Результат интеллектуальной деятельности: Углеродная салфетка для первого слоя атравматической повязки в качестве раневого покрытия из углеродного волокнистого материала

Изобретение относится к медицине, в частности к хирургии, ожогово-лучевой терапии и предназначена для лечении пролежней, трофических и хронических язв.

Из уровня техники известна салфетка из активированной углеродной ткани саржевого переплетения, выполненной на основе вискозы, с плотностью ткани по основе 165-175 нитей на 10 см, по утку 105-115 нитей на 10 см, при этом каждая нить имеет крутку 76-84 кр/м.п. и состоит из 1050-1150 филаментов с бобовидным поперечным сечением, максимальный размер которого не более 14 мкм, а минимальный не менее 7 мкм. (Патент РФ №2000762, МПК A61F 13/54, 1993 г.). Активация углеродной ткани проводилась электрохимическим методом в щелочной среде с добавлением пентаокиси йода (J₂O₅) в количестве 0,2-0,3%. В качестве углеродной ткани использована графитовая ткань.

Недостатком известной салфетки является низкая прочность, приводящая к частой замене повязки для лечения гнойно-септических и инфицированных ран, что значительно повышает травматизм раны и сопровождается существенным болевым эффектом

Также известна углеродная салфетка для первого слоя повязки, выполненная по основе и утку из углеродных нитей на основе гидратцеллюлозы, характеризующейся удельной поверхностной плотностью 0,8-2,8 м²/г, электрохимическим потенциалом в изотоническом растворе 0,108-0,188 В при непрерывных сроках нахождения на поверхности раны 2-6 суток. (Патент РФ №2066199 МПК A61L 15/16, 1996 г.)

Данная салфетка имеет недостаток, заключающийся в высокой сорбционной способности. Адсорбция на поверхности салфетки характеризуется высокой избирательностью, поэтому при раневом слое, прилегающем к повязке, нарушается соотношение между низко- и высокомолекулярными компонентами экссудата, причем из раневой жидкости удаляется и сорбируется именно низкомолекулярная составляющая (газы, низковязкий жидкий компонент). В результате этого процесса происходит выпадение плотного слоя фибрина на поверхности раны, затрудняющий отток экссудата в дренажный слой; пористая структура прилегающего слоя повязки оказывается плотно затромбированной, а возникновение запорного слоя резко увеличивает содержание раневых токсинов и ухудшает аэрозию раны, ее тепловой режим. Все это приводит к необходимости частой замены повязки, что увеличивает травматизм раны и ее обсемененность, а также сопровождается высоким болевым эффектом.

Наиболее близким техническим решением по назначению и числу сходных признаков является салфетка для первого слоя повязки в качестве раневого покрытия из углеродной ткани, выполненной карбонизацией вискозной ткани в присутствии катализатора с последующей графитацией и обработкой электрохимическим методом. Согласно изобретению, она характеризуется влагопоглощением, по крайней мере, 100%, удельной поверхностью менее 0,7 м²/г, воздухопроницаемостью, по крайней мере, 70 дм³/м²с, зольностью менее 0,1% и электросопротивлением 0,3-1,0 Ом/см². Салфетка изготовлена из вискозной ткани, пропитанной растворами полисилоксана в органическом растворителе с последующей карбонизацией при подъеме температуры от 180°С до 600°С и графитацией в инертной среде при температуре выше 1000°С. Обработка поверхности электрохимическим способом проведена в умягченной воде с пропусканием через раствор электрического тока в 56-60А, напряжением 25-30 В с температурой обработки 20-25°С. Далее ткань сушат при температуре 200-220°С, размечают по размерам будущих салфеток, места разметки пропитывают латексом, сушат и производят резку материала на салфетки по местам разметки. (Патент РФ №2172185, МПК A61L 15/18, 2001 г.).

Известная углеродная салфетка для первого слоя повязки обладает высокой сорбционной способностью и большим коэффициентом вариации влагопоглощения, достигающей значение 31%, что снижает применение салфеток при лечении ран и ожогов. Из-за высокой избирательности в процессе адсорбции в раневом слое, прилегающем к повязке, нарушается соотношение между компонентами жидкости, выделяемой из раны. В результате этого происходит выпадение плотного слоя фибрина на поверхности раны, в капиллярах между волокнами и междоузлеями ткани. Это препятствует удалению из раны гнойного секрета, травмированию форменных элементов крови и лимфы, резко уменьшая аэрозию раневой поверхности под повязкой, что нежелательно из-за существенного травматизма раны и роста раневой инфекции.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение эффективности лечения пролежней, хронических и трофических язв.

Технический результат при использовании предложенного изобретения - улучшение эксплуатационных свойств салфетки, путем снижения коэффициента вариации влагопоглощения материала салфетки и повышения прочности.

Указанный технический результат достигается тем, что салфетка для первого слоя атравматической повязки в качестве раневого покрытия из углеродного волокнистого материала выполнена карбонизацией исходного вискозного материала в присутствии катализатора пиролиза целлюлозного волокна, с последующей графитацией в инертной среде и электрохимической обработкой в среде умягченной воды. Исходный вискозный материал изготовлен из вискозной технической нити, предварительно пропитанной водной эмульсией олигомерной смолы и обработанной перед карбонизацией в воздушной атмосфере при температуре 180-200°С в течение 0,5-1,0 часа. При этом влагопоглощение салфетки составляет 125±20%, воздухопроницаемость 85±10 дм³/м²с, содержание углерода не менее 99,0%, относительная разрывная нагрузка углеродной нити 15-25 гс/текс.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что водная эмульсия изготовлена на основе олигомера с высоким содержанием силанольных групп (5-15)%, а в качестве катализатора пиролиза целлюлозного волокна использован полиметилсилоксан.

Карбонизация исходного вискозного материала в присутствии катализатора пиролиза целлюлозного волокна - полиметилсилоксана-проведена при температуре от 180°С до 700°С; графитация осуществлена в инертной среде при температуре выше 1000°С; электрохимическая обработка ткани проведена в умягченной воде при токовых нагрузках 56-60А, напряжении 25-30 В и температуре электролита 30-60°С.

Согласно предложению достигнуто снижение коэффициента вариации влагопоглощения до 22%.

Предложенная углеродная салфетка для первого слоя повязки обеспечивает разжижение густых гнойных отделений, а также абсолютный дренаж сквозь себя на вышележащие слои повязки, что обеспечивает снятие повязки без травмирования раневой поверхности пациента (салфетка не врастает в ткани пациента). После покрытия раны салфеткой у больного снижаются или прекращаются болевые ощущения; салфетка из-за своей прочности (более 100 кг/5 см) и атравматичности позволяет проводить перевязки раз в 6-8 дней. Снятие салфетки происходит без обрывов и махрения кромок.

Предлагаемая салфетка для первого слоя раневой повязки обладает высоким влагопоглощением с возможностью транспортировки экссудата в вышележащие сорбционные слои повязки, что обеспечивает низкую травмируемость покрываемой поверхности раны и высокую воздухопроницаемость (не затрудняет дыхание тканей кислородом воздуха раневой поверхности). Салфетка не обладает избирательной сорбцией низкомолекулярных фракций раневого отделяемого, что значительно снижает выделение фибрина на поверхности салфетки, уменьшает рубцевание, способствуя равномерному заживлению раневой поверхности, позволяет использовать лекарственные препараты для ускорения заживления раны, не удаляя салфетку с раневой поверхности в течение 6-8 суток.

Далее рассматриваются методики, использованные при оценке качества получаемой салфетки:

Влагопоглощение - определяется по формуле

В = (m₂-m₁)/m₁ г/г, где m₁ - масса сухой пробы вещества, г; m₂ - масса пробы после погружения в воду, г.

Элементарную пробу углеродного волокнистого материала размером 80×40 мм помещают в бюкс и при температуре (110±5)°С сушат до постоянного веса. Бюкс с высушенной элементарной пробой взвешивают на аналитических весах с точностью до 10^-4 г. Элементарную пробу пинцетом вынимают из бюкса и погружают в стакан с дистиллированной водой при температуре (20±2)°С на 1 минуту. Затем с помощью пинцета элементарную пробу размещают на стеклянной палочке так, чтобы вода не поглощенная материалом свободно стекала в стакан. Время стекания воды 5 минут. Затем пробу помещают в бюкс, в котором производилась сушка пробы, и взвешивают на аналитических весах с точностью 10^-4 г. Влагопоглощение рассчитывают по вышеприведенной формуле.

Удельное электрическое сопротивление - определяется следующим образом: образец углеродной ткани размещают на ровной плоской диэлектрической поверхности. На углеродную ткань помещают измерительную колодку, состоящую из корпуса размером 140×140 мм, двух медных ножевидных электродов длиной 100 мм каждый, размещенных на расстоянии друг от друга 100 мм и контактных проводов, позволяющих соединять электроды измерительной колодки с измерительным мостом. Радиус закругления ножевых электродов 3-5 мм. Масса измерительной колодки 5 кг, что создает давление в 10 кПА (ГОСТ 20214-74). В качестве измерительного моста используется мост Р4833 (класс точности 0,1) или любой другой с аналогичной точностью измерения. Измерение проводят по нитям основы (электроды располагают перпендикулярно нитям основы) и по утку. Измерения проводят в нескольких местах образца (3-5) и полученные результаты всех измерений усредняют и записывают в виде Ом/см² ткани.

Воздухопроницаемость - определяли согласно ГОСТ 12088-77.

Удельную поверхность определяли методом низкотемпературной адсорбции азота по изотерме Брунауэра, Эммета, Таллера (БЭТ), изложенной в книге С. Грег, К. Синг «Адсорбция, удельная поверхность, пористость» изд. Мир, 1984 г. стр. 52.

Определение массовой доли золы- осуществляли по ГОСТ 28005-88 (материалы углеродные волокнистые Урал).

Примеры использования углеродной салфетки для первого слоя повязки.

Пример №1

Углеродные салфетки использовали для лечения больных с пролежневыми ранами.

Пролежневые раны в пояснично-крестцовой области, как следствие гиподинамии, были взяты на лечение, начиная с некротически-выделительной стадии. После частичной санации раны, пропитанную раствором антисептиков углеродную салфетку укладывали на раневую поверхность на срок 2-3 суток. Продолжительность нахождения салфетки на ране определялась объемом выделяемого экссудата. После очищения раны (4-5 сутки) на углеродную салфетку с внешней стороны наносили мазевые препараты, содержащие D-пантенол и антисептики. С появлением активной краевой эпителизации, салфетки применялись без лекарственных препаратов, и перевязки проводили один раз в неделю. Полная эпителизация раны площадью 120 см² наступала за 30 дней и до 250 см² за 40 дней. К пластике раны не прибегали.

Применяемая углеродная салфетка имеет следующие характеристики:

Влагопоглощение - 105%; воздухопроницаемость-95 дм³/м²с; содержание углерода 99,0%; относительная разрывная нагрузка углеродной нити 15 гс/текс.

Пример №2.

Углеродные салфетки использовали для лечения больных с ожоговыми ранами.

При ожогах I-III степени после тщательной обработки раны, заключающейся в удалении пузырей, десквамированного эпидермиса и обработки антисептиками, углеродную салфетку помещали на раневую поверхность, после чего она не подлежала замене до 7-8 суток. К этому времени, в подавляющем большинстве случаев, наступает эпителизация ожоговых ран (92%). В тех случаях, когда имело место нагноения ожоговой раны, углеродную салфетку меняли через 3-4 суток, однако на сроках окончательного заживления это не сказывалось.

При субдермальных ожогах IIIa степени смена повязки проводилась через 2-3 суток. Далее в процессе очищения раны от подверженных некрозу тканей и образующегося гнойного отделяемого салфетку меняли реже (3-7 суток). Сроки полного заживления ран при ожогах площадью до 150 см² составлял 25 суток, а при ожогах до 250 см² до 30 суток. Перевязки выполнялись практически безболезненно.

Применяемая углеродная салфетка имеет следующие характеристики.

Влагопоглощение - 145%; воздухопроницаемость - 75 дм³/м²с; содержание углерода 99,8%; относительная разрывная нагрузка углеродной нити 25 гс/текс.

Пример №3.

Углеродную салфетку использовали для лечения больных с обширными травматическими ранами.

У больных с обширными дефектами кожи травматического происхождения, как предварительный этап перед свободной кожной пластикой, в среднем в течение двух дней перед операцией, углеродные салфетки, пропитанные в 1% растворе диоксидина, накладывали на раневую поверхность после первичной хирургической обработки ран. В связи с отсутствием адгезии углеродного материала к поверхности раны, несмотря на плотное прилегание, перевязки проходили практически безболезненно, что позволило исключить использование наркотических и ненаркотических анальгетиков, значительно снизить кровотечения с поверхности ран. При проведении испытаний нагноения ран в процессе применения углеродных салфеток не наблюдалось. Трансплантаты во всех случаях приживались на площади более 90% раны. У 2-х больных применение углеродных салфеток позволило обойтись без свободной пластики за счет быстрой краевой эпителизации ран.

Применяемая углеродная салфетка имеет следующие характеристики.

Влагопоглощение - 125%; воздухопроницаемость - 85 дм³/м²с; содержание углерода 99,5%; относительная разрывная нагрузка углеродной нити 20 гс/текс.