Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

МЕХАНИЗМ ПРОТИВОМИКРОБНОГО ДЕЙСТВИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СОРБЕНТА «ЦЕЛОФОРМ»

Нестеров О.В. 1 Ксембаев С.С. 1 Нестерова Е.Е. 2
1 ГБОУ ДПО Казанская государственная медицинская академия МЗ РФ
2 Казанский государственный медицинский университет
Определялась скорость линейной диффузии, оценивалась сорбционная способность, измерялось парциальное давление в ране. Влияние «Целоформа» на диффузные процессы в ране оценивалось путём измерения скорости линейной диффузии, её определяли по движению красителя метиленового синего. Оценивалось нанесение «Целоформа» на раневую поверхность в условиях динамической сорбции, изучалась сорбционная способность его. Установленное в ходе исследований существенное падение уровня парциального давления кислорода на покрытой сорбентом «Целоформ» раневой поверхности, приводящее к резкому замедлению процессов массообмена и, следовательно, практически полному прекращению обмена веществ у патогенных микроорганизмов, лежат в основе механизма противомикробного действия «Целоформа».
механизм противомикробного действия.
парциальное давление кислорода
сорбент «Целоформ»
1. Абаев, Ю.К. Раневая инфекция в хирургии /Ю.К. Абаев. – Мн.: Беларусь, 2003. – 293 с.
2. Абаев, Ю.К. Раны и раневая инфекция /Ю.К. Абаев. — Ростов: Феникс, 2006. — 427 с.
3. Адамян, А.А. Результаты лабораторного исследования порошкообразных медицинских сорбентов и перспективы их использования в хирургии /А.А. Адамян, М.Н. Лизанец, С.В. Добыш и др. //Вестник хирургии им. Грекова. – 1991.- №7-8. С. 37-41.
4. Богомолов, Н.И. Принципы лечения перитонита и его последствий: автореф. дис. … докт. мед. наук /Н.И. Богомолов. - Иркутск, 2000. - 40 с.
5. Галимов, Р.А. Клинико-морфологическое обоснование включения сорбента «Целоформ» в комплексное лечение больных одонтогенными флегмонами: Автореф. Дис. Канд. мед. наук – Казань, 2012. – 19 с.
6. Ефименко, Н.А. Современные тенденции в создании биологически активных материалов для лечения гнойных ран /H.A. Ефименко, Ф.Е. Шин, М.П. Толстых, A.C. Тепляшин //Военно-мед. журнал. 2002. - № 1. - С. 48-52.
7. Захарьевский, М.С. Оксредметрия /М.С. Захарьевский. Под редакцией члена-корр. АН СССР Б. П. Никольского и канд. хим. наук В. В. Пальчевского. Л.: Химия, 1967. – 120 с.
8. Измайлов, С.Г. Лечение ран /С.Г. Измайлов, Г.А. Измайлов, И.В. Подушкина //Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. – С. 39-47.
9. Крюкова, В.В. Патогенетическое обоснование сорбционно-аппликационной терапии гнойных ран: дис… канд. мед. наук. – Чита. 2005.
10. Лобенко, А.А. Лечение гнойных ран протеолитическими и литическими ферментами, иммобилизованными на угольной ткани в эксперименте /A.A. Лобенко, П.Т. Коваленко, М.Т. Площенко, A.A. Буров //Клин. хирургия. 1990. - № 1. - С. 31-32.
11. Микеш, О. Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам /О. Микеш. Часть 1. Перевод с англ. М.: Мир, 1982 г. - 400 с.
12. Нестеров, О.В. Сорбционно-аппликационная терапия гнойно-воспалительных заболеваний челюстно-лицевой области./О.В. Нестеров, С.С. Ксембаев, Р.А. Галимов// Вестник Чувашского университета. – 2014. - №2. – С. 306 - 310.
13. Хадыева, М.Н. Обоснование применение сорбента целоформ при лечении гнойно-воспалительных заболеваний челюстно-лицевой области/ М.Н. Хадыева, Р.А. Галимов, С.С. Ксембаев// Казанский мед. журнал. – 2012. - №2/том 93. – С. 315-317.
14. Хафизова, Л.Н. Состояние микроциркуляции тканей пародонта при мелком преддверии полости рта у детей в период сменного прикуса/ Л.Н. Хафизова, С.С. Ксембаев, О.В. Нестеров, Е.В. Мамаева//Практическая медицина. – 2013. - №7 (76). – С. 151-153.
15. Хафизова, Л.Н.Уровень и природа адгезии биосовместимого сорбента «Целоформ» к раневым поверхностям/ Л.Н. Хафизова, О.В. Нестеров, В.К. Половняк, С.С. Ксембаев// Вестник Чувашского университета. – 2014. - №2. – С. 389-391.
16. Шевченко, Ю.Л. Перитонит: как качество жизни пациентов после хирургического лечения/ Ю.Л. Шевченко, П.С. Ветшев, Н.Н. Савенкова// Хирургия. Журналим. Н.И. Пирогова. – 2004. - №12.
17. Glyantsev, S.P. Absorbents containing immobilized proteases are the new class of dressing of leg ulcers and infected wound management /S.P. Glyantsev, A.A. Adamyan, I.Yu. Sakharov //Chron. Dermatol. 1994. - Vol. 4. - N 3. - P. 405-418.
18. Wadstrom, T. Pathogenesis of wound infections /T. Wadstrom, A. Ljung, P. Altemeyer //Wound healding and physiology.- Berlin-Heidilberg: SpringerVerlag, 1995.-P. 717.
Местное медикаментозное лечениегнойной раны под повязкой, которое применимо в любых условиях, а главное привлекает своей доступностью и простотой, остается до настоящего времени основной в хирургии[1,2,11]. Однако эта методика имеет ряд существенных недостатков: слабовыраженный лечебный эффект и однонаправленность действия используемых лекарственных средств, в результате чего не полностью подавляется микрофлора, медленно происходит отграничение воспалительного процесса и очищение раны от гнойно-некротических масс [5,8].

В связи с этим необходима разработка и поиск доступных и, в то же время, эффективных лекарственных средств и подходов к лечению раневой инфекции, отвечающих современным требованиям.

В этом плане в последние годы вызывает интерес и развивается сорбционно-аппликационная терапия, направленная на сокращение сроков очищения ран от микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, а также некротических тканей [1,4,5,12].

Однако необходимо подчеркнуть, что все существующие на сегодняшний день медицинские сорбенты могут использоваться или в фазе воспаления или в фазах регенерации. Кроме того, многие из них не обладают противомикробными свойствами [7].

В этой связи вызывает интерес медицинский растительный сорбент нового поколения «Целоформ», представляющий собой порошкообразное средство на основе механически размельченного упруго деформационным методом хлопкового волокна до размеров волокон 20-50 мкм.

Ранее были изучены особенности его состава, заключающиеся в наличии в нем большого количества свободных радикалов, образующихся в процессе измельчения сырья — хлопковой целлюлозы. Поэтому была выдвинута предварительная рабочая гипотеза, что свободные радикалы, входящие в состав сорбента «Целоформ», взаимодействуют с бактериями, подавляя их активность [6].

Цель исследования: установить механизм противомикробного действиярастительного сорбента «Целоформ».

Методы исследования:

1. Измерение скорости линейной диффузии;

2. Изучение сорбционной способности «Целоформа»;

3. Измерение парциального давления кислорода в ране.

1. Для оценки влияния «Целоформа» на диффузионные процессы в ране измерялась скорость линейной диффузии по движению красителя метиленового синего [4].

При этом использовались 3 стеклянные трубки с внутренним диаметром 0,42 см (площадь сечения 0,138 см2). Первая трубка (эталонная), запаянная с одного конца была заполнена физиологическим раствором, вторая – на 70 мм медицинской ватой, которая была уплотнена внешним механическим давлением 300 г/см2. Масса ваты – 0,092 г, после насыщения водой – 0,760 г.(воды – 0,674 г.).

Третью трубку заполнили «Целоформом». Высота его слоя составляла 70 мм, масса – 0,344 г. После насыщения водой масса увеличилась до 0,999 г. (воды – 0,655 г).

После этого все три трубки помещались в чашку Петри диаметром 3,5 см, заполненную 0,05% раствором красителя метиленового синего.

Через 87 часов проведены замеры длины окрашенной зоны во всех трубках.

Длина окрашенной зоны оказалась равна для воды 84 мм, для столба ваты – 24 мм и 6 мм – для слоя «Целоформа».

Вывод: диффузионные процессы на поверхности раны при нанесении порошка «Целоформа» замедляются более чем в 12 раз.

2. Изучение сорбционной способности «Целоформа» в условиях динамической сорбции должно осуществляться путем нанесения его порошка на раневую поверхность. Для моделирования этого процесса был проведен эксперимент, схожий с восходящей хроматографией в сухой колонке [4].

Для этого стеклянная трубка заполнялась слоем «Целоформа», после чего на нижний торец наносились 2 капли 0,05% раствора метиленового синего, и трубку опускали  в чашку Петри, заполненную физиологическим раствором.

 Под воздействием капиллярных сил уровень жидкости в трубке повысился и через 30 минут достиг верхнего уровня слоя сорбента. При этом зона красителя сместилась незначительно – всего на 2,5 мм. Этот эксперимент наглядно демонстрирует высокую сорбционную активность исследуемого порошка «Целоформа» по отношению к полярным органическим соединениям.

Величина хроматографической подвижности Rf, которую в данном случае можно использовать как меру сорбционной способности в динамических условиях, оказалась равной 0,025. (Величина Rf равна отношению путей, пройденных красителем и растворителем. В данном случае Rf = 2,5 мм/100 мм = 0,025).

Вывод: процессы массобмена с участием полярных органических веществ в среде «Целоформа», насыщенного водой значительно замедляются.

3. Оценка влияния «Целоформа» на уровень парциального давления кислорода проводилась на границе раневая поверхность – сорбент «Целоформ».

Как известно, окислительно-восстановительный потенциал водных растворов, находящихся в контакте с газообразным кислородом, определяется полуреакцией:

 

O2 + 4H+ +4e = 2 H2O                           E0 = +1.229 V

уравнение Нернста:

 

Пользуясь приведенным соотношением, можно оценить изменение уровня парциального давления кислорода при протекании различных химических или микробиологических процессов, не сопровождающихся заметным изменением рН.

Если редокс-потенциал в начальный момент равен, а через заданный промежуток времени, легко прийти к соотношению, позволяющему оценить изменение парциального давления  за время эксперимента:

 

Здесь  – парциальное давление кислорода в начале эксперимента,  – в заданный момент времени.

В качестве индикаторного электрода использовалась платиновая проволока диаметром 0,5 мм, впаянная в стеклянную трубку с длиной рабочей области 6 мм. Измерения потенциала проводились относительно хлорид-серебряного электрода[5].

Платиновый электрод прикладывался к раневой поверхности, электрод сравнения – к поверхности неизмененной ткани на расстоянии 2-3 см от края раны.

В течение нескольких минут потенциал электрода стабилизировался на уровне 115 мв. Затем на поверхность раны насыпался порошок «Целоформа», после чего через 65 мин потенциал достигал своего максимального значения ~60 мв, продолжая в дальнейшем оставаться на этом же уровне (рис. 1).

 

Рис. 1. Динамика изменения уровня парциального давления кислородав ране под влиянием сорбента «Целоформ»

 

Вывод: уровень редокс-потенциала после нанесения«Целоформа» понижался более чем на 50 мв, что соответствует практически полному удалению кислорода с раневой поверхности:

Заключение. После нанесения сорбента на поверхность раны происходит выраженная сорбция раневого содержимого с удержанием ее как за счет капиллярных сил, так и благодаря образованию гелевых структур на поверхности частиц целлюлозы. При этом резко замедляются процессы массобмена, в том числе и за счет понижения линейной диффузии.

Процесс сорбции «Целоформом» раневой жидкости сопровождается существенным падением уровня парциального давления кислорода на поверхности раны. «Целоформ» в данном случае выступает в роли «пассивного антиоксиданта», сначала удаляя кислород с поверхности раны вместе с сорбируемой жидкостью, а затем (во влажном состоянии), препятствуя его доступу из атмосферного воздуха. Это должно приводить к практически полному прекращению обмена веществ у патогенных микроорганизмов и удалению продуктов их метаболизма.

Таким образом,установленное в ходе исследований существенное падение уровня парциального давления кислорода на покрытой сорбентом «Целоформ» раневой поверхности, приводящее к резкому замедлению процессов массообмена и, следовательно, практически полному прекращению обмена веществ у патогенных микроорганизмов, лежат в основе механизма противомикробного действия «Целоформа».

Рецензенты:

Анохина А.В., д.м.н., профессор заведующая кафедрой терапевтической, детской стоматологии и ортодонтии ГБОУ ДПО Казанской государственной медицинской академии, г.Казань;

Фаизов Т.Т., д.м.н., профессор заведующий кафедрой челюстно-лицевой хирургии ГБОУ ВПО Казанского государственного медицинского университета, г.Казань.

 


Библиографическая ссылка

Нестеров О.В., Ксембаев С.С., Нестерова Е.Е. МЕХАНИЗМ ПРОТИВОМИКРОБНОГО ДЕЙСТВИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СОРБЕНТА «ЦЕЛОФОРМ» // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=23159 (дата обращения: 26.09.2021).

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 = 1.074