CC BY
29
УДК 616-089.43: 676.15: 616.31: 615.46: 035.5 О. В. Нестеров, С. С. Ксембаев, Е. Е. Нестерова
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ И СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ «ЦЕЛОФОРМА»
Ключевые слова: сорбент «Целоформ», диффузионные, сорбционные свойства, парциальное давление кислорода,
бактерицидные свойства.
Установлено, что диффузионные процессы вблизи поверхности раны при нанесении сорбента «Целоформ» замедляются в 14 раз. Определена высокая сорбционная активность сорбента по отношению к полярным органическим соединениям. При этом процессы массобмена в среде «Целоформа» значительно замедлялись. В свою очередь уровень редокс-потенциала при нанесении «Целоформа» понижался более чем на 50 мв, что соответствует практически полному удалению кислорода с раневой поверхности. Все это свидетельствует о практически полном прекращении обмена веществ у патогенных микроорганизмов, что является подтверждением наличия у «Целоформа» выраженных бактерицидных свойств.
Keywords: sorbent «Celoform», diffusion, sorption properties of the oxygen partial pressure, bactericidal properties.
It was found that the diffusion processes near the surface of the wound when applied sorbent «Celoform» slowed down more than 14 times. Defined sorbent high sorption activity with respect to polar organic compounds. In this case, mass transfer processes in the environment «Celoform» significantly slowed down. In turn, the redox potential level during the application «Celoform» dropped by more than 50 mV, which corresponds to a practically complete removal of oxygen from the wound surface. All this testifies to the almost complete cessation of metabolism in pathogenic microorganisms, which confirms the presence of the «Celoform» bactericidal properties.
Использование перевязочных материалов является основным методом местного лечения раневого процесса. В последние годы появился интерес к методам заживления ран с использованием раневых покрытий и повязок различной этиологии. При этом значительно увеличился ассортимент перевязочных средств, выпускаемых в нашей стране и за рубежом [1, 2].
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что ведение ран «сухим» способом, а также применение лекарственных средств оказывает необоснованное отрицательное воздействие на течение раневого процесса. Рациональное использование окклюзионных и проницаемых повязок позволяет создать благоприятные биологические условия для процесса регенерации [3].
Раневые повязки должны выполнять две основные функции - поддерживать в ране воздухообмен и регулировать влажность на ее поверхности, то есть обладать достаточными диффузными свойствами. Величина проницаемости для воздуха и жидкости зависит от свойств использованного материала.
До недавнего времени считалось, что воздухопроницаемость повязки должна быть максимальной для оксигинации физиологических процессов при заживлении ран.
Однако установлено, что оптимальный рост фибробластов отмечается при низком парциальном давлении кислорода на поверхности раны [3].
Большое количество статей, как в отечественной, так и иностранной литературе посвящено созданию сорбентов. При этом все существующие на сегодняшний день сорбенты могут использоваться или в фазе воспаления или в фазах регенерации и эпителизации. Кроме того, многие из них не обладают бактериостатическими или бактерицидными свойствами [4, 5].
Цель исследования: изучить диффузионные свойства сорбента нового поколения «Целоформ».
Для оценки влияния «Целоформа» на диффузионные процессы в раневой жидкости было проведено исследование по измерению скорости линейной диффузии по движению красителя метиленового синего [6].
Использовались стеклянные трубки с внутренним диаметром 0,42 см (площадь сечения 0,138 см2). Первая трубка (эталонная), запаянная с одного конца была заполнена физиологическим раствором, вторая - на 70 мм медицинской ватой, которая была уплотнена внешним механическим давлением 300 г/см2. Масса ваты - 0,092 г, после насыщения водой - 0,760 г. (воды - 0,674 г.).
Третью трубку заполнили «Целоформом». Высота его слоя составляла 70 мм, масса - 0,344 г. После насыщения водой масса увеличилась до 0,999 г. (воды - 0,655 г).
После этого все три трубки помещались в чашку Петри диаметром 3,5 см, заполненную 0,05% раствором красителя метиленового синего.
Через 87 часов произведены замеры длины окрашенной зоны во всех трубках (рис 1,2).
Рис. 1 - Начало эксперимента
Рис. 2 - Определение положения высоты окрашенной зоны. Время эксперимента 87 часов. Слева направо: первая трубка - вода; вторая -вата, насыщенная водой; третья - «Целоформ», насыщенный водой
Высота окрашенной зоны оказалась равна для воды 84 мм, для столба ваты - 24 мм и 6 мм -для слоя «Целоформа».
Вывод: диффузионные процессы вблизи поверхности раны при нанесении порошка «Целоформа» замедляются в 14 раз.
Изучение сорбционной способности «Целоформа» осуществляли путем его нанесения на раневую поверхность.
Для моделирования процесса был проведен эксперимент, схожий с восходящей хроматографией в сухой колонке [6]. Для этого стеклянная трубка заполнялась слоем «Целоформа», после чего на нижний торец наносились 2 капли 0,05% раствора метиленового синего, и опускали в чашку Петри, заполненную физиологическим раствором.
Под воздействием капиллярных сил уровень жидкости в трубке повысился и через 30 минут достиг верхнего уровня слоя сорбента. При этом зона красителя сместилась незначительно -всего на 2,5 мм. Этот эксперимент наглядно демонстрирует высокую сорбционную активность исследуемого порошка по отношению к полярным органическим соединениям.
Величина хроматографической
подвижности И", равную отношению путей, пройденных красителем и растворителе, которую в данном случае можно использовать как меру сорбционной способности в динамических условиях, оказалась равной 0,025 = 2,5 мм/100 мм = 0,025).
Вывод: процессы массобмена с участием полярных органических веществ в среде «Целоформа», насыщенного водой значительно замедляются.
Оценка влияния «Целоформа» на парциальное давление кислорода проводилась на границе раневая поверхность - сорбент «Целоформ».
находящихся в контакте с газообразным кислородом, определяется полуреакцией:
02 + 4Н+ +4е = 2 Н20; Е0 = +1.229 V; уравнение Нернста:
Б = -
одя
Пользуясь приведенным соотношением, можно оценить изменение парциального давления кислорода при протекании различных химических или микробиологических процессов, не сопровождающихся заметным изменением рН.
В ранее проведенных нами клинических исследованиях раневого содержимого у больных с гнойными воспалительными заболеваниями мягких тканей челюстно-лицевой области рН среды стабильно сохранялся в слабощелочном диапазоне до 8-ми суток.
Если редокс-потенциал в начальный момент равен Е, а через заданный промежуток времени, легко прийти к соотношению, позволяющему оценить изменение парциального давления за время эксперимента:
0-3-9-,
ДЕ = Е-К = 0,-
К1
ЩР2]
Как
известно,
окислительно-
Здесь - парциальное давление кислорода в
начале эксперимента, N - в заданный момент времени.
В качестве индикаторного электрода использовалась платиновая проволока диаметром 0,5 мм, впаянная в стеклянную трубку с длиной рабочей области 6 мм. Измерения потенциала проводились относительно хлорид-серебряного электрода.
Платиновый электрод погружался в раневую жидкость, электрод сравнения прижимался к поверхности ткани на расстоянии 2-3 см от раны.
В течение нескольких минут потенциал электрода стабилизировался на уровне 115 mV.
После этого на поверхность раны был насыпан порошок «Целоформа» - флуктуаций показания прибора не наблюдалось [7]. Через 65 мин потенциал достиг своего максимального значения ~ 60 mV, продолжая в дальнейшем оставаться на этом же уровне (табл.1).
Таким образом, уровень редокс-потенциала при нанесении «Целоформа» понижался более чем на 50 mV. Это соответствует практически полному удалению кислорода с раневой поверхности:
[О г ]
восстановительный потенциал водных растворов,
М
2400
Таблица 1 - Изменение окислительно-восстановительного потенциала Е (относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода) от времени I на поверхности влажной раны после нанесения сухого «Целоформа»
№ t ,мин E, mV
1 0 115
2 5 110
3 15 100
4 30 86
5 50 71
6 65 63
7 83 61
8 100 62
10 120 63
Заключение
После нанесения сорбента на поверхность раны происходит впитывание им жидкости с удержанием ее как за счет капиллярных сил, вероятно, благодаря образованию гелевых структур на поверхности частиц целлюлозы. При этом важно отметить, что данный сорбент, с одной стороны, сорбирует жидкость, но с другой - препятствует высыханию поверхности раны.
Процессы массобмена вблизи поверхности раны резко замедляются как за счет понижения линейной диффузии, так и за счет сорбции на поверхности частиц сорбента. Это должно приводить к практически полному прекращению обмена веществ у патогенных микроорганизмов и удалению продуктов их метаболизма.
Процесс сорбции «Целоформом» раневой жидкости сопровождается существенным падением уровня парциального давления кислорода вблизи поверхности раны. «Целоформ» в данном случае выступает в роли «пассивного антиоксиданта», сначала удаляя кислород с поверхности раны вместе
с впитываемой жидкостью, а затем (во влажном состоянии), препятствуя его доступу из воздуха.
Таким образом, полученные при проведении исследований показатели диффузии и сорбции «Целоформа», а также его влияния на парциальное давление кислорода в ране, свидетельствуют о практически полном прекращении обмена веществ у патогенных микроорганизмов, что объясняет установленные ранее выраженные бактерицидные свойства «Целоформа».
Литература
1. Валеев И.А., Газизов Р.А., Шарафутдинова З.М., Мусин Р.Р. Разработка установки для получения сырья, используемого в производстве сорбента медицинского назначения. Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 22. С. 270-274.
2. Газизов Р. А., Мусин И. Н., Валеев И. А.,. Шарафутдинова З. М, Мусин Р. Р. Исследование влияния некоторых параметров процесса пиролиза древесины в целях определения путей интенсификации производства сырья для сорбента медицинского назначения. Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 24. С. 64-68.
3. Абаев Ю.К. Хирургическая повязка /Ю.К.Абаев. - Мн.: Беларусь, 2005.-150 с.
4. Адамян, А.А. Результаты лабораторного исследования порошкообразных медицинских сорбентов и перспективы их использования в хирургии /А.А. Адамян, М.Н. Лизанец, С.В. Добыш и др. //Вестник хирургии им. Грекова. - 1991.- №7-8. С. 37-41.
5. Галимов Р. А. Клинико-морфологическое обоснование включения сорбента «Целоформ» в комплексное лечение больных одонтогенными флегмонами - Казань, 2012. - 19 с.
6. Микеш О. Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам. Часть 1. Перевод с англ. М.: Мир, 1982 г. - 400 с.
7. Захарьевский М. С. Оксредметрия. Под редакцией члена-корр. АН СССР Б. П. Никольского и канд. хим. наук В. В. Пальчевского. Л.: Химия, 1967. - 120 с.
© О. В. Нестеров - канд. мед. наук, доц., зав. каф. челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии КГМА, [email protected]; С. С. Ксембаев - д-р мед. наук, проф. каф. стоматологии детского возраста КГМУ, [email protected]; Е. Е. Нестерова - канд. мед. наук, асс. каф. челюстно-лицевой хирургии КГМУ, [email protected].
© O. V. Nesterov - PhD, Associate Professor, Head of the Department of Maxillofacial Surgery and surgical dentistry, KSMA,: [email protected]; S. S. Ksembaev - MD, professor of pediatric dentistry, "Kazan state medical university", [email protected]; E. E. Nesterova - PhD, assistant of the Department of Maxillofacial Surgery and surgical dentistry, , KSMA, [email protected].
