Введение к работе
Актуальность темы. Несмотря на успехи, достигнутые в лечении гнойно-воспалительных процессов, вопросы раневой инфекции по-прежнему являются одной из самых сложных и актуальных проблем хирургии, занимая ведущее место в хирургической заболеваемости (до 40%) (Блатун Л.А., 2002; Гос-тищев В.К., 1996; Гуляев А.Е., 2003; Назаренко Г.И., 2002; Козлов С.Н., 2009).
Рост числа гнойно-воспалительных заболеваний и послеоперационных гнойных осложнений, ухудшение результатов лечения при гнойной хирургической инфекции (увеличение сроков лечения, случаев перехода процесса в хроническую форму, развитие осложнений токсического и аллергического характера и т.д.) привели к существенному пересмотру принципов и методов лечения гнойных ран. Основополагающими причинами, вызвавшими данные процессы, явились существенные изменения биологических свойств раневой микрофлоры и подавление уровня защитных реакций организма. Подобные неблагоприятные изменения ситуации, приобретающие медико-социальное значение, определяют необходимость поиска новых путей повышения эффективности антибактериальной терапии.
Огромный клинический опыт, накопленный хирургией в области теории и практики лечения ран, свидетельствует, что даже самые эффективные лекарственные средства в процессе их применения снижают свою активность и начинают вызывать неожиданные побочные эффекты. Широкое и нерациональное применение антибиотиков привело к ускорению формирования и распространения микробов, устойчивых к существующим лекарственным препаратам. Следствием этих изменений явилось прогрессирующее снижение эффективности антибиотикотерапии на фоне растущей аллергизации населения.
Исходя из сложного патогенеза раневого процесса с учетом его фазы, а также характера возбудителя и его чувствительности к лекарственным препаратам, необходим дифференцированный подход к выбору лекарственных средств для местного лечения инфицированных ран.
Поэтому не менее важными и актуальными являются работы в области поиска новых методов и лекарственных средств для местного лечения, обладающих многонаправленным действием, с целью дальнейшего обоснования их внедрения в практическое здравоохранение.
В настоящее время возрос интерес к изучению возможности повышения эффективности уже известных лекарственных средств, которое может осуществляться путём комплексообразования с металлами. Показано разнообразное действие металлов на активность биологических процессов в организме человека. Комплексообразование лекарственных средств с металлами может быть одним из эффективных направлений получения новых биологически активных соединений, позволяющим повысить антимикробную активность, расширить спектр действия и уменьшить токсичность исходных лиганд.
В качестве металла-комплексообразователя нами был выбран кобальт, учитывая его важную физиологическую роль в жизнедеятельности организма.
Кобальт является одним из наиболее активных биоэлементов, участвующих в развитии организма, кроветворении и тканевом дыхании, в усилении обмена белков и активации ряда ферментативных процессов. Кроме того, кобальт способен активировать фосфатазу, активно участвующую в регенерации поврежденных тканей. Кобальт отличается разнообразным влиянием на жизненные процессы, активируя деятельность ряда витаминов, гормонов, оказывая влияние на белковый, жировой, углеводный и минеральный обмен, а также на функции размножения и роста. При недостаточном поступлении кобальта в организм снижается концентрация йода в щитовидной железе. Комплексные соединения кобальта и витамина В12 стимулируют образование антител в облученном организме. Изложенные выше данные свидетельствуют о том, насколько важной является физиологическая роль кобальта, что послужило нам основанием для изучения его в качестве металла-комплексообразователя.
В качестве лиганд для комплексообразования с кобальтом были выбраны биологически активные вещества производные адамантана, нитроимидазола, нитрофурана и 6-пенициллановой кислоты.
Настоящая работа выполнена в соответствии с одним из научных направлений Курского государственного медицинского университета и кафедры биологической и химической технологии по проблеме «Me дико-биологические информационные технологии» (№ госрегистрации ВНТИ Центра 12009565143).
Цель работы изучение сравнительной эффективности новых комплексных соединений кобальта с М-(1-адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамидом, 1-(Р-оксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазолом, №(5-нитро-2-фурфурилиден)-1-аминогидантоином и производным 6-пенициллановой кислоты при гнойно-воспалительных процессах.
Задачи исследования.
Провести изучение противомикробной и противогрибковой активности новых комплексных соединений кобальта с производными адамантана, 5-нитроимидазола, 5-нитрофурана и 6-пенициллановой кислоты.
Изучить общетоксическое, раздражающее и аллергизирующее действие некоторых комплексных соединений кобальта.
Изучить иммуномодулирующее и противовоспалительное действие комплексных соединений кобальта.
Изучить антимикробную активность комплексных соединений кобальта в составе глицерогелей, влияющих на гнойно-воспалительный процесс.
Изучить антимикробную активность комплексных соединений кобальта в составе комбинированных глицерогелей и их влияние на реактивные изменения в тканях при моделировании стафилококковой инфекции в эксперименте.
Научная новизна работы. Впервые установлено, что комплексные соединения кобальта с производными адамантана, нитроимидазола, нитрофурана и 6-пенициллановой кислоты обладают антимикробной и антигрибковой активностью, местным противовоспалительным и иммуномодулирующим действием и относятся к классу малотоксичных веществ.
Установлено, что комплексные соединения кобальта с производными адамантана, 5-нитроимидазола, 5-нитрофурана и 6-пенициллановой кислоты
обладают большей антимикробной активностью и более широким спектром антимикробного действия в сравнении с лигандами и не оказывают раздражающего и аллергизирующего действия в эксперименте на животных.
Проведено сравнительное изучение эффективности новых комплексных соединений кобальта в эксперименте на течение стафилококковой и сальмонел-лёзной инфекции.
Впервые показано выраженное антимикробное действие некоторых комплексных соединений кобальта в составе глицерогелей.
Впервые показано антимикробное, противовоспалительное и ранозажив-ляющее действие комплексных соединений кобальта в многокомпонентных глицерогелях при моделировании гнойной раны.
Практическая значимость работы. Проведенные исследования позволяют прогнозировать поиск путей модификации известных лекарственных средств и биологически активных соединений с целью получения безопасных и эффективных антимикробных препаратов, не подавляющих естественный иммунитет человека. Установленная антимикробная и противовоспалительная активность новых комплексных соединений кобальта, отсутствие раздражающего и аллергизирующего действия на кожу позволяют рекомендовать их для дальнейшего изучения в качестве препаратов выбора при лечении инфицированных ран и воспалительных заболеваний кожи.
Комплексные соединения кобальта в составе комбинированных глицерогелей обеспечивают выраженный антимикробный, обезболивающий, раноза-живляющий и регенерирующий эффекты. Результаты исследования являются научно-экспериментальным обоснованием применения глицерогелей для лечения и профилактики инфицированных ран.
Материалы диссертации используются в научно-исследовательской работе и учебном процессе на кафедрах биологической и химической технологии, микробиологии, вирусологии, иммунологии, фармакологии, фармацевтической, токсикологической и аналитической химии Курского государственного медицинского университета.
Основные положения, выносимые на защиту.
Комплексные соединения кобальта обладают антимикробной и антигрибковой активностью, противовоспалительным действием.
0,1-10,0% растворы комплексных соединений кобальта не вызывают раздражающего и аллергизирующего эффекта, не проявляют общетоксического действия и не оказывают воздействия на морфологическую структуру кожи и органов экспериментальных животных, индекс активности комплексных соединений кобальта повышается при экспериментальной стафилококковой инфекции в 2-3,5 раза, а при сальмонеллёзной инфекции в 2,5-4 раза.
Комплексные соединения кобальта стимулируют факторы неспецифической резистентности: увеличивают фагоцитарную активность макрофагов, активность кислородзависимых бактерицидных систем фагоцитов, завершенность фагоцитоза, увеличивают уровень сывороточного лизоцима, бактерицидную активность сыворотки крови; количество антителообразующих клеток в 1,5-2 раза.
Комплексные соединения кобальта в составе глицерогелей (0,25-0,5%), содержащих в качестве вспомогательных веществ димексид, анестетик и глицерин, обеспечивают выраженную антимикробную активность, обладают обезболивающим эффектом и не проявляют кожно-раздражающего действия.
Комбинированные глицерогели, содержащие в своем составе комплексные соединения кобальта, проявляют высокую антимикробную активность, обладают противовоспалительным, обезболивающим, ранозаживляющим эффектами и стимулируют процессы регенерации поврежденных тканей, сокращают сроки заживления кожных инфицированных ран.
Личный вклад автора. Автором проанализированы отечественные и зарубежные источники по теме диссертационного исследования, проведены серии экспериментов, получены и обобщены результаты исследования, проведена статистическая обработка и анализ полученных данных.
В публикациях № 12 и № 18 автором лично проведено моделирование дизайна исследования, научное обоснование и обобщение полученных результатов, в № 19 - статистическая обработка и обобщение полученных результатов.
Апробация работы. Основные положения работы представлены на научных конференциях Курского государственного медицинского университета (2006-2010 гг.), межвузовских конференциях студентов и молодых ученых Курского государственного медицинского университета (2007-2009 гг.), Всероссийской конференции «Гомеостаз и инфекционный процесс» (Москва, 2006 г.), международной конференции «Современные медицинские технологии (диагностика, терапия, реабилитация и профилактика)» (Хорватия, 2006 г.), межкафедральной конференции Курского государственного университета (2011 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 работ, в том числе три из них в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени, и подана заявка на патент (№ 2011136317(053969)).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Она изложена на 149 страницах компьютерного текста, содержит 46 таблиц и 10 рисунков. Библиографический указатель включает 175 отечественных и 66 зарубежных литературных источников.
