинский журнал медицинской техники и технологии. – 1994. – Том 1, №2. – С. 22-26.
31. Токсическое действие озона на микроорганизмы staphylococcus aureus, дрожжеподобные грибы candida albicans и споровые формы bacillus subtilis / И.А. Белых, И.П. Высеканцев, А.М. Грек и др. // Современные проблемы токсикологии. – 2010. - №2-3. – С. 45-49.
32. Цедрик Н.И. Применение системной озонотерапии в комплексном лечении и профилактике инфицированного панкреонекроза (экспериментально-клиническое исследование): Автореф. дис. ... канд. мед. наук / Н.И. Цедрик. – Красноярск, 2013. – 24 с.
33. Чандра-Д’Мелло Р. Возможности использования озонотерапии в эндохирургическом лечении больных с бесплодием трубно-перитонеального генеза / Р. Чандра-Д’Мелло, Г.О. Гречканев, Н.С. Перетягина // Российский вестник акушера-гинеколога. – 2010. - №1. – С. 19-22.
34. Якимов С.В. Лечение острого панкреатита методом озонотерапии (экспериментально-клиническое исследование): Дис. ... док. мед. наук / С.В. Якимов. – Красноярск, 2002. – 296 с.
35. Analysis of the bactericidal effect of ozone pneumoperitoneum / R.A. Silva, J.E. Garotti, R.S. Silva et al. // Acta Cir. Bras. – 2009. – Vol. 24, №2. – P. 124-127.
36. Bocci, V. Oxygen/ozone as a medical gas mixture. A critical evaluation of the various methods clarifies positive and negative aspects / V. Bocci, I. Zanardi, V. Travagli // Medical Gas Research. – 2011. – Vol. 1, №6. – doi:10.1186/2045-9912-1-6.
37. Bollyky, L.J. Benefits of ozone treatment for bottled water / L.J. Bollyky // Ozone News. – 2003. – Vol. 31, №2. – P. 12-21.
38. CТ-guided oxygen-ozone chemiodiscolysis: One-year follow-up in different type of disc disease. / N. Limbucci, F. Fasano, L. Sacchetti et al. // Insights Into Imaging. – 2010. - №1. – P. 156.
39. Effectiveness of ozone against endodontopathogenic microorganisms in a root canal biofilm model. / K.C. Huth, M. Quirling, S. Maier et al. // Int. Endod. J. – 2009. – Vol. 42, №1. – P. 3-13.
40. Efficacy of Ozone on Microorganisms in the Tooth Root Canal / K. Halbauer, K. Prskalo, B. Jankovic et al. // Coll. Antropol. – 2013. – Vol. 37, №1. – P. 101-107.
41. Intraperitoneal oxygen/ozone treatment decreases the formation of experimental postsurgical peritoneal adhesions and the levels/activity of the local ubiquitin-proteasome system. / C. Di. Filippo, A. Capuano, B. Rinaldi et al. // Mediators Inflamm. – 2011. – Vol. 2011. – doi.:10.1155/2011-6067-1-8.
42. Paoloni, M. Intramuscular oxygen-ozonetherapy in the treatment of acute back pain with lumbar disc herniation: a multicenter, randomized, double-blind, clinical trial of active and simulated lumbar paravertebral injection. / M. Paoloni, L. Di. Sante, A. Cacchio et al. // Spine (Phila Pa 1976). – 2009. – Vol. 34, №13. – Р. 1137–1144.
43. Percutaneous treatment of non-contained lumbar disc herniation by injection of oxygen-ozone combined with collagenase. / Z. Wu, L.X. Wei, J. Li et al. // Eur. J. Radiol. – 2009. – Vol. 72, №3. – P. 499-504.
44. Preconditioning with ozone/oxygen mixture induces reversion of some indicators of oxidative stress and prevents organic damage in rats with fecal peritonitis. / Z.Z. Rodriguez, D. Guanche, R.G. Alvarez et al. // Acta Cir. Bras. – 2009. – Vol. 24, №2. – P. 124-127.
45. Protective effect of intraperitoneal ozone application in experimental ovarian ischemia/reperfusion injury. / M.K. Aslan, O. Boybeyi, M.F. Senyucel et al. // J. Pediatr. Surg. – 2012. – Vol. 47, №9. – P. 1730-1734.
46. Results of combined intradiscal and periganglionic injection of medical ozone and periganglionic administration of steroids and anesthetic for the treatment of lumbar disck herniation: Effects on disk size and lumbar radiculopathy in 227 patients. / T. Lehnert, N.N.N. Naguib, N.-E.A. Nour-Eldin et al. // Insights Into Imaging. – 2010. - №1. – P. 289.
47. Treatment of osteonecrosis of the jaw (ONJ) by medical ozone gas insufflation. A case report. / C.I. Ripamonti, M. Maniezzo, M.A. Pessi, S. Boldini // Tumori. – 2012. – Vol. 98, №3. – P. 72-75.
48. Treatment with ozone/oxygen-pneumoperitoneum results in complete remission of rabbit squamous cell carcinomas / S. Schulz, U. Haussler, R. Mandic et al. // Int. J. Cancer. – 2008. – Vol. 122, №10. – P. 2360-2367.
49. Viebahn-Hansler, R. Ozone therapy – the underlying therapeutical concept and models of efficacy. / R. Viebahn-Hansler // Erfahrungs Heilkunde. – 1991. – Vol. 4. – P. 40.
За последние годы возрос интерес к использованию озона в хирургии, что позволило улучшить эффективность и качество лечения и профилактики большого числа хирургических заболеваний, а также снизить затраты на их проведение [6,7].

Данный всплеск популярности озонотерапии в хирургических специальностях объясняется выдающимися технологическими успехами в области производства медицинских озонаторов и вспомогательных систем, соответствующих высоким требованиям практической хирургии [11].

Местно, в области хирургического вмешательства, озон применяется во всех существующих формах агрегатных состояний, включая всевозможные растворы, масла и озоно-кислородную газовую смесь, а также комбинации между этими формами [23,27,47].

Много внимания хирургами уделяется системному действию озона с применением преимущественно парэнтерального пути введения различных озонированных растворов, а также озонированной аутокрови и ее компонентов [16,32].

В последнее время в хирургических специальностях все чаще используются комбинации местного и системного применения озона, что увеличивает эффективность его всестороннего действия на организм [33].

Наиболее широкое применение озон нашел в абдоминальной хирургии, где гораздо более широким является арсенал методик его использования и путей введения. Достаточно распространены интаабдоминальный, внутрипросветный, внутритканевой, лимфатический пути введения, а также их сочетания [3,14,25].

Эра применения озона в медицине началась в первой половине двадцатого века именно с применения нерастворенных озоно-кислородных и озоно-воздушных смесей и до настоящего времени озон в своем первоначальном агрегатном состоянии занимает свою нишу в современной врачебной практике [2].

Так как газообразный озон применим преимущественно в виде местного воздействия, то на первое место выходят его антисептические, гемостатические, цитостатические и анестетические свойства, которые чаще всего бывают, востребованы в хирургических специальностях [9,13,38,43].

Газообразный озон имеет ряд физических преимуществ в сравнении с озонированными растворами и прочими жидкими антисептиками. Он, в отличие от жидкостей, не имеет поверхностного натяжения и обладает большей проникающей способностью, что очень важно при формировании микроорганизмами биопленок, устойчивых к большинству жидких антисептиков. Существует ряд зарубежных и отечественных работ, где газообразный озон превосходит озонированный раствор и другие жидкие антисептики в планктонных культурах микроорганизмов и на биопленках [31,39].

К тому же озон в нерастворенном в жидкости состоянии имеет неограниченный пределом растворимости потенциал повышения концентрации, а вместе с ним и позитивных свойств при локальном применении [29].

Механизм антисептического действия газообразного озона неспецифичен и связан с окислительной деструкцией белков и липидов оболочки микроорганизмов. Слабая антиоксидантная система бактерий не в состоянии противостоять огромному количеству перекисных соединений, которое индуцируют высокие концентрации озона. В то же время эукариотические клетки человеческого организма обладают более совершенной антиоксидантной системой и поэтому не повреждаются даже при высоких концентрациях озона. Озон, особенно в высоких концентрациях, обладает мутагенным действием на микроорганизмы, что делает практически невозможным развитие резистентности бактерий к нему. Подобно микроорганизмам чувствительностью к озону обладают опухолевые клетки, однако их гибель вызывают только высокие концентрации газообразного озона (около 100 мг/л и выше). Но все же, опухолевые клетки обладают большей чувствительностью к озону, чем здоровые клетки, поэтому их гибель наступает раньше. Данный факт предвосхищает использование высоких концентраций газообразного озона в онкологии в случае, если будет доказана их безопасность [24,49].

Значительные концентраций озона, которые можно создать лишь в газообразном состоянии, также широко используются местно в хирургических специальностях. Чаще всего газообразный озон в концентрации 40-100 мг/л применяют в качестве идеального местного антисептика в гнойной хирургии [26].

Встречаются клинические работы, где газообразный озон в высоких концентрациях используется в качестве средства для местного гемостаза [9].

Также существует ряд клинических исследований, в которых газообразный озон в высоких концентрациях выступает в роли местного цитостатика и анальгетика, прицельно вводимого в проблемную зону. Так в частности газообразный озон вводят в тригерные точки паравертебральных мышц с одной или двух сторон при грыжах межпозвоночных дисков в концентрациях до 20 мг/л, получая стойкий анальгетический эффект в течение трех недель у 68% больных [42].

Деструкцию грыжи межпозвоночного диска обеспечивают прицельным введением в nucleus pulposus газообразного озона в объеме нескольких миллилитров с концентрацией более 30, а иногда и более 50 мг/л. Положительные результаты отмечены у более чем 80% больных. Данную процедуру иногда дополняют пераганглионарным введением газообразного озона с целью дополнительной аналгезии [46].

Также отечественными исследователями разработаны методики УЗИ-контролируемого прицельного введения газообразного озона в концентрациях 40-80 мг/л при доброкачественных хирургических образованиях молочных желез [17].

В абдоминальной хирургии клинически газообразный озон применяют парадоксально редко, ограничиваясь преимущественно направленной либо ненаправленной внутрипросветной инсуффляцией озоно-кислородной смеси [10,34].

Казуистически редко встречаются работы по интраперитонеальному клиническому применению озоно-кислородной смеси [8].

Однако экспериментальных материалов по исследованию терапевтического воздействия озоно-кислородной смеси на организм животных при ее внутрибрюшном введении достаточно много в зарубежной литературе. При этом у животных моделируется тот или иной патологический процесс как в самой брюшной полости, так и за ее пределами. Достаточно большое внимание уделяется прямому бактерицидному, а также системному противовоспалительному действию газообразного озона при его внутрибрюшном введении на животных моделях бактериального перитонита [35,44].

Имеются исследования дистанционного цитостатического действия газообразного озона интраперитонеального пути введения на экспериментальных моделях злокачественных опухолей [48].

Кроме того, существуют экспериментальные исследования местного противоишемического и противоспаечного эффекта от внутрибрюшной газации озоно-кислородной смеси [41,45].

Очень редко в зарубежных обзорных статьях появляются единичные сообщения об удачном клиническом применении относительно высоких концентраций газообразного озона при лечении больных с мезателиомой брюшины, перитонеальным раком или перитонитом. При этом создается либо озоновый пневмоперитонеум, либо озон вводится в плевральную полость в объеме до 2,5 литров. Однако концентрации вводимого озона не превышают 20 мг/л [36].

Не смотря на огромное количество методик и способов применения газообразного озона в хирургии, локальное применение его высоких концентраций во внешней среде до настоящего времени считается невозможным. Современная озоновая аппаратура позволяет использовать высококонцентрированный газообразный озон лишь в замкнутых пространствах различных контактирующих с телом приспособлений, а также в естественных либо патологических полостях тела и просветах внутренних органов. При этом в открытой полостной хирургии данный способ обработки тканей невозможно осуществить во время операции. Самым главным непреодолимым препятствием в осуществлении данной задачи является очевидное превышение предельно допустимой концентрации (ПДК) озона во вдыхаемом воздухе, влекущее за собой токсические последствия для больных и персонала. [20,28].

Токсичность озона для человеческого организма известна достаточно давно и связана с его применением, в частности, в полимерной промышленности. При этом предвзятость отношения к озону, как к загрязнителю, определена многолетними профпатологическими наблюдениями, а также многочисленными экологическими исследованиями тропосферного озона, образующегося в результате фотохимической реакции из предшественников-загрязнителей окружающей среды. Несмотря на жесткие нормы ПДК во вдыхаемом воздухе, озон отнесен ВОЗ к веществам беспорогового действия.  По разным данным озон обладает общетоксическим, раздражающим, канцерогенным, мутагенным, генотоксическим, гемолитическим, аллергическим действиями [1,15].

Между тем возможность локального направленного применения озона является весьма перспективным не только в хирургии, но и в других областях медицины. Струя высококонцентрированного газообразного озона позволит создать достаточное аэродинамическое давление, способствующее его глубокому проникновению в ткани без применения инструментальной инвазии. Но прицельный газовый напор серьезно затрудняет использование герметизирующих приспособлений, особенно при проведении подобных манипуляций в открытой брюшной полости.   

Однако в медицине и хирургии достаточно давно известны способы и устройства повышения проникающей способности озонированных растворов в ткани. Это связано с тем, что растворенный в жидкости озон в высокой концентрации абсолютно безопасен даже при аэрозольном его распылении в атмосфере. Например, использование ультразвука является одной из самых старых и проверенных технологий, претерпевшей значительные изменения от использования простейших универсальных аппаратов, работающих через промежуточные озонированные растворы, отдельно приготовленные и подаваемые через отдельную магистраль, до узкоспециализированных ультразвуковых генераторов с большим разнообразием волноводов-инструментов и тандемным приготовлением и подачей озонированных растворов в зону озвучивания с аспирацией и отведением отработанного раствора. Отдельно следует сказать о воздействии озонированными растворами при помощи технологии «струйно-аэрозольный факел» или «акустический ветер» и применении некоторыми авторами озон/NO-содержащих растворов при использовании в качестве субстрата для озонирования очищенного воздуха [4,18].

Не менее старыми и постоянно совершенствующимися являются методики направленного воздействия потоком озонированных растворов. Данная технология характерна преимущественно для хирургических специальностей и применяется путем открытого, внутриполостного, внутриорганного и эндоскопического воздействия озоновым напором различной дисперсности и давления. При этом различают такие способы воздействия озонированными растворами, как простая гидропрессивная обработка, гидропрессивный массаж  и гидропрессивная некр- и фибринэктомия, производимые струей при помощи различных устройств (Струйный скальпель СС-1, УПР-01, безыгольный инъектор «Струя-1» и др.) [19].

В современных медицинских озоновых газогенераторах для выработки озона в различных концентрациях используются ультрафиолетовое излучение и электросинтез в газовом (коронарном) разряде. При этом второй способ более распространен ввиду своей надежности и рассчитан на более широкий диапазон концентраций. Медицинские озонаторы используют в качестве несущего газа чистый кислород, очищенный воздух или концентрированную озоно-воздушную смесь [30].

Экономически и технически оправданным является изготовление универсальных, безопасных медицинских озонаторов для большого числа нозологий и способов применения озона. Поэтому система вентиляции рабочей зоны может не соответствовать жестким промышленным требованиям. Достаточным является соблюдение требований, предъявляемых к организации процедурного кабинета. Однако требованием безопасности, предъявляемым к медицинским озонаторам, является поддержание низких концентраций озона в воздухе рабочего помещения, которые не должны превышать ПДК. В связи с этим максимальная производительность медицинских озонаторов резко ограничивается за счет скорости потока либо концентрации озона. Кроме того, в медицинских генераторах обе этих характеристики находятся в обратно пропорциональной зависимости друг от друга. Ни одна новейшая или поддержанная модель медицинского озонатора не способна создавать поток газообразного озона более 1 л/мин при его концентрации выше 40 мг/л. Отсюда невозможность создания высоконапорной струи концентрированного газообразного озона [11,12].    

В отличие от медицинских промышленные озонаторы не ограничены по производительности и отлажены под конкретные нужды того или иного производства. Однако к озонаторному оборудованию предъявляются повышенные требования безопасности в отношении вентиляции рабочих помещений. Так межгосударственный стандарт (ГОСТ 31829-2012), принятый в России 1 января 2014 года, гласит, что все помещения с озонаторным оборудованием должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией и датчиками концентрации озона. В помещениях должна быть предусмотрена аварийная вентиляция с автоматическим включением, а также звуковым и световым сигналами, включающимися при содержании озона в рабочем помещении, равном 50% от ПДК. Управление по охране труда США (OSHA) придерживается сходных позиций и также рекомендует использование изолированных от внешней среды установок озонирования с выходом в атмосферу через декомпрессор выше уровня помещений (на крыше здания). Очевидно, что следование подобным требованиям значительно усложняет и удорожает технологию производства установок озонирования и вспомогательного оборудования, а также делает невозможным либо затруднительным практическое использование таких установок в медицинской практике [5,37].   

Ввиду малой производительности медицинских озонаторов, в них не предусмотрены системы для аспирации и струйной подачи озона, хотя имеются пассивные блоки для каталитического разложения озона, действующие только в условиях создания закрытого внешнего контура. Данный внешний контур у всех медицинских озонаторов вынесен за пределы генератора озона и служит для проведения газа через часть тела либо через раствор с приготовлением озонированного препарата. Часть контура, непосредственно примыкая к зоне воздействия, представлена в качестве одноразового либо многоразового устройства для обеспечения соприкосновения озона с биологической поверхностью. Для обработки поверхности тела предусмотрены разнообразные пластиковые приспособления в виде процедурных камер и насадок, герметично окаймляющие зону обработки. При обработке стенок в просвете внутренних органов используются специальные зонды и насадки, создающие герметизм просвета, принимающего на себя роль части закрытого контура [28].

Интересным является попытка конструирования некоторыми авторами технологичных внешних приспособлений для дозированной подачи газообразного озона в полости тела, в частности в брюшную полость с целью создания пневмоперитонеума. Устройство позволяет контролировать и мониторировать показатели давления и снабжено системой очистки десуффляцией обратным потоком с элиминацией отработанного газа. Однако подобные устройства позволяют работать только в условиях полной герметичности полостей тела [20].   

В последнее время в отдельных областях медицины стали появляться устройства для обработки биологических поверхностей газообразным озоном, сочетающие в себе как приспособления для неполной контактной герметизации места обработки, так и устройства для умеренной аспирации отработанного газа. Однако выдаваемая ими скорость потока озона не позволяет создать активную направленную струю газа для дистанционного импульсного воздействия на ткани, так как напор ограничен в рамках низкой производительности их озоновых генераторов. Данный аспект, а также недостаточная для открытого поглощения отработанного озона мощность аспирации, вынуждают производителей ограничивать дальность аэродинамического влияния озона расстоянием контакта герметизирующего приспособления с биологической поверхностью, сильно завися от ее геометрии, рельефа и глубины залегания.  

Такие устройства получили малое распространение в хирургии и используются в основном для обработки поверхностных ран. При этом в качестве герметизирующего приспособления в них используются пластина из эластичного стойкого к озону материала, над которой устанавливают громоздкое вытяжное устройство, связанное магистралью с деструктором [21].

Наиболее совершенные устройства данного типа представлены в стоматологии и применяются для эндодонтической антисептической обработки каналов зуба озоно-кислородной газовой смесью. В качестве герметизирующего приспособления в них используют миниатюрную силиконовую капу, расположенную на конце компактного наконечника, связанного проводниками с озоновым генератором и с аспиратором через деструктор. Суммируя технические характеристики, нужно отметить, что данные устройства имеют очень узкую область применения, а также не выдают озоновый поток более 1 л/мин и концентрацию озона выше 40 мг/л [40].     

Наконец в литературе крайне редко появляются сообщения об открытой аппаратной обработке тканей концентрированным газообразным озоном без обособления выходящего потока озона от атмосферы рабочих помещений. Данные исследования редко выходят за рамки стендовых опытов и экспериментов на животных, так как устройства выведения газа являются несовершенными в технологическом плане, а для элиминации озона используют обычную систему вытяжной вентиляции с поглотителем. Поэтому авторы в целях безопасности не используют концентрации озона в смеси выше 5-10 мг/л. При этом скорость потока, направленного на биологическую поверхность, ограничена величиной не более 1 л/мин в пределах производительности озонатора [22].

Таким образом, при всей перспективности локального использования открытой газо-озоновой струи в медицине и хирургии, на данный момент времени не существует технических средств, позволяющих эффективно и безопасно применять подобную технологию в клинике, что является прерогативой будущего.   

Рецензенты:

Волков Ю.М., д.м.н., профессор, заведующий хирургическим отделением №1 НУЗ «Дорожной клинической больницы на станции Красноярск ОАО «РЖД», г. Красноярск;

Здзитовецкий Д.Э., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой и клиникой хирургических болезней им. проф. Ю.М. Лубенского Красноярского государственного медицинского университета им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, г. Красноярск.


Библиографическая ссылка

Малков А.Б., Винник Ю.С., Якимов С.В., Сергеева Е.Ю., Шестакова Л.А., Теплякова О.В. ПЕРСПЕКТИВЫ И ТРУДНОСТИ ЛОКАЛЬНОГО НАПРАВЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГАЗООБРАЗНОГО ОЗОНА В МЕДИЦИНЕ И ХИРУРГИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=18667 (дата обращения: 16.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252