авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

ЛАЗЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ ФЕДЕРАЛЬНОГО

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА»

На правах рукописи

Кулешов Игорь Юрьевич

ЛАЗЕРНАЯ ФОТОХИМИЧЕСКАЯ

ТЕРАПИЯ РАН МЯГКИХ ТКАНЕЙ

(ГНОЙНЫХ, ТЕРМИЧЕСКИХ И ОГНЕСТРЕЛЬНЫХ)

(экспериментально-клиническое исследование)

14.01.17 – хирургия

Диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Научный консультант:

заслуженный деятель науки Российской Федерации, заслуженный врач РСФСР, профессор, доктор медицинских наук Птр Иванович Толстых Москва 2013 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..……… ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Теоретические и практические аспекты заживления ран различного генеза……………………………………………. 1.2. Современные методы лечения гнойных ран мягких тканей различного генеза…………………………………………….. 1.3. Патогенетическое обоснование лазерной фотодинамической терапии злокачественных новообразований и гнойных ран…… 1.4. Применение высокоинтенсивного лазерного излучения в лечении гнойных ран различного генеза…………………… 1.5. Применение низкоинтенсивного лазерного излучения в лечении гнойных ран …………………………………………….… ГЛАВА 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСИТКА КЛИНИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ …......... 2.1 Общая характеристика исследуемых материалов и экспериментальных животных …………………………………. 2.2. Общая характеристика клинических наблюдений ……………… ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Анализ результатов 1-ой серии экспериментов на модели полнослойной плоскостной гнойной раны кожи ……………….. 3.2. Результаты изучения проникающей способности фотосенсибилизаторов в ткани ожоговых ран ………………… 3.3. Результаты фотохимической терапии экспериментальных ожоговых ран …………………...……………………………….. 3.4. Результаты лечения огнестрельных ран с использованием фотохимической терапии с гелем фотодитазина …………. ГЛАВА 4. ФОТОХИМИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ РАН РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗА …………………………….. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………… ВЫВОДЫ ---------------------------------------------------------- ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ------------------------------------------ УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ ----------------------------------------- Список обозначений и сокращений, принятых в диссертации 95% ДИ 95% доверительный интервал А – амплитуда вазомоций дисперсионный анализ ANOVA с поправкой Бонферрони на AN/B множественность сравнений – отторжение струпа crustEL – демаркационный лейкоцитарный вал DemLeu – срок очищения раны от детрита Detrit – краевая эпителизация раны epitel – частота вазомоций F – фибробласты с ШИК-положительной цитоплазмой FbPAS+ – фибринозно-лейкоцитарный слой FibLeu – рост грануляций в ране gran – незрелая грануляционная ткань Gran-I – зрелая грануляционная ткань Gran-II – срок появления грануляций и краевой эпителизации GranEpit – гиперемия крав раны hiper – интенсивность флюоресценции снаружи струпа Iext – интенсивность флюоресценции внутри ткани Iint – срок исчезновения признаков воспаления раны Inflam КWH – индекс ускорения ранозаживления Кp – индекс проникающей способности тест Колмогорова-Смирнова для одной выборки KS статистический Н-тест Краскела-Уоллиса KW – лейкопедез LeuPed – лейкостаз LeuStasis – очаговая метахромазия межуточного вещества Meta медиана значений признаков, 25-й и 75-й процентили Me[Q25%;

Q75%] статистический U-тест Манна-Уитни MW – некротический детрит necr – оксифильный некротический ожоговый струп NecrCrust – нейтрофильная клеточная инфильтрация NeuInf – отк дермы и подкожной клетчатки Oedema – кровоизлияния Petech – плазматическая инфильтрация PlasmInf – гнойный экссудат pur коэффициент линейной корреляции Пирсона Rpr коэффициент ранговой корреляции Спирмэна Rs – площадь раны S среднее квадратичное отклонение s – серозно-фибринозный экссудат serfibr – сладжирование эритроцитов Sladj – вертикальные сосуды Vasa – срок заживления раны WH МН – мононуклеары МО – свободно лежащие микроорганизмы МФ – макрофаги НейтрДег – нейтрофильные лейкоциты в стадии дегенеративного изменения и распада НейтрФаг – нейтрофильные лейкоциты в стадии активного фагоцитоза ПМ – параметр микроциркуляции ФБ-ю – юные фибробласты ФБ-з – зрелые фибробласты ФХТ фотохимичнская терапия ФС Фотосенс ФЦ – фиброциты ХС Холосенс Введение Актуальность проблемы.

В настоящее время во всм мире интенсивно развивается новая технология - фотодинамическая терапия (ФДТ) (10, 35, 36, 88 - 94).

Суть метода состоит в том, что многие биологические объекты (раковые клетки, микробы) накапливают определенные красители фотосенсибилизаторы, в результате чего они становятся чувствительными к воздействию энергии низкоинтенсивного лазерного излучения соответствующей длины волны (47-50;

51, 53). В сенсибилизированных клетках и тканях развивается фотохимическая реакция с выделением синглетного кислорода и свободных радикалов – высокоактивных биологических окислителей, которые являются цитотоксичными для большинства биологических объектов и, в частности, для опухолевых клеток и некоторых микроорганизмов и т.п. (92-93;

200;

201-206). В связи с чем, ФДТ нашла довольно широкое применение для лечения рака и других злокачественных опухолей (82-94,115). В последние годы появились научные предпосылки применения ФДТ для лечения гнойных ран, поскольку она имеет преимущества перед традиционными методами и в частности антибактериальной терапии (52, 53). А именно, эффективность ФДТ не зависит от спектра чувствительности патогенных микроорганизмов к антибиотикам (4,5). Она оказалась губительной даже для антибиотико резистентных штаммов золотистого стафилококка, кишечной палочки и других микроорганизмов (90).

И что важно, противомикробное действие ФДТ не убывает со временем при длительном применении при лечении хирургических инфекционных процессов. У патогенных микроорганизмов, в отличии от воздействия на них антибиотиков не развивается резистентности к ФДТ. Повреждающее действие ФДТ на микроорганизмы вызывается синглетным кислородом и свободными радикалами, а кислород необходим для жизнедеятельности большинства микроорганизмов. Именно поэтому развитие резистентности к губительному действию ФДТ на микроорганизмы маловероятно (105;

109).

В тоже время, бактерицидный эффект носит локальный характер, он не имеет губительного системногого действия на нормальную флору организма.

Фотодинамическая реакция возникает только при одновременном действии этих двух факторов в присутствии кислорода. При этом фотодинамическое повреждение носит локальный характер, а бактерицидный эффект лимитируется зоной лазерного облучения фотосенсибилизированной ткани, это и позволяет избежать при местной ФДТ побочного эффекта, наблюдаемого при применении антибиотиков и антисептиков для лечения хирургической инфекции (90, 92). В то же время, несмотря на перечисленное выше, ФДТ пока не нашла применения в гнойной хирургии. В литературе имеются лишь единичные сообщения, что ФДТ не замедляет заживление ран и возможно ее применение для стимуляции заживления ран. Однако, все эти сообщения, высказанные в отдельных работах, нуждаются в экспериментальном подтверждении и клинической аргументации. Кроме того, почти все сенсибилизаторы, созданные на основе гематопорфиринов (препараты первого поколения) (фотофрин, фотогем, фотосан) имеют целый ряд серьзных недостатков:

- относительно низкую избирательность накопления в опухолях «туморотропность» по сравнению со здоровой тканью (превышение в 2- раза), что является причиной возможного травмирования здоровых тканей при проведении ФДТ (110);

- относительно низкую эффективность преобразования энергии излучения в цитотоксические продукты (свободные радикалы, активные формы кислорода) при длительном времени выведения фотосенсибилизатора из организма ( от 4 до 6 недель ), что вынуждает пациента находиться в этот период в затемненном помещении для исключения ожогов кожи вследствие фотосенсибилизации (110).

Поиски решения проблем, выявившихся при использовании фотосенсибилизаторов на основе гемопорфиринов в онкологии, привели к формулированию требований к свойствам фотосенсибилизаторов второго поколения. Их можно сформулировать следующим образом: высокая туморотропность по отношению к опухолевым клеткам при незначительном накоплении в здоровых тканях;

низкая токсичность и быстрое выведение из организма;

устойчивость при введении в организм, а также при хранении;

наличие люминисценции для надежной диагностики опухоли;

максимум поглощения в области 660-900 нм при повышенном квантовом выходе синглетного кислорода как фактора наиболее эффективно воздействующего на опухоли (89, 90, 91).

Перспективной основой для создания фотосенсибилизаторов второго поколения оказались хлорины и их производные, максимально удовлетворяющих приведенным требованиям. В настоящее время лучшим из известных фотосенсибилизаторов является фотодитазин – препарат отечественной разработки на основе хлорина Е-6 (патенты №2144538, №2276076). Фотодитазин фактически нетоксичен (LDGO-168 мг/кг при терапевтической дозе 0,7-1,4 мг/кг), имеет полосу поглощения 662 нм (при этом фотодинамический эффект может развиваться в тканях на глубине до 1,7-2 см) с достаточно высоким квантовым выходом синглетного кислолрода, обладает высокой туморотропностью – превышение содержания по отношению к здоровой ткани составляет от 8 до19 раз в зависимости от локализации опухоли. При этом фотосенсибилизация кожи настолько мала, что исключает ожоги от воздействия солнечного света. Время выведения препарата из организма составляет не более 26 часов. Приведенные показатели существенно отличают фотодитазин от других фотосенсибилизаторов на основе гематопорфиринов, что является основой его высокой клинической эффективности в онкологии. По данным литературы терапевтический эффект при лечении онкобольных достигается в 62-83% случаев в зависимости от вида и стадии заболевания. При лечении гнойно-воспалительных процессов, в том числе и ран различного генеза фармакокинетика данного препарата не изучалась.

При исследовании механизмов реакции in vivo, протекающих в организме в процессе процедуры ФДТ и после ее завершения установлено, что в дополнении к прямому повреждению мембран и других клеточных структур свободными радикалами, происходит выделение клетками воспалительных и иммунных медиаторов. Среди них идентифицированные цитокины ИЛ6, ИЛ2, фактор некроза опухолей, гранулоцитарный колониесстимулирующий фактор, фактор роста и другие иммунорегуляторы, компоненты коскадокомплемента, вазоактивные субстанции. Они, в свою очередь, запускают фотохимические процессы, ответственные за дальнейшее развитие цитотоксического эффекта при злокачественных заболеваниях и оказывают стимулирующий эффект на заживление ран. Возрастающее число фактов указывает, что полное разрушение опухоли в результате ФДТ не обходится без участия иммунной системы. Воспалительный процесс при ФДТ может послужить инициатором формирования эффективного иммунного ответа, в том числе противоопухолевого, противомикробного и противовирусного (10,100;

109;

110).

Все же одной из серьзных проблем ФДТ при лечении новообразований остатся повышение селективности накопления фотосенсибилизаторов (ФС) в пораженных органах и снижение терапевтической дозы вводимых препаратов. При внутривенном способе введения большинства ФС первого поколения накопление достаточной концентрации препарата в очаге поражения обычно сопровождается его высоким содержанием во всем организме, что является причиной длительного токсического эффекта и опасности экспозиции больного на свету (21;

82;

84).

В этой связи перспективным способом применения ФДТ может оказаться использование фотосенсибилизатора в виде комплексов с низкотоксичными амфифильными полимерами. В институте химической физики имени М.Н. Семенова РАН и МГУ имени М.В. Ломоносова была предложена лекарственная форма препарата для ФДТ опухолей, гнойных и огнестрельных ран, предусматривающая локальное использование ФС, в том числе фотодитазина, иммобилизированного на амфифильном полимерном носителе (патент РФ №2314806), что позволяет значительно снизить лекарственную дозу ФС и улучшить лечебный эффект, повышая биологическую доступность препарата. Исследования показали, что ряд амфифильных полимеров (на основе простых алифатических или сложных эфиров и спиртов), образуют комплексы с порфиринами в водной и органической фазе, в которых порфириновые фотосенсибилизаторы (ПФС) находятся в виде агрегатов размерами 100-300 нм. Доказано, что использование таких комплексированных систем позволяет на порядок увеличивать эффективность ФДТ и тем самым значительно снизить концентрации используемых ФС, что ведт к снижению терапевтической дозы препарата и побочных токсических осложнений (патенты РФ №2144538, 2276976), и, что не менее важно, – стоимости лечения.

Эксперименты in vitro на культурах опухолевых клеток человека (аденокарцинома молочной железы, HBL-100, ЛАК-фазы 22-24 часа, и карциномы яичника Skov-3, ЛАК-фаза 26-30 часов), нормальных и раковых мышечных фибробластах NIH|3ТЗ и лабораторных животных показали, что использование комплексов ПФС/АКП при воздействии на опухоли позволяет не только снизить концентрации используемых ФС, но и, в ряде случаев, уменьшить количество отдалнных метастазов у лабораторных животных.

Было установлено, что терапевтическая эффективность комплексов при воздействии на опухоли разной природы определяются в первую очередь природой полимеров. Наиболее эффективными оказались сополимеры этиленоксидов и пропиленоксидов, полуспирты, с молекулярным весом массами 10-20 тыс. Da, а также их смеси.

Приведенные данные по использованию фотосенсибилизатора иммобилизированного в геле на амффифильном полимере в онкологической практике позволяют рассматривать данный препарат как весьма эффективный для применения в хирургической практике. Была исследована эффективность таких систем при лечении ран у крыс. Оказалось, что гель, содержащий один из сополимеров и фотодитазин (0,1 мг на 1 мл геля), вызывает заживление гнойных ран в полтора раза быстрее по сравнению с традиционным лечением антисептиком хлоргексидином и в 1,2 раза быстрее по сравнению с коммерческим препаратом фотодитазин гель (1 мг на 1 мл геля) (209). В клинической практике гель на основе амфифильных полимеров и фотодитазина для лечения гнойных ран различного генеза по данным доступной литературы и патентной информации до настоящего времени применялись лишь в единичных случаях (109).

Таким образом, лазерная фотодинамическая терапия злокачественных новообразований с использованием фотодитазина получила теоретическое и практическое обоснование, но не ран мягких тканей различного генеза. В последние годы ФГБУ «Государственный научный центр лазерной медицины Федерального медикобиологического агентства» совместно с сотрудниками института химической физики М.Н. Семенова РАН и МГУ им. М.В.

Ломоносова был разработан метод иммобилизации фотосенсибилизаторов хлоринового ряда (фотодитазин) на амфифильном полимере. Предполагают, что использование таких иммобилизованных систем позволяет на порядок снизить стоимость и эффективность лечения «патент №2144538;

№2276976.

В то же время, несмотря на эффективность ФДТ в онкологической практике, в лечении ран различного генеза (гнойные, термические и огнестрельные) имеются лишь единичные наблюдения. Кроме того, до настоящего времени продолжается дискуссия относительно механизма фотохимической терапии при лечении злокачественных новообразований и ран. Ясно лишь одно, что при ФДТ взаимодействие ПФС с биомолекулами (отрыв электрона или непосредственно атомов водорода), что ведет к образованию свободных радикалов, при взаимодействии которых с молекулярным кислородом образуются радикальные формы кислорода. В реакциях второго типа происходят перенос энергии от ФС к молекулам кислорода и генерация синглетного кислорода (02), являющегося активным окислителем (85-92).

На конечном этапе фотодинамического воздействия оба типа фотохимических реакций приводят к разрушению мембран клеток, внутриклеточных структур и бактериальных агентов, вызывая тем самым гибель клеток.

Вместе с этим, необходимо отметить, что механизмы действия ФДТ при онкологических заболеваниях и при раневом процессе несколько иной.

При лечении ран различного генеза с точки зрения формальной логики более подходит термин фотохимическая терапия, поскольку это понятие по своему объему и содержанию несколько шире понятия ФДТ. ФДТ – это разрушение и уничтожение опухолеых клеток, ФХТ – это фотохимическая реакция, сочетающая в себе два противоположных начала – разрушение, гибель некоторых микроорганизмов и стимуляция заживления путем активации факторов роста, формирование грануляций ткани и т.д. и поэтому, мы в своем исследовании используем термин не ФДТ, а ФХТ. В клинической практике лечение гнойных ран различного генеза с использованием ФХТ с фотодитазином, комплексированном с амфифильными полимерами, по данным доступной литературы и патентной информации до настоящего времени применялось лишь в единичных случаях, поэтому данное направление нуждается в экспериментальной и клинической аргументации.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Разработать, внедрить и дать сравнительную оценку новых методов лечения ран мягких тканей различного генеза (гнойных, термических, огнестрельных) в эксперименте и клинике с использованием лазерной фотохимической терапии с фотосенсибилизатором хлоринового ряда фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Разработать и обосновать на основе проведенных экспериментальных исследований новые методы лечения ран мягких тканей различного генеза с использованием лазерной фотохимической терапии с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами.

2. Дать сравнительную оценку течения раневого процесса у экспериментальных животных с гнойными, термическими и огнестрельными ранами мягких тканей при использовании лазерной фотохимической терапии с различными фотосенсибилизаторами.

3. По данным гистологических и гистохимических исследований изучить течение раневого процесса в экспериментальных гнойных, термических и огнестрельных (пулевых) ранах при воздействии на него лазерной фотохимической терапии с нативными и комплексированными с амфифильными полимерами фотосенсибилизаторами.

4. Дать сравнительную оценку течения раневого процесса у больных с гнойными и термическими ранами мягких тканей при использовании лазерной фотохимической терапии с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами.

5. Разработать и внедрить в клиническую практику эффективную программу стимуляции заживления ран мягких тканей различного генеза – гнойных, посттравматических и термических с использованием лазерной фотохимической терапии с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА Впервые разработаны новые методы лечения гнойных, термических и огнестрельных пулевых ран мягких тканей с использованием лазерной фотохимической терапии с фотосенсибилизатором хлоринового ряда – фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами (Патенты РФ № 246055, № 2457873, № 5413550, № 2407565 № 2396949), которые способствуют быстрому очищению ран от раневого детрита и микрофлоры, ускорению перехода раневого процесса от воспалительной фазы к регенераторной и сокращению сроков заживления их на 3,5-5,8 суток.

Впервые в эксперименте на основе клинических, морфологических, бактериологических и планиметрических исследований дана сравнительная оценка фотохимической терапии гнойных, термических и огнестрельных ран мягих тканей с использованием фотохимической терапии с различными фотосенсибилизаторами. Установлено, что при использовании лазерной фотохимической терапии с фотодитазином сокращаются сроки очищения гнойных ран от детрита на 2-3 суток быстрее по сравнению с традиционными методами лечения. При лечении экспериментальных термических ран сокращаются сроки отторжения вторичного струпа в 2,6 раза по сравнению с традиционным лечением и на 6 суток по сравнению с проведением фотодинамической терапии с нативным фотодитазином и холосенсом. Сроки заживления ран различного генеза сокращаются на 3,5 - 6 суток соответственно.

Впервые по данным клинических, планиметрических и бактериологических исследований доказано, что фотохимическая терапия экспериментальных ран мягких тканей различного генеза с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами, более эффективна в регуляции воспаления и регенерации гнойных, термических и огнестрельных пулевых ран по сравнению с фотосенсибилизаторами в нативной форме.

Практическая значимость По данным клинических, гистологических, гистохимических и цитологических исследований установлено, что применение лазерной фотохимической терапии с фотосенсибилизатором хлоринового ряда – фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами, способствует сокращению сроков очищения гнойных и термических ран мягких тканей от гнойно-некротического детрита, появлению грануляций и начала эпителизации в 1,5 - 2 раза, уменьшению микроциркуляторных нарушений, более раннему созреванию грануляционной ткани, что позволяет при гнойных и ожоговых ранах в более ранние сроки выполнить пластические операции – наложение вторичных швов или выполнять операции аутодермопластики с хорошим косметическим и функциональным результатом.

Использование лазерной фотохимической терапии с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами, является высоко эффективным методом местного лечения ран мягких тканей различного генеза (гнойных, посттравматических и термических), позволяющим уменьшить количество нарушений заживления, число повторных операций и сократить сроки лечения больных на 25% по сравнению с традиционным методом с хорошим функциональным и косметическим результатами.

Результаты проведенных экспериментальных, клинических, морфологических и бактериологических исследований показали целесообразность и эффективность применения лазерной ФХТ с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами, для лечения гнойных ран мягких тканей независимо от их генеза и локализации.

Благоприятное действие лазерной ФХТ с фотодитазином, комплексированном с амфифильными полимерами, на репаративные и метаболические процессы в тканях ран позволяет рекомендовать использование данного метода в комплексном лечении больных с ранами мягких тканей различного генеза (гнойными, посттравматическими, термическими (ожоговыми) и огнестрельными).

Положения, выносимые на защиту:

Лазерная фотохимическая терапия экспериментальных гнойных, 1.

термических и огнестрельных ран с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами, по сравнению с другими формами фотосенсибилизаторов (растворами холосенса и фотодитазина, а также гелем холосенса), способствует нормализации микроциркуляции, активации пролиферации клеточных элементов макрофагального и фибропластического ряда, ангио- и коллагенеза и ускорении созревания грануляционной ткани.

Лазерная фотохимическая терапия ран различного генеза (гнойных, 2.

термических и огнестрельных) с фотодитазином, комплексированным с амфифильными полимерами, способствует уменьшению бактериальной обсемененности тканей, формирующими рану, увеличению фагоцитарной активности лейкоцитов, скорейшему созреванию грануляционной ткани и заживлению ран.

3. Лечение больных с гнойными ранами мягких тканей различного генеза (гнойными, посттравматическими, ожоговыми) с применением лазерной фотохимической терапии с гелем фотодитазина, комплексированного с амфифильными полимерами, высокоэффективно и патогенетически обосновано.

Апробация и реализация диссертационного исследования.

Основные результаты работы были представлены на международных и российских симпозиумах и конференциях: 18th International Laser Physics Workshop (LPHYS`09), Barcelona, Spain, July 13-17, 2009;

18th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT`10), Egmond aan Zee, The Netherlands, September 11-16, 2010;

8th International Symposium on Photodynamic Therapy and Photodiagnosis in Clinical Practice.

Brixen/Bressanone, Italy, October 6-9, 2010;

II Всероссийская научная конференция с международным участием «Наноонкология», Тюмень, 26- сентябрь 2010 г.;

на научно-практической конференции смеждународным участием «Инновационные технологии в лазерной медицине» 8-9 июля 2011г., Москва;

на международной научной конференции «Фотодинамическая терапия и флюоресцентная диагностика», Санкт Петербург, 2011г.

Внедрение результатов исследования Результаты диссертационного исследования внедрены в практику работы ГКБ № 51, Видновской клинической больницы Московской области.

Они используются также при обучении клинических ординаторов, аспирантов и врачей, проходящих обучение и усовершенствание на базе ФГБУ «Государственный научный центр лазерной медицины ФМБА Росии».

Публикации по материалам диссертации По теме диссертационного исследования опубликовано 36 печатных работ, в том числе, 15 работ в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, включенных в перечень ВАК РФ, две монографии, методические указания «Местная фотодинамическая терапия у больных с термическими ожогами кожи», Москва, 2011г.

Объм и структура диссертации.

Материалы диссертации представлены 241 странице машинописного текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы.

Диссертационная работа содержит 53 рисунка, 27 таблиц. Список литературы включает 311 источников, из них 120 отечественных и иностранных источников.

Глава I. Обзор литературы 1.1 Теоретические и практические аспекты заживления ран различного генеза.

Нормальный процесс заживления раны гнойного генеза проходит через несколько перекрывающихся во времени, но взаимосвязанных стадий:

воспаления, формирование гранулмы, эпителизации раны и др. Этот процесс требует взаимодействия различных клеток (лейкоцитов, фибробластов, эндотелиальных клеток дермы и эпидермиса) и активации различных химических медиаторов (цитокины, внутриклеточные продукты, активные формы кислорода и др.) продуцируемых лейкоцитами, фибробластами и кератиноцитами ( 7,103,104, 106, 107, 108, 111, 112).

Если химические реакции, протекающие в процессе заживления раны, воздействуют друг на друга, то можно предположить, что каждая стадия заживления раны служит необходимым предшественником следующего этапа. Это находит сво отражение в чередовании популяций различных клеток, сменяющих друг друга на разных стадиях процесса заживления раны.

Каждая из популяций имеет свою конкретную задачу:

- нейтрофилы, продуцирующие большое количество прооксидантов и осуществляющие фагоцитоз для очищения раневой зоны от остатков погибших клеток;

мононуклеарные клетки, участвующие в фагоцитозе и продуцирующие большое количество цитокинов, которые в свою очередь регулируют пролиферацию клеток и формирование новых микрососудов;

- фибробласты, синтезирующие коллаген и обеспечивающие тем самым рубцевание;

эндотелиальные клетки дермы и эпидермиса, миграция и пролиферация которых обеспечивает закрытие кожного «окна» раны (17,18, 73,107, 111).

В случае инфекционного нагноения нормальной процесс заживления раны нарушается воздействием бактериальных эндотоксинов. Происходит ингибирование функциональной активности лейкоцитов, что задерживает заживление раны. Поэтому лечение гнойной раны должно включать в себя действия, направленные на уменьшение бактериальной обсемененности раны, снижение титра эндотоксинов, подавляющих функции лейкоцитов – нормализацию процесса заживления и очередности смены фаз процесса (113).

Процесс заживления ран, особенно стадия воспаления, идт в условиях активации свободнорадикальных реакций (СРР), в том числе перекисного окисления липидов (ПОЛ). Регуляция свободнорадикальных реакций перекисного окисления липидов в ране определяется вкладом нескольких конкретных механизмов, которые можно свести в две основные группы:

1. инициация (образование) свободных радикалов;

2. элиминация (перехват) свободных радикалов сбалансированной эндогенной системой антиоксидантов (12).

Гиперпродукция в ране свободных радикалов, снижение активности эндогенных антиоксидантов сдвигают равновесие в сторону ускорения свободнорадикальных реакций перекисной деградации липидов клеточных мембран, что, с одной стороны, приводит к задержке развития раневого процесса, а с другой – является патогенетическим обоснованием применения экзогенных ингибиторов свободнорадикальных реакций в качестве препаратов, способствующих быстрейшему заживлению раны (48,102, 112).

В настоящее время широкое применение в лечении чистых послеоперационных и гнойных ран нашло низкоинтенсивное лазерное (НИЛИ). Однако применение лазеротерапии в лечении ран основано на чисто эмпирическом подходе, поскольку точно не установлены молекулярно клеточные механизмы благотворного лечебного действия НИЛИ. В литературе эти механизмы обсуждаются только лишь на уровне гипотез, многие из которых умозрительны и не имеют экспериментальных доказательств in vitro (50, 61, 68).

1.2 Современные методы лечения гнойных ран мягких тканей различного генеза.

Лечение ран различного генеза (гнойные, ожоговые, огнестрельные) относятся к числу наиболее древних и нестареющих проблем практической хирургии (7,8, 19, 22-24). Для е решения предложено большое количество методов и средств, однако, как считают большинство исследователей (45-50, 101,102) с точки зрения современных требований, предъявляемых к регуляции воспаления и регенерации современные лечебные технологии, например, вакуумная аспирация, ультразвуковая кавитация, обработка пульсирующей струей, активная хирургическая обработка ран и т.д. утратили ту смысловую нагрузку, которые они имели несколько лет назад, а главное они не улучшили результаты лечения (26, 64, 83). В связи с чем, изменился подход к лечению этой категории больных, а главным образом, в связи с разработкой новых лазерных технологий, применением плазменных потоков, протеолитических ферментов и новых некролитических средств (13, 14, 15, 16, 18, 21, 30,31, 56-57, 118,119).

Анализ результатов лечения больных с огнестрельными ранами, нанесенными высокоскоростными ранящими снарядами показали, что хирургическая обработка этих ран с целью их стерилизации и удалению нежизнеспособных тканей (некрэктомии) нецелесообразно вследствие неизбежного удаления части функционально активных структур (23) и кроме того, у 49% раненых ПХО на практике является не радикальной и в 29% требует повторных хирургических вмешательств (5). Данное обстоятельство позволило многим отечественным хирургам подвергнуть сомнению положение о необходимости первичной хирургической обработки (в том числе и активной хирургической обработки) огнестрельных, гнойных ран (58). Классическое оперативное вмешательство «иссечь мртвое» в ранние сроки противопоставляется тезис «сохранить живое», то есть первичная хирургическая обработка должна быть щадящей, а не радикальной (6,40, 62,136, 137). Хирургический способ или некрэктомия применяется, согласно историческим документам с древних времн (24). Хирургическая обработка – самый быстрый способ очищения раны от гнойных и некротических масс.

Этот способ сопряжн со значительными сложностями и его применение не рекомендовано у больных с нейропатической формой диабетической стопы и у больных с огнестрельными скорострельными снарядами ранами. Тем не менее, этот способ позволяет оживить рану и улучшает заживление путм выброса большого количества ростовых факторов и цитокинов (51).

Аутолитическое очищение в той или иной степени отмечается во всех ранах. Оно является естественным и высокоселективным процессом, который осуществляют эндогенные протеазы, расщепляющие некротические ткани. Основными источниками протеаз служат нейтрофилы, продуцирующие эластазу, коллагеназу, миелопероксидазу, гиалуроновую кислоту и лизосомальные ферменты (25,27,271).

В тех случаях, когда аутолитическое очищение не обеспечивает быстрое очищение и заживление раны, используются окклюзионные повязки, которые позволяют значительно ускорить этот процесс путм поддержания влажной среды и обеспечения оттока экссудата (1,2). Это обеспечивает безболезненное очищение от мертвых тканей и формирование здоровых грануляций (1). Аутолиз может привести к образованию значительных количеств экссудата. Обычно аутолитическое очишение ран достигается использованием гидрогеля для размягчения и удаления некротических тканей, покрытого абсорбентом для впитывания излишков экссудата окклюзионной повязкой (27,28).

Рост антибиотикорезистентности микроорганизмов возродил определнный интерес к применению мда для лечения ран и трофических язв (52). Обладая антимикробным эффектом, мед обеспечивает быстрое аутолитическое очищение и дезодорирование ран, вдобавок имея противовоспалительные свойства (293) и стимулируя иммунный ответ (54).

Несмотря на то, что точный механизм действия неясен, Tonks et al. (293) выявили значительное снижение активности продуктов свободнорадикального окисления (p0,001), также была существенно повышена продукция TNF-a (p0,001) при апликациях разных видов мда.

Несмотря на то, что с практической точки зрения аутолитическое очищение является наиболее простым методом очищения ран, оно обычно занимает слишком большой период времени для полного очищения от некрозов.

Ферментативное очищение ран – это высокоселективный метод, который использует имеющиеся природные протеолитические энзимы, которые производятся фармацевтической индустрией специально для лечения ран. Эти экзогенно применяемые ферменты работают вместе с эндогенными ферментами раны. Некоторые ферментные препараты производятся на основе бактериальной коллагеназы, папаина/мочевины, фибринолизина/ДНК-азы, трипсина, комбинации стрептокиназы стрептодорназы и субтилизин. Только первые три продукта широко внедрены коммерчески на тех рынках, где они зарегистрированы, хотя доступность и зависит от географии (24,28,42,65,69,299).

Очищение ран с помощью коллагеназы. Коллагеназа, получаемая от наилучшим образом характеризует все Clostridium histolyticum, протеолитические ферменты. Она специфически разрушает третичную структуру коллагена и не действует на другие белки, не имеющие третичной структуры. Это уникальное свойство бактериальной коллагеназы, поскольку ни одна из доступных протеаз не разрушает коллаген (221,220). Она используется более 25 лет и имеет ряд клинических преимуществ, включая селективное удаление мртвых тканей, безболезненное действие, вызывает минимальную кровопотерю (57). Этот способ дебридемента подходит для длительного стационарного и амбулаторного лечения (63). Клинические исследования показали, что бактериальная коллагеназа это эффективный и селективный агент для ферментативного очищения различных типов ран (142, 143,207,301).

Очищение ран с помощью папаина. Папаин – неспецифический протеолитический фермент, получаемый из плодов папайи (Carica papaya).

Папаин разрушает фибринозный материал в некротической ткани и требует присутствия сульфгидрильных групп, как в составе цистеина, для активации.

Он не разрушает коллаген (63) и требует специфических активаторов в некротической ткани, чтобы проявить свою протеолитическую активность.

Используется комбинация папаина с мочевиной, поскольку мочевина высвобождает активаторы папаина в мертвой ткани. Также мочевина вызывает денатурацию белка, делая его более чувствительным к протеолитическим свойствам папаина. Комбинация папаина и мочевины примерно вдвое превосходит по переваривающим свойствам чистый папаин (274). Папаин вызывает значительную воспалительную реакцию, и как следствие этого, при применении может вызвать выраженную болевую реакцию (69, 242,243). Для уменьшения боли к смеси папаина и мочевины добавляют хлорофиллин и анти-аглютинин (63). Препараты папаина/ мочевины однако могут быть особенно полезны при лечении пролежней у пациентов с нарушениями чувствительности (например, после спинальной травмы), для которых боль не является лимитирующим фактором. В Российской Федерации разрешены к медицинскому применению следующие раневые повязки с иммобилизированными протеазами: повязка с трипсином, повязка с трипсином и лизоцимом, салфетка «Протеокс-М» с трипсином и мексидолом, салфетка «Протеокс Д» с трипсином и диэтоном, «Лизоамид» с лизоамидазой. Эти салфетки оказались эффективными в лечении гнойных и хронических ран различного генеза (13,65, 68-69).

Механический дебридемент является неселективным, физическим методом удаления некротических тканей и детрита из раны путм использования механической силы. Метод чаще легко выполним и дат более быстрый эффект, чем аутолитическая или ферментативный дебридемент. Однако, неселективность метода может привести к повреждению здоровых грануляций как в ране, так и в области ее крав, доставляя значительный дискомфорт для пациента. Несмотря на эти недостатки, применяется несколько видов механического очищения ран.

Влажно-высыхающие повязки являются простейшим способом механического дебридемента, но из-за необходимости частых перевязок требуют значительного привлечения сестринского персонала, соответственно недешевы (250). Влажная марлевая повязка помещается на раневое ложе и постпенно высыхает, поглощая некротические ткани и раневой детрит (9).

Вместе со сменяемой повязкой механически удаляются из раны и впитавшиеся в не некротические ткани (23). Обработка раны струй воды или антисептика под высоким или низким давлением приводит к вымыванию из раны бактерий, инородных тел и некротических тканей. Однако, если давление слишком велико, есть риск проникновения бактерий и детрита глубже в рану или повреждения жизнеспособных тканей (106).

Использование пульсирующей струи может быть очень эффективным для смягчения и удаления детрита, экссудата, бактерий из раны. Доказана эффективность ультразвуковой обработки ран для удаления мертвых тканей и снижения инфицированности (63). Вакуумирование – это неинвазивный способ механического очищения ран путм создания отрицательного давления (примерно на 125 мм.рт.ст. ниже атмосферного) над раневым ложем в герметичной системе. Он применяется при лечении хронических ран и позволяет уменьшить количество экссудата и отторгающихся некротических масс, снижая отчность тканей (76,77), повышая скорость периферического кровотока, улучшая оксигенацию тканей и стимулируя ангионенез и рост грануляций (78).

Биохирургия. С момента опубликования первых работ в 1931 году известно использование личинок мух для очищения и заживления ран. Этот метод требует применения стерильных личинок, которые переваривают отторгающиеся некротические массы из раны без повреждения окружающих нормальных тканей (67). В исследовании Mumcuoglu et al. (251) полное очищение ран личинками было достигнуто у 38 из 43 пациентов (88%) с хроническими венозными язвами и пролежнями. Среди них у 5 пациентов планировалась ампутация конечности по поводу язв. Подобным образом, Sherman (277) из 103 пациентов с пролежнями отметил, что 80% ран, которые лечились с применением личинок, были полностью очищены в сравнении с всего 48% ран, в лечении которых применялась только традиционная методика (p=0,021). Точный механизм очищения и заживления ран с помощью личинок до конца не ясен. Существуют предположения, что они вероятно способны поглощать и убивать бактерии, оказывать бактериостатический эффект путм повышения рН раны (223,224), выделять протеолитические ферменты, что важно при отторжении струпа (82) и повышают обеспечение тканей кислородом. Тем не менее, несмотря на вышеупомянутые оптимистические данные, некоторые пациенты отмечают болевые ощущения во время лечения личинками (293). Также нельзя не принимать во внимание эстетические и психологические аспекты применения личинок мух (251, 290).

1.3. Патогенетическое обоснование лазерной фотодинамической терапии злокачественных новообразований и гнойных ран.

Фотодинамическая терапия гнойно-воспалительных и некоторых других патологических состояний, основанной на избирательном накоплении в пролиферирующих клетках фотосенсибилизаторов (ФС) экзо- и эндогенного происхождения с последующей фотоактивацией их молекул светом (прежде всего лазерным) определенный длины волны, на которые они отвечают репарацией, апаптозом или некрозом (10, 35-37,258,262,272-282).

Фотосенсибилизаторы в определенной концентрации, используемые в ФДТ, приводят к тому, что молекула переходит в энергетически синглетное состояние, которое может претерпеть превращение в триплетное состояние.

Это триплетное состояние может либо обменивать электрон, или атом водорода с соседними (близлежащими) молекулами (фотохимическая реакция I типа) или передавать энергию молекулярному кислороду (фотохимическая реакция II типа). Реакция передачи электрона может продуцировать супероксидные анионы. Процесс, обычно следует за превращением супероксидных анионов в Н2О2, последний являются непосредственным предшественником гидроксильного радикала – наиболее опасного члена семейства (группы) ROS. Гидроксильный радикал имеет самый высокий редокс-потенциал (E0=1,35 V) среди всех реактивных видов кислорода и может окислить любое соединение биологического происхождения, кроме того, энергия активации для такого окисления совсем низкая (268).

Фотохимическая реакция типа II генерирует синглетный молекулярный кислород (1О2) – это высоко реактивное промежуточное состояние молекулы, которое реагирует со многими биомолекулами, такими, как, протеин, нуклеиновые соты и липиды. Показано, что в простых химических системах наиболее чувствительные молекулы, используемые в ФДТ, эффективно продуцируют 1О2. Таким образом, реакция типа II, по-видимому, является доминирующей в ФДТ, по крайней мере, для порфиринов или порфириноподобных чувствительных молекул (108,268).

В ранних исследованиях по ФДТ в публикациях не делалось различия между способами гибели клеток. После первого сообщения об апоптозе, индуцированном с помощью ФДТ (2), исследователи начали изучать все возможные ответы клеток на лечение: репарация и выживаемость, апоптоз и некроз (32,76,77,86,265,266,309).

В основном, ответ клеток на повреждение зависит от нескольких факторов, которые можно квалифицировать как внешние и внутренние параметры. При ФДТ, параметры лечения, такие, как концентрация фотосенсибилизатора и применяемые световые дозы представляют собой наиболее важные внешние параметры (268). Такое клеточное метаболическое состояние, как фаза клеточного цикла, может быть названа среди главных внутренних параметров, влияющих на чувствительность клеток к фотодинамическому лечению (307).

Апоптоз как активная гибель клетки.

Апоптоз или «активная гибель клетки» представляет собой регулируемый клеточной суицид, контролируемый как внутриклеточными, так и внеклеточными факторами, и заканчиваемый характерной последовательностью морфологических, биохимических и энергетических изменений (268). Это приводит к системной и контролируемой деструкции клетки и к концентрации клеточных компонентов в апоптических телах, которые могут быть распознаны фагоцитами и фагоцитированы (33,34,103).

Процесс предотвращает неконтролируемое выделение внутриклеточного материала в окружающее пространство и ассоциируется с некрозом и, следовательно, предотвращает повреждение соседних клеток и тканевое воспаление. Морфологический апоптоз характеризуется сморщиванием клетки и другими отличительными изменениями, такими, как конденсация ядерного хроматина, фрагментация ядра и сегрегация клетки в апоптические тела (156,204,269,310).

Митохондрии как центральный процессинг (processing) органоидов в процессе апоптоза (164-170,267,284-288).

Митохондрии можно назвать главными процессинговыми органоидами для большинства путей (способов) апоптоза. Различные сигналы апоптоза, поступаемые либо с наружной стороны клетки, либо с внутренней стороны клетки, воспринимаются в митохондриях. Эти органоиды, как полагают, восприимчивы к стрессовым сигналам и инициируют фазу выполнения апоптоза (204). Роль митохондрии заключается также в том, что включается выделение протеинов из межмембранного пространства в цитоплазму. Этот процесс может сопровождаться открытием пор на внутренней и/или наружной мембране митохондрии (204,287), но детальный механизм этого процесса все ещ остатся неясным. Существуют на настоящее время, по крайней мере, четыре различные теории открытия пор (139-141,222).

Среди факторов, отвечающих за открытие пор, представляют особый интерес два следующих протеина: цитохром С (вовлекаемый в создание apoptosome-комплекса, см. ниже) и индуцирующий апоптоз фактор (AIF – фактор, который вносит вклад в появление морфологических изменений в ядре клетки (165,166,305,306). Каспазан: килерные протеазы ( кампелирован по Plactzer et al.(268) Все главные гидролитические реакции в процессе апоптоза катализируются каспазами (цистеинил аспартантовой кислоты – протеазами) (285). Каспазы могут быть обнаружены в любой клетке в качестве – проэкземов, которые могут активироваться для того, чтобы сформировать гетеротетрамеры путм аутокатализа или расщепления другими каспазами.

Наиболее обычный путь апоптоза включает превращение прокаспазы- в капсазу-9 с помощью apoptosome – ферментативный комплекс, который связан с цитохромом С, АРАF (фактор 1 активации протеазы апоптоза) и (d) АТР (дезокси-) аденозин-5трифосфат) (311). Каспаза-9 активирует каспазу 3, которая последовательно расщепляет различные ключевые экземы на метаболическом плане и выявляет изменение типичного апоптоза. Различные каспазы так же, как и АIF транспортируется в ядро клетки, где они вызывают изменение в ядре при типичной апоптической гибели клетки (196,284,285).

Каспазы-2 и -8, которые вовлечены в трансмиссию сигнала рецепторов от поверхности погибшей клетки, могут непосредственно (прямо) активировать каспазу-3 и, таким образом, минуя митохондрии (310).

Семейство протеинов BCL- Члены семейства протеинов Bcl-2 регулируют апоптоз многими способами, главным образом, на уровне митохондрий (268). Это семейство протеинов можно подразделить на про- и анти-апоптотические члены (139).

Среди про-апоптотических протеинов наиболее хорошо описанными являются Bax, Bad, Bak и Bid (202).

Цитозольный Bid превращается каспазой-8 для того, чтобы генерировать стволовой (truncated) Bid (t Bid), который изменяет конформацию протеина Bax на наружной мембране митохондрий. Благодаря этому, Bax формирует комплекс с митохондриальным порином, вызывая выделение цитохрома С и индукцию апоптоза (153-155).

Некоторые из этих про- апоптических членов семейства Bcl-2 могут взаимодействовать с анти-апоптическими членами семейства и, следовательно, ингибируют функцию выживания последних (168).

Функция анти-апоптических протеинов Bcl-2 и Bcl-xL заключается в участии в антиоксидантом пути блокирования открытия пор и выделении цитохрома С(124). По другим гипотезам, предполагается образование пор с помощью Bcl-2 и Bcl-xl и следовательно, способствует апоптическому эффекту (214-216,275).

Рецепторы клеточной поверхности гибели клеток.

Апоптоз может быть также запущен активацией рецепторов клеточной поверхности после взаимодействия с соответствующим лигандом. TNF семейство (фактор некроза опухолей) протеинов и соответствующий рецептор семейства TNF играют важную роль, особенно для функции иммунной системы клетки и органов (202, 208-210).

Инициация апоптоза, индуцированного TNF- и FAS описана в обзорах (268) и (204), соответственно. Различные модели инициации апоптоза могут включать сигнальную трансдукцию через митохондрии.

Энергетика апоптотических клеток.

Апоптоз представляет собою (в противоположность некрозу) активный, требующий энергии процесс. Апоптопический каскад (состоящий из различных ступеней) можно определить как каскад, зависящий от энергетических эквивалентов в форме (d) АТР или GTP. Таким образом, образование апоптосомы (229,311), импорт про- апоптотических протеинов в ядро (268) конденсация хроматина и образование апоптотических тел (телец) наряду с морфологическими, как было описано выше, требуют АТР или эквивалентов (268,270).

Таким образом, из краткого обзора по патогенетическому обоснованию лазерной фотодинамической терапии злокачественных новообразований становится ясно, что механизмы лазер-ФДТ индуцированного апоптоза, индуцированная клеточная гибель включает три основных этапа: 1.

фототоксический (фотоактивация ФС, фотоокисление) эффект;

2. Закупорка кровеносных сосудов;

3. Апоптоз (35-37).

Возможно многие механизмы фотодинамической терапии ран различного генеза, основанные на избирательном накоплении в пролифирирующих клетках и клетках, находящихся в состоянии парабиоза при воздействии фотосенсибилизаторов экзо- и эндогенного происхождения с последующей фотоактивацией их молекул лазерным светом, похожим на те, которые возникают в новообразованных тканях, но они до настоящего времени не изучались. Известно, влияние фотодинамической терапии на динамику микробной обсемененности ран, влияние е на скорость очищения от гнойно-некротических масс и скорость заживления ран. Сочетание фотодинамической терапии с другими методами воздействия на раневой процесс в литературе описаны в единичных работах. Некоторые аспекты этих многообразных методов лечения (188-199) ран различного генеза будут подробно описаны в нашем диссертационном исследовании.


Применение высокоэнергетического лазерного излучения в 1.4.

лечении гнойных ран различного генеза.

С конца 70 годов прошлого столетия в лечении гнойных ран используют углекислотные лазеры. Углекислотные лазеры в зависимости от мощности оказывают фототермическое, фотомеханическое, фотохимическое и биостимулирующее действие на ткани (1,25,68,85,250,254). Лазеры, генерирующие ИК-излучение с длиной волны 10,6 мкм, отличаются способностью генерировать излучение высокой спектральной частоты, высокой степенью когерентности излучения, возможностью работы, как в непрерывном, так и импульсном режимах (248,249,257-262).

У высокоэнергетического СО2-лазерного излучения имеются ряд преимуществ перед другими методами для обработки ран: за счт деконтаминации раневой поверхности и эффекта «биологической сварки», образуется биологический барьер, препятствующий проникновению содержимого раневой поверхности вглубь лежащие ткани и стимулирующий репаративный процесс (95,96,98,203,209).

СО2-лазерное излучение проводится в следующих вариантах:

Испарение патологического очага в пределах здоровых тканей, 1.

позволяющее добиться эффективного испарения патологического очага и измененных тканей при минимальной травматизации подлежащих тканей, стимуляции процесса регенерации с образованием тонкого эластичного рубца в минимальные сроки. С этой целью применяют импульсивно периодический режим с мощностью 20 Вт, с диаметром светового пятна 0, или расфокусированным лучом в диаметре 1,5 мм, длительностью паузы – 0,05 с. Эффективность испарения тканей происходит при плотности энергии более 1000 Дж/см2.

Радикальное иссечение гнойного очага в пределах здоровых 2.

тканей. Методика позволяет осуществить одновременное ушивание раны или выполнение ранней аутодермопластики. Для этого, предварительно скальпелем дугообразными разрезами рассекают кожу в пределах здоровых тканей, а затем СО2-лазерным лучом рассекают ткани, в том же режиме как в предыдущей методике.

СО2-лазерная обработка гнойной раны. Данный метод повышает 3.

эффективность экономной хирургической обработки гнойной раны, в результате достигается в 70% стерильность раневой поверхности, а также снижение микробной обсеменнности тканей раны, что ниже «критического»

уровня. Под влиянием СО2-лазера сокращается экссудативная фаза воспаления, активируется пролиферация клеточных элементов макрофагального и фибробластического ряда, ангио- и коллагенез, лежащие в основе формирования грануляционной ткани. Для этого используется расфокуссированный луч в непрерывном режиме мощностью 20 Вт, диаметром светового пятна 1-2 мм (26,30, 41,75,78-81,105,203).

Некоторые авторы отмечают, что коагуляционная плнка на поверхности лазерной раны замедляет заживление ран, действуя подобно инородному телу, снижая прочность формирующегося послеоперационного рубца (5,16,56-58).

При неправильной обработке раневой поверхности СО 2-лазером появляется высокий риск инфицирования ран, образования в них очагов вторичного некроза и замедления процессов заживления (57,61,66). Кроме того, после обработки гнойных ран лазерным лучом на 1-е и 2-е сутки сохраняются признаки нарушения микроциркуляции в зоне воспаления (46) и имеется опасность реинфицирования ран (46,104, 107,114).

1.5. Применение низкоинтенсивного лазерного излучения в лечении гнойных ран.

Применению оптических квантовых генераторов для лечения ран, ожогов, язв в современной отечественной и зарубежной литературе посвящено достаточно много работ (1,9,10,11,48,76,77,87,88,106, 115,119).

Анализ позволяет выделить наиболее важные моменты ( 3,14,15, 19, 31,33,44,45,47,55, 59, 66, 120):

в клинике положительные эффекты светового воздействия достигались при использовании лазерного излучения главным образом в красном – 0,63 мкм (гелий-неоновый лазер) и инфракрасном (0,85-0,89 мкм) диапазонах спектра, хотя встречаются работы, в которых использовались излучения в других спектральных диапазонах (31,61);

- при лечении ран и язв, в клинике и в эксперименте применяли широкий набор мощностей излучения, доз облучения и количества проводимых сеансов воздействия. Однако положительные лечебные эффекты достоверно наблюдались при использовании непрерывного излучения с падающей средней мощностью не более 50 мВт (5).

- лечебные эффекты лазерной терапии ран достигались использованием разных способов «доставки» излучения: облучением поверхности ран или дистанционным облучением крови (46,48,59,69).

- в оптимальных дозах НИЛИ оказывало положительное влияние на все стадии процесса заживления ран (58).

Следует отметить, что в литературе имеются указания на факт ингибирующего действия НИЛИ на течение раневого процесса. В литературе имеются экспериментальные работы, в которых было показано, что в инфракрасном спектре облучения средней мощьностью 50 мВт и экспозиции более 1 мин., обнаруживается значительная задержка сроков заживления ран (2). Имеются работы, свидетельствующие об отсутствии какого-либо лечебного действия НИЛИ на раны (123).

Указанные данные заставляют обратиться к вопросу о механизмах стимулирующего действия НИЛИ вообще и, в частности, эффекты воздействия на процесс заживления ран.

На сегодняшний день в литературе рассматриваются несколько гипотез о механизмах стимулирующего действия НИЛИ (12,13,16,41,44-55). В отношении раневого процесса, с нашей точки зрения заслуживает внимание концепция фотодинамического механизма действия НИЛИ (109). Е основные положения сводятся к тому, что:

- хромофорами лазерного излучения в красной области спектра являются эндогенные порфирины, способные поглощать свет в этой области спектра, и известны как фотосенсибилизаторы (ФС);

- порфирины поглощая световую энергию НИЛИ, индуцируют фотосенсибилизированные свободнорадикальные реакции, приводящие к увеличению ионной проницаемости клеточных мембран и в том числе для ионов Са2;

- увеличение содержания ионов Са2 в цитолизе лейкоцитов запускает Са2-зависимые процессы, приводящие к праймингу лейкоцитов, (что выражается в повышении уровня функциональной активности клетки), повышению продукции различных биологически активных соединений (оксид азота, супероксиданионрадикал, гипохлорит-ион и др.). Некоторые из них обладают бактерицидным эффектом, другие способны влиять на микроциркуляцию крови. Например, оксид азота является предшественником так называемого Endothelium Derived Relaxing Faktor (EDRF) – фактора, расслабляющего эндотелий сосудов, который приводит к вазодилятации, что составляет основу, определяющий целый ряд клинических эффектов лазерной терапии (113-114).

Таким образом, в основе фотодинамического механизма стимулирующего действие НИЛИ лежит фотосенсибилизированное образование активных форм кислорода (АФК) с участием эндогенных ФС.

Индукция свободнорадикальных реакций перекисного окисления липидов мембран лейкоцитов, перекисная модификация клеточных мембран, вызывающая увеличение ионной проницаемости и, в том числе для ионов кальция, приводит к возрастанию его содержания в цитоплазме лейкоцитов.

Это может вызвать активацию ряда ключевых систем для запуска прайминга лейкоцитов, приводящих к повышению уровня функциональной активности клетки за счт инициации фотосенсибилизированных свободнорадикальных реакций. С участием эндогенных фотосенсибилизаторов в клетке образовывается некоторое количество АФК, которое затем, воздействуя на NF-kB, запускают синтез белков, включая INOS и различные цитокины. Все это вместе улучшает микроциркуляцию крови и вызывает пролиферацию клеток, увеличение синтеза коллагена, образование грануляционной и соединительной ткани и в итоге заживление ран (16,45, 52,121,124).

Изучение фотодинамического механизма стимулирующего действия НИЛИ на процесс заживления ран (108), заставило клиницистов обратить внимание на метод фотодинамической терапии (ФДТ) – новую перспективную во многих областях медицины лазерную технологию и рассмотреть возможности ее использования в аспекте лечения гнойных ран (117).

В последние десятилетия ФДТ нашла довольно широкое применение при лечении рака кожи и других злокачественных опухолей (10, 85 89,110,115,129 и др.).

В основе действия ФДТ лежит свободнорадикальный механизм.

Фотосенсибилизатор (ФС), накопленный в мембранах или цитоплазме раковой клетки, поглощая квант лазерного излучения, переходит в возбужденное состояние и передает энергию возбужденного состояния на субстрат с образование синглетного кислорода и свободного радикала, обладающего большой химической активностью. Синглетный кислород крайне неустойчив и имеет короткий срок жизни, вследствие чего, его окислительное воздействие строго локализовано. В результате его воздействия инициируются вторичные свободнорадикальные реакции с участием основных компонентов клетки (липидов мембран, белков ДНК и др.), что в итоге и приводит к формированию апоптоза и/или некроза, вовлеченных в фотохимическую реакцию клеток. Причины относительно избирательного, по сравнению со здоровыми клетками, накопления ФС клетками опухоли до конца не ясны. Высказывается предположение о том, что подобная ситуация вызвана высоким уровнем митотической активности раковых клеток. В пользу этого предположения свидетельствует и тот факт, что некоторые неопухолевые клетки, обладающие высоким уровнем активности, например, бактериальные клетки в очаге инфицирования, клетки эндометрия и другие, также аккумулируют значительное количество ФС.

Селективность накопления фотосенсибилизатора в клетках опухоли может, в значительной степени определятся также более низкой рН опухоли по сравнению с нормальными тканями (126, 157-163). У больных с гнойными заболеваниями мягких тканей, по мнению ряда авторов, после иссечения гнойного очага, в ране определяется стойкий ацидоз (рН ниже 6,5), который в процессе заживления постепенно сменяющимся алкалозом (60,64,77).


Эти обстоятельства послужили основанием для разработки метода ФДТ при лечении гнойных заболеваний мягких тканей. Одним из примеров является антибактериальное действие низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) в присутствии экзогенных ФС в процессе лечения гнойных ран (29, 62, 89, 205, 206, 213).

ФДТ неопухолевых заболеваний, в частности гнойных ран основана на фотодинамическом механизме образования свободных радикалов инициаторов. Однако в основе поражающего эффекта НИЛИ при ФДТ опухолей, лежит инициация вторичных фотохимических свободно радикальных реакций. Вот почему в отличие от ФДТ опухолей, процесс поражающего действия НИЛИ в присутствии экзогенных ФС на неопухолевые клетки, можно назвать «Фотохимической терапией» (108, 115,116).

Фотодинамическое влияние на процессы, происходящие в ране и формирование рубца до настоящего времени не исследованы. Возможностям использования фотодинамической терапии для лечения гнойных, ожоговых и огнестрельных ран посвящены единичные клинико-экспериментальные работы (33,34,108,109,110,289,291-293). Существуют противоречивые данные заружебных авторов, которые в эксперименте на модели асептической линейной (резаной) раны кожи, продемонстрировали отсутствие статистически достоверных реакций по тензометрическим и гистологическим показателям между ранами у животных, получавших фотодинамическую терапию по сравнению с сопоставимой группой (19,172,174,176,178-186).

Существует мнение, что главным фактором лечебного воздействия ФДТ является бактерицидное и бактериостатическое воздействие. Снижение токсического воздействия бактериальных продуктов ведет к уменьшению и снятию некротических проявлений и гнойного воспаления, после чего восстанавливается активный фагоцитоз, рана очищается, уменьшаются микроциркуляторные нарушения и усиливаются угнетенные ранее последовательные репаративные процессы: макрофагальная реакция, синтез коллагена, рубцевание и эпителизация (39,52-54, 74,75).

Фотохимическая терапия термических ожоговых ран Тяжесть изолированной термической травмы определяется двумя основными взаимосвязанными друг с другом факторами - площадью и глубиной ожога. Для определения степени ожогов в нашей стране используется классификация, принятая на XXVII Всесоюзном съезде хирургов в 1960 г., согласно которой выделяют поверхностные (дермальные) ожоги I, II, IIIа степени и глубокие (субдермальные) ожоги IIIб и IV степени.

Для определения площади ожогов из множества предложенных способов наиболее часто используют «правило девяток», исходящее из постулата, что площадь каждой анатомической области в процентах составляет число, кратное 9 (верхние конечности - по 9%, нижние - по 18% голова и шея - 9%, передняя и задняя поверхности туловища - по 18%) и «правило ладони» - при измерении площади поражения исходят из того, что ладонь взрослого человека составляет около 1% поверхности тела [20].

Как отмечают ряд авторов, у больных с площадью раны свыше 200см 2, наблюдается анемия, гипопротеинемия, значительные нарушения электролитного баланса, требующие проведения интенсивной терапии и чем больше оказывался раневой дефект, тем она должна быть более значительной [64].

Подсчитано, что при ожогах II-Шаб степени с площадью свыше 10% поверхности тела у человека весом 70 кг потеря жидкости составляет в среднем 2,5 литра в сутки, а затраты энергии на е испарение - 1300ккал/сут.

Кроме того, обширная раневая поверхность является источником интоксикации организма продуктами распада тканей и жизнедеятельности микроорганизмов, приводит к большой потере иммунокомпетентных факторов [20].

Обширные поверхностные ожоги площадью более 15-20% или глубокие ожоги свыше 10% поверхности тела сопровождаются развитием у пострадавшего общей реакции на травму - ожоговой болезни [25, 26]. Для определения степени тяжести поражения ожогового больного используют интегральные показатели - индекс Франка и индекс тяжести поражения (ИТП), являющийся дальнейшим развитием индекса Франка и позволяющий более точно оценить степень тяжести поражения. По Франку каждый процент поверхностного ожога эквивалентен 1 условной единице, а глубокого – 3 единицам. ИТП рассчитывают следующим образом: каждый процент ожога I степени считают за 0,5 у. е., II степени - за 1 у. е., IIIа степени - за 2 у. е., IIIб степени - за 3 у. е., IV степени - за 4 у. е. [21,34].

Особенностью ожоговой болезни является нарушение функций различных органов и систем. Одним из патогенетических факторов этих нарушений служит повреждение обширных тканевых массивов, которое становится индуктором биологически активных веществ, проникающих в кровяное русло и активирующих в ней соответствующие эффекторы. Другим источником биологически активных соединений являются органы и ткани, непосредственно не подвергшиеся воздействию термического агента, но находящиеся в состоянии ишемии и циркуляторной гипоксии [21,64].

Для ожоговой болезни характерны гиперметаболизм, эндотоксикоз, вторичный иммунодефицит, полиорганная патология [24].

Нарушения гидро- и гемодинамики у обожженных обусловлены быстро развивающейся у них гиповолемией, повышением общего периферического сосудистого сопротивления, сердечной слабостью, значительным изменением реологических свойств крови и др. [21].

Гиповолемия возникает как результат значительного повышения проницаемости сосудистой стенки, так и вследствие отека из-за повышения коллоидно-осмотического давления в области ожога, куда может перемещаться до 2 - 3 и более литров жидкости. Гиповолемия становится причиной падения сердечного выброса, снижения центрального венозного давления, давления в легочной артерии и общего системного давления, вызывая также нарушение периферического кровообращения [21].

Сильное ноцицептивное раздражение вызывает активацию симпатоадреналовой системы, в результате чего в крови обожженных повышается концентрация катехоламинов в 6 - 8 раз. Развивается генерализованный спазм сосудов кожи и подкожной жировой клетчатки, расширяются сосуды мышц и внутренних органов, повышается общее периферическое сосудистое сопротивление. В результате компенсаторной централизации кровообращения и перераспределения объемного кровотока в жизненно важных органах развивается гипоксия периферических тканей [84].

Значительное повышение вязкости крови у обожженных обусловлено потерей плазмы и изменением ее физико-химических свойств, падением дзета-потенциала эритроцитов. Гемоконцентрация, коагулопатические (гиперкоагуляционные) и реологические нарушения крови приводят к дальнейшим микроциркуляторным изменениям в тканях, которые проявляются вторичным некрозом в зоне термического воздействия, появлением острых эрозий и язв в желудочно-кишечном тракте, ранними пневмониями, развитием печеночно-почечной и сердечно-легочной недостаточности и другими осложнениями [137]. У обожженных больных наблюдаются нарушения функции внешнего дыхания в виде уменьшения дыхательного объема и жизненной емкости легких [21]. В крови и тканях пострадавших образуется большое количество медиаторов воспаления и белков острой фазы. Их основная задача - организация процессов репарации в зоне повреждения через воспаление [20].

Интенсивный выброс цитокинов и медиаторов воспаления вызывает во многих органах воспаление, не имеющее защитно-приспособительного значения, что провоцирует вторичное повреждение тканей и разрушение структурно-функциональных единиц органов, приводящее к развитию у пострадавших полиорганной недостаточности [71, 104].

У обожженных больных, находящихся в состоянии ожогового шока, происходят нарушения гемо- и лимфодинамики, внутрипеченочного кровообращения, метаболизма, кислотно-основного состояния крови и лимфы, функциональные нарушения печени и почек, что уже в первые минуты после ожога может привести к летальному исходу [20]. Тканевая гипоксия, быстро развивающаяся, при ожоговой травме вызывает грубые нарушения обменных процессов. Нарушения вентиляционно-перфузионных соотношений в легких способствуют возрастанию внутрилегочного шунтирования, что является важнейшей причиной прогрессирования гипоксемии и гипоксии [45, 71, 100, 137].

В сочетании с нарушением оксигенации крови в легких эти расстрой ства центральной гемодинамики оказываются определяющим фактором существенного снижения транспорта кислорода в организме больного, которое может оказаться определяющим для стабилизации его состояния и выздоровления.

Помимо микроциркуляторных нарушений, связанных с изменениями гемодинамики, значительную роль играют возникающие сдвиги в системе гемостаза. Доказано, что при термической травме в организме быстро развивается острый ДВС-синдром, который в течение 12 часов проходит стадии гиперкоагуляции и коагулопатии потребления. Вследствие происходящего микротромбоза происходит блокада микроциркуляторного русла внутренних органов [38, 106], что способствует развитию вначале интерстициального, а затем альвеолярного отека легких и полиорганной недостаточности.

Обширные ожоги кожи сопровождаются появлением активированных форм кислорода (АФК) и резким возрастанием перекисного окисления липидов уже в первые часы после травмы.

Свободные радикалы кислорода являются нестойкими соединениями и обладают высокой химической реакционной способностью, активно вступая в реакции в качестве окислителей. АФК и продукты ПОЛ нарушают сократительную функцию миокарда, спазмируют сосуды головного мозга и паралитически расширяют капилляры мышц с депонированием в них крови, повреждают эндотелиоциты микроциркуляторного русла и нарушают функции эндокринных желез, необратимо поражают почки, кишечник, печень, эндотелий сосудов [30]. Повышенная концентрация АФК в крови обожженных вызывает констрикцию капилляров легких, что ведет к усугублению гипоксемии. Активация процессов ПОЛ снижает пластичность эритроцитов и способствует их гемолизу и последующей анемии.

Продукты ПОЛ отрицательно влияют на иммунную систему.

Генерация АФК является одной из причин снижения интенсивности и завершенности фагоцитоза у обожженных. Повышения уровня АФК и продуктов ПОЛ в сыворотке крови нарушает кровоток в микрососудах желудка. При этом увеличивается число функционирующих артериовенозных шунтов, повышается проницаемость капилляров, на фоне чего резкая активация процессов ПОЛ приводит к образованию острых язв.

Кроме того, продукты ПОЛ усиливают катаболизм белка. Повышенная продукция АФК способствует также развитию раннего ожогового сепсиса и их уровень в крови может также служить одним из диагностических критериев сепсиса [64].

Наряду с перечисленными факторами при ожоговой болезни обширные ожоги, начинающиеся с местных анатомических изменений в покровных тканях, сопровождаются развитием ожоговой болезни, обязательным проявлением которой является генерализованное клеточное поражение всех органов. Уже в первые минуты после обширных глубоких ожогов в клетках печени, почек и миокарде развиваются дегенеративно токсические повреждения клеток и клеточных структур, вызывая системную воспалительную реакцию. Именно она, а точнее девитализированные высокотемпературным агентом покровные ткани способны оказывать токсическое действие и самостоятельно инициировать медиаторный ответ, нарушая клеточное и гуморальное звенья иммунной системы [64].

Таким образом, уже в первые часы ожоговой травмы в поврежденных тканях возникают токсические продукты и антигены, играющие один из важнейших факторов в патогенезе системной воспалительной реакции, эндотоксикоза, в том числе полиорганной недостаточности и сепсиса, которые являются основными причинами смерти у обожженных [69].

необходимо решить следующие задачи:

- быстро и, по возможности, максимально закрыть всю площадь ожо говой раны, обеспечить условия для наилучшего приживления пересаженных кожных лоскутов в местах глубокого ожога и скорейшее заживление ожоговых ран на участках поверхностного ожога [30];

- путем полноценного адекватного общего лечения как можно быстрее привести в норму основные показатели гомеостаза [3, 4].

Воздействие на основные патогенетические звенья ожоговой травмы с целью восстановления нормального функционирования организма как це лостной системы и до настоящего времени является трудноразрешимой за дачей. Исходные данные для ее решения формируются не только с учетом особенностей патогенеза ожоговой травмы, но и, согласно патофизиологи ческого обоснования, возможности и целесообразности использования раз личных общих и местных средств и их комбинации при лечении термических ожогов (ожоговых ран) [20].

1,3 Фотодинамическое воздействие красным и синим светом на микрофлору ран.

Существует мнение, что фотодинамическая терапия красным и синим светом имеет неоспоримые преимущества перед традиционной антибактериальной (43).

Во-первых, эффективность ФДТ не зависит от спектра чувствительности патогенных микроорганизмов к антибиотикам. Она оказалась губительной даже для антибиотикорезистентных штаммов золотистого стафилоккока, кишечной палочки и других (32, 60, 90,91,94).

Во-вторых, губительное противомикробное действие ФДТ не убывает со временем при длительном применении, при лечении хронических инфекционных процессов (91). По отношению к ФДТ у патогенных микроорганизмов не развивается устойчивости (53). Повреждающее действие ФДТ на микроорганизмы вызывается синглетным кислородом и свободными радикалами. Именно поэтому развитие резистентности к губительному действию ФДТ на микроорганизмы маловероятно. Кроме того, применяемые в клинике фотосенсибилизаторы не имеют токсичности (сами по себе, без света не действуют) и не обладают мутагенным действием. Это уменьшает вероятность селекции фоторезистентных штаммов микроорганизмов (90,91).

В-третьих, бактерицидный эффект ФДТ носит локальный характер, он не имеет системного губительного действия на нормальную микрофлору организма. Это происходит потому, что ни одному из компонентов ФДТ в отдельности – ни фотосенсибилизатору, ни низкоинтенсивному лазерному облучению – не свойственны бактерицидное или другие повреждающие эффекты. Фотодинамическая реакция возникает только при одновременном действии этих двух факторов в присутствии кислорода. При этом фотодинамическое повреждение носит локальный характер и бактерицидный эффект лимитируется зоной лазерного облучения сенсибилизированных тканей. Это и позволяет избежать при ФДТ побочного эффекта применения антибиотиков и антисептиков – нарушения жизнедеятельности нормальной, не патогенной микрофлоры в других зонах, помимо подвергающихся лечению (60, 90, 211, 212, 235, 240-243, 248, 249).

В-четвертых, ФДТ одинаково эффективна при острой и хронической инфекции и даже при некоторых видах бациллоносительства (10, 53, 60 304).

Обоснованием для ФДТ локальных бактериальных инфекций служит следующее: порфирины обладают тропностью к цитоплазматической мембране, некоторым внутриклеточным структурам и ДНК (233, 234, 263).

Поэтому клетки быстро окрашиваются различными порфиринами, т.е.

захватывают их и удерживают какое-то время. Освещение светом соответствующей длины волны генерирует эмиссию красной флюоресценции, что используется в диагностике опухолей, и генерирует токсические формы кислорода. Раковые клетки солидных опухолей и клетки бактерий из инфицированных ран проявляют одинаковые свойства захватывать и задерживать фотосенсибилизаторы (29, 90). Применение in vivo различных фотосенсибилизаторов в экспериментах на животных – опухоленосителях и у человека приводит к накоплению и длительной задержке порфиринов в опухолях, в то время как нормальные ткани не задерживают длительно фотосенсибилизатор, поэтому его содержание в окружающих опухоль нормальных тканях мало и при облучении низкоинтенсивным лазерным светом опухоль разрушается, а нормальные ткани не повреждаются. Вызываемый ФДТ некроз или апоптоз клеток отмечается через короткий промежуток времени (245, 263).

Как отмечено рядом авторов, воспаленным тканям тоже свойственна сходная задержка порфиринов и поэтому ткани, инфицированные патогенными бактериями, могут быть объектом для фотодинамического воздействия (84, 90, 146-149, 239, 283, 304, 305).

Экспериментальный поиск путей летальной фотосенсибилизации микроорганизмов ведется довольно давно. Эти исследования начались задолго до того, как ФДТ получила признание, а в последующем и распространение для лечения рака у человека (233, 264-267).

Способность порфиринов связываться с бактериальными клетками зависит от важного свойства этих фотосенсибилизаторов – степени растворимости в воде или жирах, т.е. соотношения гидрофильности и гидрофобности. В свою очередь, это свойство порфиринов зависит от их структурных особенностей, конкретно – от наличия боковых цепочек на тетра-пирольном кольце. Помимо свойств самих порфиринов, их способность связываться с микробными клетками зависит от особенностей структуры компонентов микробных клеток, прежде всего белковой оболочки бактерий и самих белков (36). Стенка бактериальной клетки является физическим и химическим барьером, который защищает клетку от внешних воздействий и может препятствовать связыванию фотосенсибилизатора с бактериями и проникновению молекул фотосенсибилизатора внутрь бактериальной клетки.

Изучение структурно-функциональных связей порфиринов с бактериальными клетками показывало, что незаряженные (нейтральные) молекулы порфиринов активно связываются с грамположительными бактериями и при воздействии света инактивируют их, т.е. оказывают фотодинамическое повреждение. Однако, несмотря на то, что молекулы порфиринов тоже связываются с наружной оболочкой грамотрицательных бактерий, они их не инактивируют при облучении светом, то есть фотодинамического воздействия при этом не происходит. В этом состояла на первых порах главная причина неэффективности ФДТ при лечении гнойных ран, имеющих сложную комплексную микрофлору.

Одним из распространенных возбудителей гнойной инфекции является золотистый стафилококк (Staphyloccocus aureus). Поэтому возможность применения локальных антимикробных факторов, губительно действующих на золотистый и неповреждающих нормальные ткани, представлялась очень важной проблемой. В 1983 году было показано инактивирующее действие призводного гематопорфирина (HPD) на золотистый стафилококк при освещении белым светом (253, 254). В последующем было показано, что при использовании низкоэнергетического алюминий-арсенид-галлиевого лазера (GaAlAs) с длиной волны светового излучения 660 нм эффекта полного уничтожения золотистого стафилококка можно добиться значительно быстрее. Более того, методом ФДТ с использованием дисульфированного фталоцианина алюминия (AlPcS2) и лазерного излучения удается вызвать гибель 99,9% метициллин-резистентного штамма золотистого стафилококка (303,304,305). При этом, эффективность данного метода ФДТ не зависела от фазы клеточного деления и оставалась высокой (94,9% при времени облучения 60 сек. и 99,6% при удвоении времени облучения до 120 сек.) при инкубации взвеси микроорганизмов в лошадиной сыворотке с добавлением 12,5 мкг/мл AlPcS2, т.е. при условиях эксперимента, максимально приближенного к клиническим условиям лечения ожогов и ран (304).

Небольшое понижение степени летальной фотосенсибилизации с 99,9% до в среде с сывороткой вполне объяснимо. Присутствие 94,9-99,6% органических веществ и питательного материала (сыворотки) должно уменьшить степень губительного действия ФДТ на микроорганизмы вследствие препятствия захвату бактериями фотосенсибилизатора или путм нейтрализации действия синглетного кислорода и свободных радикалов за счт их конкурентного связывания с биосубстратом – сывороткой (263).



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.