Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современные аспекты применения no-терапии и низкочастотного ультразвука в лечении гнойных заболеваний мягких тканей (обзор литературы) 11
1.1. Основные свойства воздушно-плазменного потока с экзогенным оксидом азота 12
1.2. Физико-химические свойства монооксида азота и его роль в физиологических и биологических процессах 14
1.3. Роль N0 в раневом процессе и возможности его использования в различных областях медицины 16
1.4. Основные свойства и применение низкочастотного ультразвука в медицине 21
Глава 2. Материалы и методы исследования 25
2.1. Клиническая характеристика больных 25
2.2. Метод NO-терапии раневой поверхности 32
2.3. Обработка раневой поверхности НЧУЗ 33
2.4. Метод комбинированного использования NO-терапии и НЧУЗ
в лечении гнойных ран 34
2.5. Методы исследования 34
2.6. Методы статистической обработки материала 36
Глава 3. No-терапия в комплексном лечении гнойных заболеваний мягких тканей 38
3.1. Влияние NO-терапии наї фазу раневого процесса 39
3.2. Влияние NO-терапии на II и III фазы раневого процесса 48
3.3. Параметры скорости заживления раны под влиянием , NO-терапии 49
3.4. Результаты бактериологического исследования ран пациентов,
получавших NO-терапию и лечившихся традиционно 51
3.5. Цитологическая характеристика раневого процесса под влиянием NO-терапии 55
3.6. Динамика цитокинов раневого отделяемого первой основной и контрольной групп под влиянием NO-терапии 62
Глава 4. Сравнительный анализ использования no-терапии и низкочастотного ультразвука в комплексном лечении гнойных заболеваний мягких тканей 65
4.1 Течение I фазы раневого процесса на фоне низкочастотного ультразвука 66
4.2 Сравнительный анализ течения П и III фазы раневого процесса под влиянием NO-терапии и низкочастотного ультразвука 76
4.3. Оценка скорости заживления ран под влиянием NO-терапии, низкочастотного ультразвука и традиционного лечения 77
4.4. Сравнительная оценка результатов бактериологического исследования ран пациентов, получавших NO-терапию и низкочастотный ультразвук 79
4.5. Результаты цитологического контроля течения раневого процесса у пациентов основных и контрольной групп 83
4.6. Сравнительный анализ влияния NO-терапии и низкочастотного ультразвука на динамику цитокинов раневого отделяемого 89
Глава 5. Комбинированное использование no-терапии и низкочастотного ультразвука в лечении гнойных заболеваниймягких тканей 92
5.1 Оценка эффективности комбинированного применения NO-терапии и низкочастотного ультразвука в I фазу раневого процесса 93
5.2 Анализ влияние комбинированного применения NO-терапии с низкочастотным ультразвуком на течение II и III фазы раневого процесса 103
5.3. Динамика скорости заживления ран под влиянием комбинации NO-терапии и низкочастотного ультразвука 104
5.4. Динамика бактериальной обсемененности ран при комбинации NO-терапии и низкочастотного ультразвука 106
5.5. Влияние комбинированного использования NO-терапии и низкочастотного ультразвука на динамику цитологической картины раневого процесса ПО
5.6. Влияние NO-терапии, НЧУЗ и их комбинации на динамику цитокинов раневого отделяемого 116
Заключение 119
Выводы 130
Практические рекомендации 131
Список литературы 132
- Основные свойства воздушно-плазменного потока с экзогенным оксидом азота
- Роль N0 в раневом процессе и возможности его использования в различных областях медицины
- Метод NO-терапии раневой поверхности
- Течение I фазы раневого процесса на фоне низкочастотного ультразвука
Введение к работе
Актуальность проблемы. До настоящего времени хирургические инфекции кожи и мягких тканей занимают одно из ведущих мест в структуре хирургической заболеваемости и составляют 30-45% [9, 83, 115, 134]. Несмотря на все многообразие методов лечения, применяемых в гнойной хирургии, количество больных с раневой патологией не имеет тенденции к уменьшению, остаются большими сроки лечения и высокая стоимость[11, 29, 45, 46]. Летальность при таких заболеваниях, как некротический целлюлит и фасциит, достигает 50% [13, 142, 204]. В последнее время ситуация усложняется ростом числа патогенных микроорганизмов, устойчивых не только к антибиотикам, но и к некоторым антисептикам [117, 123, 155].
На сегодняшний день используется широкий спектр физических и физико-химических методов местного лечения гнойных заболеваний мягких тканей [1, 2, 5, 38, 62, 86]. Среди них особое место занимает активно развивающееся направление отечественной медицины - NO-терапия, основанное на использовании экзогенного оксида азота (NO), полученного при помощи воздушно-плазменного аппарата «Плазон» [81].
Оксид азота, являясь универсальным биологическим медиатором, оказывает многостороннее влияние на физиологические и патологические процессы в различных органах и системах [64, 108]. NO-терапия, является мощным стимулятором раневого процесса, особенно в осложненных ранах (гнойные, огнестрельные, трофические и диабетические язвы, длительно незаживающие раны в онкологии и др.), оказывая влияние на все фазы единого воспалительно-регенераторного процесса (нормализует микроциркуляцию, обладает выраженным бактерицидным и бактериостатическим эффектом, усиливает фагоцитоз, ингибирует свободные радикалы, стимулирует секрецию цитокинов, усиливает пролиферацию фибробластов)[30, 31, 106, 124].
Изучение биологических и физических свойств низкочастотного ультразвука привело к более широкому использованию его в хирургии [70].
Обладая выраженным бактерицидным и бактериостатическим действием [19], низкочастотный ультразвук существенно ускоряет сроки очищения раны от фибрина и некротичсеких тканей, усиливает действие многих антибиотиков и антисептиков, способствует депонированию лекарственных веществ в поверхностных слоях раны, стимулирует внутриклеточный биосинтез и регенераторные процессы, улучшает микроциркуляцию, повышает фагоцитарную активность лейкоцитов [20, 37, 175, 184].
До настоящего времени в хирургии раневой инфекции возможности совершенствования методов эффективной санации раневой поверхности от гнойно-некротических тканей и микробных тел, а также стимуляции регенераторных процессов еще до конца не исчерпаны.
Исходя из вышесказанного, нам представляется актуальным в рамках комплексного лечения гнойных заболеваний мягких тканей комбинированное применение NO-терапии и низкочастотного ультразвука, направленное на ускорение очищения раны от гнойного отделяемого, фибрина, некротических тканей и стимуляцию репаративных процессов, учитывая фазность течения раневого процесса, что и послужило основанием для выполнения данного исследования.
Цель работы
Улучшить результаты лечения пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей с помощью комбинированного применения NO-терапии и низкочастотного ультразвука.
Задачи исследования
1. Оценить влияние NO-терапии на фазы течения раневого процесса у пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей. 2. Выполнить сравнительный анализ эффективности NO-терапии и низкочастотного ультразвука в соответствии с фазой раневого процесса.
3. Изучить комбинированное воздействие NO-терапии и низкочастотного ультразвука на течение I фазы раневого процесса у пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей.
4. Проанализировать влияние NO-терапии в комбинации с низкочастотным ультразвуком на II фазу раневого процесса.
5. Оценить результаты лечения пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей при комбинированном использовании NO-терапии и низкочастотного ультразвука.
Научная новизна
1. Сопоставлены результаты использования NO-терапии и низкочастотного ультразвука в лечении пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей.
2. Разработана комбинация NO-терапии и низкочастотного ультразвука в лечении острых хирургических инфекций мягких тканей.
3. Определены варианты комбинированного применения NO-терапии и низкочастотного ультразвука в соответствии с фазой раневого процесса.
Практическая значимость
1. Определены особенности течения гнойной раны под влиянием комбинированного воздействия NO-терапии и низкочастотного ультразвука.
2. Предложены варианты использования NO-терапии и низкочастотного ультразвука в зависимости от фазы раневого процесса при гнойных заболеваниях мягких тканей.
3. Использование NO-терапии в комбинации с низкочастотным ультразвуком позволило сократить сроки заживления гнойных ран в 1,8 раза. Основные положения, выносимые на защиту
1. NO-терапия уменьшает активность воспалительного процесса, ускоряет эпителизацию и рубцевание гнойных ран.
2. Низкочастотный ультразвук способствует быстрому очищению гнойной раны от фибрина, гнойного отделяемого и некротических тканей, в то время как эффективность NO-терапии в большей степени обусловлена влиянием на репаративные процессы в ране.
3. Комбинированное использование NO-терапии и ЫЧУЗ оказывает выраженный противовоспалительный и бактерицидный эффект, сокращая I фазу раневого процесса. Стимулирующий эффект NO-терапии на гранулирующую рану во II фазу позволяет сократить сроки ее заживления.
Внедрение в практику
Метод комбинированного применения NO-терапии и НЧУЗ в комплексном лечении пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей внедрен в практическую работу отделения хирургических инфекций ФГУ «354 Окружного военного клинического госпиталя» МО РФ. Основные положения диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре хирургических болезней лечебно-профилактического факультета «ГОУ ВПО УГМА Росздрава».
Апробация работы
Основные положения диссертации представлены на 61-й, 64-й научных конференциях студентов и молодых ученых ГОУ ВПО УГМА Росздрава (г.Екатеринбург 2006, 2009), на VII Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы военной и практической медицины» (г.Оренбург, 2006), на научно-практической конференции «Инновационные технологии в хирургии» ГОУ ВПО УГМА Росздрава (г.Екатеринбург, 2008), на III хирургическом конгрессе «Научные исследования в реализации программы «Здоровье населения России» (г.Москва, 2008), на заседании научно-методического бюро ФГУ «354 Окружного военного клинического госпиталя» МО РФ (г. Екатеринбург, 2009).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, из них в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК,-1.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, иллюстрирована 39 таблицами и 30 рисунками.
Состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 149 - отечественных и 80 - иностранных источников.
Основные свойства воздушно-плазменного потока с экзогенным оксидом азота
В последние годы, наравне с другими физическими методами лечения гнойных заболеваний мягких тканей, широко используется воздушно-плазменный поток, несущий в себе смесь ионов, электронов и нейтральных частиц, лучистую энергию, озон [23, 44, 61, 95, 136, 137].
В ходе проведенных экспериментальных и клинических исследований было установлено, что воздействие воздушно-плазменного потока на биологические ткани приводит к значительному ускорению раневого процесса, сокращению сроков лечения пациентов с гнойной инфекцией мягких тканей [49, 67, 45, 136].
Во время контакта видимой части плазменного факела с биологическими тканями происходит их испарение, что приводит к стерилизации раневого дефекта. После обработки раневая поверхность покрывается сухим струпом. В результате происходит сокращение первой фазы раневого процесса, а его течение по патоморфологической картине напоминает продуктивное воспаление [54, 147].
Другой разновидностью плазменной обработки раневой поверхности является ее дистанционное облучение, когда создаваемая на поверхности раны температура не превышает 42-44С, а коагуляционный струп на раневой поверхности не образуется. Однако при этом методе применения плазменного потока был выявлен мощный биостимулирующий эффект, проявляющийся на 3-5 сутки лечения резким уменьшением воспалительной реакции, появлением ярких грануляций и признаками ранней эпителизации [94, 101].
Дальнейшее исследование этого феномена показало, что основным фактором, определяющим биостимулирующий эффект воздушно-плазменного потока, является активно изучаемый в последние годы полифункциональный регулятор - оксид азота (NO) [14, 50, 74, 156, 165, 170, 190, 200].
Проблема NO привлекла внимание биологов и медиков самых различных специальностей, что привело к возникновению нового направления в науке -биологииМЗ[15, 178].
Истоки применения- монооксида азота (NO) в медицине можно отнести к концу XX века. Несмотря на то, что NO был открыт в 1774 году английским исследователем Джозефом Пристли, лавинообразный поток исследовательских работ, посвященных этой «универсальной» молекуле, пришелся на 80-90-е годы прошлого столетия.
Ранние работы по изучению NO не позволяли говорить о каких-либо положительных или регуляторных эффектах этой чрезвычайно лабильной молекулы. Между тем, дальнейшее изучение оксида азота показало, что эта молекула оказывает многостороннее влияние на физиологические и патологические процессы в различных органах и системах [16, 18, 64, 72, 85, 138].
На сегодняшний день накоплен большой объем информации, позволяющий говорить об оксиде азота, как о наиболее важном универсальном биологическом медиаторе, регулирующем множество физиологических и патофизиологических процессов практически во всех органах и тканях человека и животных [27, 77, 156, 217].
Принимая во внимание многогранность роли оксида азота в многочисленных биологических процессах в организме, экспоненциальный - , рост публикаций по исследованию, NO позволил, Американской ассоциации-развитиянаукищазватьК0в;;1992 году «Молекулой Года» [69; 194].: , Єпустяблет после объявления NO молекулой года;;,американские ученые Furchgott Rl, Ignarro Е.... т Murad F. за открытие «окиси азота . как. сигнальной; молекулы в. кардиоваскулярнош системе», в, 1998= году были удостоены Нобелевской премииш областшфизиологии имедицины:[34 215].
Роль N0 в раневом процессе и возможности его использования в различных областях медицины
Давно сложилось представление о том, что раневой процесс представляет собой совокупность стадий или фаз, последовательно сменяющих друг друга, а также связанных с ними реакциями всего организма [52]. В настоящее время предложено много различных классификаций течения раневого процесса, но наиболее распространенной и удобной для практического применения является классификация М.И. Кузина (1990) с выделением трех фаз: 1) воспаление (период сосудистых изменений и очищения раны от некротизированных тканей), 2) регенерация (образование и созревание грануляционной ткани, 3) реорганизация рубца и эпителизация.
Сразу после повреждения тканей и развития воспалительного процесса имеется дефицит эндогенного NO и избыток свободных радикалов, в том числе супероксид-анионов и пероксинитрита. В ответ на прооксидантный стресс организм сначала мобилизует антиоксидантную защиту путем повышения уровня восстановительных агентов (тиолов, аскорбата и др.), а затем активирует NOS с образованием эндогенного NO [122, 157, 213].
Синтез NO в ответ "на бактериальные липополисахариды, лимфокины Т-хелперных лимфоцитов, происходит путем активации макрофагальной формы индуцибельной - iNOS, обнаруженной в моноцитах, макрофагах, гладкомышечных клетках, эндотелиальных клетках сосудов, фибробластах, кардиомиоцитах, гепатоцитах и мегакариоцитах, эозинофилах [179, 189, 193, 219,203].
Синтезируясь, этот фермент проявляет свою активность через некоторое время (как правило, 6-8 часов) после внешнего воздействия на клетки и продуцирует огромные количества NO. Образующийся в ране в большом количестве NO оказывает прямое или косвенное воздействие на мишени [177, 205, 221].
Прямое действие NO обусловлено его реакциями с такими мишенями, как железосодержащие ферменты и белки (гуанилатциклаза, NOS, гемоглобин, митохондриальные ферменты, ферменты цикла Кребса, ферменты синтеза белка и ДНК), а также активными формами кислорода, связываясь с которыми образуются чрезвычайно токсические соединения - пероксинитриты. Непрямые эффекты NO обусловлены взаимодействием его с супероксидом или кислородом и образованием либо нитрозилирующего, либо окислительного стресса [55, 71, 158].
Образуясь в ране, NO проявляет свои следующие свойства. Во-первых, вызывает гибель многих типов патогенных микроорганизмов (вирусы, бактерии, грибы, простейшие) или останавливает их рост, пролонгируя действие основных групп антибиотиков за счет их депонирования в лимфе [49, 170, 183, 185, 220, 223]. В основе антимикробного действия лежит способность реактивных промежуточных продуктов оксида азота вызывать нитрозилирование и дезаминирование белков, окислительное повреждение и нарушение системы репарации ДНК. Отмечено, что цитотоксическое действие NO проявляется в отношении как внеклеточных, так и внутриклеточных объектов [90, 166].
Во-вторых, помимо прямого антимикробного действия, оксид азота принимает участие в механизмах воспаления. Однако данные об провоспалительном или противовоспалительном эффекте N0 неоднозначны [119,229].
Все вышеизложенное позволяет обобщить и выделить основную роль NO в течении раневого процесса и при воспалении: 1) вазодилятация и нормализация микроциркуляторных нарушений, улучшение сосудистой трофики и тканевого обмена; 2) прямое бактерицидное влияние, в том числе при взаимодействии с супероксидным анионом; 3) усиление фагоцитоза бактерий и некротического детрита нейтрофилами и макрофагами; 4) возможная ингибиция свободных кислородных радикалов; 5) стимуляция секреции цитокинов активированными макрофагами, усиливающих рост фибробластов и сосудов; 6) прямое воздействие на пролиферацию фибробластов. Все вышесказанное свидетельствует о том, что NO является универсальным регулятором единого воспалительно-регенераторного процесса-До настоящего времени применение оксида азота в медицине осуществлялось путем введения доноров N0, индукторов NOS или ингаляцией газообразного NO. В 1997 г. группой специалистов ММА им. И.М.Сеченова, МГТУ им. Н.Э.Баумана и МНИОИ им. П.А.Герцена был открыт неизвестный ранее феномен выраженной стимуляции заживления ран, особенно - длительно незаживающих, периферийной (охлажденной) областью воздушно-плазменного потока, полученного с помощью отечественного прибора, разработанного в МГТУ им. Н.Э.Баумана для теплового (деструкция и коагуляция) воздействия. А в 1998 г. Шехтер А.Б. и соавт. [30, 31, 148] открыли новый способ лечения ран и воспалительных процессов экзогенным оксидом азота (N0), который был получен из атмосферного воздуха с помощью отечественного воздушно-плазменного аппарата «Плазон».
Метод NO-терапии раневой поверхности
В местном лечении гнойных ран пациентов первой основной группы использовали NO-содержащий воздушно-плазменный поток (NO-терапия), получаемый с помощью аппарата «Плазон» (рис.2).
Воздушно-плазменный аппарат «Плазон» является уникальной разработкой НИИ энергетического машиностроения МГТУ им. Н.Э.Баумана и в настоящее время не имеет аналогов.
При прохождении атмосферного воздуха через высоковольтную электрическую дугу плазмотрона формируется высокотемпературный плазменный поток (3000С). По мере удаления от факела, температура газового потока прогрессивно снижается и на расстоянии 15-18 см от рабочей поверхности не превышает 41-44С, при этом в газовом потоке на этом расстоянии от факела находится значительное количество молекул оксида азота (200-400 ррт - число молекул NO, отнесенных к миллиону остальных частиц в потоке), которые образуются в результате плазмохимической реакции: N2+02=2NO - 180,9 кДж.
Технические возможности аппарата «Плазон» позволяют выполнить обработку раневой поверхности в двух различных режимах: I) режим контактного высокотемпературного воздействия (данный вариант обработки нами не применялся), 2) «NO-терапия» - обработка раны охлажденным до 41-43 С газовым потоком.
Метод местного лечения послеоперационных гнойных ран у пациентов первой основной группы с использованием NO-терапии заключался в следующем: после хирургической обработки гнойного очага и санации раны растворами антисептиков выполняли обработку раневой поверхности плазменным потоком оксида азота (NO-терапия), в последующем через сутки во время перевязок с экспозицией 15-20 сек на 10 см раневой поверхности в I фазу раневого процесса и 5-10 сек на аналогичную площадь - во II фазу (от 1 до 5 процедур). В дальнейшем лечение проходило по традиционной схеме.
В качестве генератора ультразвуковых колебаний применяли аппарат «УРСК-7Н-22 («РОСА» - Россия), создающий ультразвук резонансной частоты 26,5±0,7 кГц и мощности 0,5-3 вт/см в акустической среде - 0,9% раствор хлорида натрия с непрерывной струйной подачей.
После выполнения операции и обработки гнойной раны растворами антисептиков, у пациентов второй основной группы выполняли ультразвуковую кавитационную обработку раневой поверхности низкочастотным ультразвуком по традиционной методике в течение 1-3 мин , в дальнейшем - через день во время перевязок курсом 1-3 процедуры в I фазу раневого процесса до полного очищения раны от фибрина, некротических тканей и появления грануляций. После очищения раневой поверхности НЧУЗ не применяли из-за его травмирующего действия на грануляционную ткань [91]. В последующем лечение проводилось согласно традиционной схеме.
Течение I фазы раневого процесса на фоне низкочастотного ультразвука
В этом разделе работы представлен сравнительный анализ применения NO-терапии, НЧУЗ и традиционного метода в лечении пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей.
Анализ включил 49 пациентов первой основной группы (п. 49), в местном лечении которых была использована NO-терапия, 49 пациентов второй основной группы (п2=49), получавших обработку раневой поверхности низкочастотным ультразвуком - НЧУЗ и 49 пациентов контрольной группы (п=49), лечившихся традиционно. Представленные группы пациентов сопоставимы по полу, возрасту, срокам госпитализации, нозологическим формам, локализации, площади гнойного очага и уровню поражения мягких тканей, что позволило считать их валидными.
Уже на 3-й сут после операции произошло резкое снижение этого показателя у пациентов, получавших НЧУЗ (с 77,6% до 38,8%), в то время, как при традиционном лечении этот процесс протекал менее динамично (с 97,9% до 79,6%), (р 0,05). Статистически значимые, но менее выраженные отличия указанного признака между группами сохранялись на 5-е и 7-е сут после операции.
Сравнительный анализ результатов лечения пациентов с гнойными заболеваниями мягких тканей при использовании указанных физических методов показал более выраженный обезболивающий эффект NO-терапии, по сравнению с НЧУЗ. На 3-й сут боль в области раны сохранялась только у 14,3% пациентов первой основной группы, тогда как во второй основной - у 38,8%, (р 0,05). Существенная динамика перифокального отека в области раны отмечена у пациентов, получавших НЧУЗ, по сравнению с традиционным лечением (рис. 15).
Достоверные отличия наблюдались на 3-й сут после операции, однако наиболее значимыми они оказались на 5-е сут, во второй основной группе удельный вес ран с перифокальным отеком снизился с 73,5% до 38,8%, в то время как в контрольной - с 95,9% до 75,5%, (р 0,05), статистически значимые отличия сохранялась и в последующие сроки.
Между тем, NO-терапия оказала более сильное влияние на регрессию перифокального отека в области раны по сравнению с НЧУЗ. Статистически значимые отличия между группами отмечены на 5-е сут после операции, но наиболее выраженными они оказались на 7-е сут. Отек в эти сроки сохранялся только у 4,6% пациентов первой основной группы, в то время как во второй основной - у 13,9%, (р 0,05).
К 3-м сут данный местный признак воспаления сохранялся у 65,3% пациентов второй основной и у 89,8% - контрольной групп, (р 0,05), однако в последующие сроки лечения отмечено достоверное увеличение различий представленного параметра в исследуемых группах. К 7-м сут после операции гиперемия кожи в области раны сохранялась лишь у 20,9% пациентов второй основной группы и у 57,1% - контрольной, (р 0,05).
Однако, представленные данные показали, что NO-терапия способствует более быстрому купированию гиперемии кожи вокруг гнойной раны, в отличие от НЧУЗ, а статистически значимые отличия наблюдаются на 3-й сут, (р 0,05). К 7-м сут после операции гиперемия кожи сохранялась только у 6,9% пациентов первой основной группы, тогда как во второй основной - у 20,9%, (Р 0,05).
Сравнительный анализ мониторинга местных признаков воспаления (боль, перифокальный отек и гиперемия кожи в области раны) свидетельствует о том, что НЧУЗ обладает более выраженным противовоспалительным эффектом, в отличие от традиционного лечения, статистически достоверные различия выявлены уже на 3-й сут после операции. Между тем, влияние NO-терапии на местные признаки воспаления оказалось более эффективным по сравнению с НЧУЗ, достоверные различия наблюдаются также на 3-й сут после операции, а максимальными они становятся к 7-м сут.
Течение I фазы раневого процесса, помимо представленных признаков, оценивали по скорости уменьшения раневой экссудации, очищению раны от гнойного отделяемого, фибрина и некротических тканей на 1, 3, 5, 7-е и 10-е сут после операции (табл. 20).
