СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ХИРУРГИЧЕСКОЙ НИТИ
METHOD FOR IMPROVING QUALITY OF SURGICAL SUTURE

Изобретение относится к области ветеринарии и медицины, в частности к способу получения хирургической нити с антибактериальным покрытием.
Известен способ получения хирургического шовного материала с антимикробным действием (см. патент РФ №1473147 от 14.07.86 г., МПК A61L 17/00). Сущность способа заключается в пропитывании нити антимикробным веществом, и покрытия нити рассасывающейся клеевой композицией, способствующей постепенному высвобождению антибиотиков, что обеспечивает антимикробную активность шовного материала.
Однако, небольшая длительность антимикробного действия (6-8 дней) из-за быстрого рассасывания клеевой субстанции и вымывания антимикробного вещества (формирование рубцовой ткани происходит к 20-му дню), может привести к развитию поздней инфекции.
Так же способ не устраняет травмирующего действия шелковой нити на ткани организма из-за небиологической природы склеивающей субстанции и низкой ее эластичности, вследствие чего под швами могут развиваться пролежни и фистулы.
Наиболее близким решением, принятым за прототип, является способ получения хирургической нити или ткани (см. патент РФ №2278693 от 03.11.2004 г., МПК A61L 31/00).
Сущность способа заключается в пропитке хирургической нити или ткани раствором азотнокислого серебра с последующим восстановлением пропитавшего нить или ткань соединения до металлического серебра в щелочном растворе формальдегида и с последующей промывкой нити или ткани, покрытой серебром, от остаточного содержания реагентов.
Однако при данном методе проводится химическое восстановление серебра из ионной в металлическую форму при действии щелочного раствора формалина. Не смотря на то, что остатки реагентов после восстановления отмывают, полученная нить или ткань выделяют формалин (II группа опасности (высокоопасные вещества)) в раствор в концентрации до 0,1 мг/л, что превышает ПДК по формалину до 2-х раз, что не безопасно для живого организма.
Также, металлическое серебро обладает меньшим антибактериальным эффектом, по сравнению с наночастицами серебра, в виду своих размеров.
Задачей изобретения является расширение арсенала способов повышения качества хирургической нити.
Поставленная задача решается тем, что в способе повышения качества хирургической нити, включающем обработку хирургической нити антимикробным веществом, согласно изобретению, хирургическую нить обрабатывают суспензией, содержащей наночастицы серебра, стабилизированные субмикронными частицами диоксида титана в ультразвуковой мойке DAIHAN WUC-A06H с частотой колебаний 20-30 кГц в течение 30-60 минут, затем высушивают 6-8 часов при температуре 50-70°C в сушильном шкафу.
2
Сущность изобретения заключается также в том, что суспензию готовят путем смешивания порошкообразного серебра с размерами частиц 300-500 мкм с порошкообразным диоксидом титана в соотношении 1:30, затем порошок разводят дистиллированной водой до концентрации комплекса TiO-Ag 2,5-3 мг/кг.
Сущность изобретения заключается также в том, что на один метр хирургической нити наносят 70-80 мг суспензии.
Способ осуществляется следующим образом. Изготовление суспензии содержащей наночастицы серебра, стабилизированные субмикронными частицами диоксида титана.
2
2
Первоначально готовят порошок диоксида титана с содержанием в нем серебра 6 мас.%. Для этого порошкообразное серебро с размерами частиц 300-500 мкм смешивают с порошкообразным диоксидом титана с размерами частиц 300-500 мкм в соотношении 1:30. Смесь механически активируют в активаторах планетарного, или вибрационного, или виброцентробежного типов, или роликовых мельницах, обеспечивающих ускорение мелющих тел 200 м/с, и время пребывания в зоне обработки 15 минут. Полученный порошок разводят дистиллированной водой до концентрации комплекса TiO-Ag 2,5-3 мг/кг.
Нанесение суспензии содержащей наночастицы серебра, стабилизированные субмикронными частицами диоксида титана на хирургическую нить.
Один метр хирургического шелка №4 опускают в приготовленную суспензию, содержащую наночастицы серебра, стабилизированные субмикронными частицами диоксида титана и проводят ультразвуковую обработку при помощи ультразвуковой мойки DAIHAN WUC-A06H, мощностью 590W. Результаты нанесения суспензии и выбор режима экспозиции представлены в таблице 1.
Таблица 1
Режим экспозиции
30 минут
60 минут
Пример 1.
10 кГц
Не равномерное нанесение частиц TiO<sub>2</sub>-Ag на нить.
Не равномерное нанесение частиц TiO<sub>2</sub>-Ag на нить.
Пример 2.
20 кГц
Равномерное нанесение частиц TiO<sub>2</sub>-Ag на нить, неравномерное высыхание волокон.
Равномерное нанесение частиц TiO<sub>2</sub>-Ag на нить, равномерное высыхание волокон.
Пример 3.
30 кГц
Равномерное нанесение частиц TiO<sub>2</sub>-Ag на нить, равномерное высыхание волокон.
Равномерное нанесение частиц TiO<sub>2</sub>-Ag на нить, фибрилляция волокон шелка на отдельные волокна
Пример 4.
40 кГц
Фибрилляция волокон шелка на отдельные волокна.
Фибрилляция волокон шелка на отдельные волокна.
2
Таким образом, при использовании ультразвука с частотой менее 20 кГц не достигается равномерного нанесения частиц TiO-Ag на нить, а при частоте более 30 кГц происходит фибрилляция волокон шелка на отдельные волокна, что приводит к ухудшению его качества. Оптимальное время обработки ультразвуком при 20 кГц составило 60 минут, а при 30 кГц - 30 минутам.
Определение времени сушки хирургической нити.
Для определения оптимального времени и температуры высыхания обработанной суспензией хирургической нити, использовали сушильный шкаф, куда помещали данную хирургическую нить при разных температурах и на разное время. Данные по определению времени и температуры сушки представлены в таблице 2.
Таблица 2
ВремяТемпература
6 часов
8 часов
Пример 1.
40°C
Не полное высыхание волокон нити
Не полное высыхание волокон нити
Пример 2.
50°C
Не полное высыхание волокон нити
Полное высыхание волокон нити
Пример 3.
60°C
Полное высыхание волокон нити
Полное высыхание волокон нити
Пример 4.
70°C
Полное высыхание волокон нити
Пересыхание волокон и ухудшение прочности нити
Пример 5
80°C
Пересыхание волокон и ухудшение прочности нити
Пересыхание волокон и ухудшение прочности нити
Таким образом, из таблицы 2 видно, что проведение процесса сушки при температурах менее 50°C требует большего времени до полного высыхания нити, а при повышении температуры свыше 70°C наблюдается пересыхание волокон, влекущее ухудшение их прочностных свойств. Оптимальное время для сушки при 50°C равняется 8-и часам, оптимальное время для сушки при 70°C - 6-и часам.
2
Определение количества наносимой на 1 метр хирургической нить суспензии содержащей комплекс TiO-Ag.
2
Данные по количеству наносимой на 1 метр хирургической нити суспензии содержащей комплекс TiO-Ag представлены в таблице 3.
Таблица 3
Количество нанесения суспензии на 1 метр хирургической нити
Равномерность нанесения суспензии на хирургическую нить
Антибактериальная активность хирургической нити (на культуре микроорганизмов рода Streptococcus)
Пример 1
60 мг
Равномерное
не значительная
Пример 2
70 мг
Равномерное, отсутствуют участки разволокнения
высокая
Пример 3
80 мг
Равномерное, незначительное увеличение диаметра нити
высокая
Пример 4
90 мг
неравномерное, образование утолщений и неоднородностей
высокая
2
Таким образом, нанесение вещества менее 70 мг/метр нерационально, так как полученная при этом нить не обладает необходимым бактерицидным эффектом. Нанесение вещества свыше 80 мг/метр приводит к неравномерному его нанесению на нить, образованию утолщений и неоднородностей, снижающих качество нити без заметного увеличения бактерицидных свойств. Оптимальным количеством наносимого комплекса TiO-Ag на метр нити является 70 мг.
Определение антибактериальной активности исследуемой нити в лабораторных условиях.
2
Антибактериальную активность шелковой хирургической нити определяли на жидкой питательной среде. Для этого брали суспензию суточных культур микроорганизмов рода Streptococcus, разведенных в физиологическом растворе до концентрации 500 млн. КОЭ/мл., в которую помещали отрезки исследуемого шовного материала длиной 5 см. (шелк хирургический с нанесенным на поверхность антибактериальным веществом, представленным комплексом TiO-Ag, нить с металлическим серебром (прототип), «Поликон», «Капрогент»). Через 5 мин. шовный материал извлекали из суспензии микроорганизмов и высушивали в стерильных чашках Петри. Затем исследуемый шовный материал помещали в пробирки с 5 мл мясопептонного бульона (МПБ). В качестве контроля использовали стерильный раствор МПБ. Пробирки помещали в термостат (T=37°C). Через 24 часа от начала опыта производили учет результатов по изменению оптической плотности МПБ на приборе «Мультискан». Данные об изменении оптической плотности представлены в таблице 4.
Таблица 4
Ag-TiO<sub>2</sub> (мг/м.)
Нить с металлическим серебром (прототип)
Поликон
Капрогент
60
70
80
Оптическая плотность среды
145,3
0
0
98,6
245,2
285,9
Максимальный бактерицидный эффект наблюдается у шелковой нити с нанесенными на ее поверхность наночастиц серебра на основе диоксида титана (70 и 90 мг/м). Нить с металлическим серебром (прототип) обладает незначительным антибактериальным действием. Коммерческие нити «Поликон» и «Капрогент» не оказали антибактериального действия.
Изучение диффузионных свойств антибактериального покрытия шовного материала.
Для изучения диффузионных свойств антибактериального покрытия шовного материала изначально производили посева культур микроорганизмов рода Streptococcus на чашки Петри с мясопептонным агаром (МПА). Затем на поверхность среды были помещены образцы хирургической нити, обработанной по предлагаемому нами способу, нить с металлическим серебром (прототип), а так же образцы хирургических нитей «Поликон» и «Капрогент» после чего чашки помещались в термостат для инкубации в течение 24 часов, при температуре 37°C.
Результат оценивали по зоне задержки роста тест-микробов вокруг исследуемых образцов шовного материала и диффузии вещества в агар.
Анализ полученных результатов показал, что нить с металлическим серебром (прототип), «Поликон», а так же «Капрогент» показали минимальную зону задержки роста тест-микробов.
Вокруг предлагаемой нами нити зоны задержки роста микроорганизмов не наблюдалось, это указывает на то, что серебросодержащий препарат на основе диоксида титана не диффундируют в толщу питательной среды. Новое антибактериальное покрытие на основе наночастиц серебра и диоксида титана более стойко прикрепляется к поверхности шовного материала, что способствует более длительному сохранению антибактериального эффекта, в отличие от коммерческих хирургических нитей.
Клинические исследования свойств нового антимикробного покрытия на основе наночастиц серебра.
Для клинических исследований профилактических свойств нового антимикробного покрытия на основе наночастиц серебра были отобраны 4 группы собак (n=5), которым была проведена стерилизация. Герметизацию операционных ран проводили путем наложения узловых швов на кожные покровы.
Для этого использовались следующие материалы: собакам первой опытной группы - шелк с нанесенным на его поверхность антибактериальным покрытием, представленным наночастицами серебра и диоксида титана; второй - нить с нанесенным металлическим серебром (прототип); третьей - коммерческий шовный материал «Поликон»; четвертой (контрольной) группе применяли шелк хирургический (без покрытия). Швы снимали на 10 день опыта.
Эффективность шовной герметизации оценивали по числу осложнений, возникающих в ходе операции, в раннем и позднем послеоперационных периодах, свидетельствующих о несостоятельности швов: обрыв нити, развязывание, ослабление или обрыв узла; расхождение краев раны; прорезывание ткани швами; фильтрация водянистой влаги; инфильтрация ткани вокруг шва; рыхлое грубое рубцевание.
Результаты изменения клинического состояния животных и характера швов на 5 и 10 день опыта, представлены в таблицах 5.
Таблица 5
Группа
Клиническое состояние
Воспаление операционного шва, (%)
Развитие гнойного воспаления, (%)
5 день опыта
Ag-TiO<sub>2</sub>
норм.
40
-
Нить с металлическим серебром (прототип)
норм.
80
40
«Поликон»
норм.
60
20
Контроль
20% угнетение
100
80
10 день опыта
Ag-TiO<sub>2</sub>
норм.
-
-
Нить с металлическим серебром (прототип)
норм.
20
20
«Поликон»
норм.
20
20
Контроль
норм.
40
40
При этом установлено, что на 5-день опыта в первой, второй и третьей опытных группах клиническое состояние животных отмечали как хорошее. В контрольной группе у одной собаки (20%) отмечалось угнетение, отказ от корма, что характеризовалось нами как удовлетворительное состояние.
Воспаление операционного шва в первой опытной группе отмечалось у 40% животных; во второй - у 80%, в третьей - 60%, в контроле данную патологию отмечали у 100% животных.
В первой опытной группе ни у одного животного на месте операционной раны не развилась гнойная инфекция. Во второй группе признаки гнойной инфекции (наличие гнойного экссудата в месте вхождения шовного материала в кожу) отмечали у двух собак. В третьей группе признаки гнойной инфекции (наличие гнойного экссудата в месте вхождения шовного материала в кожу) отмечали у одной собаки. В контроле у 80% животных было отмечено послеоперационное осложнение в виде развития местного гнойного воспаления.
На 10-день опыта у всех животных отмечали хорошее клиническое состояние. Воспаление операционного шва регистрировали во второй и третьей опытных групп - 20% животных, в контроле - 40% животных. У этих же животных регистрировали остаточное гнойное воспаление. У собак первой опытной группы признаки воспаления и гнойной инфекции отсутствовали
Таким образом, предлагаемый нами способ повышения качества хирургической нити, позволяет исключить развитие послеоперационного воспаления в виду длительного сохранения антибактериальных свойств, а так же улучшает качество соединяемой поверхности.