Раневое покрытие
WOUND COATING

Область техники
Изобретение относится к области медицины, а именно к раневому покрытию с пролонгированным лечебным действием за счет содержащихся в нем частиц металла, обладающего высокой биологической активностью. Покрытие может быть выполнено, например, в виде пластин-аппликаторов, салфеток, тупферов, турунд различной формы и размеров. Покрытие предназначено для использования, например, в хирургии, для предотвращения нагноения послеоперационных ран, ускорения заживления ран различной этиологии, закрытия травмированных тканей, лечения гнойничковых и трофических поражений кожи и подкожно-жировой клетчатки.
Уровень техники
Известен серебросодержащий материал из микрокристаллической целлюлозы, который изготавливают путем пропитки целлюлозного материала водным раствором AgNO3, с дополнительной обработкой смесью аммиака и глицерина (RU 2256675). Однако, данный перевязочный материал не редко вызывает раздражение раневой поверхности, аллергию, так как содержит продукты термохимического разложения химических реактивов и самой микрокристаллической целлюлозы.
Известен перевязочный материал с атомной неупорядоченностью серебра, т.е. аморфного серебра (RU 216526), что влечет большие трудозатраты на его изготовление, а также ограничивает диффузию серебра из материала.
Наиболее близким техническим решением является перевязочный материал с нанесением серебра в вакууме (RU 2314834), а именно раневое покрытие на основе тканых и нетканых материалов природного или синтетического происхождения, содержит частицы металла, обладающего биологической активностью в патогенной флоре, при этом в качестве частиц металла оно содержит наночастицы серебра от 80 до 99,7%, железа от 0,1 до 20%, алюминия от 0,1 до 20%, меди от 0,1 до 20%, которые нанесены в вакуумной камере с помощью магнетронного напыления. Известное раневое покрытие позволяет осуществить перевязки безболезненно и без травматизации окружающих рану тканей, кроме того, покрытие обладает стерильностью.
Однако, необходимость использования дополнительных биологически активных металлов (железа, алюминия и других) в данном покрытии не оправдано практикой, т.е. не приносит подтвержденного положительного эффекта. Причина этого состоит в образовании гальванической пары из серебра и любого другого металла из сплава, что приводит к возникновению постоянного электрического поля и постоянного тока между ними. В этом случае, как показали исследования [5], нарушается клеточный метаболизм. Исследования 30-40 годов прошлого века показали, что постоянный электрический потенциал, приводит к образованию «гиганских» клеток, которые с очень большой вероятностью перерождаются в раковые.
Достигаемым техническим результатом является ускорение сроков заживления, за счет:
- обеспечения более высокой активности наночастиц металла за счет наличия наночастиц со средним размером не более 50 нм. Биологическая активность наночастиц существенно зависит от их размера, а сам размер наночастиц зависит от температуры осаждения [1, 2]. При снижении температуры осаждения до 0°С и ниже, средний размер наночастиц на волокнах начинает составлять 50 нм и менее, что усиливает биологическую активность покрытия и, соответственно, лечебный эффект [3,4].
- стерильности покрытия и самого материала, за счет способа нанесения частиц металлов - магнетронного напыления.
Кроме того, благодаря низкой адгезии к раневой поверхности покрытие атравматично, что позволяет осуществить перевязки безболезненно и без травматизации подлежащих тканей раны.
Раневое покрытие не вызывает аллергических реакций при длительном наложении на раневую поверхность.
Раневое покрытие обладает улучшенными потребительским свойствами, удобно в эксплуатации, так как им можно закрывать раны и поврежденные ткани любой из сторон, что позволяет, во-первых, быстро использовать его для оказания медицинской помощи, особенно в экстремальных условиях, а во-вторых, использовать в виде, например, дренажей, салфеток, пластырей, турунд и т.п. Возможность дополнительного увеличения объема и содержания слоев позволяет улучшить его сорбционные свойства при лечении ран с обильным раневым секретом.
Раскрытие изобретения
Раневое покрытие выполнено на основе тканых, нетканых или комбинированных материалов природного или синтетического происхождения, содержащее частицы металла, обладающего биологической активностью к патогенной микрофлоре, отличающееся тем, что в качестве частиц металла оно содержит наночастицы чистого серебра пробой не менее 99,96%, которое нанесено в вакуумной камере с помощью магнетронного напыления. Средний размеры наночастиц не превосходит 0,05 мкм, что обеспечивается низкой температурой нанесения (ниже 0°С).
Наночастицы серебра могут быть нанесены на обе стороны покрытия.
Раневое покрытие может содержать дополнительный слой, который в свою очередь может содержать лекарственные вещества.
В качестве лекарственных веществ дополнительный слой может содержать атисептические или антимикробные препараты, или настои лекарственных трав, или витамины, или антигрибковые препараты.
Раневое покрытие может быть выполнено в виде салфетки или турунд, или тампонов, пластыря и т.п.
Осуществление изобретения
Рулонный материал, на который необходимо нанести биологически активное металлическое покрытие, загружается на барабан в камеру вакуумной установки. Вакуумная установка содержит высоковакуумный насос, хотя бы один магнетрон и приемный барабан. Металлическое серебро - 99,99% размещено в катоде магнетрона. Предварительно в вакуумной камере создают вакуум не менее 10-4 Па. Затем рулонный материал протягивают под работающим магнетроном посредством синхронного вращения барабанов. Магнетрон работает при давлении рабочего газа аргона (чистотой не менее 99,99) не более 10-1 Па, что обеспечивает высокую степень чистоты наночастиц наносимого металла и, соответственно, высокую степень активности этих частиц при обработке раневых поверхностей. Температура нанесения покрытия не выше 0°С, что обеспечивает малый размер наночастиц (со средним размером не более 0,05 мкм) и сохранение структуры материала, на который наносится биологически активное покрытие.
В качестве материала могут быть использованы любые тканые и нетканые материалы природного или синтетического происхождения, текстильное полотно, например, из хлопчато-бумажного волокна или его смеси с вискозным волокном.
Покрытие из наночастиц биологически активных металла может быть нанесено как на одну сторону материала, так и с обеих сторон покрытия.
Покрытие может содержать дополнительный слой, который в свою очередь может содержать лекарственное средство с дополнительным лечебным действием, например, медицинские масла, витамины, настои лекарственных растений, антисептики, антимикробные средства, противогрибковые вещества и др.
Дополнительный слой может быть выполнен, например, из двух биосовместимых биодеградируемых полимеров - двух полисахаридов или полисахарида и коллагена, или желатина, что придает покрытию гемостатические свойства.
Предлагаемое раневое покрытие, выполненное в форме салфеток размерами 10×10 см, было применено на кафедре общей хирургии Московской медицинской академии имени И.М. Сеченова при лечении 50 больных с хирургической патологией различной этиологии и локализации: гнойные раны 6; инфицированные раны 4; флегмоны, абсцессы 8; трофические язвы 5; остеомиелит (свищи) 5 (до и после операции); мастит 1; гнойный бурсит 1; острый аппендицит 6; грыжесечение 5 (в т.ч. ущемленные 2); резекция желудка 4; флебэктомия 2; липома 1; лапаротомия 1. Всего 50 больных при лечении больных с гнойными ранами и трофическими язвами, а также в послеоперационном периоде на первичные швы при плановых и экстренных операциях.
После предварительного туалета раны (обработки фурацилином 1:5000; 3%-ным раствором перекиси водорода, хлоргексидин биглюконатом) на поверхность раны или трофической язвы накладывали повязку из предлагаемого материала, при глубокой послеоперационной ране или при наличии свища из салфетки формировалась турунда, с помощью которой осуществляли дренирование.
Смена повязок производилась ежедневно, а в послеоперационном периоде при наличии глухого шва через 1-2 сут.
Оценку эффективности применения покрытия проводили на основании клинических наблюдений, бактериологических и цитологических исследований. В ходе исследований определяли следующие показатели: впитывающая способность салфеток из раневого покрытия, специфическая микробная сорбция, скорость смачивания, мягкость и пластичность, прочность структуры до и после использования салфетки. При этом было отмечено следующее: салфетки обладают хорошей способностью впитывать раневой секрет, оказывая при этом выраженный сорбционный эффект, обладают хорошей дренирующей функцией, снижают бактериальную обсемененность ран и трофических язв (как за счет сорбционного эффекта, так и в результате действия наночастиц металлов); анализ состава микрофлоры показал, что у подавляющего большинства больных (66%) возбудителями заболевания являлись золотистый стафилококк и гемолитический стафилококк в виде монокультуры и в виде ассоциации с другими микроорганизмами (у 18% больных). В ходе исследования было установлено, что применение салфеток из заявляемого материала способствует быстрой локализации раневого процесса, уменьшению отека и гиперемии краев ран, области швов; сокращается число перевязок; покрытие удобно в применении, хорошо моделируется в ране и на поверхности язвы, позволяет индивидуально определять количество покрытия с учетом площади и конфигурации раневой поверхности; хорошие результаты также получены при лечении ожогов и резаных ран, при использовании в качестве перевязочного материала на послеоперационных ранах со швами. В последнем случае уменьшилось число гнойных осложнений и послеоперационных нагноений (на 40-50%). Салфетки из данного покрытия предохраняют чистые гранулирующие раны и область швов от внешней среды, препятствуя вторичному инфицированию.
Кроме того, проведено клиническое исследование покрытия, содержащего дополнительный слой из карбоксиметилцеллюлозы и антисептика фурагина и карбоксиметилцеллюлозы и хлоргексидина биглюконата.
Повязки применялись 15 больным при лечении ран с гнойным воспалением различного генеза (абсцессы, ожоговые раны, трофические язвы различной этиологии, нагноившиеся послеоперационные раны). Исследования проводились в сравнительном аспекте с традиционными методами лечения. Контроль за течением раневого процесса осуществляли на основании клинических данных (купирования воспаления, проявления грануляций, васкуляризации и появления эпителиального слоя), сроков заживления, а также с помощью перевязки осуществляли ежедневно.
По данным наблюдений на вторые-третьи сутки после наложения повязок практически исчезали признаки воспаления. Выделение экссудата из ран уменьшалось и приобретало серозный характер вместо фибринозно-гнойного или сукровичного. Отмечали появление очагов грануляционной ткани. На 5-7 сутки лечения раны очищались и покрывались яркими грануляциями.
Положительную динамику наблюдали на протяжении всего периода применения материалов. На 9 сутки процесс заживления ран был ярко выражен: отмечали мелкозернистую грануляционную ткань, на всех ранах имело место появление краевой эпителизации. Заживление ран, кроме трофических язв, отмечали на 12-14 сутки. По данным количественного микробиологического анализа в исходных ранах наблюдался высокий уровень микробной обсемененности (выше "критического уровня"). Динамическое наблюдение показало, что более выраженное уменьшение количества микробов происходило при применении покрытия с хлоргексидином биглюконатом. На 3-5 сутки в ранах отмечали снижение уровня микрофлоры примерно вдвое. Это позволяло провести закрытие ран различными способами (наложение швов, аутодермопластика, использование культуры клеток). На 9 сутки из ран высевались от 10 до 100 колоний микрофлоры, что не мешало эпителизации и заживлению ран. Клиническое исследование покрытия показало, что оно может быть использовано при лечении ран с выраженным гнойным воспалением различного генеза (ожоговые раны I-III степени, нагноившиеся раны, раны после первичной хирургической обработки, сильно эксудатирующие трофические язвы).
Покрытие применялось в послеоперационном периоде при наложении на первичные швы при плановых и экстренных операциях, а также при лечении больных с гнойными ранами и трофическими язвами в первой и второй фазах раневого процесса. Салфетки из предлагаемого покрытия накладывались на поверхность раны или язвы. При глубокой послеоперационной ране или при наличии свища из салфеток формировали турунды для улучшения дренажа. Смена производилась ежедневно. По мере очищения раны, уменьшения отека и эксудации, переходили на более редкие перевязки через 1-2 суток. Клинически отмечено очищение ран в среднем от 4 до 10 дней. Отмечалось уменьшение болей, отека, гиперемии, улучшалось общее состояние больных. Оценка эффективности применения материала проводилась на основании клинических наблюдений. Было отмечено, что покрытия хорошо впитывают раневой экссудат и обладают выраженными дренирующими свойствами. Оно удобно в применении, хорошо моделируется в ране. Размеры покрытия подбираются индивидуально с учетом конфигурации и площади раневой поверхности. Было установлено, что применение покрытия способствует: ускорению процессов очищения и заживления гнойных ран и трофических язв, уменьшению отека и гиперемии области швов и краев ран; при использовании салфеток в качестве перевязочного материала сокращается число гнойных осложнений; чистые гранулированные раны и область шва предохраняются от воздействия внешней среды, что препятствует развитию вторичной инфекции.
Пример 1.
Салфетка размером 10×10 см из хлопчато-бумажного волокна с примесью с вискозных волокон имеет покрытие из наночастиц биологически активных металлов в виде наночастиц серебра до 99,99%, которые нанесены в вакуумной камере с помощью магнетронного напыления. Нанесение наночастиц может быть осуществлено как на одну сторону материала, так и с обеих сторон покрытия.
Пример 2. Салфетка по примеру 1, имеющая дополнительный слой, который в свою очередь может содержать лекарственное средство с дополнительным лечебным действием, например, медицинские масла, витамины, настои лекарственных растений, антисептики, антимикробные средства, противогрибковые вещества и др.
Пример 3. Салфетка по примеру 2 имеет дополнительный слой, который может быть выполнен, например, из, по крайней мере, двух биосовместимых биодеградируемых полимеров - двух полисахаридов или полисахарида и коллагена, или желатина, что придает покрытию гемостатические свойства.
Предлагаемое раневое покрытие обладает улучшенными потребительским свойствами, удобно в эксплуатации, так как им можно закрывать раны и поврежденные ткани любой из сторон, что позволяет, во-первых, быстро использовать его для оказания медицинской помощи, особенно в экстремальных условиях, а во-вторых, использовать в виде, например, дренажей, салфеток, пластырей, турунд и т.п.Раневое покрытие не вызывает аллергических реакций при длительном наложении на раневую поверхность. Возможность дополнительного содержания слоев позволяет улучшить его сорбционные свойства при лечении ран с обильным раневым секретом.
Список литературы:
1. Сергеев Г.Б. Нанохимия. Изд-ва МГУ, 2003, 288 с.
2. Волостных М.В., Мурадова А.Г., Юртов Е.В. Влияние различных технологических параметров на размер наночастиц Fe3O4. Успехи в химии и химической технологии, том XXV, 2011, №8 (124), стр. 7-10.
3. Рахметова А.А. Изучение биологической активности наночастиц меди, различающихся по дисперсности и фазовому составу. Автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук, Москва, 2011.
1.4. Иванов И.Д., Уфимцева Е.Г., Попов А.В. Биологическая активность металлического серебра разного размера в клетках костного мозга и перитонеальной полости мышей, инфицированных вакциной БЦЖ IN VITRO. Биофармацевтический Журнал, 2016, т. 8, № 2.
1.5. Опритов В.А. Электричество в жизни животных и растений. Соросовский образовательный журнал, 1996, №9, с. 40-46