Устройство дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран
DEVICE FOR DISTANT OZONE/NO-ULTRASOUND TREATMENT OF PURULENT WOUNDS

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для лечения ран и раневой инфекции с применением способа дистантной их обработки, осуществляемой кавитационным диспергированием, дренированием и дезактивацией диспергата раневого содержимого - инфектанта (гетерогенная среда с несущей жидкой фазой), инициируемых «обратным» ультразвуковым капиллярным эффектом [1], являющегося одним из проявлений общеизвестного звукокапиллярного эффекта [2,3 и др.]. Изобретение может быть использовано при хирургическом и консервативном лечении ран в общей хирургии, онкологии, эндокринологии, комбустиологии, военной медицине, медицине катастроф и иных отраслях клинической медицины.
Известны устройства, реализующие способы лечения гнойных ран, заключающиеся в их хирургической обработке путем как дистантного воздействия низкочастотным ультразвуком с частотой - f=20-50 кГц на раневую поверхность, через промежуточный лекарственный раствор, продольно-колеблющимся цилиндрическим волноводом-инструментом с излучающим торцом [4], так и в дистантной подаче на раневую поверхность, с расстояния 3-10 мм, струйно-аэрозольного потока лекарственного раствора, продольно-колеблющимся цилиндрическим волноводом-инструментом с осевым каналом, имеющим конические проточки, при одновременном озвучивании раствора низкочастотным ультразвуком на частоте - f=26,5 кГц и при амплитуде - ξ=35-40 мкм [5].
Однако устройства, реализующие указанные способы лечения гнойных ран, не предназначены для дистантной ультразвуковой обработки гнойных ран. Они не позволяют обеспечить достаточную кавитационную диспергацию, детоксикацию и, прежде всего, экстракцию ультразвуковым дренированием инфектанта, включающего патогенные микроорганизмы и эндотоксины в процессе поверхностной обработки раны, что не исключает последующего развития осложненного состояния ран, увеличивающих продолжительность их лечения. При этом, не исключается проявление болевого синдрома, имеющего место в лечении «скальпированных» и ожоговых ран, а также нередко отмечаемой импрегнации элементов патологического содержимого вглубь раневых тканей на стадии выраженной их экссудации при гидродинамическом воздействии на рану локально направленным и высокоскоростным потоком лекарственного раствора, инициируемого высокоамплитудным ультразвуком. Причем, не исключается инфицирование операционного поля из-за разбрызгивания и иррадиации лекарственного раствора в смеси с не дезактивированным инфектантом в окружающую среду, что чревато послеоперационным осложнением раневого процесса.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство, реализующее способ дистантной ультразвуковой обработки гнойных ран [6], содержащее: низкочастотный ультразвуковой генератор; ультразвуковую колебательную систему; набор присоединяемых на разных этапах лечения гнойных ран волноводов-инструментов, включающий: волновод-инструмент «пика» - для санации ран через промежуточный лекарственный раствор; волновод-инструмент «распылитель» - для дистантного напыления на раневые ткани струйно-аэрозольного факела лекарственного раствора; набор волноводов-инструментов «излучающий диск» с разными диаметрами «излучающих дисков» - для дистантной экстракции ультразвуковым дренированием содержимого из раневых тканей очага инфекции разных размеров; негерметичный раноограничитель - для отграничения санируемого очага инфекции разных размеров и поверхностной неровности; сорбирующий элемент - для сорбции и дезактивации экстрагируемого в него ультразвуковым дренированием инфектанта, представляющего собой капиллярно-пористую прокладку толщиной порядка 3 мм с бактерицидным компонентом, выполненную из сорбционно-бактерицидного нетканого волокнистого материала.
Известное устройство реализует способ дистантной ультразвуковой обработки гнойных ран на заключительном этапе их хирургической обработки. При этом, санация очага инфекции достигается за счет кавитационного диспергирования и дезактивации диспергата раневого содержимого, а также его экстракции ультразвуковым дренированием, реализуемых инициированием «обратного» ультразвукового капиллярного эффекта. При этом дистантная ультразвуковая санация очага инфекции ультразвуковым дренированием, осуществляется волноводом-инструментом «излучающий диск» на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р до 130 Дб, в слое газового промежутка между излучающим торцом волновода-инструмента и поверхностью раны с раствором озон/NO-содержащего лекарственного вещества, путем воздействия им на капиллярно-пористую систему раневых тканей с расстояния, определяемого областью газового промежутка в пределах 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука или областью акустического пограничного слоя, исключая непосредственный контакт излучающего торца волновода-инструмента с поверхностью капиллярно-пористой системы раневой ткани за счет размещения между ними сорбирующего элемента в виде капиллярно-пористой прокладки с бактерицидным компонентом, дезактивирующим, детоксицирующим и поглощающим экстрагируемое ультразвуковым дренированием раневое содержимое - инфектант.
Однако, несмотря на большие перспективы применения в инфектологии и иных областях медицины указанного способа дистантной ультразвуковой обработки гнойных ран и известного устройства для его осуществления, на данном этапе развития этого метода и технических средств, имеются ограничения, связанные с особенностями санации гнойных ран, находящихся в стадии экссудации и при наличии болевого синдрома, которые конструкция известного устройства не устраняет.
Применение известного устройства, согласно схемы [6], реализующей дистантную ультразвуковую обработку гнойных ран, не позволяет при одновременно осуществляемых процессах диспергации, дезактивации и детоксикации инфектанта, обеспечить надежное обеззараживание патогенных микроорганизмов и инактивацию эндотоксинов в инфектанте, представленном суспензией с несущей жидкой фазой в системе «Т-Ж», «принудительно» экстрагируемого ультразвуковым дренированием из упруго-эластичной капиллярно-пористой структуры раневых тканей в системе «Т-Т-Ж» и капиллярно-пористого сорбирующего элемента, в процессе инициирования «обратного» ультразвукового капиллярного эффекта, что может служить причиной иррадиации инфектанта в окружающую среду операционного поля, не отграниченного специализированным устройством. Это объясняется высокой динамикой вихревого характера процесса экстракции, сопровождающегося выбросом диспергата инфектанта в окружающий объем газовой фазы, где ультразвуковые колебания высокой интенсивности способствуют возникновению стационарных акустических течений в виде аэрозольного потока инфектанта, радиально ориентированного в сторону переферии фронтального излучающего торца волновода-инструмента «излучающий диск», рабочая дискообразная часть которого выполнена сплошной (экранирующей) и без наличия дренирующих каналов. Звуковое давление, развиваемое как с расстояния, определяемого слоем газового промежутка между волноводом-инструментом «излучающий диск» и раневой поверхностью с капиллярно-пористым сорбирующим элементом в области - 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука (Фиг. 1), а также вблизи области акустического пограничного слоя (Фиг. 2), может приводить к диссеминации инфектантом операционного поля и инфицированию окружающих тканей, служить причиной развития послеоперационных осложнений с последующим длительным сроком лечения осложненной раны. Указанное требует отграничения гнойной раны, в области дистантной экстракции ультразвуковым дренированием инфектанта из ее капиллярно-пористой системы, от окружающей среды и обеспечения надежного обеспложивания инфектанта с детоксикацией эндотоксинов, экстрагируемых из раны.
В тоже время, конструкция известных волноводов-инструментов «излучающий диск» из указанного их набора, согласно устройства, выбранного в качестве прототипа [3], по сути являющихся многозонными волноводами-инструментами «излучающий диск», дискообразная рабочая часть которых выполнена цельной и имеет плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы, не в полной мере реализует свои потенциальные возможности в повышении эффективности санации гнойных ран на этапе дистантной экстракции ультразвуковым дренированием раневого содержимого из тканей очага инфекции. Это связано со сложностью организации одновременно трансформируемого и формируемого направленного движения аэрозольного потока инфектанта в виде факела диспергационной аэрозоли как в области акустического поля высокой интенсивности, создаваемого фронтальным излучающим торцом, так и в области акустического поля высокой интенсивности, дополнительно создаваемого тыльным ступенчатым излучающим торцом многозонного волновода-инструмента «излучающий диск», наличие которого позволило бы повысить эффективность процесса дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием, за счет увеличения объема зон с развитыми акустическими полями кавитации. Где частицы раневого содержимого в жидкодисперсной фазе могли бы дополнительно, за счет кавитационно-акустического воздействия, реализовывать, в большей степени, эндотермические процессы, способствующих разрушению озвучиваемой среды, а именно механохимической деструкции диспергата инфектанта с дальнейшим его диспергированием от грубодисперсной до тонкодисперсной и высокодисперсной жидко-капельных форм. Этим, а также возможным увеличением угла раствора конической формы потока факела диспергационной аэрозоли инфектанта, обеспечивалось бы резкое увеличение межфазной поверхности взаимодействия факела диспергационной аэрозоли, интенсифицирующей скорость массопереноса и протекание гетерогенных химических и биохимических реакций при его смешении с озон/NO-содержащей газовой смесью, позволяющих надежное обеззараживание патогенных микроорганизмов и разрушение эндотоксинов. В тоже время, известные многозонные волноводы-инструменты «излучающий диск» для дистантной экстракции ультразвуковым дренированием инфектанта, имеют функциональные ограничения при обработке гнойных ран с поверхностной неровностью и значительной вязкостью раневого детрита из-за недостаточного уровня звукового давления, развиваемого их излучающими торцами, не превышающего значений р-130 Дб. Кроме того, известный сорбирующий элемент для сорбции и дезактивации экстрагируемого ультразвуковым дренированием, инфектанта, выполненный из сорбционно-бактерицидного нетканого волокнистого материала (размер пор - 2-5 мкм) с активными центрами, включающими коллоидное серебро, недостаточно эффективен и затратен при активном «принудительном» экстрагировании инфектанта ультразвуковым дренированием, из-за потери им своих сорбирующих свойств вследствие быстрого купирования его капиллярно-пористой системы грубодисперсной суспензией раневого содержимого на границе раздела «сорбирующий элемент - раневая поверхность», что требует частой его смены.
В тоже время, известно (М.А. Уманский и др., 1979; М.И. Кузин, Б.М. Костюченок, 1990), что пациенты с осложненными гнойными ранами, как правило, имеют низкий иммунный статус, а проявление синдрома эндогенной интоксикации, характерного для этой категории больных, является фактором, ухудшающим их состояние, что требует принятия соответствующих мер в процессе лечения, связанных с системным введением в организм корректирующих лекарственных растворов.
Приведенное выше, сдерживает широкое внедрение в здравоохранение указанного перспективного метода обработки гнойных ран и раневой инфекции в процессе их лечения.
Техническим результатом изобретения является - оптимизация конструкции и состава устройства дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран, позволяющих реализовать дистантную экстракцию инфектанта ультразвуковым дренированием из раневых тканей в условиях технологического объема герметичного раноограничителя, отграничивающего санируемую гнойную рану, путем создания многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», а также отражателем звука в полости технологического объема, а именно в исходной, нижней, срединной и верхней технологических зонах технологического объема, соответствующих областей акустического поля высокой интенсивности, последовательно увеличивающих дисперсность и, соответственно, межфазную поверхность взаимодействия и массоперенос экстрагируемого инфектанта в виде факела диспергационной аэрозоли, смешиваемого с высокоактивной озон/NO-содержащей газовой смесью, и циркулирующих в отграниченной полости технологического объема герметичного раноограничителя. Это позволит обеспечить полноценную реализацию гетерогенных химических и биохимических реакций, интенсифицирующих инактивацию и разрушение, возможно переживших неблагоприятные условия санации, патогенных микроорганизмов, а также остатков недоразрушенных эндогенных токсинов, что снизит опасность осложнений раневого процесса, вызываемых возможной диссеминацией инфектантом операционного поля и инфицированием окружающих тканей.
Указанное достигается выполнением в дискообразной рабочей части многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск» дренирующих сопловых каналов с винтовой нарезкой, обеспечивающих трансформирование и формирование направленного движения аэрозольного потока инфектанта в виде факела диспергационной аэрозоли, как в области акустических полей высокой интенсивности фронтального излучающего торца (исходная и нижняя технологические зоны) и дренирующих сопловых каналов с винтовой нарезкой (срединная технологическая зона), так и в области акустического поля высокой интенсивности тыльного ступенчатого излучающего торца многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» при его взаимодействии с отражателем звука (верхняя технологическая зона), имеющих место в процессе реализации дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием, что позволит существенно увеличить общий объем областей в полости техно-логического объема герметичного раноограничителя, где реализуются резонансные акустические поля кавитации - акустические поля высокой интенсивности.
2
Технический результат изобретения достигается тем, что, устройство дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран, содержащее блок ультразвуковой, включающий ультразвуковой генератор, ультразвуковую колебательную систему, набор волноводов-инструментов: волноводы-инструменты «скальпель» и «фреза» - для резания раневых тканей; волновод-инструмент «пика» - для санации ран через промежуточный лекарственный раствор; негерметичный раноограничитель; волновод-инструмент «распылитель» - для дистантного напыления на рану струйно-аэрозольного факела озон/NO-содержащего лекарственного раствора; группу волноводов-инструментов «излучающий диск» - для дистантной экстракции ультразвуковым дренированием инфектанта из капиллярно-пористой системы раневых тканей очага инфекции на частоте ультразвуковых колебаний - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р до 130 Дб, развиваемом в слое газового промежутка, определяемого областью в пределах 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука или областью акустического пограничного слоя; сорбирующий элемент в виде капиллярно-пористой прокладки с бактерицидным компонентом, отличающееся тем, что, оно дополнительно снабжено: герметичным раноограничителем, отграничивающим гнойную рану от окружающей среды; блоком генерации озон/NO-содержащей газовой смеси; деструктором озона и блоком низкого вакуума, обеспечивающего разрежение - 0,1-0,15 кг/см; набором групп многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск» разного диаметра и форм фронтальных излучающих торцов их рабочей части, работающих на частоте ультразвуковых колебаний - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб, развиваемом в слое газового промежутка, определяемого областью в пределах 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука или областью акустического пограничного слоя; при этом герметичный раноограничитель выполнен в виде несущего корпуса из полимерного конусообразного фланца с цилиндрическим опорным отводом на вершине, а в основании связанным с тороидальным упруго-эластичным элементом, имеющим впускной клапан, при этом герметичный раноограничитель имеет технологическую полость достаточного объема, позволяющую размещение в ней ультразвуковой колебательной системы с многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск» и элементов пневмосистемы подачи в полость озон/NO-содержащей газовой смеси и отвода из нее отработанной озон/NO-содержащей газовой смеси в деструктор озона и далее в банку-сборник блока низкого вакуума. При этом, герметичный раноограничитель снабжен держателем ультразвуковой колебательной системы, установленным на опорном цилиндрическом отводе несущего корпуса, и резьбовым своим соединением связанным с опорным элементом, регулирующим положение фронтального излучающего торца рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» относительно озвучиваемой раневой поверхности, а также отражателем звука, имеющим возможность своего осевого возвратно-поступательного перемещения, посредством устройства регулирования величины перемещения и фиксации положения отражателя звука, позволяющим выбор резонансного расстояния между ним и тыльным ступенчатым излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск», создающим дополнительную область резонансного акустического поля высокой интенсивности в полости технологического объема герметичного раноограничителя, связанного с пневмосистемой подачи в него озон/NO-содержащей газовой смеси от блока генерации озон/NO-содержащей газовой смеси через соответствующий штуцер держателя акустической системы, а также с пневмосистемой отвода отработанной озон/NO-содержащей газовой смеси с дезактивированным и детоксицированным инфек-тантом в виде диспергационной аэрозоли из полости технологического объема герметичного раноограничителя, посредством соответствующего штуцера, установленного на держателе акустической системы и далее, через деструктор озона, к банке-сборнику блока низкого вакуума. Кроме того, устройство дополнительно снабжено:
- группой многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск», имеющих на рабочей части плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими цилиндрическими сопловыми каналами с винтовой нарезкой;
- группой многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск», имеющих на рабочей части плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой;
- группой многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск», имеющих на рабочей части вогнутый фронтальный в виде параболоида вращения и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой;
- группой многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск», имеющих на рабочей части вогнутый фронтальный в виде параболоида вращения и тыльный ступенчатый излучающие торцы без дренирующих сопловых каналов на ней. Кроме того, сорбирующий элемент выполнен в виде многослойной капиллярно-пористой марлевой прокладки, толщиной не более 3 мм, насыщенной бактерицидным компонентом - раствором озон/NO- или озонид/NO-содержащего лекарственного вещества. Кроме того, устройство дополнительно снабжено стандартной системой для инфузионного введения лекарственных растворов, позволяющей последовательное системное введение в организм: раствора озон/NO-содержащего лекарственного вещества и антиоксиданта - 0,5% раствора янтарной кислоты «Ремаксол».
Анализ патентной информации и известных литературных источников показал, что на дату подачи заявки на изобретение не известна конструкция устройства, реализующего дистантную озон/NO-ультразвуковую обработку гнойных ран с указанными отличительными признаками.
Сущность изобретения поясняется фотограммами и чертежами, где изображены:
- на Фиг. 1 - фотограмма процесса дистантной экстракции модельной жидкости в виде диспергационной аэрозоли инфектанта (в эксперименте), реализуемого ультразвуковым дренированием его из капиллярно-пористой модели раневых тканей при воздействии на них многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», имеющим на рабочей части плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы без дренирующих каналов, с расстояния, определяемого областью в пределах 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р до 130 Дб или р порядка 150 Дб. В отсутствие герметичного раноограничителя, имеет место иррадиация инфектанта, экстрагируемого в виде диспергационной аэрозоли в окружающую среду с инфицированием операционного поля;
- на Фиг. 2 - фотограмма процесса дистантной экстракции модельной жидкости в виде диспергационной аэрозоли инфектанта (в эксперименте), реализуемой ультразвуковым дренированием его из капиллярно-пористой модели раневых тканей при воздействии на них многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», имеющим на рабочей части плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы без дренирующих каналов и с расстояния, определяемого областью акустического пограничного слоя на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р до 130 Дб или р порядка 150 Дб. В отсутствие герметичного раноограничителя имеет место иррадиация инфектанта, экстрагируемого в виде диспергационной аэрозоли в окружающую среду с инфицированием операционного поля;
- на Фиг. 3 - фотограмма процесса дистантной экстракции модельной жидкости в виде диспергационной аэрозоли инфектанта (в эксперименте), реализуемой ультразвуковым дренированием его из капиллярно-пористой модели раневых тканей при воздействии на них опытным образцом многозонного волновода-инструмента «излучающий диск», имеющим на рабочей части вогнутый фронтальный в виде параболоида вращения и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой и с расстояния, определяемого областью акустического пограничного слоя на частоте - f=26,5 кГц при звуковом давлении - р порядка 150 Дб, обеспечивающими трансформирование и формирование направленного движения аэрозольного потока модельной жидкости инфектанта. В отсутствие герметичного раноограничителя, также имеется опасность инфицирования операционного поля инфектантом в виде диспергационной аэрозоли, дистантно экстрагируемого с большой кинетической энергией в окружающую среду;
- на Фиг. 4 - устройство дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран, входящее в состав Комплекса озон/NO-ультразвукового для обработки раневых поверхностей «Кавитон-2ММ» (опытный образец);
- на Фиг. 5 - схематичное изображение предлагаемого устройства дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран (в сечении);
- на Фиг. 6 - схематичное изображение устройства, вид А на Фиг. 5;
- на Фиг. 7- схематичное изображение устройства, вид Б на Фиг. 5;
- на Фиг. 8 - схематичное изображение процесса дистантной экстракции инфектанта в виде диспергационной аэрозоли ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей при воздействии с расстояния, определяемого областью акустического пограничного слоя многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», имеющим на своей рабочей части вогнутый фронтальный в виде параболоида вращения и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими отверстиями в виде конических сопловых каналов, имеющих винтовую нарезку (зона I на Фиг. 5);
- на Фиг. 9 а,б,в,г,д - схематичное и реальное изображения рабочих частей дискообразных излучающих торцов многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск» с разными формами фронтальных излучающих торцов и дренирующих сопловых каналов с винтовой нарезкой или без нее, реализующих дистантную экстракцию инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей очага инфекции на частоте - f=26,5 кГц при звуковом давлении - р порядка 150 Дб, развиваемом в слое газового промежутка, определяемого областью в пределах 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука или областью акустического пограничного слоя;
- на Фиг. 10 а,б,в - пример изображения результата конечно-элементного моделирования колебательных изгибных смещений кольцевой области дискообразной изгибно-колеблющейся рабочей части ( мм) волновода-инструмента «излучающий диск», снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой. Нагрузка - воздушная среда;
- на Фиг. 11 а,б,в - пример изображения результата конечно-элементного моделирования колебательных изгибных смещений кольцевой области дискообразной изгибно-колеблющейся рабочей части ( мм) волновода-инструмента «излучающий диск», снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой. Нагрузка - воздушная среда;
- на Фиг. 12 - схематичное изображение кинетики многостадийного процесса, реализуемого в полости технологического объема, отграниченного герметичным раноограничителем, в процессе дистантной экстракции ультразвуковым дренированием инфектанта, в виде диспергационной аэрозоли, из капиллярно-пористой системы раневых тканей, инициируемой «обратным» ультразвуковым капиллярным эффектом при воздействии многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», имеющим на своей рабочей части вогнутый в виде параболоида вращения фронтальный, а также тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной, например, дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой, сечение В-В на Фиг. 5;
- на Фиг. 13 - стадии развития многостадийного процесса дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойной раны, имеющей место на четвертом этапе реализации дистантной экстракции ультразвуковым дренированием инфектанта в виде диспергационной аэрозоли из капиллярно-пористой системы раневых тканей, инициируемой «обратным» ультразвуковым капиллярным эффектом, проявляемым, в условиях резонансного акустического поля высокой интенсивности, в отграниченной полости технологического объема герметичного раноограничителя;
- на Фиг. 14 - схема внутривенного капельного введения в крово, - лимфо - и интерстициальную системы организма озон/NO-содержащего физиологического раствора с применением стандартной системы инфузионного введения растворов лекарственных веществ;
- на Фиг. 15 - схема внутривенного капельного введения в крово, - лимфо - и интерстициальную системы организма раствора антиоксиданта - 0,5% раствор янтарной кислоты «Ремаксол» с применением стандартной системы инфузионного введения растворов лекарственных веществ;
- на Фиг. 16 - Комплекс озон/NO-ультразвукового для обработки раневых поверхностей «Кавитон-2ММ» (образец, предоставленный к испытаниям), основу которого составляет устройство дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран, реализованного по предлагаемому техническому решению и проходящего, в настоящее время, приемочные и медицинские испытания, в установленном Росздравнадзором порядке.
Устройство, входящее в Комплекс озон/NO-ультразвуковой для обработки раневых поверхностей «Кавитон-2ММ» (опытный образец) (Фиг. 4 - Фиг. 12), содержит: блок ультразвуковой, включающий ультразвуковой генератор 1; ультразвуковую колебательную систему 2 (УЗКС 2); негерметичный раноограничитель 3 (для ультразвуковой санации гнойных ран через промежуточный лекарственный раствор); набор волноводов-инструментов из группы 4 (Фиг. 4), используемых в техническом решении [6] (прототип) и применяемых на соответствующих этапах лечения гнойной раны: волноновод-инструмент «пика» - для санации ран через промежуточный лекарственный раствор; волновод-инструмент «распылитель» - для дистантного напыления на раневые ткани струйно-аэрозольного факела озон/NO-содержащего лекарственного раствора с одновременным его озвучиванием; набор многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск» из группы 5 (Фиг. 4 и Фиг. 9а) с разными диаметрами излучающих дисков:  мм, имеющих на рабочей части плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы без дренирующих каналов на ней, используемых в известном техническом решении (прототип) - [3] для дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р до 130 Дб. Также, устройство содержит используемые в настоящем техническом решении:
- многозонные волноводы-инструменты «излучающий диск» из группы 6 (Фиг. 5 и Фиг. 9б) с разными диаметрами излучающих дисков:  мм, имеющих на рабочей части плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими цилиндрическими сопловыми каналами 6.1 с винтовой нарезкой, применяемых для дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб;
- многозонные волноводы-инструменты «излучающий диск» из группы 7 (Фиг. 4 и Фиг. 9в) с разными диаметрами излучающих дисков:  мм, имеющих на рабочей части плоский фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими коническими каналами 7.1 с винтовой нарезкой, применяемых для дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб;
- многозонные волноводы-инструменты «излучающий диск» из группы 8 (Фиг. 4 и Фиг. 9г) с разными диаметрами излучающих дисков:  мм, имеющих на рабочей части вогнутый в виде параболоида вращения фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами 8.1 с винтовой нарезкой, применяемых для дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб;
- многозонные волноводы-инструменты «излучающий диск» из группы 9 (Фиг. 4 и Фиг. 9д) с разными диаметрами излучающих дисков:  мм, имеющих на рабочей части вогнутый в виде параболоида вращения фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы без дренирующих каналов на ней, применяемых для дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы глубоко расположенных слоев раневых тканей на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб, а также для дистантной терапии ран на второй и третьей фазе раневого процесса, в условиях отграничения очага инфекции.
В многозонных волноводах-инструментах «излучающий диск», диаметры излучающих дисков -  мм выбраны из условий оптимальности их использования при выполнении санирующих этапов операций и этапов консервативной терапии для разных отраслей хирургии.
2
Кроме того, устройство содержит: герметичный раноограничитель 10 (раноограничитель 10) округлой или треугольной формы, размеры которого в плане (до 100 см и более), имеющего большой технологический объем, позволяющий его применение при обработке гнойных ран с эссудацией, в т.ч. с поверхностной неровностью при обеспечении «щадящего» и надежного отграничения им санируемых очагов инфекции от окружающих тканей в области операционного поля. Это достигается использованием упруго-эластичного тороидального элемента 10.1, неразъемно и по контуру, связанного с основанием несущего корпуса 10.2 в виде прозрачного полимерного конусообразного фланца. Упруго-эластичный тороидальный элемент 10.1 снабжен воздушным клапаном ниппельного типа 10.3, позволяющим управлять степенью жесткости контакта упруго-эластичного тороидального элемента 10.1 с поверхностью раны, снижая болевой синдром при контакте, путем его шприцевого наддува или сдувания. Цилиндрический опорный отвод 10.4 несущего корпуса 10.2 раноограничителя 10, связан с рефлекторным или плоским отражателем звука 10.5, имеющим возможность осевого возвратно-поступательного перемещения, относительно тыльного ступенчатого отражающего торца многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» из групп, прежде всего - 6;7;8, а также из групп - 5;9, обеспечиваемого устройством регулирующим величину перемещения и фиксации положения отражателя звука 10.5, выполненного в виде рычага с фиксатором положения 10.6. Этим обеспечивается выбор резонансного расстояния между ними с созданием резонансного акустического поля высокой интенсивности. Отражатель звука 10.5, совместно с тыльным ступенчатым излучающим торцом многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск» из групп волноводов-инструментов 6;7;8, позволяет, за счет синфазного сложения первичной и отраженной волн в полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10, создать дополнительное резонансное акустическое поле высокой интенсивности в газовом промежутке, обеспечивающего резкое усиление ультразвуковых колебаний, воздействующих на инфектант в виде дисперсной системы с несущей жидкой фазой. Указанное, при обработке гнойной раны наряду с резонансным акустическим полем высокой интенсивности, создаваемым фронтальным излучающим торцом рабочей части многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск», прежде всего, из групп 6; 7; 8, реализующими «обратный» ультразвуковой капиллярный эффект при дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб, позволяет повысить эффективность воздействия на гетерогенную систему инфектанта в виде диспергационной аэрозоли в смеси с озон/NO-содержащей газовой смесью в соответствующих рабочих технологических зонах отграниченной полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10 (Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 8, Фиг. 9 а,б,в,г, Фиг. 12, Фиг. 13), где:
- исходная технологическая зона (I) - определяется областью между капиллярно-пористой системой раневых тканей гнойной раны 23, сопрягаемой с сорбирующим элементом 24 и многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск» 8, где инфектант в системе «упруго-деформируемое твердое тело - жидкость» «Т-Т-Ж», взаимодействует с акустическим полем высокой интенсивности, создаваемым фронтальным излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, рабочая часть которого снабжена дренирующими коническими сопловыми каналами 8,1 с винтовой нарезкой;
- нижняя технологическая зона (II) - определяется областью между поверхностью капиллярно-пористой системы сорбирующего элемента 24 и многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск» 8, где инфектант в системе «твердое тело - жидкость - газ» - «Т-Ж-Г», взаимодействует с акустическим полем высокой интенсивности, создаваемым фронтальным излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, рабочая часть которого снабжена дренирующими коническими сопловыми каналами 8,1 с винтовой нарезкой;
- срединная технологическая зона (III) - определяется областью где инфектант, определяемый системой «твердое тело-жидкость-газ» - «Т-Ж-Г», сопрягается и взаимодействует с акустическим полем высокой интенсивности, создаваемым дренирующими коническими сопловыми каналами 8,1 с винтовой нарезкой, выполненными в рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8;
- верхняя технологическая зона (IV) - определяется областью между тыльным ступенчатым отражающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, рабочая часть которого снабжена дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой 8,1 и отражателем звука 10.5, где инфектант в системе «жидкость-газ» - «Ж-Г», взаимодействует с резонансным акустическим полем высокой интенсивности, максимальное резонансное усиление которого достигается синфазным сложением первичной и отраженной звуковых волн. Этим обеспечивается последовательное многозонное воздействие резонансным акустическим полем высокой интенсивности на инфектант в условиях отграниченной полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10 как со стороны фронтального, так и со стороны тыльного ступенчатого излучающих торцов рабочей части многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск», снабженных дренирующими сопловыми каналами с винтовой нарезкой.
1
2
По внешнему диаметру цилиндрического опорного отвода 10.4 раноограничителя 10, установлен держатель 11, предназначенный для размещения в нем УЗКС 2 с присоединенным к ней многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск» из групп 6; 7; 8, имеющих возможность перемещения, по скользящей посадке, относительно его центрального направляющего отверстия. Возможно присоединение к УЗКС 2 и многозонных волноводов-инструментов «излучающий диск» из групп 5; 9 в процессе реализации дистантной терапии гнойных ран на второй и третьей фазах раневого процесса при отграничении регенерирующей раневой поверхности в полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10. Величина перемещения относительно озвучиваемой раневой поверхности регулируется опорным элементом 11.1, связанным посредством резьбового соединения с держателем 11, обеспечивающим положение фронтального излучающего торца рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 6; 7; 8 относительно озвучиваемой гнойной раны, в области слоя газового промежутка, определяемого в пределах 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука (L) или в области акустического пограничного слоя (L).
Многозонные волноводы-инструменты «излучающий диск» из групп 6; 7; 8, используемые в хирургической обработке ран (на первой фазе раневого процесса), как наиболее предпочтительные, выполнены с плоской (группы 6; 7) - или вогнутой (группа 8) дискообразными изгибно-колеблющимися рабочими частями, имеющими радиально расположенные, соответствующие - дренирующие цилиндрические 6.1 или дренирующие конические 7.1; 8.1 сопловые каналы, снабженные винтовой нарезкой. Дренирующие сопловые каналы 6.1; 7.1; 8.1 с винтовой нарезкой предназначены для интенсификации процессов дезинтеграции, диспергации, дезактивации и детоксикации потока инфектанта, протекающего через них, с резким изменением, при этом, степени его дисперсности от грубодисперсной на входе в сопловые каналы - до среднедисперсной диспергационной аэрозоли на выходе из сопловых каналов, а также для организации трансформирования и направленного движения потока инфектанта в виде факела диспергационной аэрозоли, которому в зоне винтовой нарезки дополнительно сообщается тангенциальная составляющая, позволяющая увеличение угла раствора конического потока факела диспергационной аэрозоли, а также способствующая устойчивому вихревому распределению факела во всей полости технологического объема 10.7 и, прежде всего в верхней технологической зоне (IV) - между тыльным ступенчатым отражающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 и отражателем звука 10.5, где степень дисперсности инфектанта претерпевает существенное изменение от среднедисперсной на выходе из сопловых каналов - до высокодисперсной диспергационной аэрозоли.
Многозонные волноводы-инструменты «излучающий диск» из групп 8; 9 с вогнутыми в виде параболоида вращения фронтальными излучающими торцами, также, возможно применять для дистантной экстракции инфектанта в виде диспергационной аэрозоли ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей в случаях локально и глубоко расположенного очага инфекции при отграничении раны от окружающей среды раноограничителем 10. Кроме того, их возможно применять при дистантной или контактной консервативной терапии гнойных ран на стадиях их лечения - во второй и третьей фазах раневого процесса, характеризующихся минимальной экссудацией или ее отсутствием, путем озвучивания раневой поверхности через капиллярно-пористую прокладку с бактерицидным компонентом, пропитанным раствором озон/NO- или озонид/NO-содержащего лекарственного вещества без его растекания вне раны, используя ее, с одной стороны - как сорбирующий, остатки инфектанта, элемент, а с другой - как депо лекарственного вещества, позволяющего его ультразвуковую импрегнацию в глубину раневых тканей очага инфекции или в область репаративной регенерации раневой поверхности.
2
Полость держателя 11, сообщающаяся с полостью технологического объема 10.7 раноограничителя 10, посредством малого патрубка 12, штуцера 13 и магистрального патрубка 14, связана с ветвью пневмосистемы 15, подающей в полость технологического объема 10.7 озон/NO-содержащую газовую смесь от блока генерации озон/NO-содержащей газовой смеси 16. Отвод из полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10 отработанной озон/NO-содержащей газовой смеси, включающей дезактивированный и детоксицированный диспергат инфектанта в форме высокодисвключающей дезактивированный и детоксицированный диспергат инфектанта в форме высокодисперсной диспергационной аэрозоли, осуществляется вакууммированием (при разрежении порядка 0,1-0,15 кг/см - низкий вакуум) через штуцер 17 и магистральный патрубок 18, связанный с деструктором озона 19, содержащим активированный уголь с хемосорбционными свойствами, где остаточный озон разлагается до кислорода. Далее, в составе указанной газовоздушной смеси дезактивированный и детоксицированный инфектант, в форме диспергационной аэрозоли, по ветви пневмосистемы 20, отводится в банку-сборник 21 блока низкого вакуума 22.
В составе устройства для сорбции крупнодисперсных фрагментов инфектанта, экстрагируемого ультразвуковым дренированием, включающего: элементы раневой ткани и детрит высокой вязкости, в разных агрегатных состояниях в ассоциации с патогенными микроорганизмами и эндотоксинами, используют, размещаемый между фронтальным излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» из групп 5;6;7; 8;9 и раневой поверхностью гнойной раны 23, сорбирующий элемент в виде капиллярно-пористой прокладки, толщиной не более 3 мм, пропитанный бактерицидным компонентом - раствором озон/NO- или озонид/NO-содержащего лекарственного вещества (сорбирующий элемент с бактерицидным компонентом 24).
Кроме того, устройство содержит стандартную систему инфузионного введения растворов лекарственных веществ 25 для внутривенного капельного их введения в крово, - лимфо - и интерстициальную системы организма пациента в послеоперационный период.
Устройство дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран реализует предлагаемое техническое решение в составе Комплекса озон/NO-ультразвукового для обработки раневых поверхностей Кавитон-2ММ» (опытный образец), предназначенного для озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран на разных этапах хирургического и консервативного их лечения, аппаратная часть которого включает основные функциональные блоки (Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 14, Фиг. 15): блок ультразвуковой 1; блок генерации озон/NO-содержащей газовой смеси 16 с деструктором озона 19; блок низкого вакуума 22; герметичный раноограничитель 10; набор многозонных волноводов-инструментов из групп: 5; 6; 7; 8; 9 с рабочими частями отвечающими их назначению; сорбирующий элемент с бактерицидным компонентом 24; стандартную систему для инфузионного введения лекарственных растворов 25.
Кроме того, для выполнения предварительных - первого, второго и третьего этапов ультразвуковой обработки гнойной раны 23, устройство содержит: негерметичный раноограничитель 3; группу 4 волноводов-инструментов, включающих: волноводы-инструменты «скальпель» и «фреза»; волновод-инструмент «пика»; волновод-инструмент «распылитель».
В зависимости от стадии раневого процесса и состояния раны перед ее хирургической обработкой настраивают ультразвуковой - 1, озон/NO-генерирующий - 16 с деструктором озона 19 и вакуумный - 22 блоки, входящих в устройство, на соответствующий режим обработки гнойной раны 23 с применением низкочастотного ультразвука в сочетании с лекарственными веществами в виде: озон/NO-содержащей газовой смеси с концентрацией озона - 3,0 мг/л и концентрацией оксида азота - 0,6 мг/л; озон/NO-содержащего физиологического раствора с концентрацией озона - 1,5 мг/л и концентрацией оксида азота - 0,3 мг/л; 10% озонид/NO-содержащей масляной эмульсии типа «масло в воде» (оливковое, подсолнечное масло), раствора антиоксиданта - 0,5% раствор янтарной кислоты «Ремаксол», являющихся высокоактивными лекарственными веществами в сочетании с низкочастотным ультразвуком, позволяющими: подавлять патогенную микрофлору, стимулировать местный и общий иммунитет и обменные процессы, ингибировать эндогенную интоксикацию и пр. (С. Риллинг, Р. Вибан, 1985; С.П. Перетягин, 1991; В.В. Педдер, Ю.М. Овчинников и др., 1992-2021; R. Furchgott, L. Ignarro, F. Murad, 1998; О.М. Драпкина, 2014; Л.А. Богданов и др., 1999).
Затем, осуществляют: первый, второй и третий этапы обработки гнойной раны 23 с использованием аппаратных средств и устройств, реализующих дистантную ультразвуковую обработку гнойной раны по известному техническому решению [6] - прототип:
- первый этап, связанный с хирургической обработкой гнойной раны, проводят путем поэтапной некрэктомии и применением ультразвуковой контактной обработки раны волноводами-инструментами «скальпель» или «фреза» из группы 4 волноводов-инструментов, присоединяемых к УЗКС 2, связанной с блоком ультразвуковым 1, и предназначенных для ультразвукового резания тканей на частоте ультразвуковых колебаний - f=26,5 кГц и при амплитуде излучающего торца - ξ=70 мкм, обеспечивающих «щадящую» для окружающих тканей ультразвуковую некрэктомию резанием и дезинтеграцией измененных тканей раны;
2
- второй этап, проводимый для ультразвуковой санации очага инфекции волноводом-инструментом «пика» из группы 4 волноводов-инструментов, присоединяемых к УЗКС 2, связанной с блоком ультразвуковым 1, предназначенным для озвучивания раны через промежуточный лекарственный раствор путем: установки на рану негерметичного раноограничителя 3, отграничивающего ее от окружающих тканей; заполнении его полости озон/NO-содержащим физиологическим раствором при концентрации озона - 1,5 мг/л и концентрации оксида азота - 0,3 мг/л с покрытием раны слоем - не менее 15 мм; введения в раствор волновода-инструмента «пика» и озвучивания раны на частоте ультразвуковых колебаний - f=26,5 кГц и при амплитуде колебаний - 60 мкм, с экспозицией порядка 2-5 сек/см и с расстояния не менее 5 мм от излучающего торца до поверхности раны. Этим обеспечивается поверхностная санация раны от некротических масс, детрита и патогенных микроорганизмов, а также импрегнация раствора в ткани очага инфекции;
2
- третий этап, связанный с ультразвуковой санацией области раны волноводом-инструментом «распылитель» из группы 4 волноводов-инструментов, присоединяемых к УЗКС 2, связанной с блоком ультразвуковым 1 и предназначенным для дистантного ультразвукового напыления на нее аэрозольного факела лекарственного раствора - 10% озонид/NO-содержащей масляной эмульсии типа «масло в воде» с одновременным ее озвучиванием на частоте - f=26,5 кГц при амплитуде колебаний - ξ=90 мкм и с экспозицией порядка - 2-3 сек/см опыляемой поверхности раны. Этим обеспечивается предварительная санация поверхностных слоев раны и прилежащих к ней тканей.
Однако, как изложено выше (известное техническое решение [6] - прототип), на завершающем - четвертом этапе дистантной ультразвуковой обработки гнойных ран, связанном с экстракцией ультразвуковым дренированием раневого содержимого из капиллярно-пористой системы раневых тканей, не исключается выброс в среду операционного поля инфектанта в виде факела диспергационной аэрозоли (Фиг. 1 и Фиг. 2), экстрагируемого волноводом-инструментом «излучающий диск» известной конструкции из группы 5, из-за отсутствия герметичного раноограничителя и соответствующих аппаратных средств интенсифицирующих обеспложивание патогенных микроорганизмов и детоксикацию эндотоксинов, экстрагируемых из глубинных слоев раневых тканей очага инфекции, что, в свою очередь, не исключает развития послеоперационных осложнений.
Поэтому, после поверхностного санирования гнойной раны, осуществляемого на указанных выше - первом, втором и третьем этапах, реализуют последующий - четвертый этап, связанный с экстракцией ультразвуковым дренированием раневого содержимого из глубинных структур капиллярно-пористой системы тканей гнойной раны, согласно предлагаемого технического решения следующим образом.
- четвертый этап (Фиг. 5 - Фиг. 13) - с учетом нозологической формы и фазы раневого процесса, выбирают, например, волновод-инструмент «излучающий диск» из группы 8 (многозонный волновод-инструмент «излучающий диск» 8), имеющего на рабочей части вогнутый в виде параболоида вращения фронтальный и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами 8.1 с винтовой нарезкой (Фиг. 9г) - как наиболее соответствующий для санации гнойной раны, находящейся в стадии первой фазы раневого процесса - фазе гидратации и экссудации, где после осуществления первичной хирургической обработки, требуется обеспечить высокий уровень экстракции инфектанта в виде диспергационной аэрозоли путем ультразвукового дренирования содержимого из капиллярно-пористой системы раневых тканей 23, за счет инициирования «обратного» ультразвукового капиллярного эффекта.
Выбирают необходимого типоразмера и формы герметичный раноограничитель 10, в зависимости от конфигурации и площади санируемой раны 23, на 10-15% превышающий ее размер и имеющего большой технологический объем 10.7, определяемый размерами раны и внутренней образующей его несущего корпуса 10.2, сопряженного с тороидальным элементом 10.1, позволяющего размещение по высоте технологического объема 10.7, многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, связанного с трансформатором колебаний 2.1 УЗКС 2. В зависимости от состояния раны 23 и уровня проявления болевого синдрома регулируют степень жесткости упруго-эластичного тороидального элемента 10.1 раноограничителя 10 шприцевым наддувом или сдуванием тороидального элемента 10.1 через воздушный клапан ниппельного типа 10.3.
2
Герметичный раноограничитель 10, в собранном виде (Фиг. 4 - Фиг. 6), соединяют соответствующими магистральными патрубками 14,18 и ветвями пневмосистем 15 и 20 с блоком генерации озон/NO-содержащей газовой смеси 16, с деструктором озона 19 и банкой-сборником 21 блока низкого вакуума 22, настроенного на создание разрежения в системе порядка - 0,1-0,15 кг/см (для минимизации болевого синдрома). УЗКС 2 присоединяют к блоку ультразвуковому 1. Трансформатор колебаний 2.1 УЗКС 2 вводят, по скользящей посадке в полость технологического объема 10.7 герметичного раноограничителя 10, через направляющие отверстия опорного элемента 11.1 и держателя 11, которые связаны резьбовым соединением. Со стороны полости технологического объема 10.7, подводят и присоединяют, посредством резьбового соединения, к трансформатору колебаний 2.1 УЗКС 2 многозонный волновод-инструмент «излучающий диск» 8.
1
2
Предварительно, в вертикальном положении устройства, регулированием высоты осевого перемещения опорного элемента 11.1, с установленным на нем УЗКС 2 с волноводом-инструментом «излучающий диск» 8, относительно держателя 11, выбирают величину вылета фронтального излучающего торца рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 относительно опорной плоскости тороидального элемента 10.1, устанавливаемого на поверхность раны 23, покрытой сорбирующим элементом, включающим бактерицидный компонент 24. При этом величина вылета должна соответствовать величине слоя газового промежутка между ними - в пределах 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука (L) или областью акустического пограничного слоя (L), необходимого для реализации процесса дистантной ультразвуковой экстракции инфектанта из раневых тканей при исключении контакта между многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск» 8 и раневой поверхностью 23 с размещенным между ними сорбирующим элементом 24, что контролируется через прозрачный несущий корпус 10.2 раноограничителя 10. Осуществляя выбор резонансного расстояния между ними, обеспечивают, в дальнейшем, после включения ультразвука, режим продольных стоячих волн, реализующего резкое усиление ультразвуковых колебаний, воздействующих на инфектант, за счет создаваемого резонансного акустического поля высокой интенсивности между фронтальным излучающим торцом многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 и раневой поверхностью раны 23 с сорбирующим элементом 24.
Кроме того, осевым возвратно-поступательным перемещением отражателя 10.5 относительно внутреннего диаметра цилиндрического опорного отвода 10.4 несущего корпуса 10.2, обеспечиваемого устройством 10.6 (Фиг. 5, Фиг. 7, Фиг. 8) в виде рычага с фиксатором положения отражателя 10.5, устанавливают резонансное расстояние между отражателем 10.5 и тыльным ступенчатым излучающим торцом рабочей части волновода-инструмента «излучающий диск» 8 (с учетом длины волны ультразвука на частоте f=26,5 кГц), которое после включения ультразвука, позволит создание, между ними, режима продольных стоячих волн и, соответственно - развитие резонансного акустического поля высокой интенсивности, воздействующего на диспергационную аэрозоль инфектанта.
Затем, УЗКС 2 с присоединенным многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск» 8 согласовывают с блоком ультразвуковым 1, настраивая устройство на режим дистантной ультразвуковой обработки раневой поверхности гнойной раны 23, реализующим процесс экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей, за счет инициирования «обратного» ультразвукового капиллярного эффекта, при ее озвучивании на частоте - f=26,5 кГц и звуковом давлении - р порядка 150 Дб в указанных ранее слоях газового промежутка между фронтальным излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 и раневой поверхностью 23 с размещенным на ней сорбирующим элементом с бактерицидным компонентом 24, размеры которого должны превышать размеры гнойной раны 23.
Далее, настраивают блок генерации озон/NO-содержащей газовой смеси 16 на создание потока озон/NO-содержащей газовой смеси с концентрацией озона - 3,0 мг/л и концентрацией оксида азота - 0,6 мг/л, барботированием которой физиологического раствора или растительного масла (оливковое, подсолнечное) получают соответственно: озон/NO-содержащий физиологический раствор с концентрацией озона - 1,5 мг/л и концентрацией оксида азота - 0,3 мг/л при времени барботирования - 15 минут (объем флакона - 400 мл), а также 10% озонид/NO-содержащую масляную эмульсию типа «масло в воде» при времени барботирования - 35 минут (объем флакона 500 мл), применяемых в процессе реализации дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойной раны 23, представляющих собой озон/NO-содержащие лекарственные вещества. Как правило, из-за длительного времени получения 10% озонид/NO-содержащей масляной эмульсии типа «масло в воде», ее готовят перед операцией.
1
2
Одновременным включением функциональных блоков устройства: блока ультразвукового 1 с присоединенной к нему УЗКС 2, связанной с многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск» 8, блока генерации озон/NO-содержащей газовой смеси 16, связанного с деструктором озона 19, а также блока низкого вакуума 22, связанного с банкой-сборником 21, осуществляют процесс дистантной экстракции ультразвуковым дренированием остатков инфектанта из низлежащих слоев капиллярно-пористой системы раневых тканей гнойной раны 23 в сорбирующий элемент 24 с бактерицидным компонентом - озон/NO- или озонид/NO-содержащим лекарственным веществом (область исходной технологической зоны (I) и, далее - в область нижней технологической зоны (II) и, далее - в область срединной технологической зоны (III) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10. При этом варьируют уточняющим перемещением многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, колеблющегося на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб, в пределах слоя газового промежутка, определяемого областью 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука (L) или областью акустического пограничного слоя (L). Между излучающим фронтальным торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 и сорбирующим элементом с бактерицидным компонентом 24, контактирующим с раневой поверхностью 23, реализуется проявление акустического поля высокой интенсивности, т.е. в области нижней технологической зоны (II) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10 (Фиг. 5, Фиг. 8, Фиг. 12, Фиг. 13). Кроме того, уточняющим осевым возвратно-поступательным перемещением отражателя 10.5 относительно внутреннего диаметра цилиндрического опорного отвода 10.4 несущего корпуса 10.2, создаваемым устройством 10.6 (Фиг. 5 и Фиг. 7), обеспечивают резонансное расстояние отражателя 10.5 относительно тыльного ступенчатого излучающего торца рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, создающего между ними акустическое поле высокой интенсивности, т.е. в области верхней технонологической зоны (IV) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10.
1
2
2
1
Процесс дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойной раны 23, осуществляемый на четвертом этапе, является многостадийным и реализует дистантную экстракцию ультразвуковым дренированием инфектанта из капиллярно-пористой системы раневых тканей, инициируемого «обратным» ультразвуковым капиллярным эффектом при акустических и технологических параметрах озвучивания раны в пределах слоя газовых промежутков, определяемых областью - 1/8…1/32 длины волны λ ультразвука - L или областью акустического пограничного слоя - L. При этом динамика дистантной экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием в случае использования газового промежутка, определяемого областью акустического пограничного слоя - (L) более выражена, чем при озвучивании раны в слое газового промежутка, определяемого областью - 1/8…1/32 длины волны А, ультразвука - (L), что является предпочтительным при санации гнойной раны 23 на первой фазе раневого процесса (фазе гидратации и экссудации), где после ее первичной хирургической обработки должен обеспечиваться максимальный уровень экстракции инфектанта. Кинетика его развития включает в себя ряд основных стадий (Фиг. 5, Фиг. 8, Фиг. 12, Фиг. 13).
Первая стадия - в исходной технологической зоне (I), включающей капиллярно-пористую раневую ткань и покрывающий ее капиллярно-пористый сорбирующий элемент 24, при указанных выше параметрах и режимах дистантного ультразвукового воздействия на очаг инфекции гнойной раны 23, инициируемого фронтальным излучающим торцом изгибно-колеблющейся рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, реализуется «обратный» ультразвуковой капиллярный эффект. Им, дистантно осуществляется «принудительная» экстракция ультразвуковым дренированием исходного инфектанта из капиллярно-пористой системы раневых тканей на раневую поверхность гнойной раны 23 и в сопряженный с нею капиллярно-пористый сорбирующий элемент 24 с дальнейшим его направлением в сторону области нижней технологической зоны (II) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10. При этом исходный инфектант представлен гетерогенной системой - «Т-Ж» с несущей жидкодисперсной фазой в виде суспензии раневого содержимого: фрагменты раневых тканей в разных агрегатных формах, экссудатом белков разной вязкости, суспендированные твердые частицы, патогенные микроорганизмы, эндотоксины, заполняющих тканевую структуру, представленную упруго-деформируемыми капиллярами, порами и несплошностями капиллярно-пористой системы раневых тканей.
В основе механизма экстракции ультразвуковым дренированием инфектанта из исходной технологической зоны (I), лежит массоперенос его жидкодисперсной фазы из множества полостей капиллярно-пористой системы раневой ткани, являющейся упруго-деформируемым образованием на поверхность раны 23 и далее, через капиллярно-пористый сорбирующий элемент 24, в полость технологического объема 10.7 раноограничителя 10, при одновременном кавитационном диспергировании возникающего потока жидкодисперсной фазы инфектанта в условиях резонансного поля высокоинтенсивного ультразвука, где одновременно реализуются гетерогенные процессы на границах раздела фаз в системе: «упруго-деформируемое твердое тело - жидкость». При этом массоперенос в потоке экстрагируемой жидкодисперсной фазы исходного инфектанта зависит, с одной стороны - от силы, действующей на жидкость в каждом из единичных капилляров, несплошностей и пор, вызываемой как изменением кривизны мениска жидкости в них, так и при периодическом расклинивающем давлении в полимолекулярной пленке на их гармонически колеблющихся стенках, в свою очередь, обусловленном изменением диэлектрической проницаемости, вызываемой ультразвуком (В.В. Педдер, Л.В. Лощилова и др., 1986; W.B. Floriano, 2004), а с другой стороны - от сил, возникающих как от действия ударных волн при схлопывании кавитационных пузырьков, образуемых в исходном инфектанте при переменном звуковом давлении, в т.ч. за счет гармонического упругого деформирования материала стенок полостей капиллярно-пористой системы раневых тканей, так и в периоды роста и схлопывания кавитационных пузырьков. Под действием резонансного акустического поля высокой интенсивности, дезинтегрируемый и диспергируемый поток исходного инфектанта перемещается из капиллярно-пористых системы раневой ткани и движется в капиллярно-пористую систему сорбирующего элемента 24, насыщенного озон/NO-содержащим лекарственным веществом, где также подвергается кавитационному диспергированию и, в той или иной степени, дезинфицируется и частично фильтруется от избыточно крупных «твердых» компонентов жидкодисперсной фазы. Имея значительную кинетическую энергию, поток исходного инфектанта, на выходе из указанных капиллярно-пористых систем, подвергается дальнейшему кавитационному диспергированию и трансформированию резонансным акустическим полем высокой интенсивности в направленный факел инфектанта в виде грубодисперсной диспергационной аэрозоли, в основном, с размером частиц порядка 120-100 мкм. Этот факел грубодисперсной диспергационной аэрозоли направляется в область нижней технологической зоны (II) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10, т.е в область непосредственного его взаимодействия с фронтальным излучающим торцом изгибно-колеблющейся рабочей частью многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8.
В озвучиваемой среде, фронтальным излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 обеспечивается формирование резонансного акустического поля высокой интенсивности, где основными действующими факторами являются: звуковое давление, кавитация, разномасштабные акустические течения в жидкой и газовой средах, импульсный кумулятивный эффект, реализуемый захлопывающимися кавитационными пузырьками и, возможно, вакууммирование, создаваемое изгибно-колеблющейся рабочей частью многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, воздействующих на капиллярно-пористую систему раневых тканей гнойной раны 23 и капиллярно-пористую систему сорбирующего элемента 24 в области технологической зоны (I) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10 (Фиг. 5; Фиг. 8; Фиг. 9 г; Фиг 10 а,б,в; Фиг. 11а,б,в; Фиг. 12, Фиг. 13).
Вторая стадия - взвешенный поток суспензии диспергата инфектанта в виде факела диспергационной аэрозоли, в нижней технологической зоне (II) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10, взаимодействует, в среде озон/NO-содержащей газовой смеси, с акустическим полем высокой интенсивности, создаваемым фронтальным излучающим торцом изгибно-колеблющейся рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8, обращенного в сторону нижней технологической зоны (II). В этой зоне, гетерогенная система «твердое тело-жидкость-газ» - «Т-Ж-Г», взаимодействуя с акустическим полем высокой интенсивности, определяемого суммой полей массы отдельных кавитирующих пузырьков, реализует межфазный массоперенос, составляющих ее компонентов из одной фазы в другую, формирует поток многофазной суспензии диспергата инфектанта в виде факела диспергационной аэрозоли, подвергаемой дальнейшей дезинтеграции и диспегации вплоть до грубодисперсной диспергационной аэрозоли с меньшим размером дисперсных частиц - 65-40 мкм.
Третья стадия - также реализуется проявлением «обратного» ультразвукового капиллярного эффекта, вызывающего дальнейшее развитие в резонансном акустическом поле высокой интенсивности процесса экстрагирования образуемого потока диспергата в виде аэрозоли инфектанта путем его трансформирования и направления в срединную технологическую зону (III) технологического объема 10.7 раноограничителя 10, т.е. в область дренирующих конических сопловых каналов 8.1, имеющих винтовую нарезку и радиально расположенных на изгибно-колеблющейся рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8. Дренирующие конические сопловые каналы 8.1 с резонирующими винтовыми нарезками, также генерируют собственные неоднородные акустические поля высокой интенсивности и воздействуют на протекающий сквозь них поток грубодисперсной диспергационной аэрозоли, где инфектант подвергается дальнейшему этапу диспергирования - ультразвуковой гомогенизации. Указанное осуществляется колеблющимися, с ультразвуковой частотой, лезвиями винтовой нарезки, выполненной на образующей дренирующих конических каналов сопловой формы, взаимодействующей с набегающим потоком грубодисперсной диспергационной аэрозоли инфектанта с размером частиц - порядка 65-40 мкм. Диспергируемому в неоднородном акустическом поле высокой интенсивности и в жестких условиях ультразвуковой гомогенизации, этому потоку аэрозоли инфектанта, при скачкообразном перепаде давления на выходе из дренирующих каналов - конических сопел с винтовой нарезкой, обеспечивается эволюция его структуры и свойств. При этом поток диспергируемого инфектанта, имеющего размер частиц - порядка 65-40 мкм, преобразуется в турбулентный, с увеличенным углом раствора, конический поток факела тонкодисперсной диспергационной аэрозоли с размером частиц - порядка 20-15 мкм при сообщении ему большой вертикальной скорости, имеющей тангенциальную составляющую, из-за винтового характера нарезки в конических соплах, что способствует устойчивому и равномерному распределению факела аэрозоли в объеме верхней технологической зоны (IV) полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10 (Фиг. 3, Фиг. 8, Фиг. 12).
Далее, потоки факелов аэрозоли от каждого из дренирующих конических сопловых каналов с винтовой нарезкой 8.1, пермешиваясь, направляются в область резонансного акустического поля высокой интенсивности в верхней технологической зоне (IV), т.е. в область, определяемую резонансным расстоянием между тыльным излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 и отражателем 10.5, навстречу подаваемой в полость технологического объема 10.7 раноограничителя 10 озон/NO-содержащей газовой смеси от блока ее генерации - 16.
Четвертая стадия - завершающий процесс диспергирования и дезактивации инфектанта, реализуемого в виде, направленного потока факела инфектанта в виде тонкодисперсной диспергационной аэрозоли с размером частиц - порядка 20-15 мкм, получаемой в резонансном акустическом поле высокой интенсивности, из срединной технологической зоны (III), т.е. из области дренирующих конических сопловых каналов с винтовой нарезкой 8.1 рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 в верхнюю технологическую зону (IV). Благодаря турбулентному характеру и высокой динамике вихревого потока аэрозольного факела с несущей жидкой фазой, формируемых дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой, в верхней технологической зоне (IV) имеет место встречное полноценное его взаимодействие и перемешивание и с высокоактивной озон/NO-содержащей газовой смесью, обладающей бактерицидными, фунгицидными, вирулицидными и детоксицирующими свойствами [7]. В этой области, определяемой расстоянием между тыльным излучающим торцом рабочей части многозонного волновода-инструмента «излучающий диск» 8 и отражателем 10.5, обеспечивается создание дополнительного резонансного акустического поля высокой интенсивности. При этом, с одной стороны - обеспечивается дальнейшая диспергация аэрозольного факела инфектанта, представляющего собой гетерогенную систему с несущей жидкой фазой, до высокодисперсной диспергационной аэрозоли с размером частиц - порядка 0,1 мкм, а с другой стороны - вследствие резкого увеличения дисперсности частиц диспергационной аэрозоли - вплоть до микронного и субмикронного размера, многократно возрастает межфазная поверхность раздела в гетерогенной системе «высокодисперсная диспергационная аэрозоль инфектанта - озон/NO-содержащая газовая смесь». За счет сформированного резонансного акустического поля высокой интенсивности и проявления факторов вторичного ультразвука, в объеме верхней технологической зоны (IV), обеспечиваются - ускорение взаимодействия и диффузии активных компонентов озон/NO-содержащей газовой смеси с высокодисперсной диспергационной аэрозолью инфектанта при встречном их перемешивании. Указанное, способствует резкому увеличению массопереноса, скорости и полноты протекания гетерогенных химических и биохимических реакций в системе смешиваемых, в резонансном акустическом поле высокой интенсивности, компонентов диспергированного инфектанта, позволяющих обеспечить достижение объемного бактерицидного, фунгицидного и вирулицидного эффектов, реализующих надежное обеззараживание, вплоть до стерилизации, патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов, вирусов), а также инактивацию и разрушение эндотоксинов в экстрагируемом инфектанте как в областях: нижней(II), срединной(III) и верхней(IV) технологических зон полости технологического объема 10.7 раноограничителя 10, так, в значительной степени, и в поверхностных слоях санируемой гнойной раны 23, т.е. в области исходной технологической зоны (I). В условиях отграничения гнойной раны 23 раноограничителем 10, это является гарантией исключения инфицирования окружающих тканей и операционной среды и, соответственно, исключения осложнений раневого процесса. В случае санации обширной раны, после дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки одного из участков гнойной раны 23, основные функциональные блоки устройства: ультразвуковой генератор 1, блок генерации озон/NO-содержащей газовой смеси 16 и блок низкого вакуума 22 не выключают, а перемещают раноограничитель 10, сопряженный с УЗКС 2 и волноводом-инструментом «излучающий диск» 8 на следующий - не санированный участок раневой поверхности гнойной раны 23 и осуществляют, из него, экстракцию инфектанта дистантной озон/NO-ультразвуковой обработкой. Последовательным пошаговым перемещением устройства, возможно санировать обширные гнойные раны 23 с некритичной разноуровневой поверхностной неровностью.
По окончании этапа дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки всей раневой поверхности гнойной раны 23, устройство с функциональными блоками отключают от питающей сети. С нее убирают раноограничитель 10, сопряженный с УЗКС 2 и волноводом-инструментом «излучающий диск» 8, а также отработанный сорбирующий элемент с бактерицидным компонентом 24, насыщенный экстрагированными из капиллярно-пористой системы раневых тканей: суспензией детрита, диспергированными фрагментами раневых тканей в разных агрегатных формах, патогенными микроорганизмами, эндотоксинами. Санированную поверхность гнойной раны 23 промывают озон/NO-содержащим физиологическим раствором. Осуществляют визуальный контроль состояния гнойной раны 23 после санации. По результатам контроля делают заключение о целесообразности продления или прекращения дальнейшей обработки раны 23. Затем, на рану 23 накладывают сорбирующую повязку раневую антимикробную, например, «ВитаВаллис» и фиксируют ее марлевым бинтом.
После этого, последовательно проводят: первоначально - внутривенное капельное введение в крово, - лимфо - и интерстициальную системы организма озон/NO-содержащего физиологического раствора (объем 250 мл) с концентрацией озона - 1,5 мг/л и концентрацией оксида азота - 0,3 мг/л (Фиг. 14), а затем внутривенное капельное введение раствора антиоксиданта (объем 250 мл) - 0,5% раствор янтарной кислоты «Ремаксол» (Фиг. 15), осуществляемых применением стандартной системой 25 для инфузионного введения лекарственных растворов, позволяющей их системное введение в организм. Этим, дополнительно, обеспечивается быстрое купирование проявлений синдрома эндогенной интоксикации, отягощающих течение заболевания у пациентов с обширными гнойными ранами. Что реализуется лечебным действием экзогенно вводимых веществ: озона и оксида азота в виде озон/NO-содержащего лекарственного вещества и антиоксиданта - раствора янтарной кислоты «Ремаксол», являющихся азеотропными по отношению к организму, воздействующими на многие патогенетические звенья при гнойно-воспалительных процессах, связанных с инфицированием организма, накоплением активных радикалов, синдромом эндогенной интоксикации, гипоксией, иммунодефицитным состоянием, нарушением крово- и лимфообращения, анаэробным гликолизом и т.д. [7,8]. По окончании процедуры, в динамике, контролируют состояние пациента по показателям: сатурация, температура тела, частота пульса, артериальное давление. Количество сеансов дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран, по предлагаемому техническому решению определяют в каждом конкретном случае в зависимости от степени ее тяжести, загрязненности, инфицирования, площади и конфигурации, фазы раневого процесса и динамики репаративной регенерации раневых тканей. Количество сеансов за курс лечения гнойной раны -12-15, проводимых ежедневно или через день. По показаниям, возможно увеличение количества сеансов, определяемых врачом индивидуально.
Пример. Больной Е., 52 года. Поступил в медицинский Центр восстановительного лечения и реабилитации «Эллитар» (г. Омск) для лечения в условиях дневного стационара с диагнозом: хронический остеомиелит пяточной кости левой стопы, обострение, обширная открытая инфицированная рана пяточной области левой стопы в стадии осложнения. В анамнезе - перелом костей левой стопы, полученной в ходе боевых действий во время прохождения службы в Афганистане. Неоднократно оперирован по поводу хронического остеомиелита пяточной стопы, осложненного формированием обширной длительно незаживающей гнойной раны.
При поступлении в медицинский Центр, у пациента в области пяточной кости левой стопы имелась обширная гнойная рана с фибринозно-гнойным отделяемым. Жалобы на стойкий болевой синдром левой нижней конечности, требующий постоянного приема обезболивающих лекарственных средств. Так как у пациента имеет место хроническое течение раневого процесса на фоне вялотекущей интоксикации, иммунодефицита и метаболических нарушений, характерных для данной категории больных, то для лечения гнойной раны предложен патогенетически обоснованный комбинированный метод ее лечения на основе предложенного технического решения с использованием устройства для дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран.
Ежедневно, с применением устройства, входящего в Комплекс озон/NO-ультразвуковой для обработки раневых поверхностей «Кавитон-ММ», проводились: детоксикационая, реологическая и лекарственная терапия, адекватная хирургическая обработка гнойной раны с поэтапной некрэктомией и перевязкой, обеспечивающими удаление из раны нежизнеспособных тканей, гноя, патогенной микрофлоры и продуктов их жизнедеятельности, позволяющих сократить первую фазу раневого процесса и создать условия для раннего закрытия раны. Для этого:
- на первом этапе лечения, связанном с хирургической обработкой раны, под местным наркозом проводили ее ультразвуковую некрэктомию путем контактной обработки волноводами-инструментами «скальпель» и «фреза» на частоте - f=26,5 кГц и амплитуде рабочей части - ξ=70 мкм, обеспечивающих «щадящую» ультразвуковую некрэктомию с иссечением и дезинтеграцией некротизированных и пропитанных гноем тканей раны;
- на втором этапе лечения, после некрэктомии, проводили поверхностную санацию раны от остатков некротических масс, детрита и патогенных микроорганизмов, а также импрегнацию лекарственного раствора в очаг инфекции, путем размещения на ней негерметичного раноограничителя, заполнении его озон/NO-содержащим физиологическим раствором при концентрации озона - 1,5 мг/л и концентрации оксида азота - 0,3 мг/л, имеющего бактерицидный, фунгицидный, иммунокоррегирующий, оксигенирующий, вазодилатирующий, антиоксидантный и иные свойства, с последующим озвучиванием раны волноводом-инструментом «пика» на частоте - f=26,5 кГц и при амплитуде рабочей части - ξ=60 мкм;
2
- на третьем этапе лечения, проводили дополнительную ультразвуковую санацию раны и прилежащих тканей волноводом-инструментом «распылитель», путем дистантного ультразвукового напыления на нее аэрозольного факела - 10% озонид/NO-содержащей масляной эмульсии типа «масло в воде» на частоте ультразвуковых колебаний - f=26,5 кГц при амплитуде колебаний - ξ=90 мкм с экспозицией - 2-3 сек/см поверхности раны с созданием поверхностного слоя масляной пленки, указанной масляной эмульсии, обладающей высокими бактерицидным, фунгицидным, вирулицид-ным, иммунокоррегирующим и иными полезными свойствами.
После поверхностного санирования гнойной раны, реализуют заключительный - четвертый этап, связанный с дистантной экстракцией раневого содержимого ультразвуковым дренированием непосредственно из капиллярно-пористой системы тканей гнойной раны и последующим системным внутривенным введением в организм пациента целевых растворов лекарственных веществ.
- на четвертом этапе лечения, согласно предлагаемого технического решения, в условиях отграничения санируемой гнойной раны герметичным раноограничителем, проводили санацию раны дистантной озон/NO-ультразвуковой обработкой, путем экстракции инфектанта ультразвуковым дренированием из капиллярно-пористой системы раневых тканей, за счет инициирования «обратного» ультразвукового капиллярного эффекта, реализующего экстракцию инфектанта из капиллярно-пористой системы раневых тканей с последующим образованием высокодисперсной диспергационной аэрозоли и ее обеззараживанием от остатков патогенных микроорганизмов и дезактивацией эндотоксинов во взаимодействии с озон/NO-содержащей газовой смесью в резонансных акустических полях высокой интенсивности в исходной, нижней, срединной и верхней зонах технологической полости герметичного раноограничителя.
2
2
1
2
Для этого, на один из участков раневой поверхности обширной гнойной раны, условно разделенной на три участка, размер каждого из которых, в среднем, составлял 30-35 см, а также на прилегающие к ним ткани, укладывали сорбирующий элемент с бактерицидным компонентом (многослойная марлевая прокладка толщиной 3 мм), пропитанный 10% озонид/NO-содержащей масляной эмульсией типа «масло в воде». На нее, без давления, устанавливали герметичный раноограничитель (рабочая площадь - до 50 см), связанный с функциональными блоками и сопряженный с УЗКС и многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», имеющим на рабочей части вогнутый фронтальный в виде параболоида вращения и тыльный ступенчатый излучающие торцы, снабженной дренирующими коническими сопловыми каналами с винтовой нарезкой (Фиг. 9г), согласованным с блоком ультразвуковым и настроенным на режим продольных стоячих волн, образующим резонансное высокоинтенсивное акустическое поле в исходной, нижней, срединной и верхней областях технологических зон герметичного раноограничителя. Дистантная ультразвуковая обработка гнойной раны проводилась на частоте - f=26,5 кГц и при звуковом давлении - р порядка 150 Дб, развиваемом многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», а именно - фронтальным излучающим торцом в слое газового промежутка как в областях 1/8…1/32 длины волны к ультразвука (L), так и в пределах слоя газового промежутка акустического пограничного слоя (L), а также развиваемого его тыльным ступенчатым излучающим торцом, взаимодействующего с отражателем звукового поля, обеспечивающим создание дополнительного резонансного акустического поля высокой интенсивности.
2
Включением Комплекса озон/NO-ультразвукового для обработки раневых поверхностей «Кавитон-2ММ» включался УЗКС, связанный с блоком ультразвуковым и многозонным волноводом-инструментом «излучающий диск», а включением блока генерации озон/NO-содержащей газовой смеси и блока низкого вакуума в полости герметичного раноограничителя создавались условия - для циркуляции озон/NO-содержащей газовой смеси с концентрациями: озона - 3,0 мг/л и оксида азота - 0,6 мг/л, а также для создания низкого вакуума с разрежением - 0,1-0,15 кг/см. Включением в работу, указанного выше, волновода-инструмента, инициировался «обратный» ультразвуковой капиллярный эффект, вызывающий дистантную экстракцию ультразвуковым дренированием гнойного содержимого из капиллярно-пористой системы раневых тканей в виде потока аэрозольного факела инфектанта, трансформируемого в исходной, нижней, срединной и верхней технологических зонах и межфазно взаимодействующего с одновременно подаваемой в полость технологического объема герметичного раноограничителя озон/NO-содержащей газовой смесью, где инфектант подвергался гарантированному обеззараживанию от патогенных микроорганизмов и разрушению эндотоксинов, а очаг инфекции насыщался озон/NO-содержащим лекарственным веществом. За сеанс лечения обширной гнойной раны, проводимого ежедневно, последовательно и дистантно озвучивали в течение 60-90 секунд каждый из трех участков (в зависимости от состояния раневых тканей), а также прилегающие к ним биоткани покрытые сорбирующим элементом, включающим озон/NO-содержащий лекарственный раствор.
По окончании сеанса дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойной раны, с ее санированной поверхности удаляли сорбирующий элемент, пропитанный «принудительно» экстрагированным в него ультразвуковым дренированием, дезактивированным и детоксицированным раневым содержимым в смеси с отработанными остатками озон/NO- или озонид/NO-содержащих лекарственных растворов, импрегнированных на втором и третьем этапах лечения в капиллярно-пористую систему раневых тканей. Санированную поверхность обширной раны промывали озон/NO-содержащим физиологическим раствором и накладывали на нее сорбирующую повязку раневую антимикробную, например, «ВитаВаллис» и фиксировали ее марлевым бинтом.
По показаниям, проводили внутривенное капельное введение озон/NO-содержащего физиологического раствора в крово, - лимфо - и интерстициальную системы организма больного. Объем раствора 250 мл, с концентрацией озона - 1,5 мг/л и концентрацией оксида азота - 0,3 мг/л, а затем, последовательно, раствор антиоксиданта - 0,5% раствор янтарной кислоты «Ремаксол», в объеме 250 мл с применением стандартной системы 25 для инфузионного введения лекарственных растворов в организм (Фиг. 14 и Фиг. 15).
В процессе лечения пациента с обширной длительно незаживающей гнойной раной проведено 15 сеансов, осуществляемых как ежедневно, так и через день. После 3-4 сеанса лечения - боли в области левой нижней конечности уменьшились при незначительном сокращении отделяемого раневого экссудата. После 8 сеанса - боли прекратились, отмечено резкое снижение объема отделяемого экссудата, наличие отдельных участков фибринозно-гнойных наложений; появление участков грануляционной ткани и краевой эпителизации. После 15 сеанса - рана хорошо гранулирована; воспалительные проявления купированы, что свидетельствовало об активизации репаративной регенерации раневых тканей и отсутствии признаков инфицирования операционного поля и окружающих тканей, которые нередко вызывают послеоперационные осложнения с длительным сроком их лечения. В дальнейшем, пациент продолжил амбулаторное лечение по месту жительства. Полная эпителизация обширной раны достигнута через две недели после выписки из дневного стационара с формированием нормотрофичного рубца. Рецидив заболевания отсутствует.
Предложенное техническое решение позволило сократить сроки лечения обширной длительно незаживающей гнойной раны, как минимум в 1,5 раза, с исключением осложнений раневого процесса в сравнении с традиционными методами лечения данных патологий, т.к. известно, что подобные осложненные раны отличаются замедленным течением раневого процесса, длительным сохранением микроциркуляторных расстройств, торможением макрофагальной реакции, замедлением роста и созревания грануляционной ткани (М.П. Толстых, О.Е. Луцевич, В.Г. Ширинский и др., 2007).
Кроме того, предложенное техническое решение, реализующее «обратный» ультразвуковой капиллярный эффект, в его дистантном варианте, для эффективного лечения осложненных ран и раневой инфекции имеет большие перспективы для использования в экспериментальной и клинической хирургии, в т.ч. в военной медицине как в условиях стационара, так и стационарзамещающей - амбулаторной хирургической помощи.
К настоящему времени, предлагаемое устройство для дистантной озон/NO-ультразвуковой обработки гнойных ран, входящее в Комплекс озон/NO-ультразвуковой для обработки раневых поверхностей «Кавитон-2ММ» (Фиг. 16) проходит, в установленном Росздравнадзором порядке, приемочные технические и медицинские испытания, в частности, на аккредитованой базе испытаний - СибНИИЦМТ (г. Новосибирск).
В установленном порядке, для организации производства Комплекса озон/NO-ультразвукового для обработки раневых поверхностей «Кавитон-2ММ» и внедрения его в практику клинической медицины разработаны: конструкторская документация, ТУ, Паспорт, Руководство по эксплуатации, и пр. Это позволит ускорить постановку на производство перспективного медицинского изделия, позволяющего внедрить в клиническую практику дистантную озон/NO-ультразвуковую обработку гнойных ран, что соответствует требованию «промышленная применимость». Конструкторско-технологические подходы, данного технического решения могут быть востребованными в иных отраслях народного хозяйства, например, для интенсификации, в резонансных акустических полях высокой интенсивности, процессов химических - и биохимических технологий, связанных с экстрагированием гетерогенных систем с несущей жидкой фазой и газо-жидкостными фазами из капиллярно-пористых материалов и объектов живой и неживой природы; в области физикохимии поверхностей, изучающих особенности протекания гетерогенных процессов на границе раздела фаз: «жидкость-твердое тело», «твердое тело-газ» «жидкость-газ» и пр., в нанотехнологиях, электронике и пр.
Источники информации
1. Педдер В.В. Исследование процесса, разработка технологии и оборудования для ультразвуковой сварки разнородных биотканей при слухоулучшающих операциях: Автореф. дисс. канд. техн. наук. - М. 1982. - 16 с.
2. Открытие №181 СССР. Ультразвуковой капиллярный эффект / Е.Г. Коновалов // Открытия. Изобретения. - 1977. - №2.
3. Прохоренко П.П., Дежкунов Н.В., Коновалов Г.Е. Ультразвуковой капиллярный эффект. - Мн.: Наука и техника, 1981. - 135 с.
4. Авторское свидетельство СССР №506421 «Способ лечения инфицированных ран». М. кл. А61М 37/00. М.В. Волков, Г.А. Николаев, В.И. Лощилов, А.А. Орлова и др. Опубл. 1978.
5. Авторское свидетельство СССР №878268 «Способ лечения инфицированных ран». М. кл. А61В 17/00, A61N 5/00. В.И. Лощилов, Г.Е. Цыбров, А.А. Орлова, В.В. Черкашин и др. Опубл. 1981.
6. Патент РФ №2708787 «Способ дистантной ультразвуковой обработки гнойных ран». МПК A61N 7/02. В.В. Педдер, В.Н. Хмелев, Р.Н. Голых, А.В. Педдер и др. Опубл. 2019. (прототип).
7. Демлов Р., Юнгманн Мария-Тереза. Руководство по кислородной - и озонотерапии. Практика-клиника-научные основы. Пер. с нем. М.: Арнебия. 2005. - 208 с.
8. Меньшикова Е.Б., Ланкин В.З., Бондарь И.А. и др. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М., 2006. - 342 с.