WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Патогенетическое обоснование применения биоактивных наноматериалов при раневом процессе (экспериментальное исследование)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ВЕНГЕРОВИЧ

Николай Григорьевич

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

БИОАКТИВНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ ПРИ РАНЕВОМ ПРОЦЕССЕ

(экспериментальное исследование)

14.03.03 – патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург – 2011

Работа выполнена в ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ

Научный руководитель:

доктор медицинских наук профессор Попов Владислав Александрович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор Митрейкин Владимир Филиппович

доктор медицинских наук профессор Николаев Валентин Иванович

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита диссертации состоится 14 июня 2011 года в ____ часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 215.002.03 при ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ по адресу: 194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова»

Автореферат разослан «___» _____________ 2011 г.

Учёный секретарь совета

доктор медицинских наук профессор

Дергунов Анатолий Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

актуальность. Лечение ран остается одной из наиболее актуальных проблем военно-полевой, гнойной хирургии и комбустиологии. Общее число пострадавших и больных с гнойно-деструктивными процессами мягких тканей и их осложнениями от общего числа больных хирургического профиля составляет 30–35% (Лещенко И.Г., 2003). Наиболее часто такие процессы наблюдаются при механической травме, в том числе при огнестрельных ранениях, вызванных снарядами с высокой кинетической энергией, а также при термической и электротравме (Никитин С.Р., 2004; Попов В.А., 2003). Данные виды патологии отличаются длительными сроками заживления ран, высокой частотой неблагоприятных исходов в виде генерализации патологического процесса, инвалидизации, стойкого ограничения трудоспособности (Толстых М.П., 2002).

Особое внимание обращает на себя постоянно наблюдающийся рост антибиотикорезистентности микроорганизмов и увеличение частоты гнойно-септических осложнений раневого процесса (Парамонов Б.А., 2000). При этом ассортимент и доступность отечественных перевязочных средств, многокомпонентно воздействующих на раневой процесс, остаются недостаточными (Горюнов С.В., 2004).

В настоящее время в мировой литературе всё большее внимание уделяется перспективам развития нанотехнологий. Материалы, полученные с использованием нанотехнологий, могут найти и уже находят применение в различных областях научного знания, в том числе и медицине (Balshaw D.M., 2005). Поскольку вещество в виде наночастиц обладает свойствами, часто радикально отличными от их аналогов в виде макроскопических дисперсий или сплошных фаз, наноматериалы представляют собой уникальный класс веществ, на основе которых возможно создание новых фармакологически активных препаратов (Пиотровский Л.Б., 2006).

Объектами нанотехнологий могут быть непосредственно низкоразмерные объекты – наноэлементы с характерными размерами как минимум по одному измерению (наночастицы, нанопорошки, нанотрубки, нановолокна, наноплёнки), отдельные элементы устройств и систем. При этом под устройствами или системами, изготовленными с использованием нанотехнологий, понимаются такие, в которых даже один компонент является объектом нанотехнологий.

Наноматериалы – разновидность продукции в виде материалов, содержащих структурные элементы с нанометровыми размерами, наличие которых обеспечивает существенное улучшение или появление качественно новых механических, химических, физических, биологических и других свойств, связанных с проявлением наномасштабных факторов.

В литературе описано множество биологически активных эффектов различных нанопрепаратов: антибактериальный (Медведева С.А., 2002), иммуномодулирующий (Меджидова С.А., 2002; Lin Y.L., 2000), антиоксидантный (Толстых М.П., 2000; Тюнин М.А., 2009) и другие.

При этом, как правило, большинство наноматериалов и нанобиокомпозитов изучены недостаточно: не установлены, в частности, общие биологические эффекты и возможная токсичность при их использовании на живых объектах, оптимальные концентрации и пр.

Отмеченные обстоятельства определяют необходимость комплексного исследования ряда наноматериалов и разработки нанобиокомпозитов, обладающих широким спектром биологической активности и возможностью оптимизировать, в частности, динамику раневого процесса.

Цель исследования: экспериментальное изучение сорбционных, антимикробных, антиоксидантных, иммуномодулирующих и других свойств наноматериалов, обладающих биологической активностью, и разработка на их основе наноструктурных сорбирующих биоактивных раневых покрытий для лечения ран различной этиологии.

Задачи исследования:



1) разработать гидрогелевый абсорбент на основе акриловой кислоты и акриламида и исследовать его сорбционную активность в сравнении с нано-гель-плёнкой целлюлозы Acetobacter xylinum;

2) изучить антиоксидантную активность водных растворов кластера фуллерен С60/Tween 80;

3) исследовать морфофункциональные изменения в тканях внутренних органов и иммунологические показатели крови при парентеральном введении кластера фуллерен С60/Tween 80;

4) исследовать антимикробную активность в лабораторных условиях и в эксперименте на гнойных ранах, а также биосовместимость ряда биоактивных наноматериалов в сравнении с известными антисептиками;

5) обосновать с патогенетических позиций применение комплекса лекарственных препаратов и его иммобилизацию на раневых покрытиях;

6) на основе изученных наноматериалов разработать биоактивные раневые покрытия, способные оказывать комплексное оптимизирующее воздействие на раневой процесс, предупреждать его осложнённое течение, и изучить в эксперименте на животных их эффективность на модели гранулирующих ран после глубоких ожогов.

Научная новизна исследования. Разработан гидрогелевый акриламидный абсорбент на основе акриловой кислоты и акриламида, изучены его физико-химические, сорбционные свойства и биосовместимость. Разработана тканевая хлопчатобумажная основа, предотвращающая фрагментацию гидрогелевого абсорбента и позволяющая извлекать его из раны единым блоком.

Оптимизирован синтез целлюлозы Acetobacter xylinum и изучена её сорбционная способность в различных средах. Установлено оптимальное время насыщения бактериальной целлюлозы лекарственными препаратами и определён срок перевязок при использовании её в качестве матрицы-основы для раневых покрытий.

В эксперименте на животных показана биосовместимость разработанного гидрогелевого сорбента и нано-гель-плёнок бактериальной целлюлозы.

Путём определения антирадикальной активности и супероксидпродуцирующей активности тканевых макрофагов выявлены антиоксидантные свойства кластера фуллерен С60/Tween 80.

При парентеральном введении кластера фуллерен С60/Tween 80 на фоне обширных глубоких ожогов установлена его иммуномодулирующая способность.

Исследование общерезорбтивных свойств кластера фуллерен С60/Tween 80 показало, что морфологические изменения в тканях внутренних органов при его внутрибрюшинном введении отсутствуют.

Определена антисептическая активность: неорганно-органических нанобиокомпозитов, содержащих металлы – серебро, золото, платину и железо, стабилизированных природным полисахаридом – арабиногалактаном; комплекса поливинилпирролидон-нано-Se0; коллоидных растворов (нанокластеров) серебра, цинка и меди; а также разработанного при нашем участии модифицированного катапола. Установлено, что наиболее выраженными антисептическими свойствами по отношению ко всем исследуемым референтным и контрольным штаммам микроорганизмов обладают аргентарабиногалактан и модифицированный катапол (определены их оптимальные антимикробные концентрации). Эффективность этих препаратов подтверждена в эксперименте на гнойных ранах.

Экспериментальным путём установлен наиболее эффективный химический состав разработанного модифицированного катапола (приоритетная справка на изобретение «Антисептический комплекс» – № 2010109156 от 11.02.2010).

С патогенетических позиций определён комплекс лекарственных средств для абсорбции на раневых покрытиях, включающий нанопрепараты, воздействующие на основные звенья патогенеза раневого процесса.

Разработаны биоактивные наноструктурные раневые покрытия, обладающие высокой сорбционной, антисептической, антиоксидантной, антиферментной активностью, способные оказывать комплексное воздействие на основные звенья патогенеза раневого процесса как в первой, так и во второй его фазах: 1) трёхслойное гидрогелевое раневое покрытие, наиболее эффективное при раневом процессе с выраженной экссудацией (патент на полезную модель № 73198, БИ № 14, 2008, патент на изобретение № 2372944, БИ № 32, 2009) и 2) раневое покрытие на основе нано-гель-плёнки целлюлозы Acetobacter xylinum (приоритетная справка на изобретение «Раневое покрытие с лечебным действием» – № 2010133389 от 09.08.2010). Экспериментально установлена эффективность их местного применения при лечении гранулирующих ран после глубоких ожогов.

Теоретическая и практическая ценность. Выявленная сорбционная активность и биосовместимость гидрогелевого абсорбента на основе акриловой кислоты и акриламида, а также перфорированных нано-гель-плёнок бактериальной целлюлозы позволяет рекомендовать их применение в качестве сорбентов при раневом процессе и в качестве матрицы-носителя биоактивных компонентов.

Исследование антирадикальной активности кластера фуллерен С60/Tween 80 и его влияния на супероксиданионпродуцирующую активность тканевых макрофагов показало целесообразность абсорбции данного кластера в качестве антиоксидантного препарата на раневых покрытиях.

При исследовании иммунологических показателей крови на фоне обширных глубоких ожогов после внутрибрюшинного введения кластера фуллерен С60/Tween 80 установлена его иммуномодулирующая активность, способствующая оптимизации раневого процесса.

При морфологических исследованиях внутренних органов после парентерального введения кластера фуллерен С60/Tween 80 выявлено отсутствие острой токсичности данного препарата.





Проведённые сравнительные исследования антимикробной активности ряда нанопрепаратов выявили целесообразность местного применения серебра, стабилизированного арабиногалактаном, и модифицированного катапола в качестве антисептических средств при раневом процессе на этапах медицинской эвакуации.

Разработаны первые отечественные наноструктурные биоактивные раневые покрытия, обладающие высокой сорбционной, антиоксидантной, антисептической и антиферментной активностью, местное применение которых оптимизирует раневой процесс, предотвращает его осложнённое течение и сокращает сроки заживления гнойных ран и гранулирующих ран после глубоких ожогов. Раневые покрытия могут быть рекомендованы для местного лечения неинфицированных и инфицированных ран, в том числе гнойных, огнестрельных, гранулирующих ран после некрэктомии при глубоких ожогах, пролежней и трофических язв.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Фуллерен С60 в составе комплекса с Tween 80 проявляет антиоксидантную активность, максимально выраженную в водных растворах с содержанием С60 0,05–0,1%.
  2. Парентеральное введение фуллерена С60 в составе комплекса с Tween 80 не проявляет острой токсичности, а при внутрибрюшинном введении на фоне глубоких ожогов вызывает иммуномодулирующий эффект.
  3. Раствор серебра, стабилизированный арабиногалактаном, и модифицированный катапол обладают выраженной антимикробной активностью в отношении основных госпитальных штаммов микроорганизмов в концентрациях 2,5% и 1,5% соответственно.
  4. Биоактивные наноструктурные раневые покрытия на основе акриламидного гидрогеля и нано-гель-плёнок целлюлозы Acetobacter xylinum с иммобилизованными в их составе кластером фуллерен С60/Tween 80, обладающего антиоксидантным и иммунотропными свойствами, антисептическим препаратом (диоксидин или серебро, стабилизированное арабиногалактаном, или модифицированный катапол), некролитическим (мочевина), антиферментным и гемостатическим (-аминокапроновая кислота) препаратами являются эффективным средством местного лечения инфицированных, гнойных ран и гранулирующих ран после некрэктомии при глубоких ожогах. Их применение предупреждает осложнённое течение раневого процесса и сокращает сроки заживления ран на 17,5%.

Реализация работы. По теме исследования опубликовано 28 печатных работ. Получен патент на полезную модель «Гидрогелевое покрытие для лечения ран» (№ 73198, БИ № 14, 2008), патент на изобретение: «Покрытие для лечения ран» (№ 2372944, БИ № 32, 2009), получены приоритетные справки по заявкам на изобретения: «Антисептический комплекс» (№ 2010109156 от 11.02.2010) и «Раневое покрытие с лечебным действием» (№ 2010133389 от 09.08.2010). Зарегистрировано 16 рационализаторских предложений. Результаты исследований внедрены в учебный процесс и используются в научно-исследовательской работе кафедры патологической физиологии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (ВМА).

Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования изложены в докладах на Итоговых конференциях Военно-научного общества курсантов и слушателей ВМА 2008, 2009, 2010 (I место на конкурсе научных работ) годов, на научно-практической конференции в честь 71-летия со дня основания IV факультета ВМА (2009), Международных научно-практических конференциях «XXXVIII и XXXIX недели науки СПбГПУ» (Санкт-Петербург, 2009, 2010), Всероссийской конференции «Изобретатели и инновационная политика России» – I место в секции медицина и биология (Санкт-Петербург, 2010).

Результаты работы представлены в виде постерных докладов на Всероссийском форуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и инновации в технических университетах» (Санкт-Петербург, 2007); Конференции Политехнического симпозиума «Молодые ученые – промышленности Северо-Западного региона» (Санкт-Петербург, 2007); 2-ом Санкт-Петербургском Международном экологическом форуме (Санкт-Петербург, 2008); Конференции «Наноструктуры в полисахаридах: формирование, структура, свойства, применение» (Ташкент, 2008); XIII Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции (Промышленные инновации)» (Санкт-Петербург, 2008); Международных Салонах промышленной собственности – «Архимед 2009» (Серебряная медаль), «Архимед 2010»; X Московском Международном Салоне инноваций и инвестиций (Москва, 2010).

Объём и структура работы. Материалы диссертационного исследования представлены на 151 странице машинописного текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания материалов и методов исследования (глава 2), собственных лабораторных и экспериментальных исследований (3, 4 и 5 главы), выполненных на 216 крысах, заключения, выводов, практических рекомендаций, приложения и списка литературы. Работа содержит 35 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 201 источник, из них 128 отечественных и 73 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Лабораторные исследования. В лабораторных условиях на базе кафедры синтетических каучуков и элементоорганических соединений Санкт-Петербургского Технологического института разработан гидрогелевый абсорбент на основе акриловой кислоты и акриламида со сшивающим агентом персульфатом аммония, изучена его сорбционная активность в сравнении с нано-гель-плёнками бактериальной целлюлозы.

Разработка тканевой основы для гидрогелевого раневого покрытия осуществлена на базе кафедры трикотажного производства Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

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.