Коллектив авторов - Раневой процесс: нанобиотехнологии оптимизации

• Название: Раневой процесс: нанобиотехнологии оптимизации
• Автор: Коллектив авторов
• Жанр: Медицина

На основе данных мировой литературы, результатов собственных клинических и экспериментальных исследований в настоящем издании изложены современные представления о патогенезе и основных направлениях лечения локального раневого процесса при тяжелой механической травме мирного времени и огнестрельных ранениях. Важными разделами книги явились анализ возможности и обоснование новых подходов к лечебной коррекции основных звеньев патогенеза раневого процесса с использованием нанобиотехнологий. Авторами представлены результаты исследования биологической активности различных кластеров фуллерена С, антибактериальной активности неоргано-органических нанобиокомпозитов, содержащих металлы – серебро, золото, платину, железо, стабилизированных арабиногалактаном, и других наноантисептиков. Показана высокая активность в биологических средах и при раневом процессе новых биоактивных наноструктурных сорбирующих раневых покрытий, предупреждающих осложненное течение раневого процесса и сокращающих сроки заживления ран.

Издание предназначено для специалистов хирургического профиля, специалистов, работающих в области нормальной и патологической физиологии, преподавателей и студентов медицинских и биологических вузов, а также специалистов технического профиля, интересующихся проблемой нанобиотехнологий.

---

Анализ полученных данных при экспериментальных исследованиях и клинических наблюдениях позволил достоверно дифференцировать 4 зоны расстройств микроциркуляции в окружности огнестрельной раны:

а) 1-я зона – первичного разрушения (некроза) тканей с тотальными микроциркуляторными нарушениями в пределах до 0,6 см от края раны;

б) 2-я зона – вторичного некроза размером от 0,6 до 1,4 см со снижением уровня микроциркуляции на 64,3 ± 1,1 % (окончательно формируется на 3–4-е сутки после ранения);

в) 3-я зона – реактивно-деструктивных изменений или очаговых расстройств размером от 0,8 до 4,2 см со снижением уровня микроциркуляции на 43,7 ± 0,9 % (восстанавливаются к исходу первой недели после ранения, при осложненном течении становятся дополнительным источником вторичного некроза);

г) 4-я зона – реактивных изменений или функциональных расстройств размером от 1,4 до 9,2 см со снижением уровня микроциркуляции на 23,2 ± 0,9 % (восстанавливается к исходу первой недели после ранения).

Визуально при контактной микроскопии в первой зоне на фоне разрушенных мышечных волокон и кровоизлияний наблюдали заполненные эритроцитами фрагментированные микрососуды, кровоток в которых отсутствовал.

Во второй зоне определяли слабо дифференцированные мышечные волокна с явлениями отека, вызванного нарушением сосудистой проницаемости. Кровеносные сосуды во всех звеньях микроциркуляторного русла находились в состоянии дилатации, особенно выраженной в венулярной части. Кровоток был резко замедлен, в некоторых полях зрения носил маятниковый характер или наблюдался стаз. В посткапиллярных сосудах отмечено тромбообразование и диапедез эритроцитов.

В третьей зоне отмечена констрикция приносящих сосудов с увеличением в них линейной скорости кровотока. Кровоток в капиллярах и посткапиллярных сосудах замедлялся в значительной степени. По артерио-венулярным шунтам артериальная кровь, минуя сеть капилляров, сбрасывалась в венозную часть микроциркуляторного русла. При этом посткапиллярные сосуды приобретали резкую извитость, просвет их увеличивался, а скорость кровотока снижалась.

В четвертой зоне отмечено незначительное уменьшение нутритивного и увеличение юксткапиллярного кровотока.

В динамике изменения со стороны кровообращения в выявленных зонах огнестрельной раны носили разнонаправленный характер. Так, к третьим суткам после ранения во второй зоне четко проявлялись необратимые изменения – дилатация всех сосудов с отсутствием кровотока и тромбообразованием, некроз параваскулярной ткани. В третьей зоне изменения микрокровообращения прямо зависели от наличия или отсутствия осложнений раневого процесса. При неосложненном течении примерно к концу второй недели наблюдали нормализацию микрокровообращения на фоне прогрессивного развития грануляционной ткани с новообразованием сосудов. При осложненном течении кровоток в микрососудах замедлялся до стаза с последующим тромбообразованием и некрозом параваскулярных тканей.

В четвертой зоне изменения микрокровообращения в динамике были незначительными и носили обратимый характер. К концу первой недели диаметр микрососудов приближался к норме, кровоток в них становился гомогенным.

Биохимическая характеристика, отражающая функциональное состояние тканей, окружающих огнестрельную рану, основана нами на исследовании следующих показателей: оценка кислородного напряжения с помощью полярографической техники, состояние энергетического обмена (аэробного и анаэробного), зональное распределение основных ионов (Nа+,K+,Са2+,Мg2+), продуктов ПОЛ и компонентов АОС в мышцах бедра кролика на различном расстоянии от раневого канала.

Для оценки влияния огнестрельного ранения на окислительный энергетический обмен в зонах поражения в гомогенатах мышц полярографическим методом исследовали активность цитохромоксидазы (ЦХО) – конечного фермента дыхательной цепи митохондрий. Через 6 ч после нанесения ранения активность ЦХО была снижена во всех зонах в среднем на 30 %, а в интактной конечности – на 40 %. На третьи сутки после ранения установлено значительное уменьшение активности ЦХО во всех зонах, но особенно в зоне некроза, где она составила в среднем 60 % (табл. 2). В интактной конечности активность ЦХО составила 87 % по отношению к контрольной группе.

Таблица 2

Максимальная активность ЦХО в зонах расстройств микроциркуляции и в мышечной ткани контрольной группы животных (нмоль O2 мин– 1мк– 1 сухого веса ткани)

Примечание: р – достоверность различия по сравнению с контролем.

Как видно из данных, представленных в табл. 2, через 6 ч после ранения максимальная активность ЦХО снижена во всех зонах. На 3-и сутки выявлено значимое снижение максимальной активности ЦХО в первой и второй зонах. Снижение активности ЦХО в тканях этих зон на 3-и сутки связано, по-видимому, со снижением количества функционирующих митохондрий либо с декомпенсацией их функции. Для проверки полученных результатов и оценки повреждающего действия огнестрельных ранящих снарядов на ткани человека была изучена активность ЦХО в гомогенатах мышечной ткани бедра у 9 раненых, поступивших в лечебные учреждения через 5 – 10 ч после ранения. Полученные данные представлены в табл. 3.

Для оценки повреждающего действия огнестрельного ранения на жизнеспособность мышечной ткани была изучена активность ЦХО у 19 пострадавших с огнестрельными ранениями нижних конечностей. Анализ клинического материала выявил ряд закономерных изменений ЦХО. У раненых с пулевыми ранениями мягких тканей бедра в окружности раны ЦХО в течение 10 ч сохраняла свою функциональную активность и была на 20 % выше нормальных значений.

Таблица 3

Максимальная активность ЦХО скелетных мышц бедра у раненых с пулевыми ранениями (через 5 – 10 ч после ранения)

Примечание: р – достоверность различия по сравнению с контролем.

Важным звеном патологических изменений в тканях, окружающих огнестрельную рану, является нарушение энергетического обмена – расстройство кислородного баланса и образование макроэргических соединений, способствующих снижению жизнеспособности тканей и возникновению вторичного некроза.

При изучении функциональных особенностей мышечной ткани интактных кроликов (20 животных) было выявлено, что здоровая мышца неоднородна по функциональному состоянию, в ней определялись активные и малоактивные участки. Однако процессы доставки и потребления кислорода были сбалансированы. Локальный объемный кровоток (ЛОК) в тканях составил 26,1 ± 8,2 мл/100 г, исходное напряжение кислорода (рО2) – 35,1 ± 7,8 мм рт. ст. Максимально рО2 при ингаляции кислорода достигало 98,5 ± 9,7 мм рт. ст., редокс-потенциал (РП) составил в среднем 134,0 ± 23,0 мВ.

При изучении динамики кислородного баланса в тканях, окружающих огнестрельную рану, выявлена их отчетливая зависимость от степени нарушения микроциркуляции. Так, через 6 ч после ранения для тканей первой зоны с тотальным нарушением микроциркуляции характерным оказалось резкое снижение рО2 до 6,1 ± 1,0 мм рт. ст. При ингаляции кислорода в течение 5 мин рО2 тканей не изменялось. Кровоток по клиренсу водорода не определялся. РП составлял 20,8 ± 12,1 мВ. Нередко редокс-потенциал определить не удавалось из-за медленного его смещения в отрицательную сторону до 320 – 500 мВ за 3 – 4 мин (5 животных).

В тканях второй зоны (субтотальное снижение микроциркуляции) отмечен глубокий дисбаланс доставки и утилизации кислорода. Так, исходное рО2 составляло 12,4 ± 5,6 мм рт. ст. при слабой реакции на ингаляцию кислорода. рО2 после ингаляции кислорода в среднем составило 18,3 ± 4,8 мм рт. ст., что, по-видимому, было связано с резким снижением кровотока, который удалось зарегистрировать лишь у 56 % животных. В случаях, где кровоток определялся, его величина составила 11,0 ± 3,2 мл/100 г. РП в тканях этой зоны составил 29,5 ± 10,7 мВ.

Функциональное состояние тканей третьей зоны было благоприятным. Показатели ЛОК были несколько выше, чем в тканях здоровых животных, и составили 30,1 ± 6,2 мл/100 г. Исходное рО2 было равно 16,7 ± 2,2 мм рт. ст. Отмечена активная реакция тканей третьей зоны на ингаляцию кислорода (до 86,3 ± 15,1 мм рт. ст.). РП составил –120,8 ± 36,4 мВ.

В тканях четвертой зоны отмечены незначительные изменения. pО2 составило до 27,5 ± 5,3 мм рт. ст. Гипероксическая проба несколько превышала норму и составила 103,4 ± 9,4 мм рт. ст. ЛОК почти не менялся и составил 27,2 ± 7,4 мл/100 г, отмечено некоторое уменьшение РП (до 159,0 ± 29,3 мВ).

В то же время необходимо отметить, что структура зон в различных участках не всегда была однородной. В каждой из зон встречались участки, отличные по своим параметрам от тканей, характерных для данной зоны. Так, выявлено, что границы первой зоны находились в пределах до 0,6 см от края раны. В то же время наиболее типичные изменения, присущие этой зоне, выявлены на расстоянии до 0,3 см от края раневого канала. Границы второй – четвертой зон представлены следующим образом: 0,3 – 0,4; 0,4 – 2,8; 0,7 – 6,8 см от края раневого канала. При этом типичные изменения, характерные для каждой из этих зон, отмечены соответственно на расстоянии 0,4 – 0,6; 0,7 – 1,8; 2,0 – 3,8 см от края раны.