CC BY
81
УДК 616.379-008.64-06
ПРОЦЕССЫ РЕПАРАТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ В ГНОЙНЫХ РАНАХ ПРИ МЕСТНОМ СОЧЕТАННОМ ЛЕЧЕНИИ ФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
А.В.Прошин*, Р.А.Сулиманов, И.П.Завалий, А.В.Ребинок
REPARATIVE REGENERATION OF PYONECROTIC WOUNDS AT COMBINED LOCAL TREATMENT BY PHYSICAL METHODS AND BIOLOGICALLY-ACTIVE MATERIALS
A.V.Proshin*, R.A.Sulimanov, LP.Zavalii, A.V.Rebinok
Институт медицинского образования НовГУ *Городская клиническая больница №81, Москва, [email protected]
Проведен анализ и сравнительная оценка течения и способов местного сочетанного лечения ран с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы физическими методами и биопластическими материалами. Выявлено позитивное влияние комплексного сочетанного лечения на процессы регенерации тканей, сроки и динамику течения раневого процесса у пациентов с гнойно-некротическими осложнениями синдрома диабетической стопы.
Ключевые слова: сахарный диабет, синдром диабетической стопы, гнойно-некротические раны, раневой процесс, ультразвуковая кавитация, биопластический материал
We conducted the analysis and comparative assessment of the course and methods of combined local treatment of pyonecrotic forms of diabetic foot syndrome by physical methods and bioplastic materials. We revealed positive effect of a comprehensive combined treatment on the processes of tissue regeneration, the timing and dynamics of wound process in patients with purulent-necrotic complications of diabetic foot syndrome.
Keywords: diabetes mellitus, diabetic foot syndrome, pyonecrotic wounds, wound process, ultrasonic cavitation, bioplastic material
Введение
Разработка и усовершенствование ранозажив-ляющих методов лечения, используемых при хирургической обработке и туалете дефектов тканей у пациентов с гнойно-некротическими осложнениями синдрома диабетической стопы, является одной из актуальных задач хирургии [1,2]. Поиски путей и способов достижения наиболее благоприятных условий для течения репаративных процессов продолжают оставаться в центре внимания исследователей, особенно если объектом лечения являются пациенты с указанной патологией. Несомненно, что для стимуляции заживления ран и формирования наиболее выигрышных условий желательно использовать такие способы лечения, которые моделировали бы свойства межклеточного вещества соединительной ткани, и соответствовали бы патогенезу раневого процесса. Это целесообразно, поскольку между межклеточным веществом (волокнистые конструкции и аморфная субстанция) и соединительнотканными клетками существует взаимозависимость [3].
Проблема заживления осложненных гнойных ран, характеризующихся той или иной степенью выраженности отклонений от стереотипной динамики воспалительно-репаративного процесса, остается одной из важнейших в хирургии. Использование раневых покрытий из синтетических и природных полимеров создает оптимальную микросреду для течения процессов репаративной регенерации тканей [4].
Проблема эффективного воздействия на локальное проявление раневого процесса и на современном этапе развития медицины остается нерешенной, несмотря на появление разнообразных препаратов и методик. Внедрение в клиническую практику современных способов воздействия на рану (вакуумирование, абактериальная среда, медицинские лазеры и т.д.) значительно улучшило результаты оказания хирургического пособия больным с гнойными ранами [5]. Однако упомянутые физические методы обработки ран не решили обозначенной проблемы.
Цель исследования — выявление особенностей регенерации, сравнительная оценка течения и способов местного сочетанного лечения ран с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы физическими методами и биопластическими материалами.
Материал и методы исследования
При проведении лечебно-диагностических мероприятий использовали комплексный мультидисци-плинарный подход, который служил основой для формирования алгоритма патогенетического отношения и включал хирургическую обработку ран, коррекцию гликемии, антибактериальную и детоксика-ционную терапию, ангиопротекторы. Проведен анализ клинической и морфологической характеристики результатов местного лечения ран у больных с синдромом диабетической стопы, у которых при лечении на фоне комплексной терапии раневого процесса
применяли ультразвуковую кавитацию и биопластический материал «Коллост».
Сравнительный анализ проводили в двух группах. Основную группу составили 60 пациентов с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы (СДС), у которых в местном лечении раны применяли ультразвуковую кавитацию с дальнейшей имплантацией биопластического материала «Коллост». Группу сравнения составили 63 больных с гнойно-некротическими формами СДС, которым после проведения хирургической обработки осуществляли местное лечение раны влажно-высыхающими повязками с водным раствором хлоргексидина, мазями на водорастворимой основе — левомеколем, лево-сином, диоксиколем, аргосульфаном. Средний возраст, пол, характер гнойно-некротического процесса на стопе и другие параметры были сопоставимы в выделенных клинических группах.
Ультразвуковую обработку ран у пациентов основной группы проводили ультразвуковым аппаратом «Sonoca-180» фирмы Soring. Морфологические исследования проводились с использованием мазков-отпечатков и биопсийного материала. Материал фиксировали в 10% нейтральном формалине и по общепринятой методике заливали в парафиновые блоки. Изготовленные из парафиновых блоков гистологические срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином по ван-Гизон. Качественный анализ мазков-отпечатков заключался в определении фазы раневого (язвенного) процесса по наличию клеточных элементов, микрофлоры, волокнистых структур и по их взаимоотношению. Для количественной оценки микробной обсемененности раны оценивался показатель колониеобразующих единиц (КОЕ/мл).
Использовали иммуноморфологический метод. Иммунопероксидазным методом с применением четырех моноклональных антител исследовали особенности грануляционной ткани в двух группах наблюдений. Изучали те же биоптаты, которые исследовали гистологическим методом. В качестве первичных специфических антител использовали моно-клональные антитела производства фирм NOVOCASTRA, DAKO и Lab Vision к маркеру эндотелия сосудов, антигену CD31 (позволяет визуализировать сосуды в тканях) и к коллагену I типа (для оценки качества коллагенообразования), к Т-лимфоцитам-хелперам (CD4) и Т-лимфоцитам-супрессорам и киллерам (CD8).
С целью визуализации результата реакции связывания антигена с антителом использовали систему детекции «UltraVision LP Value HRP Polymer» (козьи антитела к кролику и мыши), Lab Vision США. Результат реакции с антителами к коллагену оценивали по общепринятой системе полуколичественным методом в баллах от 0 до 3-х (отсутствие реакции, слабая, умеренная и выраженная реакция), с антителами к Т-лимфоцитам-хелперам, супрессо-рам/киллерам — по количеству в грануляционной ткани таких клеток в поле зрения при увеличении микроскопа х400. Препараты изучали и фотографировали с использованием системы светооптический бинокулярный микроскоп Axioscope A1 (Carl Zeiss,
Германия) — видеокамера JVC (USA) — компьютер Pentium IV.
Оценку эффективности лечения проводили на основании: визуального осмотра ран; ускорения сроков очищения ран; появления грануляционной ткани; уменьшения площади раневого дефекта; появления краевой эпителизации; цитологического исследования; бактериологической характеристики ран; сроков нахождения пациентов в стационаре (койко-день). Забор первичного материала осуществлялся в момент первой хирургической обработки, а заключительный — на 15-20 сутки лечения.
Ультразвуковую обработку ран проводили в соответствии с принципами лечения воспалительных процессов и их стадиями. Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды с частотой свыше 16 кГц, обладающие определенной энергией и распространяющиеся в виде попеременных сжатий и разряжений. Это явление также характеризуется следующими физическими процессами: "микровзрывами", возникновением ударных волн, локальных пиков температур, стимулирующих звуко-химические реакции в озвучиваемой среде. При озвучивании гетерогенных средств появляются мелко- и среднемасштабные течения, турбуляции, ускоряющие процессы диффузии, растворения и диспергирования веществ. Таким образом, возникающие на торце волновода кавитационные процессы ведут к разрушению и удалению фибриновых наложений и бактерий на границе двух сред. Здоровая ткань при этом воздействии не разрушается. Ультразвуковая кавитация занимает важное место как физический метод при не-крэктомии в лечении гнойных ран. В лечении гнойно-некротических осложнений СДС некрэктомия является определяющей. Основой терапевтического действия является механическое очищение раны за счет дезинтеграции некротизированных тканей и ускорения их отторжения.
Другим важным фактором воздействия низкочастотного ультразвука считается активация антибиотиков, протеолитических ферментов и других лекарственных средств. Выбор параметров мощности, времени воздействия, промежуточного раствора производили строго индивидуально, что зависело от вида раны, срока ее существования, характера воспаления, индивидуальной чувствительности пациента. В качестве рабочего раствора использовали 0,02% водный раствор хлоргексидина. Ультразвуковое лечение начинали с малой мощности, с постепенным ее повышением, принимая во внимание болевые ощущения пациента. Средняя скорость обработки составляла примерно 1см 2/мин, при этом ультразвуковое воздействие распределялось по всей поверхности раны.
«Коллост» представляет собой стерильный биопластический коллагеновый материал с полностью сохраненной волокнистой структурой, обеспечивающий регенерацию тканей. Механизм действия «Коллоста» обусловлен тем, что его основой является коллаген I типа, выступающий в роли внеклеточного матрикса и обеспечивающий направляемый контакт эпителиальных клеток и фибробластов, создавая их оптимальную миграцию и ориентацию, а также свя-
зывая клетки для формирования новой ткани. «Кол-лост» имплантировали, начиная со 2-й фазы раневого процесса. С целью закрытия плоскостных ран и язвенных дефектов применяли биоматериал в виде мембран. На обработанную ультразвуком рану накладывали мембрану, предварительно вымоченную в теплом, стерильном физиологическом растворе в течение 15 мин. При локализации раневого дефекта на подошвенной поверхности мембрану фиксировали 34 лигатурами ^огЬ 00. По завершении манипуляции накладывали гелевую повязку (Hydrosorb, Гелепран).
Результаты исследования
Местное лечение ран предусматривало четкое определение фаз раневого процесса - гидратации и дегидратации. Выделение данных двух фаз хотя и имеет определенную патофизиологическую основу, однако, по нашему мнению, лишено клинико-морфологического содержания, вследствие чего мало приемлемо в хирургии осложненных форм СДС.
Нами условно выделены три фазы раневого процесса:
1) деструктивно-воспалительная фаза (клинически характеризуется наличием гнойно-некротического процесса в ране с выраженной пери-фокальной воспалительной реакцией, высокой бактериальной обсемененностью, выраженными нарушениями локальной микроциркуляции);
2) стадия очищения с появлением грануляций (клинически проявляется очищением раны с образованием грануляционной ткани, отделяемое из раны приобретает серозный характер, нормализуется микроциркуляция и обменные процессы в тканях);
3) стадия эпителизации (появление краевой эпителизации раны или формирование рубца).
Во всех группах больных до лечения клиническая и гистологическая картина была типичной для гнойной длительно незаживающей раны. Поверхность ран была густо инфильтрирована лейкоцитами. Грануляции были вялыми либо полностью отсутствовали. Среди фибрина находили большое количество эритроцитов, лимфоцитов, выявлялись многочисленные колонии кокковых бактерий. Дерма, а также элементы рыхлой соединительной ткани были в состоянии деструкции с образованием многочисленных микроабсцессов. Помимо этого в тканях раны отмечали выраженные микроциркуляторные расстройства: дилатацию сосудов, явления стаза в них, наличие микротромбов, разрушение стенки сосудов. Деструктивные процессы с разволокнением миофиб-рилл распространялись и на мышечную ткань.
Микробиологическое исследование отделяемого из ран показало, что отличительной особенностью инфекционного процесса у больных с гнойно-некротическими формами СДС (ГНСДС) является его поливалентный характер, обусловленный присутствием ассоциации как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов. В группах с нейропатической формой (НПСДС) и нейроишемической формой (НИСДС) СДС в 84,7% выделены аэробно-анаэробные ассоциации, которые включали облигат-но-анаэробные неспорообразующие бактерии —
Bactereoides fragilis, Peptococcus spp., Peptostreptococcus spp., Prevatella melaninogenica, Propionobactrium. Из факультативных анаэробов наиболее часто высевались Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis.
Следует отметить, что если микробный пейзаж по качественному составу был сходным, то по частоте выделения анаэробов были различия. У пациентов с НПСДС частота выделения анаэробов составила 82,5%, при этом у больных без выраженной воспалительной реакции частота выделения была 63,7%, в то время как с острым воспалением — 95,1%. Практически сходные различия наблюдались у пациентов с НИСДС, у которых частота выделения анаэробов составила 84,2%. Частота выделения анаэробов без острого воспаления отмечена у 69,3%, в то время как с острым воспалением — у 99,1%. Следует отметить, что отмечена разная частота выделения анаэробных микроорганизмов у больных с различным типом СД. У пациентов с первым типом СД без выраженной воспалительной реакции частота выделения анаэробов составила 78,9% , с острой воспалительной реакцией — 100%. Такая же разница отмечена и у пациентов со вторым типом СД — 68,2% и 84,4% соответственно.
Различия в частоте выделения анаэробных микроорганизмов между больными с первым и вторым типом СД наиболее отчетливо прослеживаются при остром инфекционном процессе. У пациентов с первым типом СД острый гнойный процесс всегда обусловлен аэробно-анаэробными ассоциациями, тогда как со вторым типом СД — у 84,4 %. Антибактериальная терапия больных как в основной, так и в группе сравнения проводилась с учетом результатов чувствительности микробной флоры, высеянной из ран пациентов с гнойно-некротическими осложнениями СДС, к основным антибактериальным препаратам. Обсемененность раны у обследуемых больных на момент первичного обследования составила в среднем 1,9±0,02х107 КОЕ/мл, у пациентов группы сравнения — 1,6±0,03х108 КОЕ/мл.
Хирургическая обработка гнойно-
некротического очага проводилась в обеих группах пациентов с целью обеспечения широкого доступа к гнойно-некротическому очагу, его адекватного дренирования, удаления некротизированных тканей, поддерживающих инфекцию, а также предупреждения ее дальнейшего распространения. Хирургическая тактика определялась локализацией гнойного очага, его распространенности и носила органосберегающий характер. После хирургического лечения, заключавшегося в санации гнойных очагов (экзартикуляция пальцев, не-крэктомия, вскрытие и дренирование), удавалось достигнуть уменьшения микробной контаминации, однако, учитывая невозможность первично-радикального пособия, в ранах сохранялась достаточно высокая степень обсемененности, что требовало продолжения антибактериальной терапии и интенсификации местного лечения. На 2-е сутки после хирургического лечения больным основной группы проводили ультразвуковую обработку с дальнейшей имплантацией биопластического материала «Коллост». Пациенты группы сравне-
ния проходили стандартное лечение. На 7 сутки степень обсемененности в основной группе составила 0,9±0,02х104 КОЕ/мл, тогда как у пациентов группы сравнения — 1,3±0,03х107 КОЕ/мл. На 12 сутки микрофлора из ран выделена у 27% больных исследуемой основной группы, а патогенные микроорганизмы из ран не высеивались. В группе сравнения положительный результат посевов был у 57% пациентов, при этом степень обсемененности составляла 0,7±0,03х106 КОЕ/мл.
При морфологическом исследовании образцов ткани до начала лечения отмечено, что у больных обеих групп ткани в области раны подвержены некротическим изменениям, отмечалась лейкоцитарная инфильтрация и многочисленные колонии кокковых бактерий (см. рис.).
А
Крупные колонии бактерий среди некротических масс. Окраска гематоксилином и эозином, х400.
Цитологическое исследование раневого экссудата у больных 1 и 2 группы дополняло морфологическую картину и мало отличалось между собой в первые сутки лечения. До лечения в препаратах содержалось большое количество нейтрофилов в состоянии дегенерации и деструкции, микроорганизмов, фибрина, что свидетельствовало о преобладании некротического и дегенеративно-воспалительного процессов и слабой выраженности воспалительной реакции. Незавершенный фагоцитоз в полинуклеарах составлял 79±1,8% и 81±1,1% соответственно. Тип цитограмм больных обеих групп соответствовал дегенеративно-воспалительному. К 7-м суткам в цитограммах основной группы нейтрофилы средней степени сохранности составили 87%, а 13% клеток приходилось на долю лимфоцитов и моноцитов, отдельных макрофагов и полибластов. Микрофлора чаще обнаруживалась в умеренном количестве внутриклеточно в состоянии завершенного фагоцитоза.
Цитологическая картина ран пациентов группы сравнения на этих же сроках значительно отличалась. Фагоцитоз продолжал носить незавершенный характер. Наличие множественных микробных ассоциаций в патологическом очаге, высокая степень обсемененно-сти микробами тканей, замедляет сроки очищения и заживления ран у больных преимущественно группы сравнения. Такому течению раневого процесса нередко способствуют изменения в системе клеточного и
гуморального иммунитета: снижение активности Т- и В лимфоцитов (CD4, CD8). На 14-е сутки в цитограм-мах больных основной группы уменьшалось количество нейтрофилов до 40-60%, а сохранность их увеличивалась. Содержание макрофагов возрастало и составляло 35%, что способствовало положительной динамике раневого процесса и соответствовало процессу очищения раны.
На 21-е сутки в основной группе выявлен регенераторный тип цитограммы. Содержание нейтрофи-лов составило 27-30%. Среди популяции клеток превалировали полибласты, фибробласты, макрофаги. Гистологические препараты подтверждали положительную динамику пролиферативных процессов, коллаге-ногенеза, ангиогенеза. Цитологическая картина у пациентов группы сравнения значительно отличалась. Макрофагов было меньше, чем нейтрофилов, т.е. не произошло замены нейтрофильного пула мононукле-арными фагоцитами, что указывало на пролонгацию фазы воспаления. Недостаточное содержание макрофагов, стимулирующих пролиферацию фибробластов и синтез коллагена, вероятно, объясняет торможение процессов формирования грануляции. Наряду с образованием грануляционной ткани после быстрого ее очищения от некротических масс в группе сравнения вновь могли формироваться участки с зонами некроза и колониями бактерий. Характерной особенностью таких событий является недостаточность клеточной реакции со слабой или не выраженной лейкоцитарной инфильтрацией.
Анализ основных показателей течения раневого процесса у пациентов с синдромом диабетической стопы в группах показал, что у больных, пролеченных традиционным методом (группа сравнения) средние сроки очищения ран составили 10,1±0,4 суток, появление грануляционной ткани отмечено на 18,4±0,6 сутки, а заживление (эпителизация на 50%) — на 27,8±1,2 сутки. Лучшие показатели мы выявили в основной группе, где с целью достижения наиболее благоприятных условий для течения репаративных процессов при лечении на фоне комплексной терапии применяли ультразвуковую кавитацию и биопластический материал «Коллост». Средние сроки очищения ран от деви-тализированных тканей составили 6,1± 0,3 сутки, появление грануляционной ткани отмечено на 14,1±0,5 сутки, а заживление (эпителизация на 50%) — на 21,5±0,7 сутки. Применение разработанной методики лечения длительно незаживающих ран и трофических язв у больных с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы способствовало сокращению сроков очищения раневых дефектов в 1,7 раза, появления грануляций — в 1,3 раза и заживления (эпи-телизация на 50%) — в 1,3 раза.
Таким образом, применение ультразвуковой кавитации и биопластического материала «Коллост» способствует ускорению процессов очищения ран от девитализированных тканей и микробной контаминации ран, а также предупреждает вторичное инфицирование. Использование УЗК и биопластического материала «Коллост» значительно улучшает цитологическую картину ран, влияющую на ускорение ре-паративных процессов и сроков эпителизации.
1. Светухин A.M., Земляной А.Б., Истратов В.Г. и др. Вопросы патогенеза и тактики комплексного хирургического лечения гнойно-некротических форм синдрома диабетической стопы // Хирургия. 2003. №3. С.85-89.
2. Брискин Б.С., Дибиров М.Д., Хамитов Ф.Ф., Прошин А.В. и др. Гнойно-некротические осложнения синдрома диабетической стопы и их отражение в МКБ-10 и стандартах страховой медицины // Хирургия. 2007. №1. С.49-54.
3. Байрейтер К., Франц П., Родерман Х.П. Фибробласт при нормальной и патологической терминальной дифферен-цировке. старении, апоптозе // Онтогенез. Т.26. №1. С.22-37.
4. Blackwood K.A., McKean R., Canton I. et al. Development of biodegradable electrospun scaffolds for dermal replacement // Biomaterials. 2008. V.29. P.3091-3104.
5. Дуванский В.А., Дзагнидзе Н.С., Мараев В.В. и др. Микроциркуляция гнойных ран по данным лазерной доппле-ров-ской флоуметрии // Лазерная медицина. 2007. Т.11. №1. С.46-49.
References
1. Svetukhin A.M., Zemlianoi A.B., Istratov V.G. et al. Vo-prosy patogeneza i taktiki kompleksnogo khirurgicheskogo lecheniia gnoino-nekroticheskikh form sindroma dia-
beticheskoi stopy [Pathogenesis and tactics of complex surgical treatment of patients with pyonecrotic forms of diabetic foot syndrome]. Khirurgiia. Zhurnal im. N.I. Pirogova - Surgery. Journal named after N.I. Pirogov, 2003, no. 3, pp.85-89.
2. Briskin B.S., Dibirov M.D., Khamitov F.F., Proshin A.V., Ia-kobishvili Ia.I. Gnoino-nekroticheskie oslozhneniia sindroma diabeticheskoi stopy i ikh otrazhenie v MKB-10 i standartakh strakhovoi meditsiny [Purulent and necrotic complications of diabetic foot syndrome and their reflection in ICD-10 and standards of insurance medicine]. Khirurgiia. Zhurnal im. N.I. Pirogova - Surgery. Journal named after N.I. Pirogov, 2007, no. 1, pp. 49-55.
3. Baireiter K., Frants P., Roderman Kh.P. Fibroblast pri nor-mal'noi i patologicheskoi terminal'noi differentsirovke. starenii, apoptoze [Fibroblast in terminal differentiation, aging, and apoptosis under normal and pathological conditions]. Ontogenez - Russian Journal of Developmental Biology, 1995, vol. 26, no. 1, pp. 22-37.
4. Blackwood K.A., McKean R., Canton I., Freeman C.O., Franklin K.L., Cole D. Development of biodegradable elec-trospun scaffolds for dermal replacement. Biomaterials, 2008, vol. 29, pp. 3091-3104.
5. Duvanskii V.A., Dzagnidze N.S., Maraev V.V., Biserev O.V., Gadzhiev A.B. Mikrotsirkuliatsiia gnoinykh ran po dannym lazernoi dopplerovskoi floumetrii [Microcirculation in purulent wounds assessed with the findings of laser Dop-pler flowmetry]. Lazernaya medicina - Laser medicine, 2007, vol. 11, no. 1, pp.46-49.
