Автореферат и диссертация по медицине (14.00.27) на тему:Экспериментально-клиническое обоснование применения гелевых сорбентов для остановки кровотечения при стернотомии

а - Ц а

. 1 I,' V/ 1к

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РСФСР ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Н.Н.БУРДЕНКО

На правах рукописи

МИХАЙЛОВ Андрей Анатольевич УДК 616.71-089• 811/. 814:615.264.2+543.545.4/-071-092.9

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕЛЕВЫХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ ОСТАНОВКИ КРОВОТЕЧЕНИЯ ПРИ СТЕРНОТОМИИ.

14.00.27 - хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Воронеж - 1992

Работа выполнена в Воронежском государственном медицинском институте им.Н.Н.Бурденко

Научный руководитель - доктор медицинских наук, профессор В.Н.Грязнов.

Научный консультант - доктор медицинских наук, профессор В.И.Булынин.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор - П.И.Копелев доктор медицинских наук, профессор - А.Д.Мясников

Ведущее учреждение - Институт Хирургии им.А.В.Вишневского

Защита диссертации состоится _ 1992 г.

в /0 часов на заседании специализированного Совета К. 084. 62. 01 при Воронежском государственном медицинском институте им.Н.Н.Бурденко /394622 г.Воронеж, ул.Студенческая,д.10/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного медицинского института им.Н.Н.Бурденко

Автореферат разослан _ _ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Ученого Совета, кандидат медицинских наук

А.Ф.Неретина

• , >0,. ; ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время срединный трансстерналь-ный доступ нашел широкое применение при проведении оперативных вмешательств на сердце и крупных сосудах (А.Н.Бакулев,1955; Г.М.Соловьев с соавт.,1961; О.с.Julian et al. , 1957), трахее, главных бронхах (Л.К.Богуш я А.А.Травин,1967), пищеводе (А.Н.Волков,1971), одномоментных операциях на легких (В.Т.Апоян с соавт., 1976; Л.К.Богуш и А.В.Иванов,1980; О.В.Оркешковский с соавт.,1976; j.Watanabe et al. ,1988), вилочковой железе (С.А.Гадкиев с соавт., 1975). Преимущества этого доступа стали очевидными с 50-60-х годов нашего столетия и была связаны с.бурным развитием торакальной и сердечно-сосудистой хирургии. Так, по данным ВОЗ (1983 г.) только потребность в проведении операций аортокоронарного шунтирования составляет 50 операций на 100 ООО взрослого населения. К этому уровне подошли уже в ряде развитых стран. Однако возникающие в послеоперационном периоде в 0,6-5,9£ случаев инфекционно-воспалятельные осложнения со стороны стеркотоиной раны (Ф.И.Заргарлн с соавт., 1975,1981; О.А.Красин ,I986;H.H.Brej-er et al. ,I984;G.Ottino et

al. ,1987 и др.) и асептические нарушения консолидации костных поверхностей, наблюдаемые в 0,5-1,5^ случаев (A.T.Culliford et al. 1979; E.Siachen at al.,I983;J.I.HicKs et al.,I983;B.Shuhaiber et al. ,1987) значительно снижает эффективность операций. По данным R.c.Sonerhaus (1987) в США екегодно у 1800-2000 больных после операций на сердце с использованием трансстернального доступа развивается инфекционно-воспалятельные осложнения стернальных ран, а летальность при этом ДОХОДИТ до 44-50л (H.G.Sarr et а}Л984; C.Serry et al.,1980,J.N.Fabiani et al. ,I976;H.(Shuhaiber et al.,1907).

Одной из причин подобных осложнений являются недостатки техники проведения стернотоний (Б.В.Петровский,1983; С.В.Софроний, 1990; A.r.Culliford , 1979; H.K.Firmin and A.A.Vood ,1987). В частности, дискутобельными остаются вопросы о резекции мечевидного отростка (Л.К.Богуш и А.В.Иванов,1980; М.С.Григорьев и М.И.Бу{ми-стров,19б1; Г.М.Соловьев с соавт.,1961), способе рассечения грудины (С.А.Гадкиев с соавт.,1975; Б.В.Петровский,1983; А.Я.Шайхаев с соавт. ,1980; U.BIub et al.,I979 и др.), обработке надкостницы (С.В.Софроний, 1990; W.S.Stoney et al., 1978; Q.Watanabe et al. ,1988; D.A.ott et al.,1980) , методах остановки костного кровотечения (Ф.И.Заргарли с соавт. ,I985;T.C.Briglunore ,I975;F.RobiC8eX et al., 1980). По данным Б.В.'Петровского (1983), А.Я.Шайхаева с соавт.

(1980), С.Н.Левашова с со авт. (1990) и др., применение ультразвукового, лазерного, плазменного рассечения грудины является простой процедурой, практически не имеющей осложнений. Однако Г.И.Лукомс-кий с соавт. (1990) сообщает о трудностях с осуществлением гемостаза рассеченной груцинн, даже при использовании плазменных потоков. Поэтому, очевидно, неизбежным останется и в будущем применение для остановки костного кровотечения местных гемостатических средств.

Однако существующие местные гемостатические средства - препараты коллагена, окисленной целлюлозы, желатины, воск могут становиться причиной интерпозкции в костной ране и являться средой для развитая микроорганизмов, что значительно снижает эффективность проводимых операций со стернотомным доступом. Эти недостатки отмечаются многими хирургами (Ф.И.Заргарли с соавт.,1975; T.G.Brigh»ore et al.,1975;p.Johnson and D.From ,1981;У.йоЫо-s«tc et al., 1978,1981; R. Baldaaf and J.O.Kanna* , 1986; О ^Blanche and A.Chan* ,1988). Кроме того применение местных гемостатических средств, не обладающих антибактериальной активностью, значительно повышает риск возникновения гнойно-воспалительных осложнений при применении отсроченного шва грудины, находящего все более широкое применение для предотвращения компрессии сердца в послеоперационном периоде (Д.Е.Бабляк с соавт.,1991; В.И.Гладышев с соавт.,1991; H.Josa. et alfcI986; D.A.Ott et al. , 1978; j.Gielehinsky et al. , 1981; p.ii.Gandahar et aO.,,1987; s.Hanada et al. ,19QI;u.ff.Fsno±ag

et abJ98D> и при проведении повторного оперативного вмешательства на органах средостения и грудной полости, наблюдаемом в 8-22£ всех случаев торакальных и кардиохнрургических вмешательств ( т.А. English and B.a.Milstein,I978; VT.S.Stoney et al. , 1978; jS.G.Deieon. et аъД985 г др.). Перикардиальная и ретростернальная адгезия, избыточная костная мозоль, с которыми приходится сталкиваться хирургам, влечет за собой значительные технические трудности при проведении оперативного вмешательства и отягощает последующее заживление стернотомной раны (В.И.Бураковский с соавт. ,1989; ¿.Даansa et ai. ,1976 и др.).

Таким образом, тщательное сопоставление костных фрагментов грудины, их адекватный гемостаз и полное отсутствие между ними интерпонентов, по-видимому, во многом будут способствовать скорейшей консолидации грудины, а возможное наличие в стернотомной ране антибактериального средства, которое проявляло бы свое действие в раннем послеоперационном периоде, позволило бы ; начительно умень-

шить или избежать инфекционно-вослалительных осложнений.

Цель и основные задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось экспериментально-клиническое изучение возможности применения гелевых сорбентов для остановки костного кровотечения при стернотомии.

Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи:

1. Разработать способ наделения гелевых сорбентов антибактериальными свойствами.

2. Разработать методику применения гелевых сорбентов для остановки костного кровотечения.

3. Исследовать гемостатическое действие гелевьгх сорбентов в экспериментальных и клинических стернотомных ранах.

4. Изучить общую и местную реакции организма на имплантации гелевых сорбентов.

5. Изучить в эксперименте влияние гелевых сорбентов с анти-бактерзальньасг. свойствами на развитие и течение инфекционно-воспа-лительного процесса в грудинз.

Научная новизна. Предложен эффективный способ придания геле-выа сорбентам антибактериальных свойств. Получены данные о динамике поглосения и выделения гелевыии сорбентами антибактериальных препаратов. Определены показатели антибактериальной активности комплексов гидрогель-антибактериальное вещество.

На стернотомных ранах собак изучено гемостатическое действие гелевых сорбентов. Показано, что препараты обеспечивают эффективную остановку костного кровотечения, в том числе и при значительных сдвигах в системе регуляции агрегатного состояния крови.

Прослежена динамика морфологических процессов в грудине при имплантации гелевых сорбентов. Установлено, что препараты не вызывают заметной реакции со стороны окружающих тканей.

Показана эффективность остановки кровотечения гелевыми сорбентами при стернотомии у больных кардиохирургического профиля.

Разработано простое и надежное устройство для быстрого и качественного гемостаза стернотомной раны гидрогелями.

Практическое значение. Полученные данные позволили обосновать возможность применения гелевых сорбентов для гемостаза. Показано, что они могут быть использованы с гемостатической целью на фоне

нарушений свертывающей системы крови и в инфицированных ранах грудины.

Внедрение гелевых сорбентов в клиническую практику в качестве

местного гемостатического средства будет способствовать уменьшению операционного риска и числа послеоперационных осложнений при торакальных и караиохирургических вмешательствах, упрощению техники подобных операций.

Реализация результатов работы: Материалу диссертации используются на лекциях и практических занятиях следующих кафедр Воронежского государственного медицинского института - кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии (акт внедрения от 14 февраля 1992 г.), госпитальной хирургии (акт внедрения от 14 февраля 1992 г.), детской хирургии (акт внедрения о? 4 марта 1992 г.), а также кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Курского государственного медицинского института (акт внедрения от 12 марта 1992 г.) и кафедре оперативной хирургии, нормальной и топографической анатомии Рязанского медицинского института (акт внедрения от 4 марта 1992 г.).

На основании полученных манных разработаны и изданы методические указания "Применение гелевых сорбентов для остановки костного кровотечения", которые используются в процессе обучения субординаторов, интернов хирургов и травматологов, слушателей факультета .усовершенствования врачей при Воронежском государственном медицинском институте.

Разработаны и внедрены в клиническую практику межобластного карпиохирургического центра г.Воронежа и в работу экспериментальной лаборатории при кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Воронежского государственного медицинского института способ наделения гелевых сорбентов антибактериальными свойствами (ряц.предложение Г1П5), способ остановки кровотечения при стерно-томии (рац.предложение ?"П77), способ измерения скорости и объема поглощения гелевыми сорбентами антибактериальных препаратов (рац. предложение П186), устройство для посева порошковых антибактериальных препаратов, при постановке реакции на чувствительность к ним (рац.предложение !->П94), паста для остановки кровотечения (рац. преаложение "1203), гемодиализатор для экспериментальных целей (рач.предложение '1241), способ моделирования нарушений в системе PACK (рац.предложение "1242), устройство для рентгеносъемки костей (ра ч.предложение '1266), устройство для введения порошковых лекарственных веществ (рац.предложение '1275), устройство для остановки костного кровотечения (рац.предложение VI302).

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы

доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы в профилактике и лечении осложнений после операций на грудной стенке, органах средостения и легких" (Москва,1990), 8-ой Областной научно-практической конференции "Молодые ученые - медицинской науке" (Воронеж, 1991), заседаниях Воронежского областного научного общества хирургов (Воронеж, 1990,1992), совместном заседании кафедр госпитальной хирургии, факультетской хирургии, обшей хирургии и оперативной хирургии и топографической анатомии (Воронеж, 1992), заседании Воронежского областного научного общества анатомов,гистологов и эмбриологов (Воронеж, 1992).

Положения, которые выносятся на защиту:

1. Разработанный способ обработки гелевых сорбентов спиртовыми растворами противомикробных средств позволяет придать им длительные, выраженные антибактериальные свойства.

2. Гелевые сорбенты обеспечивают эффективную остановку костного кровотечения, надежную герметизацию стернальной раны, удобны в применении.

3. Гелевые сорбенты не вызывают отрицательной общей и местной реакции организма при имплантации в кость.

4. Гелевые сорбенты оказывают выраженное гемостатическое действие при клиническом использовании и хорошо переносятся больными.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, результатов исследований (3 главы), обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 353 источника (188 - отечественных и 165 - иностранных). Основной текст изложен на 181 странице машинописи, включая 9 таблиц и 70 рисунков).

Место выполнения работы. Работа выполнена на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии (зав.кафедрой - доктор мед.наук, профессор В.Н.Грязнов), госпитальной хирургии (зав.кафедрой - доктор мед.наук, профессор В.И.Булынин), биохимии (зав. кафедрой - доктор мед.наук, профессор В.В.Алабовский), микробиологии (зав.кафедрой - доктор мед.наук, профессор А.М.Земсков) Воронежского государственного медицинского института им.Н.Н.Бурденко (ректор - доктор мед.наук, профессор А.С.Фаустов) и в микробиологической лаборатории 3-ей городской клинической больницы (главный врач Д.Т.Жиляев).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Возможность применения гелевых сорбентов цля остановки костного кровотечения при стернотомии и с целью профилактики гнойно-септических осложнений стернотомной раны оценивалась нами в экспериментах in vitro и in vivo , а также в клинических условиях по нескольким направлениям.

О сорбционной ахтивности гидрогелей судили по их поглошагаей способности (И.Г.Ходаков,1972), которую определяли в фосфатном буферном растворе с рН*7,4 и в свежей цнтратной крови на протяжении 10 минут контакта препаратов с этими модельными жидкостями при температуре 37°С. Контрольными препаратами служили широко распространенные местные гемостатические средства:"Оксицеллодекс" и коллаге-новая гемостатическая губка "Пенокол".

Поскольку гелевые сорбенты не обладают антибактериальным действием ( S.G.Preemaa et al. ,1981), нами был разработан способ наделения их антибактериальными свойствами (рационализаторское предложение J? III5 от 11.03.88 г.). В отличие от существующей методики стерилизации сефадексов спиртами (А.А.Лурье, 1978; Е.Ф. Передников, 1987), сорбенты погружались не в чистый этиловый спирт, а в спиртовой раствор антибактериального средства. После экспозиции часть содержащегося в растворе антибактериального средства адсорбировалась на гидрогеле, образуя комплекс полимер-антибактериальное вещество. Для уточнения технологических параметров наделения гелевых сорбентов антибактериальными свойствами, на спектрофотометре СФ-41 (ЛОМО, СССР) по изменению экстинкции раствора были определены скорость и объем сорбции гелевьми сорбентами антибактериальных средств-фурацилина и диклоксациллина. При изучении процесса ликвации, также спектрофотометрически определены скорость и максимальный объем отщепления этих веществ от гадрогелевого носителя.

Для определения эффективности и длительности антибактериального действия, полученных по данной методике гелевых сорбентов с антибактериальными свойствами методом "диффузии в агар" исследованы 2 вица гелевых сорбентов, наделенных свойствами ряда антисептиков и антибиотиков. Исследования проводились по отношению к наиболее часто встречающимся видам граммположительных и граммотрицательных микроорганизмов и простейших.

Эксперименты in vivo выполнены на 91 беспородной собаке обоего пола массой 6-17 кг. Эксперименты и выведение животных из опыта

осуществляли в соответствии с приказом МЗ СССР от 12.08.1977 г. "О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных".

В 3-х сериях экспериментов на собаках при проведении срединной стериотомии оценивали эффективность применения гелевых сорбентов для остановки кровотечения из грудины. В качестве контрольного препарата во всех случаях использовался воск, как наиболее распространенное средство для остановки костного кровотечения (R.Baidauf and I.O.Xannat , 1986). Для стандартизации ран производился пе-рерассчет показателей кровопотери в зависимости от площади раневой поверхности грудины. В первой серии экспериментов (42 собаки) о гемостатической активности гидрогелей'в порошковой форме и в виде пасты, полученной при смешивания гелевых сорбентов с концентрированным ЗЗ/о раствором полиглюкина в соотношении 3:1, судили по времени кровотечения и объему кровопотери при осуществлении ими гемостаза. Гидрогели в порошковой форме наносили на кровоточащую поверхность при помощи шпателя или специального устройства, обеспечивающего пневмоинсуффляцию гидрогелей (рац.предложение № 1275 от 5.05.91 г.). Остановка кровотечения пастой л воском производилась втиранием их в кровоточащий костный край при помощи марлевой салфетки или же при помощи специально сконструированного устройства, обеспечивающего подачу пластического материала через сопло на кровоточащую поверхность (рац. предложение № 1302 от 25.07.91 г.).

Во второй серии экспериментов (15 собак) и 3-ей серии (10 собак) определяли эффективность применения гидрогелей с гемостатической целью на фоне активации противосвертывавщей системы крови з комплексного нарушения в системе регуляции агрегатного состояния крови, характерного для использования искусственного кровообращения. Подобное состояние достигалось применением антикоагулянтов пря мого и непрямого действия и перфузией крови животного через гемо-диализатор.

В отдельной серии опытов на 24 собаках исследована возможность использования гелевых сорбентов с антибактериальными свойствами не только с гемостатической целью, но и для профилактики гнойно-септических осложнений стернотомной раны. Для этого при стерно-томии, в условиях моделирования экспериментального остеомиелита грудины по методике В.И.Кошкина и В.И.Нагибина (1971) у 14 животных были применены гелевые сорбенты с антибактериальными свойствами, а у 10 животных контрольной группы использовался воск.

В хронических опытах на 67 собаках проводили наблюдение за со-

стоянием животных в послеоперационном периоде, изучали макроскопические изменения в грудной полости, рентгенологические, макро- и микроскопические изменения в грудине прооперированных животных. Собак выводили из опыта спустя 14 суток, I, 3, 6 и 12 месяцев после гемостаза грудины гидрогелями.

Для рентгенологического изучения брались блоки грудины с реберными хрящами и окружавшими мягкими тканями, а для микроскопического - участки грудины толщиной 4-5 мм из 3-го или 4-го сегментов грудины. Гистологические препараты декалыинировались в 5Й азотной кислоте на 10% формалине, заливались в парафин и окрашивались гематоксилин-эозином, по Ван-Гизону и по Шморлю.

При проведении клинического изучения эффективности применения гидрогелей для остановки кровотечения из грудины проанализированы результаты кардиохирургических вмешательств у II больных. Все они перенесли оперативное вмешательство сопровождающееся продольной стернотомией в условиях искусственного кровообращения. Использование гелевых сорбентов при этом сравнивалось по времени кровотечения, объему кровопотери и расходу гемостатнческого средства с аналогичными показателями у 21 больного, кровотечение у которых было остановлено воском. В послеоперационном периоде по общеклиническим и рентгенологическим показателям прослежена дальнейшая судьба гидрогеля, имплантированного в грудины пациентов, в срок до I года после операции.

Весь полученный в работе цифровой материал обработан статистически с использованием, в зависимости от размера и характера выборок непараметрических критериев или критерия Стьюдента. При этом различия считались достоверными при Р<с0,05. Все статистические рассчеты и построение графиков была произведены на ПЭВМ типа ИЗМ PC/AT - 286 РЫМ C-I (производства Ю.Корея) с использованием операционной системы МС ДОС и пакета прикладных, статистических и графических программ Нортон, , ДрХало, ДрГениус и 30Д0С.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Результаты исследования сорбционной активности гелевых сорбентов (сефадексов G-25, Q -150 и С-50), свидетельствуют, прежде всего о высокой поглощающей способности гидрогелей в крови и фосфатном буферном растворе, которые превосходят в этом отношении коллагеновую гемостатическую губку "пенокол" и порошок окисленной целлюлозы "оксицеллодекс",взятые в качестве контрольных препаратов. В крови этот показатель был в 1,8-11 раз выше, а в фосфатном бу-

фарном растворе в 2 - 15 раз. Наибольшей сорбционной способностью обладают ионообменные сорбенты, так например, I г сефадекса С-50 впитывает за 10 минут исследования более 55 мл жидкости или более 20 мл крови. Сорбционная способность гидрогелей с антибактериальными свойствами оказалась ка 8-12% ниже, чем у нативных препаратов, что, по-видимому, объясняется участием части свободных радикалов гелевых сорбентов в образовании химических связей с антибактериальным веществом. Необходимо также отметить, что за 5 минут исследования гидрогели поглощали более 90% от максимально возможного количества жидкости. Это является положительным качеством гидрогелей в плане возможного применения их с гемостатической целью, поскольку при быстром поглощении гранулами сорбента воды и низкомолекулярных соединений плазмы из крови в промежутках между гранулами возрастает концентрация белков плазмы и клеток крова, усиливается агрегация, адгезия, травматизация клеток с последующим освобождением и активацией факторов свертывания крови, т.е. создаются условия для ускорения процессов тромбообразования.

Возможность применения гелевых сорбентов для остановки кровотечения при стернотомии была исследована в экспериментаx//vvrvo , в которых их применение сравнивалось с использованием воска - одного из самых распространенных средств для остановки костного кровотечения. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что ге-девые сорбенты не уступают, а зачастую превосходят воск по гемостатической активности. По сравнению с воском применение гелевых сорбентов для остановки кровотечения из грудины позволило сократить время гемостаза в среднем на 24,855, а объем кровопотери на 48,6% (рас.1). Наиболее заметны эти преимущества оказались при применении пневмоинсуффлятора или использовании гидрогелей в вице пасты. И хотя все гидрогели имели достоверные преимущества перед воском, применение сефадекса С-50 или декстрановой пасты обеспечивало максимальный гемостатический эффект. Несколько менее эффективными были гелевин и сефадекс 3 -75 Medium , а сефадексы Q -150 fine и G -25 mediun были примерно равны по силе гемостатического действия воску. Отсюда видно, что гемостатичёские свойства лучше выражены у гидрогелей со средним размером гранул (0,05 - 0,15 мм) и высокой поглощающей способностью.

Поэтому в последующих сериях экспериментов использовались только сорбенты, отвечающие этим требованиям.

Об эффективности препаратов на фоне нарушения свертывающей системы крови судили по времени остановки кровотечения и расходу

РисЛ. Время кровотечения (сек) и объем кровопоте-ри (грамм) при использовании воска ( О ) к голевых сорбентов (X ) при помощи специальных устройств и обычным методом (© )•

гемостагического препарата в опытных и контрольных стернотомных ранах до и после внутривенного введения гепарина в дозе 100 ВД на I кг массы животного. На фоне гепаринизации крови (рис.2) время гемостаза гидрогелями возросло в 2 раза по сравнению с аналогичным показателем у интактного, а при использовании воска - в 2,9 раза. При этом абсолютное время, необходимое для достижения гемостаза воском было в 2 раза большим, чем при применении геле-вых сорбентов. Расход гемостатического средства при использовании воска увеличился в 2,2 раза, по сравнению с интактным животным, а гидрогелей лишь на 38,6 - 55,3%.

с

30+

20-

10"

00«

Е2РНЛМЭС й-7Я

а *

аРНАЕВС С-50 САГЯХ

-+■-1 I 1---

0 0,1 0,5

Рис.2. Время кровотечения (сек) я расход гемо статического препарата (грамм) при использовании сефацекса С-50 ( О ), сефацекса й-75 в виде пасты (X ) н воска в обычных условиях и на фоне гепариниэации крови ((§) , ® . © ) •

Сравнение гемостатической активности гидрогелей и воска на фоне комплексного нарушения свертывавшей системы крови, характерного для использования искусственного кровообращения ( Н.Я.ЮШгвг

а1-,1979) показало, что время кровотечения (табл.1) при использовании гелевых сорбентов, по сравнению с интактнымн животными возросло в 6 раз,.а при использовании воска в II раз. При этом расход гидрогелей для остановки кровотечения увеличился в 2,9 раза, а воска в 3,75 раза.

Таблица I.

Время остановки кровотечения (сек) я расход гемостатического материала (грамм) при остановке костного кровотечения гелевым сорбентом (сефадекс С-50) и воском у интактных животных и на фоне комплексного нарушения свертывающей системы крови (М + м, %)

Показатель : Един.: : изме-: Интактное животное : Нарушения в системе PACK

: ре- : : кия : Воск : Гел.сорбент : Воск : Гел.сорбент

Время крово- сек 10,25+ 6,75+ 112,4+ 42,3+

течения 1,Н~ 0,81~ 19,45 4,7~

% 100 100 1096,6 626,6

Расход пре- грамм 0,52+ 0,38+ 1,95+

парата о,п 0,18 0,40 0,26

% 100 100 375 289,5

Примечание: I. Достоверность различий между опытными и контрольными данными в пределах 0,001.

2. Процентное отношение показателей рассчитано по отношению к интакткым животным.

Следовательно, по сравнению с воском, кровоостанавливающее действие гелевых сорбентов меньше зависит от состояния свертывающей системы крови, т.е. можно применять на фоне нарушения системы регуляции агрегатного состояния крови (PACK). Меньший расход препарата в случае гипокоагуляции крови по сравнению с воском должен создать и лучшие условия для дальнейшего заживления костной раны. Плотный слой воска по всему костному краю, который приходится накладывать в случае значительных сдвигов в системе PACK, безусловно является причиной интерпозиции и соответственно причиной несрастания костных фрагиентов грудины.

Давая сравнительную оценку применения воска и гелевых сорбентов для остановки кровотечения при стернотомии, нельзя не отметить, что воск, благодаря своим адгезивным свойствам довольно легко фиксируется к кровоточащей поверхности и осуществляет гемостаз. Использование гидрогелей в порошковой форме обычными способами не совсем удобно, поэтому целесообразно гелевый сорбент смешивать с вязким биосовместимым наполнителем. При этом получается паста, способ применения которой ничем не отличается от использования воска.

Другим путем повышения эффективности гемостаза при использовании гелевых сорбентов в порошковой форме является применение пневмоин-суффлятора. Это позволяет значительно уменьшить кровопотерю, разброс препарата в ране и окружающих тканях, а следовательно и общий расход гидрогеля. Кроме того имплантируемый материал перестает контактировать с руками хирурга, что повышает асептичность операции. Применение этого устройства позволяет также,в результате обдувания сжатым газом кровоточащей поверхности, производить временную остановку кровотечения за счет выравнивания внутрисосудистого и наружного давлений. Эта манипуляция делает возможным точное нанесение гидрогеля на кровоточащий сосуд и обеспечивает практически прицельный гемостаз. Этого, к сожалению, очень трудно добиться при использовании воска.

Для решения проблемы остановки кровотечения и профилактики гнойно-септических осложнений срединных стернотомий, гелевые сорбенты были наделены антибактериальными свойствами. В отдельной серии экспериментов были изучены скорость и объем сорбции и десорбции гелевыми сорбентами антибактериальных веществ. Было установлено, что при контакте гелевого сорбента со спиртовым раствором антибактериального вещества в течение первых 40 минут экспозиции, гидрогелем адсорбируется порядка 90-9Ы, от максимально возможного количества антимикробного вещества. Достоверного различия в сорбции между гидрогелями с разной степенью зернистости отмечено не было. Различия в объеме поглощения гелевыми сорбентами антибактериальных препаратов зависели лишь от их сорбционной способности.

При исследовании процесса выделения антимикробного вещества из связи с полимерным носителем было установлено, что наиболее активное выделение происходит в первые б-10 часов наблюдения, затем процесс стабилизируется и продолжается еще в течение 4-9 суток, что определяется количеством связанного с гидрогелем антибактериального вещества. Максимальная продолжительность высвобождения антимикробного вещества отмечается у гелевых сорбентов с наибольшей сорбционной способностью (сефадекс С-50,а-150, гелевин), способных удерживать до 97,8+0,064 - 137,9+0,16 мг антибактериального средства на I г собственного веса.

Бактериологические исследования гелевых сорбентов нацеленных антимикробными свойствами, показали, что зоны задержки роста микроорганизмов составляли в среднем 35-45 мм, а в некоторых случаях достигали 50 мм и более, что говорит о высокой эффективности ан-

тибактериального действия полученных гидрогелей.

При определении длительности антибактериального действия указанных гидрогелей против тех ice видов микроорганизмов, выявлено, что антибактериальная активность сохраняется в течение 5-6-ти, а у некоторых видов полимер-лекарственных комплексов (сефадекс G-150 с диклоксащшшном) до 7-8 суток.

Таким образом были получены данные, подтверждающие наличие у гелевых сорбентов, обработанных спиртовыми растворами антибактериальных средств, выраженного антибактериального эффекта, который проявляется в течение длительного времени.

Это послужило основанием для изучения возможности использования гелевьгх сорбентов с антибактериальными свойствами для предотвращения развития остеомиелита грудины. Полученные данные свидетельствуют о существенном снижении опасности развития гнойного процесса в грудине. Использование воска (10 собак), во всех случаях сопровождалось развитием гнойного процесса в кости, в то время как применение гидрогелей с антибактериальными свойствами (14 собак) лишь в 22% случаев закончилось проявлением инфекционного процесса в грудине. Кроме того, последующее течение воспалительного процесса в грудине при наличии в ней полимермодифицнрованного депо антимикробного средства было более легким и лучше поддавалось лечению.

Таким образом, присутствие в очаге воспаления плотного напер-форнрованного имплантанта, которым является воск, обусловливает длительное тяжелое течение воспалительного процесса. В то же время пористые, гранулированные бносовместимые гелевыв сорбенты, наделенные антибактериальными свойствами имеют значительные преимущества при остановке костного кровотечения в инфицированных стерно-томных ранах.

В хронических экспериментах, проведенных на 67 собаках, у всех животных послеоперационный период протекал гладко. Каких-либо признаков токсического или аллергического влияния гелевых сорбентов на организм выявлено не было. На аутопсии спаечный процесс в плевральной полости и средостении подопытных животных был всегда выражен слабо и не вызывал заметной деформации органов. В ряде случаев грудина вообще оказывалась свободной от спаек и была покрыта лишь тонкой соединительнотканной оболочкой, сливашейся с надкостницей.

Рентгенологическая картина процесса организации гелевых сорбентов, имплантированных в грудину с гемостатической целью, позво-

ляет говорить о минимальном влиянии гелевых сорбентов на процессы консолидации и оссификации костных фрагментов грудины. Во всех случаях восстановление структуры компактной и губчатой частей грудины после перенесенной стернотомии происходило в обычные для животных сроки (2-3 месяца).

На поперечных срезах через раневую зону кости, гидрогель в ранние сроки наблюдения (14 суток) полностью выполняет раневой дефект, а в более поздние сроки - гомогенно распылен в губчатом веществе. Во всех сроках наблюдения гидрогели не вызывали нарушений трофики или деформации грудины.

При морфологическом исследовании установлено, что гелевые сорбенты, имплантированные в грудину с гёмостатической целью не вызывают значительной реакции окружавших тканей. Воспалительные явления в паратравматической зоне грудины, вызванные, по-видимому, операционной травмой, постепенно затихают в течение 1-го месяца после операции. Динамические изменения, обнаруженные в стернотом-ных ранах подопытных животных в течение года, можно рассматривать как частичную резорбцию и инкапсуляцию препарата, существенно не влияющую на восстановление костной структуры грудины. При этом разделенный костными трабекулами на отдельные гранулы или конгломераты гранул имплантант располагается гомогенно в губчатой части грудины. Гранулы гидрогеля свободно лежат между клетками костного мозга и отделены от них тонкой волокнистой соединительнотканной оболочкой. Небольшая толщина оболочки, по мнению J.Falk and G.Tollers (1977), может свидетельствовать о химической чистоте и инертности гидрогелей. Степень резорбции и инкапсуляции гидрогелей в губчатом веществе грудины не во всех случаях была одинаковой, но в целом подобное проявление взаимодействия имплантированного полимера с макроорганизмом, по мнению Т.Т.Дауровой (1983), может рассматриваться как благоприятное.

Таким образом, результаты хронических экспериментов подтверждают многочисленные данные литературы об инертности гелевых сорбентов а указывают на то, что они обеспечивают надежный гемостаз стернотомных ран, не вызывая при этом заметной местной и общей реакции организма, не нарушают консолидации костных поверхностей. Все это в конечном итоге предопределяет успешность проведения стер-нотомий и заживления стернальных ран в послеоперационном периоде.

Клинические исследования гемо статического действия гелевых сорбентов у II больных кардиохирургического профиля показали, что по сравнению с воском время кровотечения во время проведения стер-

нотомии, уменьшается в среднем на 15$, объем кровопотери на 103055, а расход гелевых сорбентов в 1,6-2 раза меньше- 13 послеоперационном периоде была отмечена хорошая переносимость гидрогелей всеми больными, ни в одном случае не было зарегистрировано реакции на него к у всех больных произошло полное восстановление целостности грудины в срок 3-4 месяца после оперативного вмешательства, что подтверждено клиническими и рентгенологическими данными.

Результаты клинического использования гелевых сорбентов подтверждает выраженные гемостатические свойства гелевых сорбентов их хорошую переносимость тканями и позволяет рекомендовать их для использования в клинической практике.

ВЫВОДЫ

1. Голевые сорбенты являются действенным местным гемостатическим средством. Они обеспечивают эффективную остановку костного кровотечения в надежную герметизацию стернотомных ран в экспериментальных и клинических условиях, при этом действие препаратов в достаточной мере сохраняется на фоне нарушения свертывающей системы крови.

2. Гемостатический эффект наиболее выражен у гелевых сорбентов со средним размером гранул (0,05-0,15 мм) и имеющих максимальную сорбциончую способность.

3. Гелевне сорбенты можно легко наделить антибактериальными свойствами. Такие гелевые сорбенты проявляют выраженное антибактериальное действие в опытах in vitro и in vivo в течение 4-9 суток и могут быть использованы для профилактики гнойно-септических осложнений стернотомных ран.

4. Гелевые сорбенты не вызывают развитая хронической воспалительной реакции в грудине, выраженного спаечного процесса в грудной полости. Процессы организации в кости, после гемостаза ее гидрогелями к I году после операции завершаются частичной резорбцией и инкапсуляцией препарата.

5. Гелевые сорбенты наиболее эффективны идя остановки кровотечения путем их применения в виде пасты имя при пневмоинсуффля-ции.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Полученные данные о гемостатической активности, позволяют рекомендовать гелевые сорбенты' для клинического применения при остановке костного кровотечения из грудины.

2. При выборе гелевых сорбентов для проведения гемостаза предпочтение следует отдавать препаратам, имеющим размер гранул

0.05.0,15 мм и максимальную сорбционную активность.

3. Для проведения гемостаза гидрогелями можно использовать лневмоинсуффляцию или применять их в виде пасты.

4. Гелевые сорбенты могут быть применены для остановки костного кровотечения не только в обычных условиях, но и при значительных сдвигах в системе гемостаза.

5. При наличии факторов риска развития послеоперационных гнойно-септических осложнений целесообразно применять гелевые сорбенты, наделенные антибактериальными свойствами.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Экспериментальное обоснование применения сефадекса для остановки паренхиматозного кровотечения // Диагностика и комплексное лечение неотложных состояний и пороков развития у детей: Сб. науч. тр. /Воронеж.гос.мед.ин-т. - Воронеж,1988. - С.64-66

(в соавт. с В.Н.Грязновым и А.В.Черных).

2. Метод профилактики гнойно-септических осложнений стернотомной раны в эксперименте // Актуальные проблемы пластики в профилактике и лечении осложнений после операций на грудной стенке, органах средостения и легких: Материалы Всесоюзной конференции под ред. А.А.Вишневского. - М. - 1990. - С.97-98 (в соавт. с В.Н.Грязновым и А.И.Ермаковой).

3. Экспериментальное обоснование применения сефадексов для остановки костного кровотечения при стернотомии // Неотложные состояния

и пороки развития у детей: Сб. науч. тр. /Воронеж.гос.мед.ин-т.-Воронеж,1990. - C.I27-I29 (в соавт. с В.Н.Грязновым и А.В.Черных).

4. Применение гидрогелей для остановки костного кровотечения при нарушениях системы гемостаза // Физиология и патология перекис-ного окисления липидов, гемостаза и иммуногенеза: Тез. 7 Всесоюзной конференции молодых ученых, посвященной 70-летию Полтавского медицинского стоматологического института / Полтавск. мед.стомат.ин-т. - Полтава,1991. - С.59-60 (в соавт. с В.И.Сви-

риденко и С.К. Зябухиным). 5. Применение гелевых сорбентов для остановки костного кровотечения: Метод, указания (Воронеж.гос.мед.ин-т. - Воронеж, 1992 (в соавт. с В.Н.Грязновым).

1. Способ получения гелевых сорбентов с антибактериальными свойствами. - Удостоверение на рац. предложение )Ш15 от 11.03.88г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом (совы, с А.В.Черных).

2. Способ остановки кровотечения при стернотомин. - Удостоверение на рац. предложение № 1177 от 30.10.89 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом.

3. Способ измерения скорости и объема поглощения гелевыш сорбентами антибактериальных препаратов. - Удостоверение на рац. предложение Р 1185 от 27.11.80 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом (совы, с А.А.Винокуровым).

4. Устройство для посева порошковых антибактериальных препаратов. -Удостоверение на рац. предложение V 1194 от 10.01.90 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом.

5. Паста для остановки кровотечения. - Удостоверение на рац. предложение № 1203 от 13.03.90 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом (сова, с Е.Ф.Чередниковым).

6. Гемодиализатор для экспериментальных-целей. - Удостоверение на рац. предложение № 1241 от 10.01.91 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом (совм. с А.А.Глуховым).

7. Способ моделирования нарушений в системе РАСК. - Удостоверение на рац. предложение № 1242 от 10.01.91 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом (совм. с А.А.Глуховым).

8. Устройство для рентгеносъемки костей. - Удостоверение на рац. предложение № 1266 от 4.04.91 г., выданное Воронежским государ-., ственным медицинским институтом (совм. с А.А.Глуховым).

9. Устройство для введения порошковых лекарственных веществ. - Удостоверение на рац. предложение № 1275 от 5.05.91 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом (совм. с В.Н.Грязновым, Ю.А.Пархисенко, А.А.Глуховым, Ю.А.Соболевым, Е.Ф.Чередниковым).

10. Устройство для остановки костного кровотечения. - Удостоверение на рац. предложение № 1302 от 25.06.91 г., выданное Воронежским государственным медицинским институтом (совм. с А.А.Глуховым).

РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.