CC BY
73
ХИРУРГИЯ
УДК 616.379-008.64-06
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ И ЛЕЧЕНИЕ ГНОЙНЫХ РАН ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ
И.П.Завалий
CLINICAL AND EXPERIMENTAL RESEARCH OF THE STATE AND TREATMENT OF PURULENT WOUNDS IN THE DIABETES MELLITUS PATIENTS
LP.Zavalii
Институт медицинского образования НовГУ, Zavaliy @yandex.ru
Проведено экспериментально-клиническое исследование и сравнительная оценка течения и способов местного лечения ран с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы. При лечении раны применяли как механические методы обработки, ультразвуковую кавитацию, так и сорбенты. Отмечено, что применение комплексного патогенетического подхода в хирургическом лечении пациентов с использованием предложенных препаратов оказывает позитивное влияние на динамику раневого процесса.
Ключевые слова: сахарный диабет, синдром диабетической стопы, гнойно-некротические раны, раневой процесс
We conducted clinical and experimental research and comparative evaluation of the process and local treatment methods of pyonecrotic forms of diabetic foot syndrome. In the treatment of wounds we used mechanical processing methods, ultrasonic cavitation, and sorbents. It is noted that application of complex pathogenetic approach in the surgical treatment of patients, using the proposed remedies, has a positive impact on the dynamics of wound process.
Keywords: diabetes mellitus, diabetic foot syndrome, pyonecrotic wounds, wound process
Введение
Сахарный диабет — одна из ведущих проблем современной медицины. Раневой процесс и особенности его течения неизменно остаются в центре внимания и представляют одно из основных направлений в решении проблемы гнойно-некротических осложнений синдрома диабетической стопы (СДС) и последующей тактике хирургического лечения. В настоящее время высказывается мнение, что сахарный диабет негативно влияет на течение раневого процесса [1,2], замедляет заживление ран, которые приобретают длительный, рецидивирующий характер.
Морфологические аспекты заживления осложненных ран человека разработаны недостаточно, подходы к лечению ран неоднозначны, особенно в отношении раневого процесса на фоне сахарного диабета. Заживление ран протекает по общим законам и стандартным принципам регенерации тканей. Темпы этого процесса, его исход зависят от степени и глубины раневого повреждения, структурных особенностей пораженного органа, общего состояния организма, применяемых методов лечения. Проблема стимуляции репаративных и регенеративных процессов и борьбы с патогенной микрофлорой в гнойной ране на фоне сахарного диабета остается крайне насущной. Вместе с тем остается недостаточно изученным во-
прос местного лечения раневого процесса на фоне сахарного диабета, несмотря на многообразие средств и методов, предложенных с этой целью. В последние годы все большее внимание исследователей стали привлекать биополимеры, содержащие углеводы. К таким биополимерам относятся пектиновые вещества, в основе которых лежит пектиновая кислота, являющаяся полигалактуроновой кислотой. Пристального внимания заслуживают также используемые методы ультразвуковой хирургии обработки ран [3].
Цель исследования — экспериментально-клинический анализ течения ран с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы и способов их местного лечения.
Материал и методы исследования
Прослежена клиническая и морфологическая характеристика течения раневого процесса у больных с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы, у которых при лечении ран на фоне комплексной терапии раневого процесса применяли ультразвуковую кавитацию и в качестве сорбента использовали пектин — препарат Бэта-Beta. Сравнительный анализ проводили в двух группах. Основную группу составили 57 пациентов с гнойно-некротическими формами СДС, у которых при местном лечении раны применяли как механические методы обработки раны, ультразвуковую кавитацию,
так и сорбенты. Ультразвуковую обработку ран у пациентов основной группы проводили ультразвуковым аппаратом «Sonoca-180» фирмы Soring. Группу сравнения (контроль) составили 48 больных с гнойно-некротическими формами СДС, которым после проведения хирургической обработки осуществляли местное лечение раны мазями на водорастворимой основе — левомеколем и диоксидином.
Морфологические исследования проводились с использованием мазков-отпечатков и биопсийного материала. Ультразвуковую обработку ран проводили в соответствии с принципами лечения воспалительных процессов на различных стадиях. Выбор параметров мощности, времени воздействия, промежуточного раствора производили строго индивидуально, в зависимости от вида раны, срока ее существования, характера воспаления, индивидуальной чувствительности пациента. В качестве рабочего раствора использовали 0,02% водный раствор хлор-гексидина. Ультразвуковое лечение начинали с малой мощности, с постепенным ее повышением, принимая во внимание болевые ощущения пациента. Средняя скорость обработки составляла примерно 1 кв. см/мин, при этом ультразвуковое воздействие распределялось по всей поверхности раны. После ультразвуковой кавитации раны в качестве сорбента в местном лечении гнойных ран применяли пектин — препарат Бэта-Beta. Данный препарат и ультразвуковую кавитацию ран применяли в I и во II фазе раневого процесса по следующей методике: после обработки раневой поверхности 3% раствором перекиси водорода, промывания 1% раствором хлоргек-сидина, производили ультразвуковую кавитацию раны с раствором антисептика. В дальнейшем после подсушивания на рану наносили тонкий слой препарата в форме порошка. В зависимости от выраженности экссудативно-тканевой реакции на рану укладывали либо стерильные сухие, либо смоченные в 10% растворе натрия хлорида марлевые салфетки и фиксировали повязку. Процедуру повторяли 1-2 раза в день.
Оценку эффективности препарата проводили на основании визуального осмотра ран, цитологического исследования и бактериологической характеристики ран. Критериями эффективности препарата служили: ускорение сроков очищения ран; появление грануляционной ткани; уменьшение площади раневого дефекта; появление краевой эпителизации; уменьшение сроков нахождения пациентов в стационаре (койко-день). Забор первичного материала осуществлялся в момент первой хирургической обработки, а заключительный — на 15-20 сутки лечения.
Гистологическое исследование проводили по общепринятой методике. Биоптаты фиксировали в 10% нейтральном формалине и по общепринятой методике заливали в парафиновые блоки. Изготовленные из парафиновых блоков гистологические срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Препараты изучали и фотографировали с использованием системы микроскоп DM LB (Leica, Germany) — видеокамера JVC (USA) — ком-
пьютер Pentium IV. Использовали иммуноморфоло-гический метод. Иммунопероксидазным методом с применением четырех моноклональных антител исследовали особенности грануляционной ткани в двух группах наблюдений. Изучали те же биоптаты, которые исследовали гистологическим методом. В качестве первичных специфических антител использовали моноклональные антитела производства фирм NOVOCASTRA, DAKO и Lab Vision к маркеру эндотелия сосудов, антигену CD31 (позволяет визуализировать сосуды в тканях) и к коллагену I типа (для оценки качества коллагенообразования), к Т-лимфоцитам-хелперам (CD4) и Т-лимфоцитам-супрессорам и киллерам (CD8). С целью визуализации результата реакции связывания антигена с антителом использовали систему детекции «UltraVision LP Value HRP Polymer» (козьи антитела к кролику и мыши), Lab Vision США. Результат реакции с антителами к коллагену оценивали по общепринятой системе полуколичественным методом в баллах от 0 до 3-х (отсутствие реакции, слабая, умеренная и выраженная реакция), с антителами к Т-лимфоцитам-хелперам, супрессорам/киллерам — по количеству в грануляционной ткани таких клеток в поле зрения при увеличении микроскопа х400. Визуализацию раневого процесса осуществляли, ориентируясь на степень выраженности и продолжительности воспалительных проявлений в области раны (отек, гиперемия, раневой экссудат), состояние дна раны, а также фиксировали сроки появления грануляций, начала эпителизации и заживления раневых дефектов. Анализ раневого процесса проводили комплексно согласно стадиям его развития.
Экспериментальную модель раневого процесса формировали у крыс-самцов линии Wistar на фоне аллоксанового диабета [4]. Через 10 суток после воспроизведения модели аллоксанового диабета в асептических условиях после удаления волосяного покрова и обработки кожи настойкой йода и спиртом выполнялось моделирование хирургических ран задних конечностей — неинфицированных и инфицированных. Создание инфицированных ран выполнялось путем введения в края раны кишечной палочки в дозе 2х 106 микробных клеток и 0,25 мл 25% раствора сульфата магния. Гнойный очаг у подопытных животных возникал через 4-7 суток. Он возвышался над окружающими тканями, появлялась гиперемия, отечность кожи, симптом флюктуации. После получения экспериментальной модели гнойно-воспалительного очага производили его хирургическую обработку в объеме, обеспечивающем удаление нежизнеспособных тканей. Оперативное вмешательство выполняли под местной новокаиновой анестезией.
Экспериментальные исследования выполняли в 5 группах животных.
В первой группе (10 крыс) исследовали раневой процесс при неинфицированных ранах на фоне аллоксанового диабета. Во второй группе на крысах изучалось течение раневого процесса инфицированных ран (E.coli — 10 животных), без применения лечения при сахарном диабете. В
третьей группе животных исследовали течение раневого процесса инфицированных ран (E.coli — 10 животных), в лечении которых местно применялся пектин (препарат Бэта-Beta) на фоне сахарного диабета. У подопытных животных производили гистологические исследования тканей из края ран через 3, 7, 14 суток.
Данные, полученные в результате исследования, были обработаны на ПК Pentium IV с помощью программного комплекса Windows XP, Word и Excel 2007 с использованием параметрических и непараметрических методов вариационной статистики.
Результаты исследования
Применение метода ультразвуковой кавитации приводило к вымыванию фибрина, некротически измененных тканей и экссудата из труднодоступных участков раны с минимальной травматиза-цией здоровых тканей. Отмечено более быстрое завершение фазы воспаления, переход воспалительной фазы раневого процесса в репаративную. Характеризовалось это появлением в ранах пациентов сочных грануляций, уменьшением площади раны, возникновением краевой и островковой эпи-телизации. Подобная направленность раневого процесса объясняется еще и тем, что при кавитации происходит улучшение регионарной микрогемодинамики. На ЛДФ-грамме в ране и ближайших участках отмечено возрастание амплитуды колебания кривой и увеличение индекса микроциркуляции, в среднем на 0,2. Продемонстрировано, что уже после 1-2 сеансов кавитации значительно снижалась степень бактериальной обсемененности раны, в среднем с 10п-108 до 103-105 КОЕ. Это объясняется как непосредственным бактерицидным эффектом ультразвука, так и глубоким проникновением рабочего раствора.
После ультразвуковой кавитации раны в качестве сорбента в местном лечении гнойных ран применяли препарат Бэта-Beta. Существенные различия в динамике раневого процесса в основной и группе сравнения были отмечены уже к 7 дню лечения. Выражалось ускоренным переходом первой фазы раневого процесса во вторую у (72,3%) основной группы больных. Клиническая картина соответствовала очищению раны от некротических тканей с появлением активной грануляционной ткани и наличием в ней вертикальных сосудов, купированием явлений перифокального воспаления. Отделяемое из раны приобретало серозный характер, отмечалась нормализация микроциркуляторных нарушений. Результаты морфологических исследований подтверждали клиническую картину и демонстрировали явления новообразования мелких сосудов с выраженной пролиферацией эндотелиальных клеток, которые в свою очередь являются индукторами процессов регенерации. Активная пролиферация эндотелиоцитов коррелировала с приростом количества в ранах макрофагов.
Известно, что макрофаги способны выделять индукторы ангиогенеза, стимулирующие пролифе-
рацию эндотелиоцитов. Макрофаги — клетки, занимающие основополагающие позиции в реализации функций как специфической защиты — иммунитета (взаимодействие с Т- и В-лимфоцитами), так и неспецифической (фагоцитоза), а также играющие не менее важную роль в реакциях воспаления и регенерации. Увеличение содержания макрофагов происходило параллельно с повышением их функциональной активности. Чаще, чем у пациентов группы сравнения, определялись контакты макрофагов с фибробластами. Возрастала численность более зрелых фибробластов, которые были окружены зрелыми коллагеновыми волокнами. Более благоприятное течение раневого процесса основной группы больных демонстрирует и состояние иммуннокомпетентных клеток. Результаты им-муноморфологического исследования свидетельствуют о преобладании Т-лимфоцитов-хелперов в грануляционной ране и умеренном содержании Т-лимфоцитов-супрессоров.
Цитологическая картина характеризуется преобладанием нейтрофильных лейкоцитов с нормальной структурой ядер и цитоплазмы, завершенным характером фагоцитоза в них. Число разрушенных нейтрофилов после обработки ран ультразвуком и препаратом Бэта-Beta уменьшилось с 78% до 11. В мазках-отпечатках отмечено отсутствие микрофлоры у 45,9% больных (или ее резкое подавление у 39,3%), что позволяет отнести препарат к группе смешанных антисептиков. Отмечено, что препарат Бэта-Beta обладает выраженными адсорбционными, гигроскопическими и протеолитиче-скими свойствами, что способствует очищению раны от гнойного экссудата и детрита. Очищение раны сопровождалось активизацией процессов регенерации, появлением грануляций и формированием эпителия, что свидетельствовало о восстановлении нарушенных эпителиально-мезенхимальных связей (паренхимо-стромальных отношений).
К 15 дню лечения различия в течение раневого процесса в исследуемых группах продолжали возрастать. У больных основной группы происходило более быстрое завершение второй стадии раневого процесса и появление островковой и краевой эпителизации. Морфологическая картина гистологических препаратов коррелировала с клинической динамикой течения раневого процесса. На препаратах выявлялась четкая картина формирования эпителиальной ткани. Оценка результатов микробиологического исследования выявила резкое снижение обсемененности ран (в среднем 102). Это позволило у 78,7% пациентов основной группы произвести сведение краев раны или пластическое закрытие раневого дефекта. У больных группы сравнения (контрольной), получавших традиционное лечение, течение раневого процесса существенно отличалось от пациентов основной группы: тенденция к очищению трофических язв и послеоперационных ран у большинства пациентов (61,9%) наблюдалась только на 10—12-е сутки, а грануляционная ткань появлялась не ранее чем на 14 сутки (см. рис.).
14-15 сут
10-12 сут 6-7 сут
□ контрольная □ основная
3-4 сут
Рис.1. Сравнительная характеристика течения раневого процесса и сроков очищения ран (в сутках) у основной и сравниваемой (контрольной)групп пациентов
Морфофункциональная оценка состояния тканевых структур раневого дефекта у крыс в условиях эксперимента проведена на аллоксановой модели диабета. Аллоксановая модель сахарного диабета характеризуется прямым повреждение р-клеток поджелудочной железы крыс [4], сопровождающимся нарастанием глюкозы крови с первых же суток после введения ал-локсана. Введение аллоксана приводит к появлению гипергликемии, подтвержденной при проведении лабораторных проб, на сроке 10-й день после введения аллоксана (уровень глюкозы крови составлял 11,5±1,91 ммоль/л). Уровень глюкозы у интактных животных составлял 5,2±0,36 ммоль/л. Гипергликемия сохранялась до конца эксперимента (25 суток).
Раневой процесс на фоне экспериментального диабета характеризовался рядом особенностей и отличался от такового у интактных животных, где уровень глюкозы составлял 5,2±0,36 ммоль/л. На этапе пролиферации раны отмечены выраженные изменения эндотелия и адвентициальных клеток, которые завершались склерозом и гиалинозом стенок кровеносных сосудов. Таким образом, имело место развитие явлений микроангиопатии, что дает возможность рассматривать диабетическую микроангиопатию в качестве одного из морфофункциональных проявлений сахарного диабета. В сосудах происходило сужение просвета, имели место явления сладжирования и формирования микротромбов. Отмечались деструктивные изменения клеточных структур сосудов, гипертрофия ядер эндотелиоцитов, кровоизлияния. Наблюдались явления периваскулярной инфильтрации. Выраженные изменения происходили в соединительной ткани раны. На седьмые сутки площадь неинфи-цированных ран уменьшается на 50-60% от размеров начальной, отмечалась краевая эпителизация. К четырнадцатым суткам происходило практически полное закрытие раневого дефекта и рост волос вокруг раны. Во второй группе животных экзогенное инфицирование раневой области (Е. соИ) приводило к развитию нагноительных процессов, которые значительно нарастали в динамике.
К 3-м суткам в инфицированных ранах на фоне сахарного диабета наблюдаются выраженная гнойная инфильтрация тканей, отек и гиперемия краев и дна раны. Отделяемое из ран гнойное, с клеточным детритом и участками некротизированных тканей. К 7-м
суткам происходило уменьшение явлений гнойной инфильтрации тканей, очищение раны от некротических масс. Отмечалось уменьшение отека и гиперемии краев и стенок ран, имело место формирование грануляционной ткани. Сравнительный анализ гнойно-воспалительного процесса на фоне диабета и без него выявил значительное отягощение процесса диабетом, замедление его течения, по сравнению со стандартными сроками.
К 3-м суткам в инфицированных ранах на фоне сахарного диабета при местном применении пектина (препарат Бэта-Beta) наблюдается более выраженная лейкоцитарная и макрофагальная реакции, что приводит к более быстрому очищению раны. Гнойная инфильтрация тканей умеренная, отек и гиперемия краев и дна раны идут на убыль. Количество гнойного отделяемого из ран незначительное. Более выраженная контракция ран по сравнению с группой животных без препарата. На седьмые сутки гнойного отделяемого из ран практически нет, не наблюдаются выраженные признаки воспаления: отсутствует отек и гиперемия тканей, местное повышение температуры. Происходит значительное уменьшение площади ран, выраженные процессы образования грануляционной ткани и начальные явления краевой эпителизации.
На четырнадцатые сутки при местном применении препарата наблюдается практически полное закрытие раневого дефекта. Вокруг раны происходит восстановление волосяного покрова. В данной группе при местном применении препарата Бэта-Ве1а на третьи сутки отмечена смена дегенеративно-воспалительного типа цитограмм на воспалительный и воспалительно-регенераторный. Цитограммы в основном состоят из нейтрофилов, но их количество снизилось до 63,3±0,8%, деструктивные лейкоциты при этом уменьшились до 1,5±0,6%. В цитограммах определялись фибробласты 12,1±1,7%. Количество макрофагов составляло 10,2±0,2%. На пятые сутки местного применения препарата Бэта-Ве1а преобладали цитограммы регенераторно-воспалительного типа и на седьмые сутки — в основном регенераторного типа.
Таким образом, исследуя биоптаты, изъятые из области гнойно-некротических ран задних конечностей крыс, при местном применении препарата сорбента - пектин: препарат Бэта-Beta, мы получили значительные морфологические отличия в динамике и характере раневого процесса. Уменьшалась выраженность некробиотических и некротических изменений в тканях кожи, локализованных в гнойно-некротическом очаге. Под действием препарата препарата Бэта-Beta уже на 3 сутки в ране происходили позитивные изменения в сторону активации проли-феративных процессов — появление клеточных элементов грануляционной ткани, умеренно инфильтрированной нейтрофильными лейкоцитами. В значительной мере усиливался процесс ангиогенеза
Таким образом, применение препарата Бэта-Beta создает более благоприятные условия для последующей дифференцировки грануляционной ткани и продолжающегося новообразования кровеносных сосудов микроциркуляции, что приводит к более эффективному заживлению раневой области.
Выводы
1. Репаративные процессы у больных СД замедлены, раневой процесс часто протекает с осложнениями. Удлиняются сроки резорбции и отторжения некротических тканей в ране, длительное время наблюдается отек.
2. Раневой процесс на фоне СД характеризуется снижением численной плотности сосудов грануляционной ткани, замедлением и нарушением созревания грануляционной ткани, дистрофическими нарушениями пучков коллагеновых волокон, появлением очагов нагноения грануляционной и зрелой соединительной ткани.
3. Использование ультразвуковой кавитации и сорбента — препарата Бэта-Beta позволяют усилить ангиогенез и восстановить нарушенную микроциркуляцию, повысить макрофагальную реакцию, пролиферацию фибробластов, созревание и ремодели-рование грануляционной ткани и ее эпителизацию, уменьшить явления воспалительной реакции.
4. Сформирована экспериментальная модель аллоксанового диабета для изучения лечебных репа-ративных эффектов воздействия препарата Бэта-Beta при его местном применении в условиях гнойно-некротических ран мягких тканей крыс.
5. Исследования клеточных структур ран демонстрируют положительную динамику течения репа-ративных процессов у экспериментальных животных с аллоксановым диабетом при местном введении сорбента — препарата Бэта-Ве1а. Это проявилось в улучшении процессов ангиогенеза, развитии грануляционной ткани и эпителизации раневых поверхностей.
1. Брискин Б.С., Дибиров М.Д., Хамитов Ф.Ф. и др. Гнойно-некротические осложнения синдрома диабетической стопы и их отражение в МКБ-10 и стандартах страховой медицины // Хирургия. 2007. №>1. С.49-55.
2. Proshin A.V. Particularities of wound process dynamics in patients with pyonecrotic forms of diabetic foot syndrome,
using complex approach in surgical treatment // Vestnik Novgorod State Universiti. Issue: Medical Sciences. 2011. №62. Р.78-82.
3. Гостищев В.К., Афанасьев А.Н. Стандарты лечебно-диагностических мероприятий у больных диабетической остеоартропатией и гнойно-некротическими поражениями стоп // Сб. ст. конф. «Стандарты диагностики и лечения в гнойной хирургии». М., 2001. С. 107-112.
4. Григорьева М.В., Федорова Н.П., Прошина Л.Г. Функциональная морфология соединительной ткани кожи и поджелудочной железы при экспериментальных воздействиях // Клиническая медицина. Вопросы клиники, диагностики, профилактики и лечения: межвуз. сб. стран СНГ. В.Новгород—Алматы, 2009. Т.17. С.165-169.
References
1. Briskin B.S., Dibirov M.D., Khamitov F.F., Proshin A.V., Iakobishvili Ia.I. Gnoino-nekroticheskie oslozhneniia sindroma diabeticheskoi stopy i ikh otrazhenie v MKB-10 i standartakh strakhovoi meditsiny [Purulent and necrotic complications of diabetic foot syndrome and their reflection in ICD-10 and standards of insurance medicine]. Khirurgiia. Zhurnal im. N.I. Pirogova - Surgery. Journal named after N.I. Pirogov, 2007, no. 1, pp. 49-55.
2. Proshin A.V. Particularities of wound process dynamics in patients with pyonecrotic forms of diabetic foot syndrome, using complex approach in surgical treatment. Vestnik NovSU. Issue: Medical Sciences, 2011, no. 62, pp. 78-82.
3. Gostishchev V.K., Afanas'ev A.N. Standarty lechebno-diagnosticheskikh meropriiatii u bol'nykh diabeticheskoi osteoartropatiei i gnoino-nekroticheskimi porazheniiami stop [The standards of diagnostic and treatment measures in patients with diabetic osteoarthropathy and pyonecrotic lesions of the foot]. Sbornik statei konferentsii «Standarty diagnostiki i lecheniia v gnoinoi khirurgii» [Proc. of the Scient. Conf. "The standards of diagnostics and treatment in purulent surgery"]. Moscow, 2001, pp. 107-112.
4. Grigor'eva M.V., Fedorova N.P., Proshina L.G. Funktsional'naia morfologiia soedinitel'noi tkani kozhi i podzheludochnoi zhelezy pri eksperimental'nykh vozdeistviiakh [Functional morphology of connective tissues of the skin and pancreas in experimental exploration]. Klinicheskaia meditsina. Voprosy kliniki, diagnostiki, profilaktiki i lecheniia: mezhvuz. sb. stran SNG [The issues of clinical picture, diagnostics, preventive measures, and treatment. Collected works of the Universities of CIS Countries]. Vol .17. Velikii Novgorod, Almaty, 2009, pp. 165-169.
