Результат интеллектуальной деятельности: ХИРУРГИЧЕСКИЙ ШОВНЫЙ МАТЕРИАЛ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к области медицинских материалов, обладающих высоко селективным терапевтическим действием и может быть использовано в хирургии сосудов.

Оно базируется на устойчивом в условиях пероксидно-плазменной стерилизации обратимом нанесении 2-[(2,6-дихлорфенил)амино]бензолуксусной кислоты в виде натриевой соли (диклофенак натрия) на подготовленную поверхность полипропиленовой хирургической нити, что приводит к пролонгированному селективному воздействию активной субстанции на локальные области хирургического вмешательства.

В настоящее время создан достаточно широкий ряд поверхностно-модифицированных медицинских материалов как на основе природных (например, целлюлоза), так и искусственных полимерных материалов и обладающих противомикробными и другими свойствами.

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому техническому решению является медицинский материал, основой которого является полипропиленовая нить, описанный в патенте RU 2248220. Изделие из хирургического шовного медицинского материала, включающее основу - синтетический полимерный материал, с ацетилсалициловой кислотой, расположенную в виде монослоя на поверхности основы со степенью покрытия основы 20-30%.

Недостатком прототипа является применение медицинского материала, имеющего в качестве основы вещество широкого терапевтического действия и недостаточной селективностью воздействия, что может приводить к нежелательным эффектам при использовании в хирургии сосудов. Кроме того, в патенте отсутствует информация об устойчивости предложенного материала к условиям стерилизации.

В отличие от ацетилсалициловой кислоты, рассматриваемой авторами в патенте RU 2248220, в качестве вещества терапевтического действия предлагается использовать нестероидный противовоспалительный препарат группы производных фенилуксусной кислоты, обеспечивающий угнетение синтеза простагландинов из арахидоновой кислоты путем ингибирования фермента циклооксигеназы (простагландин-синтетазы). Противовоспалительное действие препарата обусловлено предупреждением повреждения клеточных структур и связано с торможением перекисного окисления липидов, стабилизацией мембран лизосом, уменьшением образования аденозинтрифосфорной кислоты и торможением агрегации нейтрофилов вследствие нарушения секреции медиаторов воспаления.

Положительные качества диклофенака натрия обусловлены оптимальными фармакокинетическими и фармакодинамическими характеристиками. Особенностью диклофенака натрия является то, что он оказывает равнозначное влияние на оба профермента циклооксигеназы, а также его возможное влияние на липоксигеназный путь, с чем связана его высокая противовоспалительная активность. Являясь быстродействующим препаратом, он отвечает одному из современных требований к применению как неселективных, так и селективных ингибиторов циклооксигеназы-2.

Длительное накопление в зоне воспаления также относят к преимуществам фармакокинетики этого препарата. В отличие от ацетилсалициловой кислоты диклофенак натрия индифферентен по отношению к процессам метаболизма в тканях и не вызывает деградации глюкозаминогликанов и коллагена.

Кроме того, нежелательное системное действие нестероидного противовоспалительного препарата на организм резко ограничивается, если он применяется в виде локальных аппликаций. Предлагаемый способ позволяет вводить препарат непосредственно в очаг поражения.

Сущность изобретения

Задача состояла в создании шовного медицинского материала, имеющего основой хирургическую нить и обладающего пролонгированным селективным воздействием активной субстанции на локальные области хирургического вмешательства и ориентированным на использование в хирургии сосудов. Особым требованием к шовным материалам указанной области применения является устойчивость к стерилизации.

Указанная задача была решена путем создания шовного материала на основе пропиленовой нити с активированной поверхностью, на которую нанесено вещество терапевтического действия - 2-[(2,6-дихлорфенил)амино]бензолуксусной кислоты в виде натриевой соли (диклофенак натрия).

Подобное решение обеспечило следующие преимущества:

1. Пролонгированное селективное воздействие активной субстанции на локальные области хирургического вмешательства, обеспечивающее уменьшение выраженности воспалительного процесса, усиление процессов пролиферации и дифференцировки клеток.

2. Устойчивость изделия и нанесенной субстанции в условиях пероксидно-плазменной стерилизации, что обеспечивает возможность применения его в сердечно-сосудистой хирургии.

3. Нанесенная субстанция не снижает прочности используемой в качестве базовой полипропиленовой хирургической нити.

Описание эксперимента (сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения).

В качестве основы использовали полипропиленовую нить «Пролен» 8/0 (Prolene, Ethicon, Johnson & Johnson Family of Companies, USA).

Активацию поверхности полипропиленовой нити проводили согласно методике, описанной в [1]. Характер поверхности изменялся незначительно, появлялись топологические элементы размером десятки и сотни нанометров, что делало поверхность более развитой при сохранении структуры и свойств в глубине нити (диаметр 60 мкм).

К промытой дистиллированной водой со спиртом нити добавляли водный раствор диклофенака натрия (25 мг/мл) выдерживали 8-10 часов при интенсивном перемешивании. Затем материал извлекали из раствора и промывали дистиллированной водой.

Контроль состояния поверхности нити осуществляли методом атомно-силовой микроскопии (СЗМ ФемтоСкан).

Контроль закрепления лекарственного препарата и его выхода в среду осуществляли спектральными методами.

Таким образом, были получены хирургические нити на основе полипропилена, содержащие нанесенный препарат 2-[(2,6-дихлорфенил)амино]бензолуксусной кислоты в виде натриевой соли, устойчивые в условиях пероксидно-плазменной стерилизации и оказывающие пролонгированное селективное противовоспалительное действие в зоне операционного вмешательства.

Экспериментальная часть исследования по изучению морфологических изменений в тканях при использовании шовного материала 8/0 без покрытия и шовного материала 8/0 с покрытием, обладающим противовоспалительным действием, была выполнена на крысах-самках одного возраста, массой 200-250 г в условиях экспериментальной операционной кафедры патологической физиологии Ярославской государственной медицинской академии.

Исследования проводились в соответствии с принципами надлежащей лабораторной практики (Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 53434-2009), а также требованиями санитарно-эпидемиологического и ветеринарного законодательства.

Условия питания и содержания всех животных были одинаковыми, соответствующими условиям вивария. Была создана модель послеоперационной раны, аналогичная таковой при оперативных вмешательствах на артериальных сосудах - брюшная аорта крысы прошивалась шовным материалом. Моделирование осуществлялось с помощью шовного материала полипропилен 8/0 и шовного материала 8/0 с обработкой НПВС. Для этого под ингаляционной анестезией эфиром была выделена брюшная аорта крысы, прошита нитью 8/0.

Выведение из эксперимента животных обеих групп осуществлялось под действием эфира. Всех животных помещали в емкость с парами эфира до 3-й фазы наркотизации и производили забор исследуемой среды через 14 дней после прошивания брюшной аорты. После забора исследуемого материала (прошитая часть брюшной аорты) проводилась фиксация в нейтральном 10% формалине, поскольку нейтральность фиксатора способствует лучшему прокрашиванию ядер тканей гематоксилином. Срезы тканей окрашивали по стандартной гистологической методике гематоксилином и эозином.

Для решения поставленных задач производилась оценка степени морфологической выраженности воспалительного процесса, производимая путем изучения с помощью светового микроскопа десяти полей зрения в каждом исследуемом препарате при увеличении ×600 (10×40×1,5), а также снятие морфометрических характеристик ткани, производимое путем изучения графического изображения ткани в десяти полях зрения в каждом исследуемом препарате при увеличении ×150 (10×10×1,5).

Морфологические изменения, наблюдавшиеся в обеих группах, описывались через 14 дней от момента моделирования послеоперационной раны. Для компьютерного анализа гистологических препаратов использовали программно-аппаратный комплекс, состоящий из: микроскопа Carl Zeiss Primostar (вариант с фототубусом), зеркальный цифровой фотоаппарат Canon D40 и программы PSRemotev. 1.9.1 (BreezesystemsLimited). Статистическую обработку полученных данных произвели на IBM PC совместимом компьютере с помощью программы STATISTICA (Data analysis software system, StatSoft, Inc. 2011) версия 10.0 в среде WINDOWS.

Основным акцентом морфологического исследования явился метод комплексной оценки выраженности воспалительного процесса при световой микроскопии. Для этого с помощью системы анализа изображений была создана графическая база данных из адекватных для изучения гистологических препаратов, проведена количественная морфометрия структурных компонентов в области послеоперационной раны, в ходе которой учитывались в процентном отношении: площадь некроза ткани, сегментоядерную нейтрофильную инфильтрацию, элементы воспалительной реакции и площадь соединительнотканных волокон.

Результаты морфологического исследования показали, что в обеих группах на 14 сутки с момента моделирования послеоперационной раны практически не наблюдается очагов некроза ткани. При этом в группе контроля, статистически недостоверно, визуализируются, в ряде препаратов, единичные небольшие зоны некроза. В группе сравнения отмечается менее выраженное проявление воспалительной реакции и появление признаков пролиферации. При этом более чем в половине случаев пролиферативные процессы более выражены, нежели, чем в группе контроля. В обеих группах морфологическая картина характеризовалась полным восстановлением дефекта, но степень дифференцировки клеточных элементов была различна: более зрелая соединительная ткань образовалась в основной группе. Площадь соединительнотканных волокон при этом различалась незначительно. Достоверных отличий в содержании лимфоцитов, гистиоцитов, тучных клеток и эозинофилов в области раны между сравниваемыми группами не отмечается. Наибольшее содержание нейтрофилов во всех случаях достоверно отмечается в сравниваемой группе.

Морфологическое исследование выявило наличие более выраженной эпителизации раневого дефекта, длительное сохранение соединительнотканных клеток, сопровождающих процесс репарации, и полную регенерацию с минимальным развитием волокнистых структур при использовании шовного материала с покрытием, обладающим противовоспалительным действием, подтверждающее его видимые преимущества.

Произведена оценка эффективности методов стерилизации, применяемых в хирургической практике, изучено влияние методов стерилизации на физические и химические свойства шовного материала, а также исследовано состояние наносимого покрытия после проведения стерилизации шовного материала.

Установлено, что наиболее эффективным методом стерилизации модифицированного шовного материала с покрытием веществом, обладающим противовоспалительным действием, является способ низкотемпературной пероксидно-плазменной стерилизации с применением аппарата «СТЕРАТ». В результате стерилизационной обработки сохраняются физико-химические свойства шовного материала, а также концентрация и биологическая активность нанесенного покрытия.

Литература

1. Вершинина И.А. и др. Использование 5,10,15,20-тетракис(4'-карбоксифенил)порфирина и его кобальтового комплекса для модификации поверхности полипропиленовых материалов, активированных различными химическими способами // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2009, №11. - с.83-86.