Автореферат и диссертация по медицине (14.03.06) на тему:ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РАСТВОРОВ АНТИСЕПТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА МИКРО- И МАКРОСТРУКТУРУ ГНОЯ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗНОЙ ЭМПИЕМЫ ПЛЕВРЫ

На правах рукописи

ТОЛСТОЛУЦКИЙ АЛЕКСЕЙ ЮРЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РАСТВОРОВ АНТИСЕПТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА МИКРО- И МАКРОСТРУКТУРУ ГНОЯ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗНОЙ ЭМПИЕМЫ ПЛЕВРЫ

14.03.06 - фармакология, клиническая

фармакология

14.01.17 - хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

□034Э 1 ЮЗ

Челябинск-2010

003491103

Работа выполнена на кафедре общей и клинической фармакологии и кафедре хирургических болезней ФПК и ПП ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава», лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии Учреждения «Институт прикладной механики Уральского отделения РАН (г. Ижевск).

Научные руководители: доктор медицинских наук:, профессор

У раков Александр Ливиевич

доктор медицинских наук, профессор Мальчиков Аркадий Яковлевич

Официальные оппоненты доктор медицинских наук, профессор

Ларионов Леонид Петрович

доктор медицинских наук, профессор Бордуновский Виктор Николаевич

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук «Научно-исследовательский институт фармакологии им. В.В.Закусова РАМН», г. Москва

Защита диссертации состоится "_"__2010 г. в___часов на

заседании диссертационного совета Д 208.117.03 при ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 454092, г.Челябинск, ул. Воровского, 64

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке: ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Автореферат разослан «___»_2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

Л.Ф. Телешева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Санация гнойной полости растворами антисептических средств является неотъемлемой частью хирургического лечения эмпиемы плевры. Местное действие лекарственных средств во многом определяется физико-химическими факторами взаимодействия. Однако, особенности местного действия лекарственных препаратов на макро- и микроструктуру гноя в процессе хирургического лечения остаются не достаточно изученными, а сами препараты назначаются без учета физико-химических показателей качества (Машковский М.Д., 2007; Харкевич Д.А., 2007). Причем, при хирургическом лечении туберкулезной эмпиемы плевры в гнойную полость нередко вводятся те же препараты, что и в вену.

Ранее коллективом ученых под руководством профессоров Н.С. Стрелкова и A.JI. Уракова было показано, что существенное значение для локальной фармакокинетики и фармакодинамики имеют такие физико-химические показатели качества растворов как температура, осмотичность, кислотность и некоторые другие, оказывающие существенное неспецифическое действие на здоровые ткани организма (Стрелков Н.С и соавт., 2002; Ураков A.J1. и соавт., 2001). Однако остается неизученной роль этих и других факторов взаимодействия растворов антисептических средств в разжижении густых гнойных масс. Не достаточно изучено влияние удельного веса, гравитации и расположения туловища пациентов в пространстве на локальную фармакодинамику растворов внутри гнойной полости и на результаты хирургического лечения эмпиемы плевры.

В связи с этим изучение влияния физико-химических факторов взаимодействия растворов лекарственных средств на макро- и микроструктуру гнойных масс является актуальной задачей клинической фармакологии и хирургии.

Цель работы: Изучить роль физико-химических показателей качества растворов антисептических средств в их разжижающей и промывочной активности в отношении густого гноя, разработать средство для разжижения густого гноя, а также усовершенствовать хирургическое лечение эмпиемы плевры.

Задачи работы:

1. Изучить перечень растворов антисептических и лекарственных средств, применяемых для промывания полости эмпиемы плевры туберкулезной этиологии по материалам ГУЗ «Республиканская клиническая туберкулезна больница» МЗ УР, и определить перечень физико-химических факторов взаимодействия, контролируемых и используемых для повышения эффективности лечения.

2. Исследовать в лабораторных условиях макро- и микроструктуру густого гноя при его инфильтрации растворами антисептических средств с различными физико-химическими свойствами. Определить

оптимальный клинический диапазон температурного режима, щелочной активности, удельного веса, продолжительности взаимодействия с гноем растворов лекарственных средств для максимального проявления ими разжижающей и промывочной активности.

3. Разработать лабораторный способ экспресс-оценки разжижающей и промывочной активности растворов антисептических средств при эмпиеме плевры.

4. Разработать новое антисептическое средство для разжижения густого гноя и санации эмпиемы плевры.

Научная новизна результатов. Проведен анализ влияния некоторых физико-химических показателей качества водных растворов антисептических и некоторых других лекарственных средств на изменение макро- и микроструктуры гнойных масс. Показано, что среди современных антисептических средств отсутствуют препараты, предназначенные исключительно для эффективного разжижения густых гнойных масс. Кроме этого, перечень контролируемых показателей качества растворов антисептических средств лишен показателя промывочной активности для санации гнойных полостей.

Исследованы такие физико-химические свойства гнойных экссудатов при эмпиеме плевры различной этиологии как удельный вес и рН. Гной, особенно при эмпиеме плевры туберкулезной этиологии, обладает существенными отличием физико-химических свойств, что предполагает особую роль для взаимодействия с лекарственными средствами. Показано, что гнойные экссудаты имеют различную консистенцию и вязкость, что позволило классифицировать гнойные экссудаты при эмпиеме плевры по консистенции как жидкие, густые и очень густые.

В экспериментальных исследованиях in vitro вскрыта роль различных физико-химических показателей качества растворов в разжижении густого гноя и определены диапазоны показателей относительной плотности, рН и температуры растворов антисептических средств, необходимые для эффективного разжижения густых гнойных масс. Показано, что растворы с показателем удельного веса, превышающим удельный вес гноя, при взаимодействии с густым гноем вызывают отрыв гнойной массы от дна и стенок модельной полости (обеспечивают абрапцию), а также способствуют перемещению и перемешиванию гноя непосредственно в растворе (обеспечивают суспензирование) и всплытию гнойной массы на поверхность раствора (обеспечивают флотацию).

Исследование состояния микроструктуры гноя до и через 15 минут взаимодействия с растворами антисептических средств позволило оценить выраженность как разжижающего, так и повреждающего действия препаратов. Показано, что наибольшим разжижающим действием обладает раствор, состоящий из 4% гидрокарбоната натрия насыщенный перекисью водорода до 3%, при взаимодействии с которым происходит выраженная инфильтрация гнойной массы, межклеточное вещество приобретает базофильный (щелочной) однородный характер с

наличием мелких эозинофильных (кислых) включений, а клеточные элементы образуют «рыхлые» кластеры до 8-10 клеточных элементов в кластере с сохранной клеточной структурой, тогда как такие дезинфицирующие средства, как АХДЕЗ 3000 (готовый к применению), 2% тефлекса, 4% аламинола, 1,5% лизоформина 3000, 2% пюржавеля, 0,4% экор-форте и 4% двуосновной соли гипохлорита кальция оказывают выраженное разрушающее действие на клеточные элементы гнойных масс.

Разработан лабораторный способ экспресс-оценки разжижающей и промывочной активности растворов, а так же новое антисептическое средство. Показано, что экспресс-оценка в течение 15 мин взаимодействия гнойных масс конкретного больного и исследуемого антисептического раствора позволяет оценить наличие у раствора абрапционных и пиолитических свойств, что дает возможность прогнозировать его эффективность при санации полости эмпиемы.

Разработан способ лечения эмпиемы плевры на основании прогнозированного перемещения гнойных масс в закрытой гнойной полости при использовании антисептических средств, обладающих абрапционными и пиолитическими свойствами. Показано, что применение для санации полости эмпиемы плевры различной этиологии раствора 4% гидрокарбоната натрия подогретого до +42°С повышает эффективность санации полости эмпиемы, при этом позволяет выполнять торакоцентез выше дна гнойной полости и использовать дренажную трубку диаметром до 1,4 мм.

Научно-практическая ценность работы. Выявлены закономерности перемещения гнойных масс в растворах антисептических средств, обусловленные гравитацией и разницей показателей их удельного веса, а также термо- и кислотозависимостью вязкости гнойных масс, что позволяет управлять перемещением лекарств и гнойных масс в гнойной полости.

Введение в гнойную полость «тяжелого антисептика» способствует более быстрому, эффективному и качественному ее очищению, поскольку при этом за счет гравитационного проникновения антисептического раствора под гнойную массу гной автоматически удаляется даже из трудно доступных «затеков» и со дна гнойной полости.

Полученные результаты позволяют удешевить и повысить эффективность хирургического лечения пациентов с эмпиемой плевры путем сокращения продолжительности санационных процедур в 1,5 раза и снижения в 2,5 - 3 раза объема применяемых для санации антисептических средств.

Внедрение в практику. Результаты исследования внедрены в деятельность Государственного учреждения «Республиканская клиническая туберкулезная больница» МЗ УР и Муниципального учреждения «МСЧ №3» г. Ижевска. Материалы диссертации используются в преподавательской деятельности кафедры общей и

клинической фармакологии лечебного факультета и кафедры хирургических болезней ФПК и ГШ ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава».

Тема диссертации является составной частью научно-исследовательской работы кафедры общей и клинической фармакологии, кафедры хирургических болезней ФПК и ПП ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», и лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии Учреждения Российской академии наук «Институт прикладной механики Уральского отделения РАН» (г. Ижевск). Полученные результаты легли в основу изобретения «Средство для разжижения густого и липкого гноя» (Патент РФ на изобретение № 2360685).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Превышение удельного веса растворов антисептических средств над величиной удельного веса гнойных масс позволяет в гнойных полостях перемещать гнойные массы кверху при взаимодействии их друг с другом и управлять направленностью перемещения за счет изменения пространственного положения туловища пациента.

2. Защелачивание, газирование и нагревание до +42°С растворов антисептических средств повышает их разжижающее действие на гнойные массы посредством физико-химической эрозии, возникающей за счет щелочного гидролиза белков и омыления жиров межклеточной среды гнойных масс.

3. Применение раствора 4% гидрокарбоната натрия для санации полости эмпиемы плевры (с рН 8,0 и плотностью 1029 г/см3), подогретого до +42°С, повышает эффективность санации гнойной полости за счет сокращения времени санационной процедуры, уменьшения объема раствора, необходимого для санации и сокращения количества санационных процедур.

Апробация работы.

Данная работа выполнена и подготовлена при финансовой поддержке проектом Программы Президиума РАН № 21 «Фундаментальные науки -медицине» по теме «Разработка антисептического препарата и способа его применения для промывания гнойных полостей» (2009 - 2011 гг.).

Результаты исследований и основные положения диссертации представлены и обсуждены на ежегодной конференции «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2009) и XVIII Российском симпозиуме с международным участием «Современные аспекты хирургической эндокринологии» (Ижевск, 2009).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 работ. Получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 186 страницах машинописного текста,

иллюстрирована 20 рисунками, 29 фотографиями и 40 таблицами, включает в себя обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных исследований, обсуждение полученных результатов, выводы, практические рекомендации и список использованной литературы, представленный 168 источниками, в том числе 90 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Работа выполнена на кафедре общей и клинической фармакологии и кафедре хирургических болезней ФПК и ПП ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» и в лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии Учреждения Российской академии наук «Институт прикладной механики Уральского отделения РАН» (г. Ижевск) и 1-го и 2-го хирургических торакальных отделений ГУЗ «Республиканская клиническая туберкулезная больница» МЗ УР в 20022008 гг и при финансовой поддержке проектом Программы Президиума РАН № 21 «Фундаментальные науки - медицине» по теме «Разработка антисептического препарата и способа его применения для промывания гнойных полостей» (2009 - 2011 гг.).

Нами для исследования сформирована группа, состоящая из 76 пациентов, которым проводилось хирургическое лечение по поводу эмпиемы плевры. Средний возраст пациентов составил 51±3,5. Мужчины составили 63 (82,9%), женщины - 13 (17,1%). Соотношение мужчин и женщин составило 4,8:1.

Результаты исследования оценивались в следующих группах:

1-я группа (контрольная) была представлена 49 (64,5%) пациентами с эмпиемой плевры, которым санация полости эмпиемы плевры проводилась по традиционной методике, из которых мужчин было 41 (83,7%), а женщин -8 (16,3%), при этом средний возраст в группе составил 56,5±2,1 года. Эмпиемой плевры неспецифической этиологии (ЭПНЭ) страдали 34 (69,4%) пациента, а эмпиемой плевры туберкулезной этиологии (ЭПТЭ) -15 (30,6%).

2-ю группу (основную) составили 27 (35,5%) пациентов, которым санация полости эмпиемы плевры проводилась по предложенной нами методике, из них мужчины составили 22 (81,5%) пациента, а женщины - 5 (18,5%). Средний возраст в основной группе составил 46,6±4,6 года. ЭПНЭ наблюдалась у 19 (70,4%), а ЭПТЭ у 8 (29,6%) (табл. 1).

Доля хронической эмпиемы плевры в контрольной группе составила -25 (92,6%) пациентов и 45 (91,8%) в основной группе. Наличие хронической эмпиемы плевры, констатировали в соответствии с наличием стойких и необратимых изменений плевры и подлежащих тканей, что соответствовало продолжительности заболевания в течение 2

- 3 месяцев и характеризовалось периодами затихания и обострения гнойного процесса (Колесников И.С. и соавт., 1988; Кузин М.И. и соавт., 2005).

Таблица 1

Распределение больных по клиническому течению и наличию бронхиальных свищей

Клиническое течение Контрольная группа (п=49) Основная группа (п-27)

абс. % абс. %

число число

Острая эмпиема 4 8,2 2* 7,4

Хроническая эмпиема 45 91,8 25* 92,6

Наличие бронхиального свища

Без бронхоплеврального свища 13 36,7 6* 22,2

С наличием 31 63,3 21* 77,8 .

бронхоплеврального свища

Этиология эмпиемы

Неспецифическая 34 69,4 19* 70,4

Туберкулезная 15 30,6 8* 29,6

Примечание: - * р>0,05 в сравнении с контрольной группой.

Наличие бронхоплевральных свищей отмечено у 21 (77,8%) пациентов в контрольной группе и у 31 (63,3%) больных в основной группе. Эмпиема плевры неспецифической этиологии выявлена у 53 (69,7%) пациентов, а у 23 (30,3%) больных констатирована туберкулезная этиология (табл. 1).

Диагностику локализации, формы и размеров полости эмпиемы с применением лучевых методов диагностики (рентгенографии, рентгеноскопии, КТ, плеврографии, УЗИ). В таблице 2 отражены признаки полости эмпиемы плевры.

Односторонние эмпиемы плевры в группах соответственно наблюдали у 43 (87,8%) и 25 (92,6%) больных. Свободные ЭП составили 46,9% и 44,4%, из них тотальные - 26,5% и 25,9%. Осумкованные 53,1% и 55,6% соответственно, из них многокамерные - 36,8% и 37,1%.

Средний срок пребывания в стационаре больных с неспецифической эмпиемой плевры составил 62,7±0,8 к/д. При туберкулезной патологии данный показатель составляет 230,2±0,6 к/д, что в 3,7 раза больше чем при неспецифической патологии.

Для определения вязкости гнойных масс использовали вискозиметр Гепплера. Для определения консистенции гнойных масс использованы иглы диаметром 1,0 мм. Пропуская гнойные массы через иглу соответствующего диаметра, оценивали консистенцию гноя.

Таблица 2 Выявленные признаки полости эмпиемы плевры

Признак Контрольная группа (п=49) Основная группа (п=27)

абс. % абс. %

число число

Выпот

односторонний 43 87,8 25* 92,6

двусторонний 6 12,2 2* 7,4

Распространенность выпота

Свободный 23 46,9 12* 44,4

тотальный 13 26,5 7* 25,9

средний 8 16,3 4* 14,8

небольшой 2 4,1 1* 3,7

Осумкованный 26 53,1 15* 55,6

многокамерный 18 36,8 10* 37,1

однокамерный 8 16,3 5* 18,5

Примечание: - * р>0,05 в сравнении с контрольной группой.

Величина относительной плотности (удельного веса) экссудативного отделяемого плевральной полости определена при помощи ареометра АУ ГОСТ 18481-81 20°С кг/мЗ № 49 имеющего деления от 1000 до 1050. Измерения проведены при температуре 20°С, что соответствует калибровке урометра. Определение величины удельного веса густых и очень густых гнойных экссудатов традиционными методами, в том числе с использованием ареометра, сопряжено со значительными трудностями, а зачастую просто не представляется возможным. Для этих целей использован метод Ф. Слайка в модификации Г.А. Барашкова, применяемый для определения показателей удельного веса крови. Полученный из плевральной полости гнойный субстрат по капле вносили в стеклянные пробирки с заранее приготовленными растворами медного купороса с показателем удельного веса от 1,005 до 1,050. В том растворе, где капля «зависла», удельный вес раствора медного купороса соответствовал удельному весу гноя.

Величина показателя рН водных растворов лекарственных средств определена потенциометрическим методом с помощью универсального ионометра ЭВ-74. В качестве электрода сравнения применен хлорсеребряный электрод заводского изготовления. В качестве активных электродов использованы стеклянные протон-селективные электроды, рассчитанные на соответствующие диапазоны рН.

Измерение показателей рН гнойных масс из плевральной полости больных эмпиемой плевры проведено с помощью полосок универсальной индикаторной бумаги фирмы ЬасЬета. Учитывая предел точности

метода, полученные результаты определены в сравнении с эталонной шкалой показателей рН в пределах 0,5.

Для измерения температуры пользовались бесконтактным дистанционным методом. Для этого использовали современный тепловизор NEC TH9100PMV/PWV производства NEC Avio Infrared Technologies Co. Ltd. (Япония-США), в основе которого лежит лицензионная матрица 5-го поколения и имеет температурное разрешение от 0.02°С и температурный диапазон до +2000°С. Погрешность измерений составляет ± 2°С (± 2% от показания) и имеет спектральный диапазон 8-14 мкм.

Микроструктура гноя изучена по мазкам с помощью микроскопа Leica DM 2500 с камерой Leica DFC 420, с использованием объектива х10, окуляра х10 и программного обеспечения Leica applications. Мазки гноя готовились и окрашивались аналогично мазкам крови по стандартной лабораторной методике с окрашиванием 0,5% краской Майн-Грюнваль, приготовленной на 96° этиловом спирте, и краской Романовского-Гимзе.

Для моделирования санации гнойных полостей использованы стандартные стеклянные прозрачные пробирки объемом по 20 мл. Пробирки устанавливали вертикально в лабораторный штатив. На пробирки наносили две метки: первая, указывающая уровень, необходимый для заполнения пробирки гнойным содержимым, и соответствующая 1/5 объема пробирки и вторая, соответствующая 1/2 объема пробирки для заполнения раствором. Таким образом, необходимый для исследования объем гнойного содержимого составил 2,0 мл, а объем добавляемого раствора 8,0 мл.

Моделирование пиолитической активности растворов проведено с применением пластиковых пакетов по 20,0 мл с установленной в них дренажной трубкой диаметром 1,4 мм при температуре 24°С, 37°С и 42°С. Взаимодействие гнойного субстрата и исследуемого раствора оценивали при непрерывном встряхивании пактов заполненных гнойным субстратом и исследуемым раствором в соотношении 1/1.

Формирование базы данных, их статистическая обработка и оформление полученных результатов выполнено с использованием персонального компьютера, программы обработки электронных таблиц Microsoft Excel и текстового редактора Microsoft Word. Для статистической обработки данных и сравнения результатов использованы параметрические и непараметрические показатели: среднее значение, стандартное отклонение, ранговый Г-критерий Манна-Уитни, пригодный для сравнения двух выборок (Гланц С., 1999). Отличие считали достоверным при уровне значимости Р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Всем пациентам, исходя из фазы течения процесса, проводились санации полости эмпиемы плевры растворами антисептических средств путем закрытого дренирования гнойной полости (100%) и методом пункционных санаций (26,5% - 33,3%) в группах соответственно. Необходимость открытого дренирования возникла у 2 (7,4%) пациентов в контрольной группе, что реже, чем в основной группе -9(18,4%).

Данные методы использовались как самостоятельные методы лечения, и/или как методы санации с целью подготовки больных к выполнению завершающих операций, частота выполнения которых не имеет достоверных различий в группах и составляет - 26,5% и 25,9% соответственно (табл. 3).

Таблица 3

Методы хирургического лечения больных эмпиемой плевры

Контрольная группа (п=49) Основная группа (п=27)

абс. % абс. %

число число

Пункционная санация 13* 26,5 9* 33,3

Закрытое активное дренирование 49* 100 27* 100

Открытое дренирование 9 18,4 2** 7,4

Декортикация и плеврэктомия 2 4,1 1 3,7

Плевропневмонэктомия 3 6,1 2 7,4

Ушивание или реампутация культи бронха 1 2,1 0 0

Торакомиопластика 7 14,3 4 14,8

Примечание: * переход или сочетание с другими методами лечения;

** -р<0,05.

В соответствии с поставленными задачами in vitro проведено исследование некоторых физико-химических свойств гнойных экссудатов непосредственно после эвакуации их из плевральной полости больных ЭП безотносительно стадии процесса. Из 97 исследованных гнойных экссудатов 39 (40,2%) составили экссудаты неспецифической этиологии и 58 (59,8%) туберкулезной этиологии.

При оценке результатов исследования возникла необходимость группировать гнойные экссудаты по консистенции как:

1) жидкие - свободно эвакуируются через иглу внутренним диаметром 1,0 мм;

2) густые - с трудом эвакуируются через иглу внутренним диаметром 1,0 мм;

3) очень густые - не эвакуируются через иглу внутренним диаметром 1,0 мм.

Используя предложенную классификацию выявлено, что 82,1% всех гнойных экссудатов неспецифической этиологии жидкие, и только 17,9% густые и очень густые. Тогда как 94,8% экссудатов туберкулезной этиологии являются густыми и очень густыми, и только 5,2% имеют жидкую консистенцию (рис. 1).

80 ео 40

жцдний густой очень густой

0Неспецификая этиология ШТуберкупезная этиология

Рис. 1. Относительные показатели частоты встречаемости гнойных экссудатов в зависимости от консистенции при эмпиеме плевры различной этиологии (%).

Наши исследования показали, что жидкие гнойные экссудаты неспецифической этиологии имеют показатель удельного веса 1,037±0,0003, а очень густые - 1,028±0,0007. Показатели удельного веса туберкулезных гнойных экссудатов составили 1,035±0,0004 и 1,027±0,0008 соответственно. Наибольший удельный вес выявлен у гнойных экссудатов жидкой консистенции и наличием гнилостного запаха, что составляет 1,041±0,0008 при неспецифической этиологии и 1,039±0,0006 при туберкулезной.

Таблица 4

Показатели величины рН и удельного веса гнойных экссудатов в зависимости от консистенции (п=97)

Критерии оценки экссудата ЭПНЭ (п=39) ЭПТЭ (п=58)

рН | (г/смЗ) рН | (г/смЗ)

Консистенция экссудата

Жидкий (п=35) 7,01±0,04 | 1,037±0,0003 7,00±0,06 | 1,035±0,0004

(п=32) (п=3)

Густой (п=11) 6,21 ±0,06 | 1,027±0,0008 6,26±0,09 | 1,026±0,0003

(п=5) (п=6)

Очень густой (п=51) 6,11±0,07 | 1,028±0,0007 6,09±0,08 | 1,027±0,0009

(п=2) (п=49)

Гнилостный запах

Наличие гнилостного запаха(п=18) 6,21±0,05 | 1,041±0,0008 6,30±0,07 | 1,039±0,0006

(п=14) (п=4)

По нашим данным наиболее кислая среда наблюдается у очень густого гнойного экссудата при величине показателя рН 6,11 ±0,06 при неспецифической и 6,09±0,08 при туберкулезной этиологии (табл. 4).

Анализ перечня антисептических средств используемых для санации плевральной полости показал, что для этих целей используются препараты, составляющие широкий спектр от растворов для обработки медицинского инструментария до препаратов для наружного применения или для внутривенного введения. Среди этих средств отсутствуют растворы антисептических средств, предназначенные исключительно для введения в гнойные полости с целью разжижения густого гноя, а в стандартном перечне контролируемых показателей их качества отсутствует показатель промывочной активности.

Для изучения разрушающего действия на гнойное отделяемое исследованы физико-химические показатели некоторых растворов антисептических средств и средств, применяемых для предстерилизационной очистки медицинских инструментов. Концентрация водных растворов дезинфицирующих средств определена в соответствии с методическими указаниями по их применению. По нашим данным из исследованных водных растворов дезинфицирующих средств щелочную реакцию имеет раствор двуосновной соли гипохлорита кальция (10,4±0,7), тогда как все остальные исследованные средства имеют кислую или нейтральную реакцию. Из исследованных растворов лекарственных средств наибольшей щелочностью обладает раствор эуфиллина 24% (11,6±0,4), а слабо щелочную среду имеет раствор 4% гидрокарбоната натрия (8,0±0,1).

При определении показателя удельного веса исследованных растворов дезинфицирующих средств АХДЕЗ 3000 имеет наименьший удельный вес (0,810±0,0004), а наиболее «тяжелым» является раствор 3% перекиси водорода (1,010±0,0002). (рис. 2).

1,050 -

Рис. 2. Диапазон удельного веса водных растворов некоторых дезинфицирующих средств: 1 - АХДЕЗ 3000; 2 - р-р 4% аламинола; 3 - р-р 1,5% лизоформина 3000; 4- р-р 2% тефлекса, 5 - р-р 2% пюржавеля; 6 - р-р 0,4% экор-форте; 7 - р-р 4% двуосновной соли гипохлорита кальция; 8 - р-р 1,5% перекиси водорода; 9 - р-р 3% перекиси водорода; 10 - вода

Некоторые водные растворы лекарственных средств имеют высокий

показатель удельного веса, например раствор 10% гидрокарбоната натрия (1,049±0,0008). Наиболее часто используемые для санации гнойных полостей растворы фурацилина (1:5000) и 0,9% натрия хлорида имеют показатель величины удельного веса 1,001±0,0004 и 1,005±0,0003 соответственно, что отражено на рисунке 3.

1 2 3 4 5 6 7 8

Рис. 3. Диапазон удельного веса водных растворов некоторых лекарственных средств: 1 - вода, 2 - р-р фурацилина (в разведении 1:5000); 3 - р-р 0,9% хлорида натрия; 4 - р-р содержащий 0,9% хлорида натрия и перманганата калия до розового цвета; 5 - р-р 4% гидрокарбоната натрия; 6 - р-р 10% гидрокарбоната натрия; 7 - р-р содержащий 4% гидрокарбоната натрия насыщенный перекисью водорода до 1,5%; 8 - р-р содержащий 4% гидрокарбоната натрия насыщенный перекисью водорода до 3%

Изучение динамики перемещения гнойных масс в растворах антисептических средств позволило выделить три динамические фазы:

1) абрапция - полный отрыв гнойной массы от дна и стенок пробирки;

2) суспензирование - расположение гнойной массы непосредственно в растворе;

3) флотация - всплытие гнойной массы на поверхность раствора.

Для характеристики первой фазы предложен термин - «абрапция». Абрапцией характеризуем фазу отрыва гнойной массы от дна и стенок пробирки, под воздействием силы которую создает применяемый раствор. Фаза суспензирования соответствует перемещению гнойной массы в несвязанное со стенкой пробирки свободное состояние и характеризуется «зависанием» гнойной массы непосредственно в растворе. Фаза флотации, определяет всплытие гнойной массы на поверхность используемого раствора.

Наши исследования свидетельствуют, что в течение первой минуты взаимодействия водные растворы дезинфицирующих средств, в концентрациях, используемых для обработки и дезинфекции медицинского инструментария и предстерилизационной очистки, обладают свойством абрапции в 2,6 - 17,9%. Наиболее выражено свойство абрапции у раствора 3% перекиси водорода (17,9%) и полностью отсутствует (0%) у препарата АХДЕЗ 3000. Свойством суспензирования

гнойных масс обладают, раствор 4% двуосновной соли гипохлорита кальция (7,7%) и раствор 3% перекиси водорода (5,1%). Свойство флотации отмечено у раствора 4% двуосновной соли гипохлорита кальция (7,7%) и раствора 3% перекиси водорода (12,8%). Остальные растворы дезинфицирующих средств не обладают свойствами суспензирования и флотации.

Широко используемый раствор фурацилина (1:5000) продемонстрировал отсутствие всех трех фаз перемещения. Невысокий процент абрапции и суспензирования (5,1%) отмечен у раствора 0,9% натрия хлорида и полное отсутствие свойства флотации (0%). Выраженными абрапционными свойствами обладает раствор 4% гидрокарбоната натрия (94,9%). Ярко выражено у этого раствора и свойство флотации (89,7%).

Из водных растворов лекарственных средств наиболее высокими абрапционными, суспензионными и флотационными свойствами обладает раствор 4% натрия гидрокарбоната. Из растворов дезинфицирующих средств наиболее выраженными абрапционными и флотационными свойствами обладает раствор 3% перекиси водорода (рис. 4).

80 60 40 20 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

□ Абрапция ■ Суспензирования О Флотация

Рис. 4. Выраженность фаз перемещения гнойных масс при взаимодействии с водными растворами дезинфицирующих и лекарственных средств: 1 - АХДЕЗ 3000; 2 - р-р 4% аламинола; 3 -р-р 1,5% лизоформина 3000; 4 - р-р 2% тефлекса; 5 - р-р 2% пюржавеля, 6 - р-р 0,4% Экор-Форте; 7 - р-р 4% двуосновной соли гипохлорита кальция, 8 - р-р 1,5% перекиси водорода; 9 - р-р 3% перекиси водорода; 10 - р-р фурацилина (1:5000); 11 - р-р 0,9% натрия хлорида; 12 - р-р 4% натрия гидрокарбоната

Результаты исследований взаимодействия в течение 15 минут свидетельствуют, что АХДЕЗ 3000 и водные растворы, приготовленные перед применением: 4% аламинола, 1,5% лизоформина, 2% тефлекса, 2% пюржавеля, 0,4% экор-форте и фурацилина (1:5000) не проявляют свойств суспензирования и флотации. Слабо выражены оба этих свойства у растворов 1,5% перекиси водорода и 0,9% натрия хлорида. Более высокая флотационная активность у раствора 3% перекиси водорода (15,5%) отмечена при гнойных массах туберкулезной этиологии и

выраженными свойствами суспензирования (46,2%) и флотации (53,8%) при неспецифическом субстрате и 44,8% и 55,2% при туберкулезной этиологии гнойных масс. Раствор 10% натрия гидрокарбоната в 89,7% и 84,5% соответственно вызывает стойкий флотационный эффект.

Из водных растворов лекарственных средств наиболее высокими абрапционными, суспензионными и флотационными свойствами обладает раствор 4% натрия гидрокарбоната. Из растворов дезинфицирующих средств наиболее выраженными абрапционными и флотационными свойствами обладает раствор 3% перекиси водорода.

Дальнейшее исследование взаимодействия исследуемых растворов с густым гноем оценивали, по динамике изменения их прозрачности. Через 60 минут отмечали появление мутного слоя при температуре 24°С, 37°С и 42°С. Указанную температуру поддерживали путем помещения штатива с пробирками в термостатируемую камеру. Исследования показали, что при добавлении к густому гнойному содержимому водных растворов антисептических и дезинфицирующих средств при повышении температуры до 42°С высота мутного слоя увеличивается, но сохраняется видимое разделение сред с четкой границей «гной-раствор». Прозрачность растворов сохранялась при всех температурных режимах. При температуре 24°С в течение 60 минут высота мутного слоя над растворами не превысила 2 мм. При повышении температуры до 37°С через 60 минут отмечено появление высоты мутного слоя от 1,8 до 2,6 мм. Повышение температуры до 42°С приводило к увеличению мутного слоя 3,2 до 4,8 мм.

Повышение щелочности исследуемых растворов до уровня рН 11,0 путем внесения к ним раствора эуфиллина 24% обладающего величиной рН близкой к 12,0. Проведенная серия опытов показала, что повышение щелочности исследуемых растворов повышает их разжижающую активность. Наибольшая разжижающая активность всех исследуемых растворов наблюдается при повышении температуры до 42°С а, появление мутного слоя высотой 2 мм наблюдается через 10,5 - 14,6 секунд. Происходит разрушение четкой границы «гной-раствор» с образованием видимого рыхлого слоя. После проведения измерений, по истечении 60 минут, производили интенсивное встряхивание пакетов и эвакуацию содержимого через установленный ранее катетер диаметром 1,4 мм. В первой серии опытов, не зависимо от температурного режима не произошло разжижения гнойного субстрата ни в одном случае. Самостоятельная эвакуация гнойного содержимого пакетов была невозможна по причине закупорки катетера гнойной массой. Во второй серии опытов, при защелачивании растворов до рН 11.0 происходило заметное помутнение всего раствора, но с сохранением крупных фрагментов гнойных масс, что также резко ограничивало возможность самостоятельной эвакуации по причине закупорки катетера.

Наши исследования доказывают наличие разжижающей активности у раствора гидрокарбоната натрия в концентрации 4%. Исследования

показали, что появление мутного слоя высотой 2 мм на границе «гной-раствор» появляется при 24°С через 3,1±0,1 - 3,3±0,29 секунды, при 37°С через 2,6±0,34 - 2,8±0,28 секунды, а при 42°С составило 1,6±0,07 -1,5±0,17 секунд. Наибольшее влияние на разжижающую активность оказывает повышение температуры до 42°С.

Непрерывное встряхивание пакетов заполненных гнойным субстратом и раствором 4% гидрокарбоната натрия, приводит к полному разжижению густого гнойного содержимого через 14,7±0,8 минут при температуре 24°С и 12,1±0,4 минут при температуре 42°С.

Микрофото 1. Микропрепараты густого гнойного экссудата плевральной полости больного эмпиемой плевры: а) до взаимодействия; б) после взаимодействия в течение 15 мин с раствором 1,5% лизоформина. Окраска по Романовскому-Гимзе, ув. хЮОО.

Изучение микропрепаратов гнойных масс показывает, что при взаимодействии гноя с исследованными растворами наблюдается неравномерное инфильтрирование густого гнойного субстрата, выраженное разрушение, как клеточных элементов, так и структуры «межклеточного» вещества (микрофото 1). Примером выраженного разрушающего действия служит результат взаимодействия гноя с раствором 1,5% лизоформина.

" • Ь> *М Л. _» , ' • , л 1

, 2 V

к *Г» • " V ~ •

Щкч. - ' V' к; рж.&х -у

тШз.

Микрофото 2. Микропрепараты гнойного содержимого плевральной полости больного эмпиемой плевры после взаимодействия в течение 15 мин с раствором: а) 4% гидрокарбоната натрия; б) 4% гидрокарбоната натрия насыщенного раствором 3% перекиси водорода. Окраска по

V ; > ; ■■

>., ¡А „'Л -я *Ш 1 т* г. чт я Г' Р - ' ^ ^ 0

ВтШШШШкШк,

Романовскому-Гимзе, ув. хЮОО.

Изучение микропрепаратов гноя после взаимодействия с водными растворами 0,9% хлорида натрия (для инъекций) и фурацилина (в разведении 1:5000), показывает, что разрушения клеточных элементов минимальные, а структура межклеточного содержимого сохраняется. Формируются кластеры, состоящие из 30-40 клеточных элементов и межклеточного содержимого с наличием неоднородных включений. Результат взаимодействия с раствором 4% гидрокарбоната натрия проявляется в более выраженной инфильтрации гнойной массы, минимальных разрушениях клеточных элементов и образовании более «рыхлых» кластеров из 8-10 клеточных элементов, при этом межклеточное вещество приобретает однородный характер (микрофото 2).

При взаимодействии с гноем раствора 4% гидрокарбоната натрия насыщенного раствором перекиси водорода до 3%, кластеры становятся еще более «рыхлыми», а в межклеточном веществе дополнительно отмечено появление пузырьков газа, сопоставимых по размеру с клеточными элементами. На базофильном (синем) фоне микропрепарата (раствор натрия гидрокарбоната) видны эозинофильные (розовые) включения (раствор перекиси водорода), что отражено на микрофото 2.

На основании проведенных нами исследований разработано пиолитическое средство: «Средство для разжижения густого и липкого гноя», состоящее из перекиси водорода и натрия гидрокарбоната при следующем соотношении компонентов, масс.%: перекись водорода - 2,7 -3,3; натрия гидрокарбонат - 5,0 - 10,0; вода для инъекций - остальное. Получен патент на изобретение № 2360685 от 10.07.2009.

В проведенных нами исследованиях доказано, что раствор 4% гидрокарбоната натрия обладает стабильными абрапционными, флотационными свойствами, высокой разжижающей активностью сопровождающейся эрозией густых гнойных масс. Обладая буферными свойствами с уровнем рН 8,0±0,1, имеет безопасный и достаточный уровень щелочности раствора. Проведенные исследования микроструктуры гнойных масс после нх взаимодействия с раствором 4% гидрокарбоната натрия не выявили повреждающего действия на клеточные элементы гнойного экссудата, что является дополнительным свидетельством безопасности раствора.

Учитывая вышеизложенные данные, раствор 4% гидрокарбоната натрия применен нами для санации полости эмпиемы плевры (ПЭП).

Для сравнения эффективности санационных свойств при промывании ПЭП использованы следующие растворы: раствор фурацилина в разведении 1:5000 (для наружного применения); раствор 0,9% натрия хлорида (для инъекций) с добавлением калия перманганата до розового цвета и раствор 4% натрия гидрокарбоната (для внутривенного введения). Выбранные для сравнения растворы широко используются в нашей клинике, так как являются наиболее безопасными при проведении

санации полости эмпиемы плевры, особенно при наличии бронхиального свища. Возможная аспирация этих растворов в бронхиальное дерево не приводит к развитию патологических симптомов со стороны дыхательной системы.

Проведен хронометраж продолжительности 184 санационных процедур при эмпиеме плевры (ЭП). Процедура промывания ПЭП проводилось на всех этапах лечения путем ежедневного промывания до «чистой воды» один раз в день, через одну силиконовую дренажную трубку с внутренним диаметром 5 мм. Положение больного выбирали с учетом наличия бронхиального свища. Применяли выбранные растворы последовательно через день, используя один раствор для одной процедуры при температуре растворов 24°С. Оценивали продолжительность санационных процедур и объем использованного раствора (табл. 5).

Таблица 5

Средняя продолжительность санационных процедур и объем растворов некоторых антисептических средств использованных при промывании полости эмпиемы (п=184)

Растворы Продолжительность санации (мин) Объем раствора (мл)

Раствор фурацилина (в разведении 1:5000) (п=62) 15,5±2,3 904±69,5

Раствор 0,9% натрия хлорида с добавлением перманганата калия до разового цвета (п=61) 13,4±2,7* 781±89,9*

Раствор 4% гидрокарбоната натрия (п=61) 9,2±2,3** 335±147,5 **

Примечание: * - р<0,05; ** - р<0,01 в сравнении с раствором фурацилина.

Средние показатели объема раствора 4% гидрокарбоната натрия использованного для санации ПЭП до «чистой воды» меньше соответствующих показателей раствора фурацилина в 2,7 раза (в 3 раза при ЭПНЭ и в 2,4 раза при ЭПТЭ). В сравнении с раствором 0,9% натрия в 2,3 раза (2,4 и 2,3 раза) соответственно. Средняя продолжительность санационной процедуры при использовании раствора 4% гидрокарбоната натрия сокращается в 1,7 раза относительно раствора фурацилина и в 1,5 раза в сравнении с раствором 0,9% натрия хлорида не зависимо от этиологии ЭП.

Учитывая вариабельность форм и объемов полостей при эмпиеме плевры выбор точки дренирования для эффективной санации полости является важным этапом лечения. Наиболее сложными для дренирования

и санации являются осумкованные полости с наличием бронхиального свища (плеврограмма 1). Дно полости имеет сложную и неоднородную форму с наличием «затеков». Данные плеврограммы визуализируют многокамерность осумкованной ЭП, а положение уровня жидкости (контрастного вещества) косвенно характеризует положение и уровень бронхиального свища.

Показано, что наличие «затеков» осложняет санацию гнойной полости традиционным способом. Разработан новый подход к лечению гнойных полостей.

Плеврограмма 1. Больной Р., 48 лет: а - прямая проекция; б - правая боковая проекция. Визуализируется форма полости эмпиемы плевры с наличие «затеков».

Схема дренирования осумкованной многокамерной полости ЭП по традиционной методике представлена на рисунке 5.

£ 1

кй

" ............

Рис. 5. Схема дренирования дна полости эмпиемы плевры по традиционной методике: 1 - грудная стенка; 2 - полость эмпиемы плевры; 3 - уровень жидкости; 4 - легкое; 5 - бронхи; 6 - дренаж.

На основании полученных данных предложен способ лечения эмпиемы плевры с использованием для санации ПЭП растворов обладающих пиолитическим действием с удельным весом выше удельного веса гнойных масс. Подана заявка на получение патента на

изобретение. «Способ лечения гнойных полостей и устройство определения активности промывочных растворов». Приоритетная справка №024835/20091 18073.

При санации ПЭП, в том числе осумкованной и многокамерной, с применением антисептического раствора с удельным весом ниже удельного веса гнойных масс, антисептический раствор остается на поверхности гнойной массы (рис. 6, а). Введение в полость эмпиемы антисептического раствора с удельным весом выше удельного веса гнойного субстрата приводит к тому, что раствор проникает в самые глубокие «затеки» полости. Благодаря абрапции гнойный субстрат отрывается от дна и стенок полости, суспензируя в раствор, где происходит разрушение гнойного субстрата. Последующая флотация разрушенного гнойного субстрата на поверхность раствора до уровня установленного дренажа способствует эффективной эвакуации содержимого (рис. 6, б).

Рис. 6. Схема санации полости эмпиемы плевры антисептическим раствором с удельным весом выше удельного веса гнойных масс: а -введение антисептического раствора; б - всплытие гнойных масс со дна полости; 1 - грудная стенка; 2 - полость эмпиемы плевры; 3 - уровень жидкости; 4 - легкое; 5 - бронхи; 6 - микроирригатор; 7 - антисептический раствор; 8 - гнойные массы.

Таким образом, появляется возможность прогнозированного управления перемещением гнойных масс в закрытой полости, что дает возможность дренировать ПЭП выше уровня дна полости, а наличие у раствора пиолитического действия позволяет применять для проведения эффективной санации микроирригаторы с внутренним диаметром вплоть до 1,4 мм.

Применение для санации ПЭП раствора 4% гидрокарбоната натрия позволило санировать ПЭП используя дренажные трубки с внутренним диаметром 3,0 мм и 1,4 мм - у 9 (33,3%) пациентов в контрольной группе и у 10 (20,4%) пациентов в основной. Использование микроирригатора с внутренним диаметром 1,4 мм позволило добиться санации ПЭП у 5 (18,5%) пациентов в основной группе и у 4 (8,2%) пациентов в контрольной группе, что в 2,25 раза чаще, чем в контрольной группе.

Таблица 6

Непосредственные результаты лечения больных ЭП.

Контрольная группа (п=49) Основная группа (п=27)

абс. % абс. %

число число

Без выполнения завершающих 36 73,5 20 74,1

операции

Ограниченный фиброторакс 19 38,8 14 51,9

Небольшая остаточная 12 24,5 5** 18,5

плевральная полость без бронхиального свища *

Остаточная плевральная полость с бронхиальным свищем* 5 10,2 {** 3,7

С выполнением завершающих 13 26,5 7 25,9

операций

Декортикация и плеврэктомия 2 4,1 1 3,7

Плевропневмонэктомия 3 6,1 2 7,4

Ушивание или реампутация культи главного бронха 1 2,0 0 0

Торакомиопластика 7 14,3 4 14,8

Примечание: * - небольшой остаточной плевральной полостью считали санированную полость ЭП объемом не более 30-40 мл;

** - р<0,05 в сравнении с контрольной группой.

В таблице 6 представлены данные свидетельствующие, о том, что необходимость выполнения завершающих операций составила равные показатели - 7 (25,9%) пациентов в основной группе и 13 (26,5%) в контрольной группе.

В основной группе произошло снижение таких показателей как, наличие санированной остаточной плевральной полости в 1,3 раза и в 2,8 раза остаточной плевральной полости с бронхиальным свищем. Соответственно возросло число пациентов с ограниченным фибротораксом в 1,3 раза, что является благоприятным исходом лечения.

Среднее количество санационных процедур на одного больного при ЭПНЭ снизилось в 1,5 раза в сравнении с соответствующим показателем в контрольной группе с 41,3±0,4 до 427,9±0,2.

Среднее количество санационных процедур при ЭПТЭ составило близкие показатели 184,8±0,7 и 187,5±0,8 соответственно. Произошло снижение койко-дня у пациентов с ЭПТЭ с 230,2±0,6 в контрольной группе до 203,9±0,9 в основной группе.

Таблица 7

Средние сроки пребывания больных в стационаре и количество санационных процедур на одного больного эмпиемой плевры

Показатели Контрольная группа (п=49) Основная группа (п=27)

ЭПНЭ (п=25) ЭПТЭ (п=24) ЭПНЭ (п=19) ЭПТЭ (п=8)

Среднее количество санационных процедур 41,3±0,4 187,5±0,8 27,9±0,2* 184,8±0,7

Средний койко-день 62,7±0,8 230,2±0,6 59,4±0,4 203,9±0,9

Примечание: * - р<0,05 в сравнении с ЭПНЭ группы сравнения.

Показатели среднего койко-дня при ЭПНЭ в основной группе составили - 59,4±0,4 и 62,7±0,8 в контрольной группе (табл. 7).

Выводы

1. Взаимодействие с гноем растворов антисептических средств с удельным весом, превышающим удельный вес гноя, вызывает отрыв гнойной массы от дна и стенок модельной полости (абрапцию), способствуют перемещению и перемешиванию гноя непосредственно в растворе (суспензирование) и всплытию гнойной массы на поверхность раствора (флотацию).

2. Гипертермия, гипергазирование и защелачивание растворов антисептических средств повышает их способность разжижать густой гной.

3. Новое антисептическое средство, предназначенное для санации гнойных полостей, представляющее собой водный раствор состоящий из 5 - 10% гидрокарбоната натрия и 2,7 - 3,3 % перекиси водорода, обладает высоким удельным весом, щелочностью и газированностью, что приводит к проявлению новых свойств, таких как абрапция, суспензирование, флотация, а так же выраженному пиолитическому действию.

4. Применение для санации полости эмпиемы плевры «тяжелого щелочного антисептика» способствует сокращению продолжительности санационных процедур в 1,5 раза, уменьшению среднего количества санационных процедур, приходящихся на одного больного при эмпиеме плевры неспецифической этиологии в 1,5 раза, снижению в 2,5 - 3 раза объема раствора используемого для санации до «чистой воды», по сравнению с применением раствора фурацилина (1:5000) и 0,9% натрия хлорида.

5. Разработанный способ лечения гнойных полостей повышает эффективность санации эмпиемы плевры при дренировании выше уровня дна гнойной полости и позволяет уменьшить внутренний диаметр дренажной трубки вплоть до 1,4 мм.

Практические рекомендации.

1. Для быстрого и эффективного пиолитического действия внутри гнойной полости следует применять раствор, состоящий из 3,0 ±0,3 % перекиси водорода и 4 - 10% натрия гидрокарбоната.

2. Для эффективного лечения эмпиемы плевры, в том числе с наличием бронхиального свища, следует промывать гнойную полость в условиях локальной гипертермии, для чего следует применять раствор 4% гидрокарбоната натрия подогретый до +42°С.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Черешнев В.А. Гипергазированность, гиперщелочность и гипертермичность как показатели качества и факторы локальной фармакокинетики антисептиков / В.А. Черешнев, Н.С. Стрелков, А.Я. Мальчиков, A.J1. Ураков, H.A. Уракова, Ю.Н. Щинов, А.Ю. Толстолуцкий, А.Э. Халимов, Р.И. Таджиев // Труды Ижевской государственной медицинской академии: Сб. науч. ст. - Том 47. - Ижевск, 2009.-С. 30-31

2. Уракова H.A. Гипергазированность, гипербаричность, гиперосмолярность, гипертермичность, гиперщелочность и высокая поверхностная активность раствора как факторы повышения его промывочной активности / H.A. Уракова, A.JI. Ураков, В.А. Черешнев, H.A. Михайлова, В.Б. Дементьев, А.Ю. Толстолуцкий // Химическая физика и мезоскопия. - 2007. - Т. 9. - № з.. с. 256 - 262.

3. Черешнев В.А. Антисептическое средство для лечения диабетической стопы / В.А. Черешнев, Н.С. Стрелков, AJI. Ураков, В.Б. Дементьев, А.Ю. Толстолуцкий, Э.В. Халимов, Ю.С. Сюткина, A.C. Максимова // Материалы XVIII Российского симпозиума с международным участием «Современные аспекты хирургической эндокринологии» - Ижевск, 2009. - С. 184 - 186.

4. Уракова H.A. Повышение эффективности санации гнойных полостей при нагревании и защелачивании растворов / H.A. Уракова, A.JI. Ураков, А.Ю. Толстолуцкий, Н.С. Стрелков // Медицинский вестник Башкортостана. - 2008. - Т. 3. - № 2. - С. 74 - 76.

5. Мальчиков А.Я. Макро- и микроструктура гноя при его инфильтрировании водными растворами антисептических средств / А.Я. Мальчиков, А. Л. Ураков, H.A. Уракова, Т.В. Уракова, А.Ю. Толстолуцкий, Ю.Н. Щинов, М.Л. Кашковский, Н.В. Соколова, Л.А. Назарова, С.А. Зворыгин, Ю.С. Сюткина // Морфологические ведомости. - 2008. -№3-4. С. 179 - 180.

6. Дементьев В.Б. Особенности эрозии патологического биологического агента при его вспенивании, нагревании и защелачивании

/ В.Б. Дементьев, A.JI. Ураков, H.A. Уракова, H.A. Михайлова, Н.В. Соколова, А.Ю. Толстолуцкий, Ю.Н. Щинов, JI.A. Назарова, М.Л. Кашковский, Ю.С. Сюткина // Химическая физика и мезоскопия. - 2009. -Т. П.-№2.-С. 229 -234..

7. Уракова H.A. Управление перемещением лекарств на путях введения за счет изменения расположения пациента в пространстве / H.A. Уракова, М.Л. Кашковский, А.Ю. Толстолуцкий // Мат. ежегод. конф. «Фармация и общественное здоровье» (фармакотерапия) Екатеринбург, 2009. - С. 77.

8. Уракова H.A. Нагретый до 42°С и насыщенный натрием гидрокарбонатом 3% раствор перекиси водорода - лидер по разжижению густого и липкого гноя / H.A. Уракова, А.Л. Ураков, H.A. Михайлова, А.Ю. Толстолуцкий, А.П. Решетников, Т.В. Гаврилова, Р.Х. Касимов // Медицинская помощь. - 2009. - №1. - С. 46 - 49.

9. Щинов Ю.Н. Гипертермичность, гипергазированность, гиперосмотичность и гиперщелочность антисептических средств как факторы повышения их промывочной активности / Ю.Н. Щинов, Т.В. Уракова, А.Ю. Толстолуцкий // Мат. ежегод. конф. «Фармация и общественное здоровье», Екатеринбург, 2009. - С. 184.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Средство для разжижения густого и липкого гноя [Текст]: Рос. Федерация: МПК7 А61К 33/00, А61К 33/10, А61К 33/40 / Уракова H.A., Ураков А.Л., Черешнев В.А., Черешнева М.В., Гаврилова Т.В., Толстолуцкий А.Ю., Дементьев В.Б., Касимов Р.Х.; заявитель и патентообладатель Институт прикладной механики УрО РАН. - Патент № 2360685; заявл. 25.12.2007, опубл. 10.07.2009, Бюл. № 19.

ТОЛСТОЛУЦКИЙ АЛЕКСЕЙ ЮРЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РАСТВОРОВ АНТИСЕПТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА МИКРО- И МАКРОСТРУКТУРУ ГНОЯ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗНОЙ ЭМПИЕМЫ ПЛЕВРЫ

14.03.06 - фармакология, клиническая

фармакология

14.01.17 - хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Отпечатано с оригинал-макета заказчика

Подписано в печать 14.01.2010. Формат 60x84 7,6. Тираж 100 экз. Заказ № 75.

Типография ГОУВПО «Удмуртский государственный университет» 426034, Ижевск, ул. Университетская, 1, корп. 4.

Актуальность проблемы. Санация гнойной полости растворами антисептических средств является неотъемлемой частью хирургического лечения эмпиемы плевры. Местное действие лекарственных средств во многом определяется физико-химическими факторами взаимодействия. Однако, особенности местного действия лекарственных препаратов на макро- и микроструктуру гноя в процессе хирургического лечения остаются не достаточно изученными, а сами препараты назначаются без учета физико-химических показателей качества (Машковский М.Д., 2007; Харкевич Д.А., 2007). Причем, при хирургическом лечении туберкулезной эмпиемы плевры в гнойную полость нередко вводятся те же препараты, что и в вену.

Ранее коллективом ученых под руководством профессоров Н.С. Стрелкова и A.JI. Уракова было показано, что существенное значение для локальной фармакокинетики и фармакодинамики имеют такие физико-химические показатели качества растворов как температура, осмотичность, кислотность и некоторые другие, оказывающие существенное неспецифическое действие на здоровые ткани организма (Стрелков Н.С. и соавт., 2002; Ураков A.JI. и соавт., 2001). Однако остается неизученной роль этих и других факторов взаимодействия растворов антисептических средств в разжижении густых гнойных масс. Не достаточно изучено влияние удельного веса, гравитации и расположения туловища пациентов в пространстве на локальную фармакодинамику растворов внутри гнойной полости и на результаты хирургического лечения эмпиемы плевры.

В связи с этим изучение влияния физико-химических факторов взаимодействия растворов лекарственных средств на макро- и микроструктуру гнойных масс является актуальной задачей клинической фармакологии и хирургии.

Цель работы: Изучить роль физико-химических показателей качества растворов антисептических средств в их разжижающей и промывочной активности в отношении густого гноя, разработать средство для разжижения густого гноя, а также усовершенствовать хирургическое лечение эмпиемы плевры.

Задачи работы:

1. Изучить перечень растворов антисептических и лекарственных средств, применяемых для промывания полости эмпиемы плевры туберкулезной этиологии по материалам ГУЗ «Республиканская клиническая туберкулезна больница» МЗ УР, и определить перечень физико-химических факторов взаимодействия, контролируемых и используемых для повышения эффективности лечения.

2. Исследовать в лабораторных условиях макро- и микроструктуру густого гноя при его инфильтрации растворами антисептических средств с различными физико-химическими свойствами. Определить оптимальный клинический диапазон температурного режима, щелочной активности, удельного веса, продолжительности взаимодействия с гноем растворов лекарственных средств для максимального проявления ими разжижающей и промывочной активности.

3. Разработать лабораторный способ экспресс-оценки разжижающей и промывочной активности растворов антисептических средств при эмпиеме плевры.

4. Разработать новое антисептическое средство для разжижения густого гноя и санации эмпиемы плевры.

Научная новизна результатов. Проведен анализ влияния некоторых физико-химических показателей качества водных растворов антисептических и некоторых других лекарственных средств на изменение макро- и микроструктуры гнойных масс. Показано, что среди современных антисептических средств отсутствуют препараты, предназначенные исключительно для эффективного разжижения густых гнойных масс. Кроме этого, перечень контролируемых показателей качества растворов антисептических средств лишен показателя промывочной активности для санации гнойных полостей.

Исследованы такие физико-химические свойства гнойных экссудатов при эмпиеме плевры различной этиологии как удельный вес и рН. Гной, особенно при эмпиеме плевры туберкулезной этиологии, обладает существенными отличием физико-химических свойств, что предполагает особую роль для взаимодействия с лекарственными средствами. Показано, что гнойные экссудаты имеют различную консистенцию и вязкость, что позволило классифицировать гнойные экссудаты при эмпиеме плевры по консистенции как жидкие, густые и очень густые.

В экспериментальных исследованиях in vitro вскрыта роль различных физико-химических показателей качества растворов в разжижении густого гноя и определены диапазоны показателей относительной плотности, рН и температуры растворов антисептических средств, необходимые для эффективного разжижения густых гнойных масс. Показано, что растворы с показателем удельного веса, превышающим удельный вес гноя, при взаимодействии с густым гноем вызывают отрыв гнойной массы от дна и стенок модельной полости (обеспечивают абрапцию), а также способствуют перемещению и перемешиванию гноя непосредственно в растворе (обеспечивают суспензирование) и всплытию гнойной массы на поверхность раствора (обеспечивают флотацию).

Исследование состояния микроструктуры гноя до и через 15 минут взаимодействия с растворами антисептических средств позволило оценить выраженность как разжижающего, так и повреждающего действия препаратов. Показано, что наибольшим разжижающим действием обладает раствор, состоящий из 4% гидрокарбоната натрия насыщенный перекисью водорода до 3%, при взаимодействии с которым происходит выраженная инфильтрация гнойной массы, межклеточное вещество приобретает базофильный (щелочной) однородный характер с наличием мелких эозинофильных (кислых) включений, а клеточные элементы образуют «рыхлые» кластеры до 8-10 клеточных элементов в кластере с сохранной клеточной структурой, тогда как такие дезинфицирующие средства, как АХДЕЗ 3000 (готовый к применению), 2% тефлекса, 4% аламинола, 1,5% лизоформина 3000, 2% пюржавеля, 0,4% экор-форте и 4% двуосновной соли гипохлорита кальция оказывают выраженное разрушающее действие на клеточные элементы гнойных масс.

Разработан лабораторный способ экспресс-оценки разжижающей и промывочной активности растворов, а так же новое антисептическое средство. Показано, что экспресс-оценка в течение 15 мин взаимодействия гнойных масс конкретного больного и исследуемого антисептического раствора позволяет оценить наличие у раствора абрапционных и пиолитических свойств, что дает возможность прогнозировать его эффективность при санации полости эмпиемы.

Разработан способ лечения эмпиемы плевры на основании прогнозированного перемещения гнойных масс в закрытой гнойной полости при использовании антисептических средств, обладающих абрапционными и пиолитическими свойствами. Показано, что применение для санации полости эмпиемы плевры различной этиологии раствора 4% гидрокарбоната натрия подогретого до +42°С повышает эффективность санации полости эмпиемы, при этом позволяет выполнять торакоцентез выше дна гнойной полости и использовать дренажную трубку диаметром до 1,4 мм.

Научно-практическая ценность работы. Выявлены закономерности перемещения гнойных масс в растворах антисептических средств, обусловленные гравитацией и разницей показателей их удельного веса, а также термо- и кислотозависимостью вязкости гнойных масс, что позволяет управлять перемещением лекарств и гнойных масс в гнойной полости.

Введение в гнойную полость «тяжелого антисептика» способствует более быстрому, эффективному и качественному ее очищению, поскольку при этом за счет гравитационного проникновения антисептического раствора под гнойную массу гной автоматически удаляется даже из трудно доступных «затеков» и со дна гнойной полости.

Полученные результаты позволяют удешевить и повысить эффективность хирургического лечения пациентов с эмпиемой плевры путем сокращения продолжительности санационных процедур в 1,5 раза и снижения в 2,5 - 3 раза объема применяемых для санации антисептических средств.

Внедрение в практику. Результаты исследования внедрены в деятельность Государственного учреждения «Республиканская клиническая туберкулезная больница» МЗ УР и Муниципального учреждения «МСЧ №3» г. Ижевска. Материалы диссертации используются в преподавательской деятельности кафедры общей и клинической фармакологии лечебного факультета и кафедры хирургических болезней ФПК и ПП ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава».

Тема диссертации является составной частью научно-исследовательской работы кафедры общей и клинической фармакологии, кафедры хирургических болезней ФПК и ПП ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», и лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии Учреждения Российской академии наук «Институт прикладной механики Уральского отделения РАН» (г. Ижевск). Полученные результаты легли в основу изобретения «Средство для разжижения густого и липкого гноя» (Патент РФ на изобретение № 2360685).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Превышение удельного веса растворов антисептических средств над величиной удельного веса гнойных масс позволяет в гнойных полостях перемещать гнойные массы кверху при взаимодействии их друг с другом и управлять направленностью перемещения за счет изменения пространственного положения туловища пациента.

2. Защелачивание, газирование и нагревание до +42°С растворов антисептических средств повышает их разжижающее действие на гнойные массы посредством физико-химической эрозии, возникающей за счет щелочного гидролиза белков и омыления жиров межклеточной среды гнойных масс.

3. Применение раствора 4% гидрокарбоната натрия для санации полости эмпиемы плевры (с рН 8,0 и плотностью 1029 г/смЗ), подогретого до +42°С, повышает эффективность санации гнойной полости за счет сокращения времени санационной процедуры, уменьшения объема раствора, необходимого для санации и сокращения количества санационных процедур.

Апробация работы.

Данная работа выполнена и подготовлена при финансовой поддержке проектом Программы Президиума РАН № 21 «Фундаментальные науки -медицине» по теме «Разработка антисептического препарата и способа его применения для промывания гнойных полостей» (2009 - 2011 гг.).

Результаты исследований и основные положения диссертации представлены и обсуждены на ежегодной конференции «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2009) и XVIII Российском симпозиуме с международным участием «Современные аспекты хирургической эндокринологии» (Ижевск, 2009).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 работ. Получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы.

выводы

1. Взаимодействие с гноем растворов антисептических средств с удельным весом, превышающим удельный вес гноя, вызывает отрыв гнойной массы от дна и стенок модельной полости (абрапцию), способствуют перемещению и перемешиванию гноя непосредственно в растворе (суспензирование) и всплытию гнойной массы на поверхность раствора (флотацию).

2. Гипертермия, гипергазирование и защелачивание растворов антисептических средств повышает их способность разжижать густой гной.

3. Новое антисептическое средство, предназначенное для санации гнойных полостей, представляющее собой водный раствор состоящий из 5 - 10% гидрокарбоната натрия и 2,7 — 3,3 % перекиси водорода, обладает высоким удельным весом, щелочностью и газированностью, что приводит к проявлению новых свойств, таких как абрапция, суспензирование, флотация, а так же выраженному пиолитическому действию.

4. Применение для санации полости эмпиемы плевры «тяжелого щелочного антисептика» способствует сокращению продолжительности санационных процедур в 1,5 раза, уменьшению среднего количества санационных процедур, приходящихся на одного больного при эмпиеме плевры неспецифической этиологии в 1,5 раза, снижению в 2,5 - 3 раза объема раствора используемого для санации до «чистой воды», по сравнению с применением раствора фурацилина (1:5000) и 0,9% натрия хлорида.

5. Разработанный способ лечения гнойных полостей повышает эффективность санации эмпиемы плевры при дренировании выше уровня дна гнойной полости и позволяет уменьшить внутренний диаметр дренажной трубки вплоть до 1,4 мм.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для быстрого и эффективного пиолитического действия внутри гнойной полости следует применять раствор, состоящий из 3,0 ±0,3 % перекиси водорода и 4 - 10% натрия гидрокарбоната.

2. Для эффективного лечения эмпиемы плевры, в том числе с наличием бронхиального свища, следует промывать гнойную полость в условиях локальной гипертермии, для чего следует применять раствор 4% гидрокарбоната натрия подогретый до +42°С.