Автореферат и диссертация по медицине (14.01.03) на тему:Адресная доставка лекарственных веществ при лечении воспалительных и раневых процессов носа и околоносовых пазух

■и

;

43

032

На правах рукописи

ДОБРЕЦОВ КОНСТАНТИН ГРИГОРЬЕВИЧ

АДРЕСНАЯ ДОСТАВКА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ И РАНЕВЫХ ПРОЦЕССОВ НОСА И ОКОЛОНОСОВЫХ ПАЗУХ (экспериментально-клиническое исследование)

14.01.03 - болезни уха, горла и носа

Автореферат на соискание ученой степени доктора медицинских наук

2 7 Я ИЗ 2011

Москва 2011

Работа выполнена в НУЗ «Дорожная клиническая больница на станции Красноярск» ОАО «РЖД» и ГОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития России.

I

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор - Лопатин Андрей Станиславович Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, член-корр. РАМН, профессор - Богомильский

Михаил Рафаилович доктор медицинских наук, профессор - Носуля Евгений Владимирович доктор медицинских наук, доцент - Апостолиди Константин Георгиевич Ведущее учреждение:

ФГУ «Научно-клинический центр оториноларингологии ФМБА России»

Защита диссертации состоится » « » 2011 г. в « часов

на заседании диссертационного совета Д 208.040.14 в Первом Московском государственном медицинском университете им. И.М. Сеченова (119991, г.Москва, ул. Трубецкая д 8., стр 2.).

С диссертационной работой можно ознакомиться в ЦНМБ Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова (117998, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 49).

Автореферат разослан «

_2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук,

профессор Платонова Валентина Вениаминовна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ:

ГР - глутатионредуктаза,

ИЛ - интерлейкин,

МДГ - малатдегидрогеназа,

МЭС - медико-экономические стандарты,

НАД - никотинамидадениндинуклеотид,

НАДФ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат,

НАДН-ГДГ - никотинамидадениндинуклеотид-зависимая

глутаматдегидрогеназа,

НАДФИЦЦГ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат-зависимая изоцитратдегидрогеназ,

НАДФН-ГДГ - никотштмидадениндинуклеотидфосфат-зависимая

глутаматдегидрогеназа,

ННР - нижняя носовая раковина,

ПН - перегородка носа,

ФНО - фактор некроза опухоли.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Лечение воспалительных и раневых процессов носа и околоносовых пазух представляется одной из наиболее актуальных проблем в современной оториноларингологии. В настоящее время наблюдается значительный рост распространенности воспалительных заболеваний носа и околоносовых пазух (Тарасов A.A. с соавт., 2003; Овчинников А.Ю., 2009; Пискунов Г.З., 2009; Kern E.B. et al., 2007), причем, наибольшую значимость приобретает хроническое воспаление. Так, хронический синусит занимает первое место среди всех хронических воспалительных заболеваний (146 случаев на 1000 населения). Это связано, в первую очередь, с серьезными экологическими проблемами, в частности, с загрязненностью и загазованностью воздушной среды, увеличением числа респираторных вирусных инфекций, количества вдыхаемых аллергенов, снижением резервных возможностей верхних дыхательных путей, возросшей резистентностью микрофлоры (Балясинская ГЛ. с соавт., 2003; Лопатин A.C. с соавт., 2003; Hadley J. et al., 2007).

Многие исследователи приоритетное значение в этиологии и патогенезе хронического синусита придают персистенции патогенных микроорганизмов в среднем носовом ходе и околоносовых пазухах. Кроме того, бесспорно, что самыми тяжелыми своими проявлениями - частым рецидивированием, длительной потерей трудоспособности, значительным снижением качества жизни больных, а также возникновением орбитальных и внутричерепных осложнений - хронический синусит обязан рецидивирующей бактериальной инфекции (Туровский А.Б. с соавт., 2006; Козлов B.C. с соавт., 2007; Desrosiers, M.Y. et al., 2003).

Значительная роль в развитии хронического риносинусита принадлежит различным деформациям внутриносовых структур, таким как буллезно-измененные носовые раковины, искривление перегородки носа, гипертрофия носовых раковин, девиация крючковидного отростка и т.п. (Солдатов И.Б., 1997; Пискунов Г.З. с соавт., 2008; Staffieri А. et al., 2008).

В последние десятилетия произошел существенный прогресс в ринохирургии, который обусловлен широким внедрением эндоскопической техники, принципов щадящей хирургии и совершенствованием анестезиологического пособия. Однако способы лечения репаративных послеоперационных процессов в полости носа и околоносовых пазух не отличаются разнообразием. Более того, на наш взгляд, является недооцененной роль микроорганизмов в раневом процессе: скорости заживления и вероятности осложнений в раннем послеоперационном периоде при ринохирургических вмешательствах.

Известно, что эффект противобактериального воздействия зависит от уровня концентрации антибиотика в биофазе, то есть в месте локализации возбудителей гнойной инфекции (Гуляев Е.А. с соавт., 1997, 1998; Ыт М. е1 а!., 2008).

Лекарство распределяется в организме в соответствии со своими физико-химическими свойствами и обычно лишь небольшое количество препарата достигает терапевтической мишени. Возможность достижения антибиотиком очага поражения особенно снижена при внутриклеточной локализации бактерий, а также при локальной хирургической инфекции. Изменить ситуацию с низким потенциалом активности антибиотиков во внутриклеточной среде организма и очагах микробного воспаления может целенаправленная доставка лекарственных средств. При этом следует рассчитывать на увеличение концентрации препарата в очаге и, соответственно, на уменьшение проникновения его в другие ткани и органы, являющиеся мишенями побочного эффекта (Абдрахманов СЛ. с соавт., 1999; Скидан И.Н. с соавт., 1999; Мигеа1 Т.Ъ. й а1., 2006).

Теоретически, требования к идеальному варианту фармакокинетики противобактериальных средств сформулированы еще П.Эрлихом более 100 лет назад в его концепции о «магической пуле»: максимальное накопление препаратов в очагах гнойной инфекции при минимально возможном уровне

активности в тканях, не вовлеченных в процесс воспаления (Измеров Н.Ф. с соавт., 2007).

Идея создания лекарственных форм, обеспечивающих направленную доставку лекарственных веществ к месту действия, является одной из наиболее привлекательных и прогрессивных в современной медицине. Весьма интенсивно ведутся исследования по изучению возможности использования носителей лекарственных веществ в виде наночастиц (Васильев А.Е., 2003; ТаЛа]' Р. е1 а1., 2003; Кх^ап М.Х е1 а1., 2007; Ьи А.Н. е! а1., 2007; Уао Ь. йаЦ 2009).

Под термином наночастицы принято понимать коллоидные частицы размером от 10 до 1000 нанометров, состоящие из макромолекулярного биодеградирующего и биосовместимого материала, в который активно внедрено лекарственное вещество (Гуляев А.Е. с соавт., 1997; Дурнев А.Д., 2008; КгеЩег X й а1., 2007). Вместе с наночастицами ассоциированное лекарственное вещество с помощью фагоцитирующих клеток может попадать непосредственно во внутритканевую и внутриклеточную среды. Активность препарата затем восстанавливается при биодеструкции полимерной основы наночастиц.

В результате, наночастицы могут обеспечивать пассивно-направленный транспорт лекарств в очаг поражения. Это наиболее привлекательно для антимикробных препаратов в химиотерапии воспалительных заболеваний и при лечении репаративных процессов.

Однако проблема направленного транспорта антибиотиков с помощью полимерных наночастиц ввиду малочисленности, разрозненности и противоречивости фактических данных по фармакокинетике и химиотерапевтической активности к настоящему времени не решена.

Для направленного действия антибактериальных средств при воспалительных и репаративных процессах носа и околоносовых пазух мы сочли целесообразным использовать магнитные наночастицы, а внешнее магнитное поле - в качестве движущей силы.

Изучение эффективности применения магнитных наночастиц как переносчиков антибиотиков, обеспечивающих относительную селективность распределения их в тканях носа и околоносовых пазух при воспалительных и репаративных процессах, явилось темой исследования.

Цель исследования. Повысить эффективность лечения воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух за счет направленной доставки антибиотика в ткани с помощью магнитных наночастиц.

Задачи исследовании.

1. Синтезировать наночастицы биогенного происхождения и изучить их физико-химические свойства.

2. Выявить способность магнитных наночастиц к направленному транспорту в ткани носа для дальнейшего использования их в лечении воспалительных и репаративных процессов.

3. Изучить цитотоксичность магнитных наночастиц и их влияние на паренхиматозные органы.

4. Выяснить эффективность применения магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при лечении воспалительных и репаративных процессов у лабораторных животных.

5. Исследовать целесообразность применения магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух у людей.

6. Определить медико-социальную и экономическую эффективность применения мапштных наночастиц при лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух.

Научная новшна. Впервые выделены наночастицы ферригидрита биогенного происхождения, обладающие уникальными магнитными свойствами: в них существует антиферромагаитный порядок, присущий массивному ферришдриту, и спонтанный магнитный момент, обусловленный декомпенсацией спинов в гюдрешетках наночастицы.

Впервые установлено, что воздействие внешнего магнитного поля на магнитные наночастицы, нанесенные на ткани, приводит к диффузному распространению наночастиц в глубину тканей.

Впервые доказано, что местное применение магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при обострении хронического риносинусита приводит к уменьшению воспалительной реакции и быстрой элиминации возбудителя. Кроме этого, использование магнитных наночастиц с антибиотиком, оказывая пролонгированное действие, снижает частоту рецидивов, что подтверждает их эффективность в лечении хронических воспалительных процессов.

С помощью морфологических и иммунологических исследований выявлено, что местное применение магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, в раннем послеоперационном периоде после ринохирургических вмешательств стимулирует регенеративные процессы в полости носа и околоносовых пазухах, снижает частоту осложнений и повышает эффективность оперативных пособий.

По сравнению с традиционной терапией, применение магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, в лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух обеспечивает значительный экономический эффект и снижает сроки нетрудоспособности больных.

Практическая значимость. Предложенный метод применения магнитных наночастиц в лечении воспалительных и раневых процессов носа и околоносовых пазух позволяет существенно уменьшить тяжесть заболевания, сократить продолжительность воспалительной реакции и заживления послеоперационной раны.

Применение магнитных наночастиц в лечении воспалительных процессов носа и околоносовых пазух увеличивает безрецидивный период и снижает частоту обострений при хроническом воспалении.

Использование магнитных наночастиц в лечении репаративных процессов носа и околоносовых пазух после хирургических вмешательств уменьшает риск развития таких осложнений, как нагноение, локальное инфицирование (остеит), обострение хронических заболеваний носа и околоносовых пазух.

Сравнительная оценка показала, что использование магнитных наночастиц в лечении воспалительных и раневых процессов носа и околоносовых пазух сокращает длительность пребывания больных в стационаре на 2-3 дня и на амбулаторном долечивании еще на 3 дня.

Применение магнитных наночастиц в лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух позволяет снизить стоимость лечения, минимизировать действие лекарственных веществ на здоровые ткани, ускорить трудовую и социальную реабилитацию, что дает основание рекомендовать предлагаемую методику для широкого внедрения в оториноларингологии, хирургии, терапии и других областях медицины.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. На основе сопоставления результатов исследований и прямых структурных методов исследования установлено, что магнитные наночастицы, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, являются ферригидритом 5Ре20з'9Н20. В процессе культивирования в ферригидрите происходят процессы упорядочения и/или смены сорта лигандов. Частицы 5Ре203'9Н20 при комнатной температуре находятся в суперпарамагнитном состоянии.

2. Антибиотики, доставленные наночастицами в ткани, проявляют высокую химиотерапевтическую активность во внутритканевой среде, а внешнее магнитное поле позволяет направлять и создавать максимальную концентрацию наночастиц в очаге.

3. Магнитные наночастицы минерала ферригидрита 5Ре203'9Н20 не обладают острой неспецифической токсичностью и цитотоксичностью.

4. Применение магнитных наночастиц в лечении воспалительных и раневых процессов у лабораторных животных значительно уменьшает воспалительную реакцию, сокращает период заживления и число осложнений.

5. Применение магнитных наночастиц благодаря направленному действию антибиотика способствует уменьшению сроков лечения при воспалительных процессах носа и околоносовых пазух.

6. Использование магнитных наночастиц обеспечивает селективное действие антибиотика на пораженные ткани, позволяет уменьшить дозу препарата с сохранением его антибактериальной активности, что приводит к существенному снижению затрат на лечение воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух, а также повышению качества жизни пациентов.

Внедр>ение. Методика использования магнитных наночастиц для адресной доставки лекарственных веществ в пораженные ткани внедрена в практику JIOP-отделения Дорожной клинической больницы на станции Красноярск и лаборатории «Молекулярно-клеточной физиологии и патологии» НИИ медицинских проблем севера СО РАМН (Красноярск).

Апробация. Основные положения диссертации доложены на: VII и VIII Российских конференциях оториноларингологов «Наука и практика в оториноларингологии» (Москва, 2008, 2009), заседании городского общества оториноларингологов (Красноярск, 2008), II международном форуме по нанотехнологиям «Руснанотех» (Москва, 2009), XVI Конгрессе Российского общества ринологов (Оренбург, 2009), конференции в рамках II общегородской ассамблеи «Красноярск. Технологии будущего» (Красноярск, 2009), Краевой конференции оториноларингологов (Красноярск, 2010), конференции Российского общества ринологов (Ярославль, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, из них 11 в журналах, рецензируемых ВАК Министерства образования и науки РФ. Получен патент РФ на изобретение.

Объем н структура диссертации. Диссертация изложена на 262 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 38 таблицами, 82 рисунками. Список литературы включает 387 источников (отечественных авторов - 226, иностранных -161).

Лнчный вклад автора. Весь материал, представленный в диссертации, собран, обработан и проанализирован лично автором. Автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов на лабораторных животных и в лечении больных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Общая характеристика больных и методы исследования. Работа выполнена в 2006 - 2009гг. в ЛОР-отделении Дорожной клинической больницы на станции Красноярск и на кафедре болезней уха, горла и носа 1МГМУ им. И.М. Сеченова. Экспериментальная часть проведена в Международном научном центре исследований экстремальных состояний организма при Президиуме КНЦ СО РАН (исп. дир. - проф. д.ф.-м.н. Хлебопрос Р.Г.), Институтах физики (дир. - академик РАН Шабанов В.Ф.) и биофизики СО РАН (дир. - член-корр. РАН Дегерменджи А.Г.).

Под нашим наблюдением находилось 130 больных с воспалительными и послеоперационными репаративными процессами носа и околоносовых пазух, из них 77 мужчин (59,2%) и 53 женщины (40,8%), в возрасте от 18 до 64 лет.

В группе пациентов с воспалительными процессами околоносовых пазух было 64 человека: 35 мужчин (54,7%) и 29 женщин (45,3%) (табл. I).

Таблица 1

Распределение больных с воспалительными процессами околоносовых

пазух по возрасту и полу (N1=64).

Возраст Мужчины, абс. (%) Женщины, абс. (%) Всего, абс. (%)

18-20 3 (8,6) 1 (3,4) 4(6,3)

20-29 5 (14,3) 3(10,4) 8(12,5)

30-39 8 (22,8) 6 (20,7) 14(21,9)

40-49 10 (28,6) 9(31,1) 19 (29,6)

50-59 6(17,1) 8 (27,6) 14(21,9)

60 и старше 3 (8,6) 2 (6,8) 5(7,8)

Всего 35 (100) 29 (100) 64 (100)

В группу с воспалительными процессами околоносовых пазух были включены больные с хроническим риносинуситом в стадии обострения. По возрасту преобладали больные от 40 до 49 лет (29,6%). Наибольшее число обследованных (44 человека; 68,7%) было с длительностью заболевания от 1 года до 5 лет. Важным параметром, отражающим тяжесть и интенсивность патологии, было количество обострений воспалительного процесса в околоносовых пазухах в определенный промежуток времени, по поводу которых больной ранее обращался за медицинской помощью. Типичной оказалась повторяемость обострений заболеваний 2 раза в год (36 человек; 56,5%), чаще весна/осень. У каждого пятого пациента имелись 3 и более обострений хронического процесса, что может свидетельствовать о тяжести последнего, сниженной реактивности организма и недостаточной эффективности предыдущих курсов терапии. Все пациенты трудились на Красноярской железной дороге, большинство из них на открытом воздухе при любых погодных условиях. Социально-бытовые условия у всех больных были расценены ими как относительно удовлетворительные, т.е. они имели постоянную работу и место жительства, материальное состояние семьи позволяло поддерживать достаточный уровень питания.

Наиболее типичным оказалось двухстороннее гнойное поражение верхнечелюстных пазух и клеток решетчатого лабиринта (48 человек; 75%), одностороннее воспаление верхнечелюстной пазухи наблюдалось у 11 пациентов (17,2%), лобной пазухи - у 5 человек (7,8%). У 2 больных (3,1%) диагностирован пансшгусит. Установлено, что до начала лечебных мероприятий патологический процесс имел риногенный, неосложненный характер.

В исследовании не включались пациенты с гипсрпластическими процессами в пазухах, с риногенпыми внутриглазничными и внутричерепными осложнениями, пациенты с сахарным диабетом, получавшие курсы антибиотикотерапии в течение последнего месяца или курсы лучевой, системной кортикостероидной и химиотерапии в течение последнего года, имеющие в анамнезе аллергические реакции на антибиотики группы цефалоспоринов и ненициллинов, лабораторпо подтверждешпдми иммунодефицитными состояниями, а также беременные и кормящие женщины.

Всем 64 больным с риносинуситами проводилась системная антибактериальная терапия, включающая пероральное назначение ингибиторозащищенного полусингетическою пенициллина «Амоксиклава», фармацевтической компании 8апс1оз (Австрия), содержащего амоксициллин и клавулановую кислоту, в дозировке 1г два раза в сутки в течение 7 дней. Кроме этого, применялись назальные деконгестанты (нафтизин 0,05% по 2 капли 2 раза в день - 7 дней), а также промывание полости носа по Проетцу (1 раз в день - 10 дней) и физиопроцедуры (магнитотерапия на нос и околоносовые пазухи 1 раз в день - 7 дней).

Для проведения сеансов магнитотерашш использовали аппарат «Полюс-101» (ГОСТ Р 50267.0-92) (Еремин В.А. с соавт., 1986).

Аппарат предназначен для лечебного воздействия магнитным полем, в том числе и на ЛОР-органы. Он состоит из электронного блока и двух индукторов «1» и «2». Каждый индуктор представляет собой соленоид, укрепленный на двух стойках и снабженный кабелем, который заканчивается вилкой для присоединения к электронному блоку. Индукторы прикладывались к скатам наружного носа с двух сторон. Аппарат обеспечивал работ}' магнитного поля в непрерывном режиме. С учетом анатомических особенностей носа и околоносовых пазух, согласно инструкции по применению, аппарат был использован с градиентом

магнитного поля 4-6 мТл/мм и величиной магнитной индукции 10,14-19,56мТл. Длительность сеанса составляла 20 минут.

В группе пациентов с послеоперационными репаративными процессами носа и околоносовых пазух было 66 человек, в том числе 42 мужчины (63,6%) и 24 женщины (36,4%) (табл. 2).

Таблица 2

Распределение больных с репаративными процессами по возрасту и полу

(N;=66).

Возраст Мужчины, абс. (%) Женщины, абс. (%) Всего, абс. (%)

18-20 6 (14,3) 3 (12,5) 9(13,6)

20-29 14(33,3) 6(25) 20 (30,3)

30-39 9 (21,4) 7(29,1) 16(24,3)

40-49 8(19,1) 3 (12,5) 11(16,7)

50-59 3 (7,1) 4(16,7) 7(10,6)

60 и старше 2 (4,8) 1 (4,2) 3 (4,5)

Всего 42(100) 24 (100) 66(100)

В этой группе по возрасту превалировали больные от 20 до 29 лет (20; 30,3%). Всем этим больным были выполнены различные хирургические вмешательства по поводу патологии носа и околоносовых пазух.

Большую часть оперированных составили пациенты после вмешательства на перегородке носа (подслизистая резекция перегородки носа или септопластика) (38 человек; 57,6%), реже - хронический полипозный риносинусит (эндоскопическая полипотомия носа) (18 человек; 27,3%), вазомоторный ринит (эндоскопическая подслизистая вазотомия) (7 человек; 10,6%) и хронический гипертрофический ринит (эндоскопическая парциальная конхотомия) (3 человека; 4,5%).

Таким образом, в исследование включались пациенты, которым проводились хирургические вмешательства в носу и околоносовых пазухах, попадающие по современной классификации в категорию «условно чистых» (Лопатин A.C. с соавт., 2006).

Все операции выполнялись под общим обезболиванием, по однотипной методике, одной и той же хирургической бригадой. После операций

пациенты получали внутримышечно анальгетики (кетонал 10мг 2 раза в день - 3 дня), смазывание слизистой оболочки носа мазью «Левомеколь» (2 раза в день - 5 дней), физиопроцедуры (магнитотерапию на область носа 1 раз в день - 5 дней). Кроме этого ежедневно проводился туалет полости носа с удалением фибрина и геморрагических корок.

В зависимости от методов местного лечения все больные были распределены на 4 группы, по 2 группы с хроническим риносинуситом и по 2 группы пациентов, перенесших ринохирургические вмешательства. В каждой из выделенных подгрупп больных с хроническим риносинуситом были примерно в равной степени представлены пациенты с различной локализацией и распространенностью воспалительного процесса в околоносовых пазухах. Подгруппы оперированных также были однородны по характеру выполненных оперативных вмешательств. Таким образом, состав подгрупп статистически достоверно не отличался, и группы были адекватны для корректного анализа результатов проведенного лечения.

Группа 1 - состояла из 31 больного с обострением хронического риносинусита, у которых помимо базисной терапии применялось местное лечение магнитными наночастицами, ассоциированными с антибиотиком амоксициллина клавулататом - «Амоксиклав», Сандоз, Швейцария (одна процедура в день в течение 7 дней).

Группа сравнения I - состояла из 33 больных с обострением хронического риносинусита, которые получали только базисную терапию (пероральный антибиотик, сосудосуживающие препараты и магнитотерапию, без использования ассоциированных с антибиотиком наночастиц).

Группа II - состояла из 32 больных, у которых в послеоперационном периоде применялось местное лечение магнитными наночастицами, ассоциированными с антибиотиком амоксициллина клавулататом -«Амоксиклав», Сандоз, Швейцария (одна процедура в день в течение 5 дней).

Группа сравнения II - состояла из 34 больных после ринохирургических вмешательств, которые в послеоперационном периоде получали только

магнитотерапию, без использования ассоциированных с антибиотиком наночастиц.

Для направленной доставки наночастиц в ткани носа и околоносовых пазух использовали также аппарат для магнитотерапии «Полюс-101».

Таким образом, порошок амоксиклава, используемый для парентерального введения, в количестве 1,2г растворяли в 5 мл приготовленного раствора магнитных наночастиц. Полученный раствор в количестве 2-3 мл вводили в полость носа на турундах, после чего индукторы аппарата «Полюс-101» с двух сторон прикладывались к скатам носа. Аппарат использовался с градиентом магнитного поля 4-6 мТл/мм и величиной магнитной индукции 10,14-19,56мТл. Продолжительность магнитовоздействия составляла 20 минут.

Для обследования наблюдаемых пациентов нами применялся комплекс современных клинико-лабораторных и инструментальных методов исследования:

1. Анкетирование.

2. Термометрия.

3. Общий анализ крови.

4. Эндоскопическое исследование полости носа.

5. Цитологический метод.

6. Хемилюминесцентный метод.

7. Бактериологический метод.

8. Иммунологический метод.

9. Биолюминесцентное исследование.

10. Рентгенологическое исследование.

Для определения качества жизни пациентов была использована специальная анкета - Medical Outcomes Study Short Form 36 (SF-36) (Пискунов Г.З. с соавт., 2008).

Статистическая обработка осуществлялась при помощи электронных таблиц "Excel" на базе персонального компьютера IBM Р-700, где

проводилась первичная математическая обработка с вычислением средних значений полученных данных. Достоверность различий определялась по критериям Стыодента и Фишера при нормальном распределении сравнительных рядов, и по критериям Вилкоксона-Манн-Уитни и Хи-квадрат при рядах, отличающихся нормальным распределением.

Основные результаты исследования и их обсуждение.

Для борьбы с бактериальной инфекцией в период острого воспаления нами предложен метод управляемой доставки антибиотиков в ткани с помощью магнитных наночастиц. Для решения прикладных задач медицины магнитные наночастицы имеют ряд преимуществ, так как они находятся в суперпарамагнитном состоянии и являются устойчивыми в водном (при нейтральном рН) и физиологическом растворах. Однако коллоидная устойчивость магнитной жидкости зависит, во-первых, от размеров частим, которые должны быть достаточно мелкими, чтобы избежать осаждения под действием силы тяжести, и, во-вторых, от химического состава и заряда поверхности. Наночастицы ферригидрита (5Fe203'9H20) наиболее привлекательны для биомедицинских целей.

В 2006г в институте биофизики СО РАН г. Красноярска (н.с. Ладыгина В.П.) в результате культивирования грамотрицательной палочки семейства Enterobacteriaceae, рода Klebsiella, вида Klebsiella oxytoca, выделенной из сапропеля озера Боровое Красноярского края, были получены магнитные наночастицы.

При проведении совместных исследований в институте физики СО РАН г. Красноярска (к. ф-м. н. Столяр С.В.), на основе сопоставления результатов магнитных и прямых структурных методов исследования установлено, что магнитные наночастицы, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, являются ферригидритом 5Fe203-9H20 (рис. 1).

Рисунок 1 (А, Б). Сканирующая туннельная микроскопия магнитных наночастиц. Х20нм (А). Схематичное представление Fe-0-Fe связей в бездефектной фазе ABACA. Мелкие кружки - лиганды О, ОН; крупные кружки Fe,h(B).

Согласно исследованиям, выполненным методом мессбауэровской спектроскопии, в биоминеральных наночастицах, продуцируемых Klebsiella oxytoca, реализуются две магнитоупорядоченные фазы. В зависимости от времени культивирования бактерий происходит перераспределение заселенностей позиций.

Наночастицы ферригидрита размером 2-5 нм, производимые бактериями Klebsiella oxytoca при биоминерализации растворов солей железа из природной среды, обладают уникальными магнитными свойствами. В них сосуществуют антиферромагнитный порядок, присущий массивному ферригидриту и спонтанный магнитный момент, обусловленный декомпенсацией спинов в подрешетках наночастицы. Усиленная эффектом суперантиферромагнетизма магнитная восприимчивость обеспечивает возможность магнитного управления этими природными объектами.

Для изучения биологических свойств разработанных магнитных наночастиц ферригидрита, а также их эффективности в лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух был проведен сравнительный анализ результатов серии экспериментально-клинических исследований.

Изучение проникающей способности магнитных наночастиц в ткани носа in vitro показало, что воздействие внешнего магнитного поля в течение 20 минут приводит к диффузному распространению наночастиц в слизистую оболочку, хрящевую и костную ткани носа (патент РФ на изобретение № 2381030) (рис.2).

А

Рисунок 2 (А, Б). Гистологическая картина хрящевой ткани носа при взаимодействии с наночастицами. А) Наличие железосодержащих наночастиц на поверхности хряща, реакция Перлса, хЮО. Б) Диффузное распространение наночастиц в толще хряща после воздействия магнитного поля, реакция Перлса, х 100.

При проведении исследований ¡n vivo на хрящевой ткани носа перед резекцией перегородки носа, было подтверждено, что внешнее магнитное поле оказывает направленное действие наночастиц в ткани ЛОР органов (рис. 3).

Рисунок 3 (А, Б). Гистологическая картина хрящевой ткани носа при взаимодействии с наночастицами. А) Отрицательная реакция Перлса, хЮО.

Б) Распределение наночастиц в хрящевой ткани после воздействия магнитного поля, реакция Перлса, х100.

В результате, успешная доставка наночастиц в ткани явилась основанием для использования их в качестве носителей лекарственных веществ при местной терапии воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух.

Исследование наночастиц на цитотоксичность показало, что реакция хемилюминесценции у здоровых нейтрофилов достоверно не отличалась от такой же реакции у нейтрофилов с наночастицами. При зимозан-активированной хемилюминесценции происходило одинаковое усиление критериев реакции, как в опытах с наночастицами, так и в группе сравнения. Таким путем доказано, что использованные нами магнитные наночастины не влияют на активность клеток и не обладают цитотоксическим действием (табл. 3).

Таблица 3.

Сравнительная оценка параметров хемилюминесценции (N=30, М+ш).

Группы Параметры Количество Средние значения

Контроль Тшах в к 30 801,71

1шах в к 30 18340,75

в 8 к 30 0,55

Наночастицы Тшах б к 30 790,13

1шах в к 30 16645,63

8 Б к 30 0,55

С целью изучения возможности применения магнитных наночастиц, как нового материала медицинского назначения, кроме изучения их действия на клетки крови, было исследовано влияние наночастиц и на отдельные органы и ткани. Для этого были выбраны паренхиматозные органы лабораторных животных (крыс), выполняющие в организме жизненно важные функции: печень - основная барьерная функция, легкие - основная функция газообмена, почки - основная выделительная функция. В течение 10 дней, внутривенно через день в хвостовую вену крысам вводили 0,2мл магнитных наночастиц, растворенных в дистиллированной воде. Исследование

проведено на 10 животных. Через 12 дней крыс выводили из эксперимента с соблюдением принципов эвтаназии (применение эфирного наркоза). Для определения морфометрических изменений исследуемых органов было проведено морфологическое исследование с оценкой макроскопических показателей. С целью выявления наночастиц в тканях использовалась специфическая реакция на наличие железа - реакция Перлса.

При обзорной микроскопии гистологических препаратов печени отмечалось, что дольково-балочная структура органа сохранена. Печеночные дольки, синусоидные капилляры, сосуды и желчные протоки имели обычное строение у всех животных. Наблюдался умеренный полиморфизм гепатоцитов и их ядер. Цитоплазма клеток животных была окрашена равномерно. Купферовские и эндотелиальные клетки хорошо выражены, их гиперхромные ядра хорошо выделялись. При реакции Перлса наличия железосодержащих наночастиц в печеночной ткани не наблюдалось (рис. 4).

Рисунок 4 (А, Б). Гистологическая картина печеночной ткани животного, получавшего наночастицы. А) Изменений в тканях печени не наблюдается, гематоксилин-эозин, хЮО. Б) Отсутствие наночастиц в печени, реакция Перлса, хЮО.

При микроскопическом исследовании почек почечные клубочки имели обычное строение. Капиллярные петли некоторых клубочков были спавшимися, ядра вытянутыми. Эпителий почечных канальцев имел обычное строение. У проксимальных канальцев наблюдалась четко выраженная щеточная каемка, просвет их был обычной ширины. Собирательные

клубочки - хорошо выражены, содержали темные и светлые эпителиоциты. Магнитных наночастиц в тканях почки, также как и в печени, обнаружено не было (рис. 5).

Рисунок 5 (А, Б). Гистологическая картина ткани почек животного, получавшего наночастицы. А) Изменений в почечной ткани нет, гематоксилин-эозин, хЮО. Б) Отсутствие наночастиц в почках, реакция Перлса, хЮО.

Сохраненная гистоархитектоника почек животных и отрицательная реакция Перлса свидетельствуют об отсутствии токсического влияния магнитных наночастиц.

Аналогичная гистологическая картина была и в легочной ткани.

Таким образом, внутривенное введение магнитных наночастиц лабораторным животным в течение 10 дней не вызвало патологических изменений в паренхиматозных тканях (печени, почках, легких). Кроме этого, исследование доказало полное выведение наночастиц из организма в течение суток, что характеризовалось отрицательной реакцией Перлса во всех тканях.

При изучении антибактериального эффекта комплекса наночастица/антибиотик была проведена серия экспериментов in vitro в средах, заселенных бактериями стафилококка и кишечной палочкой. Магнитные частицы ферригидрита были ассоциированы с антибиотиком из группы полусинтетических аминопенициллинов - ампициллином (500мг). В результате роста культуры не отмечено как при использовании одного ампициллина, так и в сочетании с наночастицами. При проведении

инфракрасной спектроскопии выявлено изменение спектра поглощения намагниченного комплекса ферригидрит/амоксиклав, что достоверно свидетельствует об образовании соединения между исходными реагентами либо с участием водородных связей, либо слабых индукционных сил.

Положительные результаты проведенного исследования подтвердили целесообразность дальнейшего изучения наночастиц и явились обоснованием для применения их в комплексе с антибиотиком при лечении воспалительных и репаративных процессов.

Для определения влияния магнитных наночастиц на течение воспалительных и раневых процессов у лабораторных животных был проведен сравнительный анализ результатов лечения трех групп животных. В третьей группе исследования наночастицы были соединены с ампициллином (500мг).

При макроскопическом контроле за течением репаративного процесса у обожженных крыс было отмечено, что в группе животных, получавших местно наночастицы с ампициллином, раны заживали в 2 раза быстрее, чем у животных, получавших только ампициллин (р<0,05) (рис. 6).

Рисунок 6. Ожоговая рана крыс, леченных ампициллином (А) и ампициллином с магнитными наночастицами (Б), на седьмые сутки.

Цитологическое исследование мазков-отпечатков раневой поверхности показало, что в первые сутки после ожога у всех животных имелись дегенеративно-воспалительные изменения. Местное применение

23

ампициллина с наночастицами в 3 группе значительно снизило явления воспаления и активизировало регенерацию тканей, что проявилось в регенеративно-воспалительном типе цитограмм.

При сравнительном анализе микрофлоры у крыс, леченных ампициллином, на ожоговой поверхности бактерии рода Staphylococcus сохраняли свою степень обсемененности. Противоположную картину можно было наблюдать в группе крыс, получавших ампициллин с наночастицами. Бактерий рода Staphylococcus было значительно меньше.

При более подробном исследовании бактерий рода Staphylococcus было установлено, что при лечении ампициллином без наночастиц сохраняется повышенная обсемененность S.arlettae, это может говорить о наличии воспалительного процесса в верхних слоях эпидермиса. Использование магнитных наночастиц в сочетании с ампициллином способствовало уменьшению обсемененности ожоговой раны S.arlettae в два раза (р<0,001). Присутствие других видов стафилококков в 3 группе крыс соответствовало нормальному микробному пейзажу кожи животных.

Положительные результаты экспериментальных исследований по изучению свойств магнитных наночастиц ферригидрита явились основанием для использования их при местной терапии воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух у людей. С целью изучения эффективности метода был проведен сравнительный анализ результатов лечения двух групп больных с воспалительными процессами (обострением хронического риносинусита) и двух групп больных с репаративными процессами после ринохирургических вмешательств. Выбор этих нозологий основывался на широкой распространенности, сложности терапии, отсутствии эффективных методов лечения, а также их социальной значимости.

Изучение жалоб больных с обострением хронического риносинусита показало, что в первый день заболевания у всех пациентов в группе сравнения I и в исследуемой группе I отмечались выделения и заложенность

носа, боль/давление в области лица, ухудшение или потеря обоняния, слабость. Это объясняется воспалением слизистой оболочки носа, раздражением нервных окончаний, активизацией условно-патогенной и патогенной микрофлоры. Купирование клинических симптомов у больных I группы происходило быстрее, чем в группе сравнения I благодаря способности магнитных наночастиц доставлять антибактериальное средство в слизистый и подслизистый слои респираторного эпителия и снижать интенсивность местной воспалительной реакции. Доставка препарата в ткани в группе сравнения I затруднялась выраженным отеком и обильными слизисто-гнойными выделениями. Выздоровление пациентов в группе I в среднем наступало на десятый день болезни, тогда как в группе сравнения I купирование воспаления происходило только на четырнадцатый день (р<0,01).

Подобная клиническая картина наблюдалась у больных после ринологических операций. Так, в первые сутки послеоперационного периода все больные предъявляли жалобы на выделения из носа, заложенность носа, ухудшение или потерю обоняния, слабость. Применение магнитных наночастиц с антибиотиком значительно уменьшало явления воспаления и ускоряло заживление слизистой оболочки носа и околоносовых пазух. В результате, на шестые сутки после операции жалобы у больных И группы отмечались в 4 раза реже, чем в группе сравнения II (р<0,05).

При изучении температурной реакции оказалось, что время нормализации этого показателя у пациентов I и II групп исследования было практически одинаковым. Применение наночастиц с антибиотиком способствовало снижению гипертермии в первые трое суток, в среднем на 0,4град. в сутки, против 0,18град. в группах сравнения (р<0,001). Кроме этого, благодаря применению магнитных наночастиц температура тела у больных I и II групп возвращалась к норме на два дня раньше, чем в группах сравнения.

При определении уровня лейкоцитов крови у больных I и II групп исследования достоверных различий не выявлено. По-видимому, это объясняется тем, что воспаление играет ключевую роль в репаративном послеоперационном процессе, а направленная местная антибактериальная терапия с помощью магнитных наночастиц оказывает выраженный противовоспалительный эффект как при обострении хронического гнойного риносинусита, так и после ринохирургических вмешательств. Уровень лейкоцитов у больных, леченных наночастицами с антибиотиком, нормализовался к пятым суткам, в отличие от больных групп сравнения, где в этот период отмечался незначительный лейкоцитоз.

Учитывая то, что магнитные наночастицы ферригидрита могут связывать вещества ковалентной связью и путем адсорбции они, возможно, оказывали и детоксикационное действие - присоединяли токсические продукты и снижали токсемию организма.

При эндоскопическом исследовании в первые сутки болезни у всех больных с воспалением носа и околоносовых пазух отмечались гиперемия, отек, влажность, обильные слизисто-гнойные выделения из носа. Применение магнитных наночастиц с амоксиклавом у больных группы I приводило к положительным изменениям эндоскопической картины быстрее, чем в группе сравнения I. Стихание воспаления у больных I группы наступало на десятый день, тогда как в группе сравнения I - только к концу второй недели (р<0,01).

Инактивация бактериальной флоры непосредственно в очаге значительно повышала эффективность лечения и благодаря магнитному моменту действие антибактериального препарата осуществлялось во всех слоях пораженного респираторного эпителия.

Аналогичная положительная динамика при лечении репаративных процессов носа и околоносовых пазух наночастицами с антибиотиком наблюдалась и в группе II. Интенсивность местных проявлений, таких как отечность, влажность слизистой оболочки носа, слизистые выделения,

фибринозные наложения на шестые сутки после ринохирургических вмешательств были выражены в значительно меньшей степени у больных, леченных наночастицами, чем при традиционной терапии. Это также объясняется способностью наночастиц доставлять лекарственное вещество в толщу кости и хряща. Эффективная местная антибактериальная терапия у больных II группы исследования способствовала более раннему очищению полости носа и восстановлению носового дыхания, что сократило период лечения пациентов после операций в носу и/или околоносовых пазухах по сравнению с II группой сравнения на три дня (рис. 7).

Рисунок 7 (А, Б). Эндоскопическая картина полости носа. А) Пациент Г., 17 лет (история болезни №3492) группы сравнения II на восьмой день после септопластики и двухсторонней вазотомии. Выраженный отек, обильное слизистое отделяемое, фибринозные наложения. Б) Пациент К., 38 лет (история болезни №2826) группы II на восьмой день после септопластики и двухсторонней вазотомии. Слизистая оболочка розовая, просвет широкий, незначительное слизистое отделяемое. Эндоскоп 0°.

При цитологическом исследовании мазков-отпечатков слизистой оболочки носа выявлено, что в первые сутки лечения во всех группах цитограммы были дегенеративно-воспалительного и воспалительного типа. На пятый/шестой день лечения в группах сравнения этот тип цитограмм сохранялся. Применение магнитных наночастиц с антибиотиком привело к уменьшению воспалительной реакции и стимуляции процессов регенерации. Тип цитограмм у больных I и II групп исследования приобретал

воспалительно-регенеративный характер (р<0,001). Элиминация возбудителя из очага приводила к усилению макрофагальной реакции, завершению фагоцитоза и раннему появлению фибробластов и эпителиальных клеток. На восьмой/десятый день лечения цитологическая картина у больных групп сравнения сохраняла признаки воспаления, а цитограммы больных I и II групп исследования соответствовали регенеративному варианту (р<0,05). Таким образом, использование магнитных наночастиц с амоксиклавом достоверно снижало интенсивность воспалительных проявлений и ускоряло регенеративные процессы у исследуемых больных (рис. 8).

Рисунок 8 (А, Б). Цитологическая картина слизистой оболочки носа. А) Пациент К. с обострением хронического двухстороннего гнойного гайморита (история болезни №6088) исследуемой группы I на пятые сутки болезни, окраска по Романовскому-Гимза, х400. Незначительные воспалительные изменения. Б) Пациент 0. (история болезни №2072) исследуемой группы II на пятые сутки после септопластики, окраска по Романовскому-Гимза, х400. Регенеративный тип цитограмммы.

По данным хемилюминесцентной реакции в первые сутки заболевания у всех больных показатели были ниже нормы. Это объясняется угнетением активности нейтрофилов за счет роста и размножения бактериальной микрофлоры, а также результатами хирургического воздействия на ткани. Элиминация бактериального агента и продуктов тканевого распада (за счет сорбции наночастицами) приводило к повышению активности ферментов миелопероксидазы, NADPH-oкcидaзы и других активных форм кислорода.

Это проявлялось повышением основных показателей хемилюминесцентной реакции: sTmax (р<0,05), iTmax (р<0,01), slmax (р<0,05) и ilmax (р<0,01) у больных I группы на седьмые сутки и sTmax (р<0,01), ilmax (р<0,01) у больных II группы на пятые сутки, а также восстановления индекса iSmax/sSmax в обеих группах. Аналогичные показатели у больных групп сравнения были более низкими.

Таким образом, использование наночастиц с антибиотиком, с одной стороны, эффективно уменьшало бактериальную нагрузку на пораженные ткани, а с другой - значительно усиливало активность нейтрофилов, что приводило к повышению внутренних механизмов борьбы с инфекцией.

Эффективность местного антибактериального действия комплекса феррогидрит/амоксиклав достоверно доказана микробиологическими исследованиями.

Также как и в группе сравнения 1, у больных исследуемой группы I в первые сутки доминирующим родом бактерий были стафилококки. Количество остальных микроорганизмов достоверно было таким же, как в группе сравнения I. Использование магнитных наночастиц, которые с помощью внешнего магнитного поля адресно доставляли антибиотики в очаг воспаления, приводило к выраженному обеднению микробного пейзажа на седьмые сутки лечения. Так, бактерии рода Staphylococcus определялись в титре 10000, против 100000 в группе сравнения I (р<0,01); Enterococcus - в титре 100, против 5500 (р<0,01) и Enterobacteriaceae - в титре 100, против 10000 (р<0,01). Эффективность применения наночастиц проявлялась также в полной элиминации бактерий родов Neisseria и Streptococcus на седьмые сутки лечения, в отличие от группы сравнения I, где микроорганизмы рода Neisseria выявлялись в титре 505000 (р<0,001), а рода Streptococcus -100000000 (р<0,001) (табл. 4).

Таблица 4

Средние показатели обсемененности полости носа у больных с обострением _хронического риносинусита (N|=64, median С25-С75)._

Микроорганизмы (КОЕ/мл) 1 сутки 7 сутки

I cp. 1 I cp. I

Staphylococcus 50500100,0 (200,0101000000,0) 40000000,0 (500,0100000000,0) 100000,0 (1051,01000000,0) 10000,0 (1000,020020,0)**

Streptococcus 505,0 (10,01000,0) 500,0 (50,02000,0) 100000000,0 (100000000,0100000000,0) o***

Enterococcus 0 0 5500,0 (1000,010000,0) 100,0(10,0-1000,0)**

Micrococcus 1000,0 (1000,01000,0) 2000,0 (500,05000,0) 505,0(100,0-1000,0) 5500,0 (1000,010000,0)**

Enterobacteriaceae 5005,0(10,0-10000,0) 4000,0 (40,010000,0) 10000,0 (10000,01000000,0) 100,0(10,0-10000,0)**

Neisseria 1000,0 (1000,01000,0) 2000,0 (500,04000,0) 505000,0 (10000,01000000,0) o***

** - р<0,01; *** - р<0,001 относительно группы сравнения I

Таким образом, ассоциирование антибиотика на магнитных наночастицах и целенаправленная доставка его в очаг воспаления с помощью магнитного поля значительно усилила общую антибактериальную активность системного антибиотика. Использование наночастиц с амоксиклавом у больных с обострением хронического риносинусита позволило избежать увеличения дозы применяемых системных антибиотиков и назначения дополнительных противомикробных средств.

Выраженная местная антибактериальная активность комплекса наночастица/антибиотик у больных после ринохирургических вмешательств также способствовала элиминации бактерий. Это выразилось в улучшении показателей при бактериологическом анализе полости носа больных на пятые сутки (табл. 5).

Таблица 5

Средние показатели обсемененности полости носа у больных после ринохирургических вмешательств (N2=66, median С25-С75)._

Микроорганизмы (КОЕ/мл) 1 сутки 5 сутки

Hep. II Hep. II

Staphylococcus 1500000,0 (1500000,01500000,0) 1000000,0 (1000000,01000000,0) 10000000,0 (100000,0100000000,0) 100000,0 (1000,01000000,0)***

Streptococcus 50000,0 (50,0100000,0) 55000,0 (10000,0100000,0) 10000,0 (100,05000000,0) 5005,0(100,0-100000,0)**

Enterococcus 600000,0 (1000,01000000,0) 700000,0 (100000,01000000,0) 20000,0 (10000,0550000,0) 1000,0(10,0-10000,0)***

Micrococcus 5000000,0 (50000,010000000,0) 5000000,0 (5000000,05000000,0) 1000,0 (1000,01000,0) 0,0***

Enterobacteriaceae 5005,0 (10,010000,0) 5000,0 (100,010000,0) 1250,0 (1000,01500,0) 1000,0(100,0-5000,0)**

** - р<0,01; *** - р<0,001 относительно группы сравнения II

Как показано из таблицы 5, в первые сутки после операции микробный состав у больных II группы исследования совпадал с группой сравнении II. Чаще всего высеивались бактерии родов Micrococcus и Staphylococcus. Использование магнитных наночастиц с антибиотиком в послеоперационном периоде существенно уменьшило количество микроорганизмов. Так, на пятые сутки после операции у больных исследуемой группы II стафилококки определялись в титре 100000 против 10000000 в группе сравнения II (р<0,001), стрептококки в титре - 5005, против 10000 (р<0,01), а микрококки не выделялись, против 1000 в группе сравнения II (р<0,001), Применение направленной доставки антибиотиков в ткани у больных II группы привело к выраженному противовоспалительному эффекту. В результате только 5 пациентам (15,6%, против 55,9% в группе сравнения II) в послеоперационном периоде, в связи с сохранением субфебрильной температуры, были назначены системные антибактериальные средства.

Таким образом, использование магнитных наночастиц с антибиотиком в послеоперационном периоде при ринологических вмешательствах значительно снижало бактериальную обсемененность в полости носа как условно-патогенной, так и патогенной микрофлорой. Стойкий антибактериальный эффект от применяемого метода лечения позволил уменьшить воспалительную реакцию на хирургическое вмешательство и существенно облегчить течение послеоперационного периода.

Не вызывает сомнения, что все патологические процессы изменяют баланс компонентов иммунной системы. Эти состояния иммунной системы, находят свое отражение в изменении иммунологических показателей.

Как при обострении хронического патологического процесса, так и при хирургической травме реакции иммунной системы обычно недостаточно для полного уничтожения патогена. При определении популяции и субпопуляпии лимфоцитов во всех группах исследования отмечалось снижение основных показателей клеточного иммунитета в первые сутки болезни. Эффективное антибактериальное воздействие в очаге поражения с помощью направленной атаки наночастиц, в отличие от групп сравнения, привело к повышению уровня Т-клеток (СШ) и натуральных киллеров (№С) в I группе на седьмые

сутки и во II группе - на пятые сутки лечения (р<0,05) (рис. 9).

Рисунок 9. Динамика субпопуляций лимфоцитов больных с обострением хронического риносинусита (N1=64, М+т).

Изучение гуморального звена иммунитета не обнаружило выраженных изменений. Исключение составил лишь уровень который у больных II группы нормализовался на пятые сутки лечения, тогда как у больных группы сравнения II концентрация в этот период оставалась низкой (р<0.05).

Таким образом, у исследуемых больных, получавших традиционную терапию, наблюдалась клеточная и частично гуморальная иммунная недостаточность. Угнетение иммунного ответа обеспечивало персистенцию микроорганизмов, что, в свою очередь, обусловливало затяжное течение патологического процесса и резистентность к проводимому лечению.

Положительная динамика иммунного ответа у больных I и II групп подтверждалась и при исследовании уровня провоспалительных цитокинов.

Применение магнитных наночастиц с амоксиклавом у больных с риносинуситом привело к значительному снижению уровня ИЛ-1Р на седьмые сутки до 2,0пг/мг, против 25,0пг/мг в группе сравнения I (р<0,05).

Кроме этого, у пациентов этой группы определялось небольшое количество ФНО-а (5,0пг/мг), тогда как у больных, получавших традиционную терапию, этот показатель не определялся. Выявленные данные свидетельствуют об адекватном иммунном ответе, что, скорее всего, связано с быстрой элиминацией возбудителя из очага воспаления (рис. 10).

пг/мг

пг/мг

ФНО-а

N,=64

р<0,05

сутки

сутки

■ Группа сравнения I

" - Группа I ■

"Группа сравнения I

Рисунок 10. Динамика основных сывороточных цитокинов у больных с обострением хронического риносинусита (N¡=64, М±ш).

Эффективная адресная доставка антибиотика в ткани приводила и к локальному уменьшению концентрации провоспалительных цитокинов Уровень ИЛ-1(3 у больных группы I на седьмой день болезни был значительно меньше, чем в первые дни (р<0,001). При сравнении этого показателя было выявлено также существенное различие: 5,0 пг/мг в группе I, против 3650 пг/мг в группе сравнения I (р<0,001). Выраженное изменение концентрации цитокинов в носовом секрете объясняется проникновением антибиотика в слизистую оболочку носа и околоносовых пазух, что в значительно меньшей степени происходит при традиционной системной терапии. Кроме этого, местная антибактериальная терапия с помощью наночастиц приводила к активации иммунных клеток, что обеспечивало стойкий иммунный ответ.

Уровень провоспалительных сывороточных цитокинов после ринохирургических вмешательств на пятые сутки у больных, леченных наночастицами с амоксиклавом, снижался и был примерно одинаковым, как и в группе сравнения (ФНО-а - 10,0 в группе II и 0 - в группе сравнения II; ИЛ-1|} - 3,0пг/мг в группе II и 2,5пг/мг - в группе сравнения II). Это свидетельствовало об уменьшении воспалительной реакции в зоне хирургического вмешательства. Однако при изучении концентрации секреторных иммунноцитокинов в раневом секрете были выявлены существенные различия. Так, уровень ИЛ-1(5 у больных, леченных наночастицами с антибиотиком, на пятые сутки послеоперационного периода равнялся 25,0пг/мг, в отличие от группы сравнения II, где этот показатель был выше в 4 раза (101,0пг/мг, р<0,05). Значительное снижение содержания интерлейкина 10 в очаге подтверждает эффективность использования магнитных наночастиц с амоксиклавом в качестве местной терапии после ринохирургических вмешательств. Локальное действие антибиотика с помощью наночастиц приводило к снижению обсемененности полости носа, что способствовало стиханию местных противовоспалительных иммунных реакций (рис. 11).

пг/мг

N,=66

ФНО-а

" Группа II *

" Группа сравнения II ]

пг/мг

сутки

сутки

—~ ■ Группа II '

■Группа сравнения II

Рисунок 11. Динамика основных секреторных цитокинов после ринохирургических вмешательств (N2=66, М±ш).

Таким образом, иммунологическая оценка больных групп исследования показала, что возникающее перенапряжение иммунной системы оказывает определенное негативное влияние на заживление послеоперационной раны и восстановление носового дыхания. Использование магнитных наночастиц позволяет повышать защитные механизмы организма, снижать антигенную нагрузку и прогнозировать течение раневого процесса на фоне иммунной недостаточности, вызванной хирургической травмой и выраженной воспалительной реакцией.

При биолюминесцентном исследовании внутриклеточных параметров, отражающих интенсивность различных метаболических процессов, была изучена зависимость уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах крови. Установлено, что в первые сутки у всех больных снижалась интенсивность метаболических реакций, определяющих активность анаэробных и аэробных процессов. На седьмые сутки лечения у больных с риносинуситом и на пятые сутки после ринохирургических вмешательств происходила активация аэробного дыхания иммунокомпетентных клеток с увеличением шунтирующих и вспомогательных реакций. Причем, интенсивность таких реакций у больных, которым применяли наночастицы с антибиотиком, была выше. Это

выражалось в изменении уровня некоторых дегидрогеназ: НАДФИЦДГ (р<0,01), ГР, МДГ, НАДН-ГДГ (р<0,05) и НАДФН-ГДГ (р<0,05).

Состояние внутриклеточных обменных процессов при патологии зависит от величины метаболических резервов и не может поддерживаться длительно. В тех случаях, когда повышенные энергетические затраты компенсируются соответствующим притоком субстратов разбалансировки метаболических взаимосвязей не происходит. Однако у больных трупп сравнения I и II определялась недостаточность поступления субстратов в иммунокомпетентные клетки, что проводило к истощению и нарушению внутриклеточных взаимосвязей. В результате ингибирования энергетических реакций снижалась реактивность иммунокомпетентных клеток, которую можно определить как некоторый срыв адаптационной реакции. Обратная картина наблюдалось у пациентов, где в качестве местной терапии использовали магнитные наночастицы с амоксиклавом.

При компьютерной томстрафии околоносовых пазух также выявлено, что применение наночастиц с антибиотиком у больных I группы в 2 раза улучшало рентгенологическую картину по сравнению с группой сравнения I (р<0,05) (рис. 12, 13).

Рисунок 12. Компьютерная томография пазух носа больного Ш., 25 лет, (история болезни №3125) группы сравнения I па десятые сутки обострения хронического гнойного левостороннего гайморита. Сохранение затемнения левой верхнечелюстной пазухи.

Рисунок 13. Компьютерная томография пазух носа больного Б., 43 лет (история болезни №2416) с обострением хронического двухстороннего гнойного гайморита исследуемой группы I на десятые сутки болезни. Пазухи носа пневматизированы.

При изучении отдаленных результатов лечения было выявлено, что частота обострений у больных хроническим риносинуситом, леченных с помощью магнитных наночастиц, уменьшилась вдвое, а встречаемость двух и более обострений - в пять раз. Вероятнее всего, это связано со способностью магнитных наночастиц аккумулировать антибиотики в тканях, создавая максимальную концентрацию лекарственного препарата в очаге с минимальным воздействием на организм (табл. 6).

Таблица 6

Частота рецидивов у больных хроническим риносинуситом, участвующих в _исследовании, за 12 месяцев (N1=64). _

Группы больных 1 раз 2 раза 3 раза и более

абс. % абс. % абс. %

Традиционная терапия (группа сравнения I), По1=33 16 48,5 5 15,5 1 3,1

Магнитные наночастицы с антибиотиком (группа I), г)|=31 7 22,6** 1 3 2** 0 0

** - р<0,01 относительно группы сравнения II

Известно, что восстановление носового дыхания, очищение полости носа от корок, восстановление обоняния после ринохирургических вмешательств происходит длительно и в разные сроки. Причинами этого являются объем хирургического пособия, способность тканей к репарации, наличие сопутствующих заболеваний, состояние иммунной системы, а также персистенция в полости носа и/или носовых раковин различных микроорганизмов. Эффективная и стойкая местная антибактериальная терапия в послеоперационном периоде позволяет значительно ускорить течение раневого процесса и восстановление респираторного эпителия.

Таким образом, применение магнитных наночастиц с антибиотиком после ринохирургических вмешательств оказывает лечебное действие не только в раннем послеоперационном периоде, но способствует также быстрому очищению полости носа и восстановлению носового дыхания в отдаленные сроки (табл. 7)

Таблица 7

Эндоскопическая картина полости носа через 6 месяцев после _ринохирургических вмешательств (Ы2=66)._

Критерии эндоскопии носа Традиционная терапия (группа сравнения II), пс2=34 Магнитные наночастицы с антибиотиком (группа II), п2=32

абс. % абс. %

Признаки атрофии слизистой оболочки носа (сухость, инъекция сосудов) 5 14,7 3 9,4*

Наличие корок в полости носа 8 23,5 3 9,4*

Наличие слизистого/слизисто-гнойного отделяемого из носа 4 11,8 0 0

Повышенная кровоточивость слизистой оболочки носа 1 2,9 0 0

* - р<0,05 относительно группы сравнения II

Как видно из таблицы 7, применение магнитных наночастиц с антибиотиком в послеоперационном периоде при ринохирургических

вмешательствах привело к предупреждению атрофии слизистой оболочки носа и образования корок до 9,4%, против 23,5% в группе сравнения И (р<0,05) через полгода после операций. Наличие слизистого или слизисто/гнойного отделяемого из носа в это время отмечено у 11,8% пациентов группы сравнения II, что свидетельствует о персистенции микроорганизмов в нолосги носа.

Таким образом, направленная доставка антибиотиков в ткани носа у больных группы II способствовала не только ускорению репаративных процессов в ранний послеоперационный период, но и предотвращало развитие атрофических изменений слизистой оболочки носа в отдаленном периоде.

Анализ качества жизни пролеченных больных существенным образом дополняет традиционную методологию оценки эффективности проводимой терапии. Исследование качества жизни является чувствительным инструментом, раскрывающим субъективное восприятие больным состояния своего здоровья.

Нами проведена оценка качества жизни больных с воспалительными и репаративными процессами носа и околоносовых пазух через шесть месяцев после проведенного лечения с помощью опросника БР-Зб. Использовалась русифицированная версия, созданная и апробированная в Межнациональном Центре исследования качества жизни (МЦИКЖ, г. Санкт-Петербург). Российская версия опросника 8Р-36 обладает надежными психометрическими свойствами и приемлема для проведения исследований качества жизни у больных с обострением хронического риносинусита и после ринохирургических вмешательств.

В итоге было выявлено, что качество жизни у всех пролеченных нами больных через полгода после лечения было умеренно снижено. Относительно благоприятная картина наблюдалась у больных, которым проводилась местная антибактериальная терапия с помощью магнитных наночастиц. Так, критерий «Общее здоровье» ОН у больных I и II групп

исследования составлял 20,6 и 23,8, против 15,6 и 17,2 в группах сравнения (р<0,05). Поэтому, возможно, показатели «Эмоционального функционирования» Е1Е и «Психологическое здоровье» МН больных, леченных наночастицами, были достоверно выше, чем у больных, получавших традиционную терапию (табл. 8).

Таблица 8

Сравнительная оценка показателей качества жизни больных с хроническим риносинуситом и послеоперационными репаративными процессами носа и околоносовых пазух через 6 месяцев после лечения по опроснику БР-Зб

(N-130, М±ш).

Показатели Группа сравнения I пс,=33 Группа сравнения II пс2=34 Исследуемая группа I п,=31 Исследуемая группа II п2=32

Физическое функционирование СРР). 24,5±3,1 23,8±2,4 23,8+3,4 25,1±1,5

Ролевое (физическое) функционирование (ЯР). 6,4±0,9 7,5±1,0 6,8±1,7 7,7±1,1*

Боль(Р) 6,7±1,5 8,1 ±0,8 6,2±2,0 7,8±2,3

Общее здоровье (ОН) 15,6+2,7 17,2±1,7 20,6±3,7' 23,8±1,7*

Жизнеспособность (УТ) 20,2±,2,3 23,2+3,5 21,7±2,8 22,5±2,5

Социальное функционирование (вР) 6,1±0,5 8,2±1,9 8,8±1,6* 7,9±1,2

Эмоциональное функционирование (КЕ) 5,5±1,8 5,2±1,3 7,4±0,8* 6,7±0,9*

Психологическое здоровье (МН) 22,5±3,9 24,6±3,1 23,8±2,1 25,9±3,4

* - р<0,05 относительно группы сравнения I; * - р<0,05 относительно группы сравнения II.

Таким образом, при изучении отдаленных результатов использования магнитных наночастиц в лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух было выявлено, что предложенная терапия не только уменьшает частоту рецидивов хронического риносинусита и

улучшает местную картину полости носа после операций, но и повышают качество жизни пациентов по сравнению с традиционной терапией.

Современный подход к решению любой научно-практической задачи в области медицины строится не только на улучшении качества проводимого лечения, снижении осложнений и хронизации патологического процесса, но и на получении экономической эффективности.

Учитывая также то, что исследовательская группа ВОЗ предложила рассматривать вопросы эффективности и качества медицинской помощи с учетом экономичности, мы провели изучение экономической эффективности применения магнитных наночастиц в лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух.

Длительность лечения больных с воспалительными и раневыми процессами носа и околоносовых пазух предопределена медико-экономическими стандартами (МЭС). В результате, для искривления перегородки носа и вазомоторного ринита (МЭС - 022401) длительность лечения составляет 8 дней, а для хронического риносинусита (МЭС - 022404) - 13 дней. Средняя стоимость одного койко-дня для больного в оториноларингологическом отделении по МЭСу 022401 составляет 1183 рубля, а по МЭСу 022404 - 1287 рублей. Таким образом, стоимость лечения одного больного с искривлением перегородки носа или вазомоторным ринитом равняется 9464 рублям, а с хроническим риносинуситом - 16731 рублю.

При оценке медико-социальной и экономической эффективности лечения воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух выявлено, что применение магнитных наночастиц с антибиотиком позволило сократить период пребывания больных в стационаре до десяти дней, а после ринохирургических вмешательств - до шести дней (рис. 14).

Рисупок 14. Сравнительная оценка длительности стационарного лечения больных, принимавших участие в исследовании (N=130, М±т).

Использование магнитных наночастиц с антибиотиком заметно снизило длительность госпитализации и, соответственно, стоимость лечения больных с обострением хронического гнойного риносинусита, а также пациентов с хроническим полипозным риносинуситом, искривлением перегородки носа и хронических вазомоторным ринитом.

Экономические расчеты показали, что стоимость лечения одного больного с обострением хронического риносинусита при использовании магнитных наночастиц сократилась на 2188 рублей, а стоимость лечения одного больного с хирургической патологией носа и/или околоносовых пазух уменьшилась на 3666 рублей. Таким образом, используя предложенную методику лечения, ири учете количества больных с обострением хронического риносинусита и оперативных пособий в полости носа и околоносовых пазух, пролеченных за 2009 год в ЛОР отделении Краевой клинической больницы, экономия денежных средств равнялась бы 1257492 рублям в год (рис. 15).

Э Группа I а Группа сравнения I

э Группа II а Группа сравнения I

Рисунок 15. Сравнительная оценка стоимости стационарного лечения больных, принимавших участие в исследовании (N=130, М±т).

За счет уменьшения воспалительной реакции и стимуляции заживления у больных после ринохирургических вмешательств при использовании наночастиц с антибиотиком сократился период временной нетрудоспособности пациентов. Так, лечение в поликлинике у пациентов, получаввпгх наночастицы с амоксиклавом, сократилось до 5,3±1,8к/д, в отличие от пациентов группы сравнения, где продолжительность лечения равнялась 8,2±2,4к/д (р <0,05).

Несмотря на то, что доставка и переработка магнитных наночастиц приводит к дополнительным затратам, при их широком применении они невелики, так как 1 бактериальная клетка может синтезировать несколько тысяч наночастиц.

Необходимо подчеркнуть, что применение магнитных наночастиц с антибиотиком является неинвазивной и абсолютно безболезненной процедурой. Ни у одного пациента не было выявлено признаков непереносимости или аллершческих реакций на наночастицы. Кроме этого, использование наночастиц возможно и в амбулаторных условиях.

Таким образом, целесообразность местного применения магнитных наночастиц ферригидрита с антибиотиком при лечении воспалительных и

репаративных процессов носа и околоносовых пазух не вызывает сомнений. Лечение следует начинать непосредственно после поступления больного с обострением риносинусита в стационар или после удаления тампонов из носа при ринохирургических вмешательствах, а в качестве антибактериального средства использовать амоксиклав.

ВЫВОДЫ

1. Наночастицы ферригидрита размером 2-5 нм, производимые бактериями Klebsiella oxytoca, обладают магнитными свойствами, усиленными уникальным эффектом суперантиферромагнетизма, что создает возможность для магнитного управления этими природными объектами.

2. Внешнее магнитное поле позволяет осуществлять направленный транспорт магнитных наночастиц в ткани носа и околоносовых пазух, что является основанием для использования их в качестве носителей лекарственных веществ при воспалительных и репаративных процессах в ринологии.

3. Магнитные наночастицы ферригидрита не обладают цитотоксическим действием, не вызывают патологических изменений в паренхиматозных органах при внутривенном введении и полностью выводятся из организма в течение суток.

4. В результате применения магнитных наночастиц ферригидрита, ассоциированных с антибиотиком, время заживления ран у лабораторных животных сократилось на 3 дня, за счет купирования воспалительных и стимуляции регенеративных процессов.

5. Результаты эндоскопического, морфологического, бактериологического, хемилюминесцентного и иммунологического исследований подтвердили целесообразность применения магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при лечении воспалительных и репаративных процессов полости носа и околоносовых пазух - сроки пролиферации и регенерации слизистой оболочки носа уменьшались почти в 2 раза.

6. В результате использования магнитных наночастиц ферригидрита, ассоциированных с амоксиклавом, продолжительность стационарного лечения больных с обострением хронического риносинусита сократилась с 12,3±0,5к/д до 10,6±0,7к/д, а после ринохирургических вмешательств - с 9,5±0,8к/д до 6,4±0,4к/д. Стоимость лечения больного с риносинуситом уменьшилась на 2188 рублей, а у перенесших внутриносовые операции - на 3666 рублей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В комплексном лечении хронического риносинусита в стадии обострения целесообразно использовать магнитные наночастицы ферригидрита, ассоциированные с антибиотиком, в сочетании с внешним магнитным полем.

2. После ринохирургических вмешательств введение магнитных наночастиц ферригидрита, ассоциированных с антибиотиком, следует начинать в раннем послеоперационном периоде.

3. Для адресного воздействия на воспаленные ткани полости носа и околоносовых пазух целесообразно использовать ингибиторозащищенный полусинтетический пенициллин - амоксиклав, ассоциированный с магнитными наночастицами.

4. Применение магнитных наночастиц, ассоциированных с амоксиклавом, в дополнении к стандартной терапии сокращает длительность стационарного лечения больных с обострением хронического риносинусита на двое суток и потребность в нахождении в стационаре после ринохирургических вмешательств на три дня, что ускоряет трудовую и социальную реабилитацию пациентов.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Афонькин В.Ю., Добрецов К.Г., Кириченко А.К., Ладыгина В.П., Сипкин A.B. Стимуляция проникновения магнитных наночастиц в хрящевую

и костную ткань с помощью градиента магнитного поля // Сибирское медицинское обозрение. - 2008. - №2. - С. 37-39.

2. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Ладыгин В.П., Сипкин A.B., Лопатин A.C. Изучение цитотоксичности магнитных железосодержащих наночастиц // Вестник оториноларингологии. - 2008. - № 5.-С. 20-21.

3. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Кириченко А.К., Столяр C.B., Сипкин A.B. Способ направленного введения железосодержащих наночастиц в ткани // Материалы научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной хирургии». - Красноярск, 2008. -С. 148-149.

4. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Кириченко А.К., Ладыгина В.П., Столяр C.B., Баюков O.A., Сипкин A.B. Магнитотерапия в сочетании с магнитными наночастицами в лечении ран наружного носа // Материалы научно-практической концеренции «О развитии научно-практического потенциала здравоохранения ОАО «РЖД». - Иркутск, 2008. - С. 372-375.

5. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Ладыгина В.П., Сипкин A.B., Лопатин A.C. Перспективы использования магнитных наночастиц в оториноларингологии. // Материалы конференции «Актуальные вопросы оториноларингологии». - Москва, 2008. - С. 9-11.

6. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Ладыгина В.П., Сипкин A.B., Лопатин A.C. Опыт применения магнитных наночастиц в медицине и перспективы их использования в оториноларингологии // Вестник оториноларингологии. - 2009. - № 2. - С. 69-71.

7. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Ладыгина В.П., Сипкин A.B., Пуртов К.В., Баюков O.A. Магнитные наночастицы в медицине // Материалы научно-практической конференции «Молекулярно-клеточные инновационные медицинские технологии. - Красноярск, 2009. - С. 71-76.

8. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Сипкин A.B., Коленчукова O.A., Лопатин A.C. Использование магнитных наночастиц в

лечении раневых процессов на лабораторных животных // Вестник оториноларингологии. - 2009. - № 5. - С. 19-21.

9. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Сипкин A.B., Коленчукова O.A. Целесообразность использования местной антибактериальной терапии в послеоперационном периоде при ринохирургических вмешательствах // Вестник оториноларингологии. - 2009. - № 4. - С. 60-62.

10. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Сипкин A.B., Пуртов К.В., Лопатин A.C. Применение магнитных наночастиц в оториноларингологии // Вестник оториноларингологии. - 2009. - № 5. - С. 21-22.

11. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Кириченко А.К., Ладыгина В.П., Столяр C.B., Баюков O.A., Сипкин A.B. Способ введения магнитных наночастиц в ткани с помощью градиента магнитного поля в эксперименте // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2009. - № 6. - С. 693695.

12. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Ладыгина В.П., Сипкин A.B., Пуртов К.В., Баюков O.A., Лопатин A.C. Изучение свойств магнитных наночастиц в оториноларингологии // Российская оториноларингология. -2009.-№>3,-с. 51-56.

13. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Ладыгина В.П., Сипкин A.B., Пуртов К.В., Баюков O.A., Коленчукова O.A., Лопатин A.C. Клиническое обоснование использования наночастиц в лечении воспалительных процессов носа и околоносовых пазух // Российская ринология. - 2009. - № 2. - С. 29-30.

14. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Сипкин A.B., O.A. Коленчукова. Роль местной антибактериальной терапии после ринохирургических вмешательств // Российская оториноларингология. - 2009. - № 5. - С. 146150.

15. Добрецов К.Г. Лечение обострения гнойного риносинусита с помощью направленного действия магнитных наночастиц // Российская оториноларингология. - 2010. - № 1. - С. 17-21.

16. Добрецов К.Г., Афонькин В.Ю., Столяр C.B., Ладыгина В.П., Сипкин

A.B. Способ введения магнитных наночастиц для проведения местной терапии при заболеваниях организма в эксперименте. Патент № 2381030 от 10.02.2010г.

17. Добрецов К.Г., Сипкин A.B., Столяр C.B., Инжеваткин Е.В., Ладыгина В.П., Ищенко Л.В., Столяр И.А., Винник Ю.С., Лопатин A.C. Адресная доставка антибиотика при лечении хронического риносинусита // Российская ринология. - 2010. - № 3. - С. 24-25.

18. Добрецов К.Г., Лопатин A.C., Столяр C.B., Сипкин A.B., Ладыгина

B.П. Наночастицы в лечении послеоперационных процессов носа и околоносовых пазух // Российская оториноларингология. - 2010. - N° 4. — С. 13-19.

19. Добрецов К.Г., Лопатин A.C., Столяр C.B. Нанотехнологии в ринологии // Российская ринология. - 2010. - № 3. - С. 56-57.

20. Добрецов К.Г., Лопатин A.C., Столяр C.B., Сипкин A.B., Пронина Ю.В., Ладыгина В.П. Роль магнитных наночастиц в формировании иммунного ответа у больных после ринохирургических вмешательств // Российская ринология. - 2010. - №4. - С. 21-24.

21. Добрецов К.Г., Кириченко А.К., Столяр C.B., Инжеваткин Е.В., Ладыгина В.П., Пронина Ю.В., Ищенко Л.В., Столяр И.А. Морфологическая характеристика органов экспериментальных животных при внутривенном введении магнитных наночастиц // Сибирское медицинское обозрение. -2010,-№6.-С. 34-37.

Отпечатано в типографии «Красный Яр». ИП В.Э. Муни Г. Красноярск, ул.Ленина, 24, оф. 8. тел. (391) 2-652-653 Подписано в печать 02.12.2010 г. Формат 60x84/16

Бумага офсетная. Печать плоская. Усл.п.л. 12 № заказа 96 от 02.12.2010 г. Тираж 100 экземпляров

Актуальность темы. Лечение воспалительных и раневых процессов носа и-околоносовых пазух представляется одной из наиболее актуальных проблем в современной оториноларингологии. Число воспалительных заболеваний носа и околоносовых пазух в настоящее время неуклонно растет, причем, наибольшую значимость приобретает хроническое воспаление [142]. Так, хронический синусит занимает первое место среди всех хронических воспалительных заболеваний (146 случаев* на 1000 населения). Это связано, в первую очередь, с серьезными, экологическими проблемами, в частности, с возросшей загрязненностью и загазованностью воздушной среды, увеличением числа респираторных вирусных инфекций, количества вдыхаемых аллергенов, снижением резервных возможностей верхних дыхательных путей, возросшей резистентностью микрофлоры [14, 109,206,286].

Многие исследователи приоритетное значение в этиологии и патогенезе хронического синусита придают персистенции патогенных микроорганизмов в среднем носовом ходе и околоносовых пазухах. Кроме того, бесспорно, что самыми тяжелыми своими проявлениями — частым рецидивированием, длительной потерей трудоспособности, значительным снижением качества жизни больных, а также возникновением орбитальных и внутричерепных осложнений - хронический синусит обязан рецидивирующей бактериальной инфекции [205, 30, 257].

Значительная роль в развитии хронического риносинусита принадлежит различным деформациям внутриносовых структур, таким как буллезно-измененные носовые раковины, искривление перегородки носа, гипертрофия носовых раковин, девиация крючковидного отростка и т.п. [184, 166].

В последние десятилетия произошел существенный прогресс в области ринохирургии, который обусловлен широким внедрением эндоскопической техники, принципов щадящей хирургии и совершенствованием анестезиологического пособия. Однако способы лечения репаративных послеоперационных процессов- в полости носа и околоносовых пазух не отличаются разнообразием. Более того, на наш взгляд является недооцененной и роль микроорганизмов в раневом процессе, скорости заживления* и вероятности осложнений в раннем послеоперационном периоде при ринохирургических вмешательствах.

Таким образом, ключевым моментом в лечении воспалительных и репаративных процессов носа, и околоносовых пазух является борьба с активизированной сапрофитной и/или патогенной микрофлорой.

Известно, что эффект противобактериального воздействия зависит от уровня* концентрации антибиотика в биофазе, то есть в месте локализации возбудителей гнойной инфекции [129].

Лекарство распределяется в организме в соответствии.со своими физико-химическими свойствами и лишь небольшое количество препарата достигает терапевтической мишени. Возможность достижения антибиотиком очага поражения* особенно снижена при внутриклеточной локализации бактерий, а также при локальной хирургической инфекции. Изменить ситуацию с низким потенциалом активности антибиотиков во внутриклеточной среде организма и очагах микробного воспаления может целенаправленная доставка лекарственных средств. При этом следует рассчитывать на увеличение концентрации препарата в очаге и, соответственно, на уменьшение проникновения его в другие ткани и органы, являющиеся мишенями побочного эффекта [86, 188, 263].

Теоретически, требования к идеальному варианту фармакокинетики противобактериальных средств сформулированы еще П.Эрлихом более 100 лет назад в его концепции о «магической пуле»: максимальное накопление препаратов в очагах гнойной инфекции при минимально возможном уровне активности в тканях, не вовлеченных в процесс воспаления.

Идея создания лекарственных форм, обеспечивающих направленную доставку лекарственных веществ к месту действия, является одной из наиболее привлекательных и прогрессивных в современной медицине. Весьма интенсивно ведутся исследования по изучению возможности использования носителей лекарственных веществ в виде наночастиц [222, 24, 369, 339, 306,387].

Под термином наночастицы принято понимать коллоидные частицы размером от 10 до 1000 нанометров, состоящие из макромолекулярного биодеградирующего и биосовместимого материала, в который активно внедрено лекарственное вещество [88, 299]. Вместе с наночастицами ассоциированное лекарственное вещество с помощью фагоцитирующих клеток может попадать непосредственно во внутритканевую и внутриклеточную среды. Активность препарата затем восстанавливается-при* биодеструкции полимерной основы наночастиц.

В результате, наночастицы могут обеспечивать пассивно-направленный транспорт лекарств во-внутриклеточную среду фагоцитирующих клеток, т.е. в систему мононуклеарных фагоцитов. Это наиболее привлекательно для антимикробных препаратов в химиотерапии воспалительных заболеваний.

Однако проблема направленного транспорта антибиотиков с помощью полимерных наночастиц ввиду малочисленности, разрозненности и противоречивости фактических данных по фармакокинетике и химиотерапевтической активности к настоящему времени не решена.

Для направленного действия антибактериальных средств при воспалительных и репаративных процессах носа и околоносовых пазух мы сочли целесообразным использовать магнитные наночастицы, а внешнее магнитное поле - в качестве движущей силы.

Изучение эффективности применения магнитных наночастиц как переносчиков антибиотиков, обеспечивающих относительную селективность распределения их в тканях носа и околоносовых пазух при воспалительных и репаративных процессах, явилось темой исследования.

Цель исследования. Повысить эффективность лечения воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух за счет направленной доставки антибиотика в ткани с помощью магнитных наночастиц. Задачи, исследования.

1. Синтезировать наночастицы биогенного происхождения и изучить их физико-химические свойства.

2. Выявить способность магнитных наночастиц к направленному транспорту в ткани носа для дальнейшего использования их в лечении воспалительных и репаративных процессов.

3. Изучить цитотоксичность магнитных наночастиц и их влияние на паренхиматозные органы.

4. Выяснить, эффективность применения магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при лечении воспалительных и репаративных процессов у лабораторных животных.

5. Исследовать целесообразность применения магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух у людей.

6. Определить медико-социальную и, экономическую эффективность применения магнитных наночастиц при лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух.

Научная новизна. Впервые выделены наночастицы ферригидрита биогенного происхождения, обладающие уникальными магнитными свойствами: в них существует антиферромагнитный порядок, присущий массивному ферригидриту, и спонтанный магнитный момент, обусловленный декомпенсацией спинов в подрешетках наночастицы.

Впервые установлено, что воздействие внешнего магнитного поля на магнитные наночастицы, нанесенные на ткани, приводит к диффузному распространению наночастиц в глубину тканей.

Впервые доказано, что местное применение магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при обострении хронического риносинусита приводит к уменьшению воспалительной реакции и быстрой элиминации возбудителя. Кроме этого, использование магнитных наночастиц с антибиотиком, оказывая пролонгированное действие, снижает частоту рецидивов, что подтверждает их эффективность в лечении хронических воспалительных процессов.

С помощью морфологических и иммунологических исследований выявлено, что местное применение магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, в раннем послеоперационном периоде после ринохирургических вмешательств стимулирует регенеративные процессы в полости носа и околоносовых пазухах, снижает частоту осложнений и повышает эффективность оперативных пособий.

По сравнению с традиционной терапией, применение магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиками, в лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух обеспечивает значительный экономический эффект и снижает сроки нетрудоспособности больных.

Практическая значимость. Предложенный метод применения магнитных наночастиц в лечении воспалительных и раневых процессов носа и околоносовых пазух позволяет существенно уменьшить тяжесть заболевания, сократить, продолжительность воспалительной реакции и заживления послеоперационной раны.

Применение магнитных наночастиц в лечении воспалительных процессов носа и околоносовых пазух увеличивает безрецидивный период и снижает частоту обострений при хроническом воспалении.

Использование магнитных наночастиц в лечении репаративных процессов носа и околоносовых пазух после хирургических вмешательств уменьшает риск развития таких осложнений, как нагноение, локальное инфицирование (остеит), обострение хронических заболеваний носа и околоносовых пазух.

Сравнительная оценка показала, что использование магнитных наночастиц в лечении воспалительных и репаративных процессов носа- и околоносовых пазух сокращает длительность пребывания больных в стационаре на 2-3 дня и на амбулаторном долечивании еще на 3 дня.

Применение магнитных наночастиц в. лечении воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух позволяет снизить стоимость лечения, минимизировать действие лекарственных веществ на здоровые ткани; ускорить трудовую и социальную реабилитацию, что дает основание рекомендовать предлагаемую методику для широкого внедрения в оториноларингологии, хирургии, терапии и других областях медицины.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. На основе сопоставления результатов исследований и прямых структурных методов исследования установлено, что магнитные наночастицы, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, являются ферригидритом 5Ре203-9Н20. В процессе культивирования в ферригидрите происходят процессы упорядочения и/или смены сорта, лигандов. Частицы 5Ее20з-9Н20- при* комнатной температуре находятся в суперпарамагнитном состоянии.

2. Антибиотики, доставленные наночастицами в ткани, проявляют высокую химиотерапевтическую активность во. внутритканевой среде, а внешнее магнитное поле позволяет направлять, и создавать максимальную концентрацию наночастиц в очаге.

3. Магнитные наночастицы минерала ферригидрита 5Ее203'9Н20 не обладают острой неспецифической токсичностью и цитотоксичностью.

4. Применение магнитных наночастиц в лечении воспалительных и репаративных процессов у лабораторных животных значительно уменьшает воспалительную реакцию, сокращает период заживления и число осложнений.

5. Применение магнитных наночастиц благодаря- направленному действию антибиотиков способствует уменьшению сроков лечения при воспалительных процессах носа и околоносовых пазух.

6. Использование магнитных наночастиц обеспечивает селективное. действие антибиотика на пораженные ткани, позволяет уменьшить, дозу препарата с сохранением его антибактериальной активности, что приводит к существенному снижению затрат на лечение воспалительных и репаративных процессов носа и околоносовых пазух, а также повышению качества жизни пациентов.

Внедрение. Методика использования магнитных наночастиц для адресной доставки лекарственных веществ в пораженные'ткани внедрена в практику ЛОР-отделения Дорожной' клинической больницы на станции Красноярск и лаборатории «Молекулярно-клеточной физиологии и патологии» НИИ медицинских проблем севера СО РАМН (Красноярск).

Апробация. Основные положения диссертации доложены на: VII и VIII Российских конференциях оториноларингологов «Наука и практика в оториноларингологии» (Москва,,2008', 2009); заседании городского общества оториноларингологов (Красноярск, 2008), II международном форуме по нанотехнологиям «Руснанотех» (Москва, 2009), XVI Конгрессе Российского общества ринологов (Оренбург, 2009), конференции в рамках II общегородской ассамблеи «Красноярск. Технологии будущего» (Красноярск, 2009), краевой конференции оториноларингологов (Красноярск, 2010), конференции Российского общества ринологов (Ярославль, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, из них 11 в журналах, рецензируемых ВАК Министерства образования и науки РФ. Получен патент РФ на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 262 страницах, машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 38 таблицами, 82 рисунками. Список

ВЫВОДЫ

1. Наночастицы ферригидрита размером 2—5 нм, производимые бактериями Klebsiella oxytoca, обладают магнитными« свойствами, усиленными уникальным эффектом суперантиферромагнетизма, что создает возможность для магнитного управления этими природными объектами.

2. Внешнее магнитное поле позволяет осуществлять направленный транспорт магнитных наночастиц в ткани носа и околоносовых пазух, что является основанием для использования их в качестве носителей лекарственных веществ, при воспалительных и репаративных процессах в ринологии.

3. Магнитные наночастицы ферригидрита не обладают цитотоксическим действием, не вызывают патологических изменений в паренхиматозных органах при внутривенном введении и полностью выводятся из организма в течение суток.

4. В результате применения магнитных наночастиц ферригидрита, ассоциированных с антибиотиком, время заживления ран у лабораторных животных сократилось на 3 дня, за счет купирования воспалительных и стимуляции регенеративных процессов.

5. Результаты эндоскопического, морфологического, бактериологического, хемилюминесцентного и иммунологического исследований подтвердили целесообразность применения магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком, при лечении воспалительных и репаративных процессов полости носа и околоносовых пазух - сроки пролиферации и регенерации слизистой оболочки носа уменьшались почти в 2 раза.

6. В результате использования магнитных наночастиц ферригидрита, ассоциированных с амоксиклавом, продолжительность стационарного лечения больных с обострением хронического риносинусита сократилась с 12,3±0,5к/д до 10,6±0,7к/д, а после ринохирургических вмешательств - с 9,5±0,8к/д до 6,4±0,4к/д. Стоимость лечения больного с риносинуситом уменьшилась на 2188 рублей, а у перенесших внутриносовые операции - на 3666 рублей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В комплексном лечении хронического риносинусита в стадии обострения целесообразно использовать магнитные наночастицы ферригидрита, ассоциированные с антибиотиком, в сочетании с внешним магнитным полем.

2. После ринохирургических вмешательств введение магнитных наночастиц ферригидрита, ассоциированных с антибиотиком, следует начинать в раннем послеоперационном периоде.

3. Для адресного воздействия на воспаленные ткани полости носа и околоносовых пазух целесообразно использовать ингибиторозащищенный полусинтетический пенициллин - амоксиклав, ассоциированный с магнитными наночастицами.

4. Применение магнитных наночастиц, ассоциированных с амоксиклавом, в дополнении к стандартной терапии сокращает длительность стационарного лечения больных с обострением хронического риносинусита на двое суток и потребность в нахождении в стационаре после ринохирургических вмешательств на три дня, что ускоряет трудовую и социальную реабилитацию пациентов.