Способ лечения ран кожи и мягких тканей с помощью раневого покрытия на основе бактериальной целлюлозы

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может использоваться с целью лечения длительно незаживающих ран кожи и мягких тканей.

В настоящее время для лечения ран кожи и мягких тканей в различные фазы раневого процесса имеется очень большое количество перевязочных материалов и средств, которые отличаются по химическому составу, основе и добавляемых к ним лекарственным веществам. Однако, по-прежнему большие проблемы возникают при лечении плохо заживающих ран во 2-3 фазе раневого процесса, на фоне сахарного диабета, артериальной недостаточности, а также ожогов и трофических язв. Для лечения таких раневых дефектов современное раневое покрытие должно создавать в ране оптимальную среду для заживления, обладать высокой абсорбционной способностью, предотвращать проникновение микроорганизмов, иметь достаточную проницаемость для газов, быть эластичным с возможностью моделироваться на сложном рельефе, не обладать пирогенным, антигенным и токсическим действием, иметь возможность стерилизации, легко удаляться с раневой поверхности. В этой связи важное значение придается поиску и использованию новых материалов, одним из которых может стать бактериальная целлюлоза. Ее свойства, такие, как пористость за счет наличия в структуре множества микрофибрилл, влажность, эластичность, биосовместимость, высокая прочность делают возможность ее широкого применения в биомедицине в России и за рубежом, включая инженерию костной ткани [Saska S. Barud H.S., Gaspar А.М.М. et al. Bacterial cellulose-hydroxyapatite nanocomposites for bone regeneration. Int J Biomater. 2011; 2011: 175362], формирование малых кровеносных сосудов [Wippermann J., Schumann D., Klemm D. et al. Preliminary results of small arterial substitute performed with a new cylindrical biomaterial composed of bacterial cellulose. Comparative Study Eur J Vase Endovasc Surg. 2009; 37(5): 592-6], разработку сосудистых стентов [Zahedmanesh Н., Mackle J.H., Sellborn A. et al. Bacterial cellulose as a potential vascular graft: Mechanical characterization and constitutive model development. Comparative Study J Biomed Mater Res В Appl Biomater. 2011; 97(1): 105-13], материалов для регенерации периферических нервов [Kowalska-Ludwicka K., Cala J., Grobelski В. et al. Modified bacterial cellulose tubes for regeneration of damaged peripheral nerves/ Arch Med Sci. 2013; 9(3): 527-34], а также для лечения раневых дефектов различного генеза [Fu L., Zhang J., Yang G. Present status and applications of bacterial cellulose-based materials for skin tissue repair. Clinical Trial Carbohydr Polym. 2013; 92(2): 1432-42].

Известен способ лечения ран и раневой инфекции кожи и мягких тканей путем применения консервированной кожи или дермы, амниотической оболочки человека или животных [Шаблин Д.В. Современные раневые покрытия в местном лечении ран различного генеза / Д.В. Шаблин, С.Г. Павленко, А.А. Еглевский, П.П. Бондаренко, А.А. Хуранов // Фундаментальные исследования. - 2013. - №12-2. - С.361 - 365]. Недостатком данного способа является высокая стоимость, сложная технология производства, консервации и хранения материала, а также неудовлетворительный отдаленный результат лечения.

Известен способ лечения ран и раневой инфекции кожи и мягких тканей путем применения пленочных раневых покрытий, состоящих из природных и синтетических материалов: коллагена, поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата, полиэпсилонкапро-лактона и др. [Андреев Д.Ю. Современные раневые покрытия / Д.Ю. Андреев, Б.А. Парамонов, A.M. Мухтарова // Вестник хирургии. - 2009. - Т. 168. - №3. - С. 98 - 102; Шаповалов С.Г. Современные раневые покрытия в комбустиологии // ФАРМиндекс.- Практик. - 2005. - выпуск 8. - С. 38 - 46]. Недостатком данного способа является нарушение газообмена в ране, так как происходит нарушение газо - и влагопроницаемости, а также низкая абсорбционная способность, низкие антимикробные свойства, необходимость вторичного покрытия материала.

Известен способ лечения ран кожи и мягких тканей во 2 и 3 фазе раневого процесса путем применения мазевых препаратов на основе водорастворимого полиэтилеонксида с включение антибиотиков и других средств, такие как мази Левосин, Левомеколь, Диоксиколь с использованием тканевых марлевых покрытий [Блатун Л.А. Мазь Офломелид. Клинико -лабораторная эффективность и переносимость у больных с инфекционными процессами кожи и мягких тканей / Л.А. Блатун, В.А. Митиш, Ю.С. Пасхалова и др. // Раневые инфекции. Журнал им. проф. Б.И. Костюченка. - 2015. - Т2. -№1. - С.26 - 41; Валиева Г.Р. Совершенствование комплексного подхода к хирургическому лечению гнойных поражений нижних конечностей при сахарном диабете / Г.Р. Валиева // Материалы 2 Международного Конгресса «Раны и раневые инфекции с конференцией: Проблемы анестезии и интенсивной терапии раневых инфекций». - 2014. - С. 104 - 106]. Недостатками данного способа являются: отсутствие защиты раны от вторичной инфекции, прилипание марлевых повязок к поверхности раны, боль и кровоточивость при смене повязки, травматизация поверхности раны при ежедневных перевязках с удалением молодых фибробластов, образующихся на поверхности раны, что обуславливает низкую способностью раны к регенерации.

Известен способ лечения ран с гидроколлоидных повязок с полупроницаемым верхним слоем [Каштанов А.Д. Обзор современных материалов, применяемых для покрытия раневых поверхностей / А.Д. Каштанов, Ю.Л. Васильев, А.В. Байрашевская // Оперативная хирургия и клиническая анатомия. - 2020. - Т.4. - №2. - С.49-56; Богомолов М.С. Сравнительный анализ эффективности современных перевязочных средств при лечении венозных трофических язв / М.С. Богомолов // // Раневые инфекции. Журнал им. проф. Б.И. Костюченка. -2015. -Т2. - №4. - С. 33-39]. Материал представлен плоскими листами тонкой пленки, покрытый гидроколлоидами - частицами карбоксиметилцеллюлозы, которые являются водорастворимыми натуральными полимерами целлюлозы дерева. При помещении гидроколлоидной повязки на рану, она начинает впитывать отделяемое из раны, что это приводит к набуханию гидроколлоидного слоя повязки, что визуально проявляется в выпячивании повязки кнаружи. Вследствие этого внутри раны, под пленкой образуется своеобразный «пузырь» желтоватого цвета - гидроколлоид, что характеризует нормальную работу повязки. Это способствует созданию влажной среды в ране, что ускоряет ее очищение, стимулирует процесс грануляции и эпителизации. Когда набухшая часть повязки выходит за края раны, или отделяемое перестает впитываться, то повязку меняют на новую, предварительно обработав рану и осушив ее стерильными марлевыми салфетками. Повязка накладывается на 2-3 дня. Однако известный способ имеет недостатки, прежде всего, это касается ограничений его применения при ранах с обильным экссудатом, когда образовавшийся жидкостной пузырь может привести к отлипанию и отхождению повязки с формированием протечек образующейся жидкости на поверхность кожи; быстрая деградация и низкая индукция ангиогенеза в ране, что требует добавления в состав необходимых препаратов. Кроме того, возможно инфицирование раневой жидкости, находящейся под повязкой, при долгом ее использовании.

Наиболее близким по достигаемому техническому результату (прототипом) является способ лечения ран с помощью композитных раневых покрытий на основе бактериальной целлюлозы (БЦ), нагруженных лекарственными препаратами, в частности, антисептическим препаратом диоксидином [Винник Ю.С, Маркелова Н.М., Шишацкая Е.И., Кузнецов М.Н., Прудникова СВ., Соловьева Н.С Применение раневого покрытия на основе целлюлозы у больных с гнойными заболеваниями мягких тканей // Журнал Сибирского Федерального Университета. Серия Биология. 2016. 9: 121-128] или серебром [Тюхтева Н.М., Винник Ю.С, Соловьева Н.С, Зуев А.П., Полежаев Л.А. Результаты применения раневых покрытий на основе бактериальной целлюлозы, нагруженной наночастицами серебра, у больных с длительно незаживающими трофическими язвами на фоне хронической венозной недостаточности. Журнал Сибирского Федерального Университета. Серия Биология. 2021. 14(4): 526-532]. Для получения композитных пленок из БЦ и диоксидина нужны мембраны из ультратонких волокон поли(3-гидроксибутирата), которые накладывают на поверхность пленок БЦ трехсуточной культуры, а затем приготовленные пленки помещают в 1%-й стерильный раствор диоксидина на 30 мин. Технология получения целлюлозных покрытий с наночастицами серебра является еще более сложной. Сначала целлюлозные пленки нагревают в растворе нитрата серебра, а после замораживают, высушивают и прессуют в вакууме.

Однако известный способ имеет недостатки, прежде всего заключающиеся в том, что это сложные композитные раневые покрытия, построенные на основе бактериальной целлюлозы, которая в свою очередь биосинтезирована с помощью выделения индивидуального штамма из природной ассоциации Medusomyces gisevii с последующей лиофильной сушкой; сухие пленки на основе БЦ не обеспечивают влажную закрытую среду, необходимую для регенерации раны в 2-3 фазе раневого процесса; в процессе перевязок не снижается болевой синдром в следствие прилипании повязки к поверхности раны, сухие пленки БЦ трудно перфорировать для создания отверстий с целью оттока экссудата; в схеме лечения прототипа отсутствует информация о сроках накладывания и частоте смены предлагаемых раневых покрытий.

Авторами предлагается способ лечения ран кожи и мягких тканей с помощью раневого покрытия на основе влажной эластичной бактериальной целлюлозы, что позволяет обеспечить регенерацию плохо заживающих ран за счет создания закрытой влажной среды, уменьшения ее экссудации и вторичной микробной контаминации, а также снизить болевой синдром и необходимость ежедневных перевязок.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение эффективности лечения длительно незаживающих ран кожи и мягких тканей, образующихся у больных с сахарным диабетом, артериальной недостаточностью, ожогами, трофическими язвами путем создания закрытой влажной среды с помощью эластичных раневых покрытий на основе бактериальной целлюлозы.

Технический результат достигается тем, что после обработки осушивания на рану кожи или мягких тканей наносится предварительно перфорированное в 4-6 местах (до 0,5 см в диаметре) раневое покрытие, представляющее собой пластину прозрачной эластичной бактериальной целлюлозы влажностью 99% и толщиной 2-3 мм, края которой самофиксируются к неизмененной коже; через 3-5 суток после подсыхания и изменения цвета на серо-желтый, раневое покрытие легко удаляется и накладывается новое.

Способ проиллюстрирован фигурами 1,2,3

На фигуре 1 представлено нанесение согласно конгруэнтности на раневую поверхность культи стопы перфорированной влажной эластичной пластины бактериальной целлюлозы с самофиксацией ее краев к неизмененной коже.

На фигуре 2 показано изменение формы, структуры и цвета раневого покрытия на культе стопы за счет высыхания и абсорбции экссудата через 3 суток.

На фигуре 3 представлено изменение размеров и характера раны культи стопы через 30 суток после применения в лечении раневого покрытия на основе бактериальной целлюлозы.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют размеры раны кожи и мягких тканей для подбора размеров раневого покрытия. С целью оттока раневого экссудата влажную стерильную прозрачную пластину бактериальной целлюлозы, толщиной 2-3 мм, предварительно перфорируют в 4-5 разных местах, формируя отверстия до 5 мм в диаметре. После обработки раны растворами антисептиков и осушивания, на ее поверхность укладывается влажная пластина бактериальной целлюлозы, пластичность которой позволяет соблюсти конгруэнтность раны и зафиксировать края к неизмененной коже (фиг. 1). Сверху накладывается простая сухая марлевая повязка. Ежедневных перевязок в дальнейшем не требуется. Через 3-5 суток, по мере высыхания раневого покрытия и изменения цвета на желто-коричневый за счет абсорбции экссудата (фиг. 2) пластина удаляется и на рану накладывается новая. Закрытая влажная среда, создаваемая в ране раневым покрытием на основе бактериальной целлюлозы, препятствует проникновению микробов, стимулирует процессы регенерации, снижает болевой синдром и необходимость ежедневных перевязок. Уменьшается мокнутие раны за счет напитки экссудатом раневого покрытия и его дренирование через перфорированные отверстия.

Заявляемым способом пролечено 10 больных. Способ позволяет эффективно заживлять раны в закрытой влажной среде и может быть использован у больных с плохо заживающими ранами на фоне сахарного диабета, артериальной недостаточности, а также при ожогах и трофических язвах.

Клинический пример №1

Больной X., 56 лет поступил в отделение гнойной хирургии краевой больницы 18.11.2019 г. с жалобами на боли в области раны на правой стопе, повышение температуры до 37,5. Болен с 2018 года, когда по поводу гангрены была выполнена ампутация 2,3 пальцев левой стопы, а затем в марте 2019 г. ампутация 1,4 пальцев стопы. В августе 2018 г. в связи с нарушением проходимости артерий конечности баллонная ангиопластика задней большеберцовой артерии слева, попытка реканализации передней большеберцовой артерии слева. 02.09.21 г. ампутация 3 пальца левой стопы. С этого периода рана на стопе длительно не заживает. Выполнено дуплексное сканирование артерий нижних конечностей: признаки атеросклеротического поражения аорты и ее ветвей, окклюзия задней большеберцовой артерии справа при переходе на стопу. В течение 20 лет страдает сахарным диабетом, в результате чего сформировалась хроническая почечная недостаточность (хроническая болезнь почек С5Д), по поводу которой с 2018 г. находится на программном гемодиализе. Из сопутствующих заболеваний: гипертоническая болезнь 3 степени, 3 стадии, риск 4. Постоянная форма фибрилляции предсердий. ХСН 2А, ФК 3. На рентгенограмме стопы: признаки остеомиелита 3-4 плюсневых костей культи левой стопы. Локальный статус: Ампутированы 1-5 пальцы левой стопы. Культя несколько отечна, рана 6×4 см, некротических тканей нет, отделяемое скудное, серозное, небольшие грануляции по центру, стопа теплая, в ране фрагмент 1 плюсневой кости, чувствительность снижена, пульсация на тыльной части стопы не определяется. Диагноз. Сахарный диабет, 2 тип, стадия множественных осложнений. Диабетическая инфицированная стопа слева. Остеомиелит 3-5 плюсневых костей. 21.11.2019 г. выполнена операция - некрэктомия раны культи левой стопы, резекция 1-2 плюсневых костей левой стопы. В послеоперационном периоде перевязи с 1% раствором хлоргексидина. Осмотрен на перевязке 04.12.2019 г.: рана на культе левой стопы после некрэктомии размером 11,0×6,0 см и глубиной 0,8 см, по центру и с краев покрыта фибрином серо-желтого цвета, грануляции вялые, затеков нет. Бактериальный посев из раны от 25.11.2019 г. - Kl. Pneumonia (106), Ps. Aeruginosa (106). Рана обработана 3% раствором перекиси водорода, осушена. Выбрано стерильное раневое покрытие на основе влажной бактериальной целлюлозы размером 15,0x10,0 см, в нем сделано 6 перфорационных отверстий. Пластина уложена на рану с соблюдением ее конгруэнтности. Края покрытия завернуты и самофиксированы к кожным краям раны. Сверху наложена сухая повязка. Осмотрен в палате на следующие сутки и 06.12.2019 г.. Отмечено, что значительно уменьшился болевой синдром. Повязки сухие. В эти дни перевязок не было. Выполнена первая перевязка через 3 суток 07.12.2019 г. Болевой синдром не выражен. Повязка сухая. Раневое покрытие хорошо фиксировано к кожным краям, подсохло, изменило цвет до желто-коричневого, из перфорационных отверстий скудное серозное отделяемое. Выполнено удаление раневого покрытия. Рана с вялыми грануляциями, фибрина стало меньше. Рана обработана 3% раствором перекиси водорода, осушена, на ее поверхность вновь уложено стерильное перфорированное раневое покрытие на основе влажной бактериальной целлюлозы размером 15,0×10,0 см. Последующие перевязки после выписки 20.12.19 г. проводились амбулаторно 1 раз в 5 суток в течение 60 дней. Осложнений течения раневого процесса не выявлено. На контрольном осмотре 30.01.22 г. рана на культе левой стопы поверхностная, в виде узкой полосы размером 7,0×2,0 см с хорошими грануляциями и краевой эпителизацией. Больной ходит с опорой на стопу. На остаточную рану культи левой стопы накладывает сухую повязку.

Клинический пример №2

Больная X., 53 лет поступила в отделение гнойной хирургии краевой больницы 16.02.2021 г. с жалобами на наличие раны в области культи правой голени и наличие культи левой стопы, умеренные боли. Около 4 лет назад был установлен сахарный диабет 2 тип, тяжелое течение (получает инсулин) с развитием с июня 2020 г. синдрома диабетической инфицированной стопы в виде язв и некротических ран. В этой связи в 2020 г. выполнена ампутация 1-2 пальцев на левой стопе. В дальнейшем проводились амбулаторные перевязки раны на этой стопе. В январе 2021 г. появились признаки гангрены правой стопы, в связи с чем в ЦРБ 20.01.2021 г. по месту жительств выполнена ампутация нижней конечности на уровне в/з правой голени. На фоне лечения образовалась флегмона культи правой голени и сохранялась длительно незаживающая рана левой стопы. Из дополнительных заболеваний Гипертоническая болезнь III стадии, 1 степени, риск 4, ХСН 1, ФК-2. Системная красная волчанка, хроническое течение с поражением суставов (артриты, артралгии), полинейропатия верхних и нижних конечностей, дисциркуляторная энцефалопатия 2 ст., полиостеоартроз с поражением крупных и мелких суставов, клинико-рентгенологическая стадия II. НФС II ст.

Стероидная зависимость. Выставлен диагноз: Основное заболевание: Сахарный диабет II тип. Целевой уровень гликированного гемоглобина менее 8,0%. Осложнение: СДС справа и слева, смешанная форма. Wagner 5. Операция 20.01.21 в ЦРБ: ампутация правой н/к на уровне в/3 голени по поводу гангрены правой стопы. Гангрена культи правой голени. Операция в краевой больнице 19.02.21 г. - Реампутация правой голени на уровне н/3 бедра. Гранулирующая рана левой стопы. Сопутствующий: ГБ III стадии, 1 степени, риск 4 (ГЛЖ, СД, Ожирение), ХСН 1, ФК -2. Системная красная волчанка, хроническое течение, активность низкая Selena Sledai 46, с поражением суставов (артриты, артралгии), ПНС (полинейропатия верхних и нижних конечностей), ЦНС (дисциркуляторная энцефалопатия 2 ст.) Полиостеоартроз с поражением крупных и мелких суставов, клинико-рентгенологическая стадия П. НФС II ст. Стероидная зависимость. Экзогенный гиперкортицизм. Выполнен дуплекс артерий нижних конечностей 18.02.21 г.: признаки атеросклеротического поражения аорты и ее ветвей. Пролонгированный стеноз малоберцовой артерии слева. Операция 19.02.21 г.: Реампутация правой голени на уровне н/3 бедра. Послеоперационный период со стороны правой голени протекал без осложнений. Слева рана на культе стопы вначале перевязывалась 1% водным раствором хлоргексидина. Культя левой стопы осмотрена на перевязке 10.03.2021 г.: на стопе ампутирована 1-3 пальцы, рана на культе стопы по внутренней поверхности размером 12,0x8,0 см с вялыми грануляциями, небольшим количеством налета фибрина и незначительной краевой эпителизацией. Бактериальный посев из раны культи левой стопы от 20.02.2021 г. - Acinetobacter (10⁴). Рана обработана 3% раствором перекиси водорода, осушена. Выбрано стерильное раневое покрытие на основе влажной бактериальной целлюлозы размером 20,0×15,0 см, в нем сделано 6 перфорационных отверстий. Пластина уложена на рану с соблюдением ее конгруэнтности. Края покрытия завернуты и самофиксированы к кожным краям раны. Сверху наложена сухая повязка. Осмотрена в палате на следующие сутки, 11.03.2021 г. Болевой синдром уменьшился. Повязки сухие.

В последующие дни перевязок не было. Выполнена первая перевязка через 5 суток 15.03.2021 г. Болевой синдром не выражен. Больная ходит на костылях, приступая на стопу. Повязка сухая. Раневое покрытие хорошо фиксировано к кожным краям, подсохло, полностью заполняет и контурирует всю поверхность раны, изменило цвет до желто-коричневого, из перфорационных отверстий отделяемого почти нет. Выполнено удаление раневого покрытия. Рана с яркими грануляциями, налет пленок фибрина уменьшился. Посев - Acinetobacter (10³). Рана обработана 3% раствором перекиси водорода, осушена, на ее поверхность вновь уложено стерильное перфорированное раневое покрытие на основе влажной бактериальной целлюлозы размером 15,0×10,0 см. В дальнейшем до выписки (23.03.21 г.) перевязки выполнялись 1 раз в 5 суток. К моменту выписки рана на культе левой стопы уменьшилась, размером 8,0×5,0 см, с яркими грануляциями и хорошей краевой эпителизацией. После выписки продолжены амбулаторные перевязки по месту жительства с раневым покрытием на основе бактериальной целлюлозы.

Таким образом, заявляемый способ обладает высокой эффективностью и позволяет повысить скорость регенерации плохо заживающих ран у больных с сахарным диабетом, артериальной непроходимостью, ожогами и трофическими язвами за счет стимуляции регенерации в закрытой влажной среде, создаваемым раневым покрытием на основе бактериальной целлюлозы, снижения экссудации раны и ее вторичной микробной контаминации, уменьшения болевого синдрома и количества перевязок.