CC BY
152
№ 6 - 2013 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки
УДК 616.5-001.17:547.995.1
АРХИТЕКТОНИКА КОЖИ ПРИ ТЕРМИЧЕСКИХ ОЖОГАХ НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ ХИТОЗАНА И ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ
А. Б. Уметалиева1. П. А. Елясин2
Научный центр реконструктивно-восстановительной хирургии МЗ КР (г. Бишкек,
Республика Кыргызстан) 2ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
При традиционном лечении термического ожога кожи определяется недостаточность этого метода для полноценного восстановления ее структурно-функциональных свойств. Об этом свидетельствует формирование неполноценного эпидермиса и поздние сроки заживления. Комбинированное использование хитозанового биогеля и геля гиалуроновой кислоты в комплексном лечении ожогов кожи выявило выраженное ускорение регенераторных процессов и снижение процессов деструкции, стимуляцию ангиогенеза, что ускоряет эпителизацию и способствует восстановлению архитектоники кожи.
Ключевые слова: архитектоника кожи, термический ожог кожи, хитозановый биогель, гиалуроновая кислота.
Уметалиева Аида Болотбековна — старший научный сотрудник Научного центра реконструктивно-восстановительной хирургии МЗ, г. Бишкек, Республика Кыргызстан, e-mail: [email protected]
Елясин Павел Александрович — кандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», контактный телефон: 8 (383) 215-15-24, e-mail: [email protected]
Введение. Ежегодно в России регистрируется более 600 тыс. случаев ожоговой травмы, причем большинство из них связаны с авариями и стихийными бедствиями. При этом около 70 % больных получают ограниченные по площади и неглубокие ожоги. Помощь таким пациентам оказывается в основном в амбулаторных условиях [3]. Анализ результатов местного лечения термических ожоговых ран показывает, что ни одно из применяемых лекарственных средств не является универсальным [2]. Это предрасполагает к поиску новых препаратов, улучшающих регенераторные и обменные процессы [5, 8]. Одним из направлений данного поиска является изучение биологически
активных веществ. К таким средствам относится препарат Васна, разработанный в Государственном научном центре вирусологии и биохимии «Вектор» (г. Новосибирск) на основе одного из природных биостимуляторов — хитозана. Широкий спектр действия, отсутствие побочных эффектов и токсичности, биологическая совместимость, иммуностимулирующий эффект хитозана позволяют его использовать во многих областях медицины [6, 7, 10]. В последнее время в медицине все большее применение находит также и гиалуроновая кислота [4, 9].
Вместе с тем сведения о комплексном влиянии хитозанового биогеля и геля гиалуроновой кислоты на течение регенераторных процессов соединительной и эпителиальной тканей, их противовоспалительном эффекте при термических ожогах недостаточны и требуют продолжения исследований.
Материалы и методы исследования. Эксперименты были проведены на 125-ти лабораторных беспородных крысах массой 150-200 г. Предварительно под эфирным наркозом удаляли шерсть с правого бедра крысы путем выбривания безопасной бритвой. В качестве модели термического поражения ША степени был использован контактный способ нанесения ожога металлической насадкой к электропаяльнику размером 2 см2, разогретой до 232 °С. Контроль температуры нагревания паяльника устанавливали по плавлению олова, помещенного на насадку (232 °С). После 4-секундной экспозиции паяльника на коже возникал термический ожог.
Все животные с ожогом ША степени были разделены на 5 групп (по 5 крыс): 1-я группа — интактный контроль; 2-я группа — лечение мазью Левомеколь; 3-я группа — сочетание мази Левомеколь с хитозановым биогелем; 4-я группа — сочетание мази Левомеколь с гелем гиалуроновой кислоты; 5-я группа — комбинированное применение мази Левомеколь, хитозанового биогеля и геля гиалуроновой кислоты. Животных выводили из эксперимента методом декапитации под эфирным наркозом.
Оценка состояния ожоговой раны проводилась на 1, 3, 7, 15 и 25-е сутки после нанесения травмы и проведения курса лечения.
Для светооптического исследования образцы кожи, взятые в эпицентре ожога и краевой зоне, обрабатывались по общепринятым гистологическим методикам.
При морфометрическом исследовании определяли: толщину эпидермиса, сосочкового и сетчатого слоев дермы (в мкм); количество (на 1 мм2) и диаметр (в мкм) сосудов микроциркуляторного русла [1]. Оценку клеточного состава воспалительного инфильтрата проводили путем подсчета количества тучных клеток (гранулированных и дегранулированных), нейтрофилов, лимфоцитов, макрофагов, плазмоцитов, фибробластов, фиброцитов и их процентного содержания в пересчете на 1 мм2 площади препарата.
Полученные количественные данные обрабатывали с использованием методов статистики, уровень значимости различий средних величин оценивали на основании ^критерия Стьюдента для уровня достоверности 95 % (р < 0,05).
Результаты исследований и обсуждение. Применение нами традиционно используемых методов лечения (Левомиколь) приводит к ускорению процессов заживления ожоговой травмы, снижению воспалительных изменений и числа осложнений. Уже в ранние сроки в строме дермы отмечается тенденция к снижению воспалительной реакции и отека. В данной группе происходит интенсивное разрастание клеток эпидермиса переходной зоны и его утолщение. Эпителиальные клетки уже на 7-е сутки наблюдения интенсивно
нарастают на формирующуюся грануляционную ткань. Анализ состояния кровоснабжения дермы показал, что в начальные сроки развивается расширение микрососудов, приводящее к увеличению их диаметра по сравнению с контролем. Начиная с 7-х суток, наблюдается тенденция к нормализации данного показателя.
Таким образом, проведенное нами исследование подтверждает факт недостаточной эффективности классической фармакотерапии, которая не всегда может обеспечить адекватную помощь в лечении термических повреждений кожи.
При добавлении в комплекс традиционно используемых при лечении ожогов препаратов хитозанового биогеля получен выраженный терапевтический эффект. Под его влиянием в дерме происходит снижение уровня воспалительной реакции, ускорение процессов эпителизации, нормализация кровоснабжения дермы. Так, толщина дермы в этой группе максимальна на 7-е сутки наблюдения и в 1,8 раза превышает показатель контроля, что свидетельствует о стихании экссудативной фазы воспаления и отечных проявлений.
Начало продуктивной стадии приходится на 3-и сутки наблюдения, когда наряду с распадающимися клеточными элементами выявляются фибробласты. В это время плотность клеток в строме дермы максимальна с дальнейшей нормализацией показателя. Уже на 7-е сутки наблюдения количество клеток в 1,7 раза меньше, чем в группе с левомиколем.
На 15-е сутки в составе инфильтрата преобладают фиброциты, тогда как нейтрофилы встречаются в единичных случаях. Результатом является меньшая, чем в контрольных группах, толщина новообразованной рубцовой ткани. Признаком благоприятного воздействия препарата на структуру рубца является преобладание волокнистого компонента над клеточным пролифератом и более правильное расположение коллагеновых волокон.
Отличительной чертой течения послеожогового восстановления в коже при использовании хитозана является раннее (на 3-е сутки) стихание гиперемических проявлений. Диаметр сосудов в этот срок наблюдения в 1,9 раза меньше, чем в группе с традиционным лечением, имеет в последующем тенденцию к нормализации.
Применение хитозанового биогеля демонстрирует выраженный ангиогенный эффект уже на 3-и сутки, когда отмечается появление единичных сосудов в строме дермы. Численная плотность сосудов в 1,57 раза выше показателя группы с традиционным лечением. Полная репарация эпидермиса и отсутствие повреждений в дерме приводит к заметной редукции сосудистой сети дермы к 15-му дню наблюдения.
Добавление в комплекс лечения геля гиалуроновой кислоты привело к развитию обширных отеков в гиподерме зоны поражения и сетчатом слое дермы периферической зоны. Об этом свидетельствует увеличение толщины сетчатого слоя на 7-е сутки наблюдения в 2 раза по сравнению с контролем и в 1,5 раза по сравнению с группами традиционного лечения и лечения хитозаном. Данный феномен можно объяснить тем, что вследствие своей высокой гидрофильности гиалуроновая кислота связывает и удерживает интерстициальную воду в межклеточных пространствах [4]. Это приводит к гидратации ткани, увеличивает сосудистую и тканевую проницаемость и, в конечном итоге, ведет к удлинению экссудативной фазы воспаления, развитию отеков в формирующейся грануляционной ткани, сохраняющихся вплоть до конца наблюдения.
Еще одним отличительным моментом является торможение процессов эпителизации. Хотя утолщение эпидермиса переходной зоны отмечается уже с 1-х суток наблюдения,
формирование эпителиальных слоев в зоне травмы происходит только к 15-м суткам, при этом толщина и структура новообразованного эпителия отличается от групп сравнения.
Начиная с 3-х суток диаметр сосудов в 2,17 раза больше показателей контроля и группы с применением хитозана, дилатация сохраняется вплоть до 15-х суток. К 25-м суткам наблюдения этот показатель ниже значений в других экспериментальных группах.
При комплексном лечении с добавлением хитозанового биогеля и геля гиалуроновой кислоты в ранние сроки наблюдения поверхность раны покрыта струпом, в строме дермы, а особенно в гиподерме, определяется выраженный отек. На 3-и сутки в краевой зоне отмечается активизация пролиферативных процессов как со стороны эпидермиса, так и эпителия волосяных луковиц, образующих сосочковые разрастания в сторону раны, формируется демаркационный вал. На 7-е сутки наблюдается прорастание тонкого пласта эпителия под струп и начало его отторжения. Определяется стихание отечных проявлений, активное новообразование грануляционной ткани. На 15-е сутки отмечается восстановление эпидермиса, созревание грануляционной ткани, формирование сосочкового слоя. Сосочковый и сетчатый слои хорошо различимы, тем не менее, в них еще содержится повышенное количество микрососудов и клеточных форм.
Резкое увеличение количества клеточных элементов отмечается уже на 1-е сутки наблюдения. При этом их общее количество в 4,05 и 1,62 раза превышает показатели контроля и группы с традиционным лечением соответственно, но 1,38 раза меньше, чем в группе леченной хитозаном. К 7-м суткам еще сохраняются активные процессы расплавления тканей, вследствие чего содержание нейтрофилов в 1,33 раза выше показателей группы леченной хитозаном. Параллельно резко увеличивается и содержание фибробластов, превышая значения сравниваемых групп в 1,3-2 раза. Активная репаративная трансформация клеточных и тканевых компонентов раны сохраняется до конца наблюдения, о чем свидетельствует повышенное содержание клеток в зоне травмы.
Необходимо отметить, что высокая численная плотность сосудов, сохраняющаяся до конца наблюдения, обеспечивает достаточный уровень оксигенации, нормализацию гомеостаза, ускоренное очищение раны от тканевого и клеточного детрита, пролиферацию фибробластов, процесс фибриллообразования, созревания коллагеновых волокон в ране, и, в конечном счете, формирование мягкого, эластичного рубца.
Заключение. Таким образом, при включении в лечение ожоговых ран комплекса гелевых форм хитозана и гиалуроновой кислоты отмечена благоприятная динамика репаративных процессов с несомненным их доминированием над альтеративно-воспалительными процессами в ожоговой ране. Наблюдалось быстрое увеличение числа функционально активных фибробластов, более раннее формирование грануляционной ткани, что сокращало сроки заживления. Темп стихания воспалительного и начала репаративно-резорбтивных процессов был несколько выше, чем в группах сравнения. Вероятно, это связано с тем, что использование хитозана и гиалуроновой кислоты в комплексе выполняет по крайней мере две важнейших функций, во-первых, как временное биологическое покрытие защищает рану от высыхания, создавая оптимальные условия для роста грануляций, во-вторых, оказывает мощнейший стимулирующий эффект посредством выделения биологически активных веществ и факторов роста.
Список литературы
1. Автандилов Г. Г. Медицинская морфометрия / Г. Г. Автандилов. — М. : Медицина, 1990. — 382 с.
2. Крылов К. М. Современные возможности местного лечения ожогов / К. М. Крылов,
П. К. Крылов // Амбулаторная хирургия. Стационарозамещающие технологии. — 2010.
- № 1. — С. 30-35 .
3. Организация лечения пострадавших с термической травмой
в амбулаторно-поликлинических учреждениях / В. В. Воробьев [и др.] // Амбулаторная хирургия. Стационарозамещающие технологии. — 2010. — № 2. — С. 23-26.
4. Противовоспалительная активность гиалуроновой кислоты / М. Т. Азнабаев, А. Р. Имаева, С. А. Башкатов, А. Ф. Табдрахманова // Экспериментальная
и клиническая фармакология. — 2003. — Т. 66, № 5. — С. 28-29.
5. Севостьянов А. Е. Сравнение эффективности эпителизирующих веществ при экспериментальном ожоге роговицы / А. Е. Севостьянов, В. А. Соколов, М. В. Мнихович // Рос. мед.-биол. вестн. им. акад. И. П. Павлова. — 2011. — № 3. — С. 110-113.
6. Хитозан: структура и свойства. использование в медицине / Ю. А. Петрович [и др.] // Стоматология. — 2008. — Т. 87, № 4.— С. 72-77.
7. Physicochemical, antimicrobial and antioxidant properties of chitosan films incorporated with carvacrol / M. A. Lopez-Mata [et al.] // Molecules. — 2013. — Vol. 7, N 18. — P. 11.
8. Reconstructed corneas : effect of three-dimensional culture, epithelium, and tetracycline hydrochloride on newly synthesized extracellular matrix / N. Builles, V. Justin, V. Andre [et al.] // Cornea. — 2007. — N 10. — Р. 1239-1248.
9. Sato K. Expression and distribution of CD44 and hyaluronic acid in human vocal fold mucosa / K. Sato, K. Sakamoto, T. Nakashima // Ann. Oto. Rhinol. Laryngol. — 2006.
— N 10. — Р. 741-748.
10. Delgadillo-Armendariz N. L. Spectroscopy analysis of chitosan-glibenclamide hydrogels / N. L. Delgadillo-Armendariz, N. A. Rangel-Vazquez, A. I. Garcla-Castanon // Spectrochim. Acta. A. Mol. Biomol. Spectrosc. — 2013. — N 14. — P. 524-528.
SKIN ARCHITECTONICS AT THERMAL COMBUSTIONS AGAINST APPLICATION OF CHITOSAN AND HYALURONIC ACID
A. B. Umetaliyeva1, P. A. Elyasin2
Scientific center of reconstructive plastic surgery of MH of the KR (Bishkek, Republic
of Kyrgyzstan)
2SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (Novosibirsk c.)
Inefficiency of this method for full restoration of its structurally functional properties is defined at traditional treatment of thermal combustion of skin. Formation of incomplete scarfskin and late terms of adhesion testifies to it. Combined usage of chitosan biogel and gel of hyaluronic acid in complex treatment of combustions of skin revealed the expressed acceleration of regenerator processes and depression of destructive processes, angiogenesis stimulation that accelerates cuticularization and promotes recovery of skin architectonics.
Keywords: skin architectonics, thermal combustion of skin, chitosan biogel, hyaluronic acid.
About authors:
Umetaliyeva Aida Bolotbekovna — senior research associate at Scientific center
of reconstructive plastic surgery of MH of the KR, Bishkek, the Republic of Kyrgyzstan, e-mail:
Elyasin Pavel Aleksandrovich — candidate of medical sciences, assistant professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», contact phone: 8 (383) 215-15-24, e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Avtandilov G. G. Medical morphometries / G. G. Avtandilov. — M.: Medicine, 1990. — 382 P.
2. Krylov K. M. Modern opportunities of local treatment of combustions / K. M. Krylov,
P. K. Krylov // Out-patient surgery. Hospital-replacing technologies. — 2010. — № 1. — P. 30-35.
3. The organization of treatment injured with thermal trauma in out-patient and polyclinic establishments / V. V. Vorobey [etc.]//Out-patient surgery. Hospital-replacing technologies.
— 2010. — № 2. — P. 23-26.
4. Antiinflammatory activity of hyaluronic acid / M. T. Aznabayev, A. R. Imayeva, S. A. Bashkatov, A. F. Tabdrakhmanova // Experimental and clinical pharmacology. — 2003. — V. 66, № 5. — P. 28-29.
5. Sevostyanov A. E. Efficiency comparison the cuticularizating substances at experimental combustion of cornea / A. E. Sevostyanov, V. A. Sokolov, M. V. Mnikhovich // Rus. medical — biol. bull. n. a. acad. I. P. Pavlov. — 2011. — № 3. — P. 110-113.
6. Chitosan: structure and properties. usage in medicine / Y. A. Petrovic [etc.] // Odontology.
— 2008. — V. 87, № 4. — P. 72-77.
7. Physicochemical, antimicrobial and antioxidant properties of chitosan films incorporated
with carvacrol / M. A. Lopez-Mata [et al.] // Molecules. — 2013. — Vol. 7, N 18. — P. 11.
8. Reconstructed corneas : effect of three-dimensional culture, epithelium, and tetracycline hydrochloride on newly synthesized extracellular matrix / N. Builles, V. Justin, V. Andre [et al.] // Cornea. — 2007. — N 10. — P. 1239-1248.
9. Sato K. Expression and distribution of CD44 and hyaluronic acid in human vocal fold mucosa / K. Sato, K. Sakamoto, T. Nakashima // >Ann. Oto. Rhinol. Laryngol. — 2006. — N 10. — P. 741-748.
10. Delgadillo-Armendariz N. L. Spectroscopy analysis of chitosan-glibenclamide hydrogels / N. L. Delgadillo-Armendariz, N. A. Rangel-Vazquez, A. I. Garcla-Castanon // Spectrochim. Acta. A. Mol. Biomol. Spectrosc. — 2013. — N 14. — P. 524-528.
