CC BY
12
УДК 615.451.35:616.381-002-073.27
ГИПЕРГАЗИРОВАННОСТЬ, ГИПЕРБАРИЧНОСТЬ, ГИПЕРОСМОЛЯРНОСТЬ, ГИПЕРТЕРМИЧНОСТЬ, ГИПЕРЩЕЛОЧНОСТЬ И ВЫСОКАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ АКТИВНОСТЬ РАСТВОРА КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ПРОМЫВОЧНОЙ АКТИВНОСТИ
УРАКОВА НА., УРАКОВ А.Л., *ЧЕРЕШНЕВ В.А., МИХАЙЛОВА НА., «ДЕМЕНТЬЕВ В.Б., ТОЛСТОЛУЦКИЙ А.Ю.
ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия», Ижевск, Россия *Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, Екатеринбург, Россия, **Институт прикладной механики УрО РАН, Ижевск, Россия,
АННОТАЦИЯ. Интенсивность взаимодействия диализирующих растворов с содержимым гнойных полостей и промывочная активность повышены на межфазном уровне за счет гипертермии, гипергазирования, гипербарии, гиперзащелачивания и повышения поверхностной активности препаратов.
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность борьбы за жизнь пациента при гнойном перитоните, плеврите и нагноении других полостей, сочетающихся с почечной недостаточностью, во многом определяется эффективностью проводимого интракорпорального диализа [1,2]. Несмотря на важность этой процедуры она все еще далека от совершенства, как например далек от совершенства перитонеальный диализ, который до сих пор производится «вслепую» и без критериев эффективности промывания брюшной полости [3,4].
Так, соблюдая стандарт перитонеального диализа, при его осуществлении сначала с помощью урологического катетера опорожняют мочевой пузырь, переводят пациента в горизонтальное положение лежа на спине, разрезают брюшную стенку до апоневроза по средней линии живота под местной анестезией, вводят в брюшную полость 1000 -2000 мл диализирующего раствора при температуре 37°С или газа двуокиси углерода, перфорируют апоневроз и брюшину. Затем вводят в брюшную полость два катетера, причем, конец одного из них вводится в верхний отдел брюшной полости, а конец другого - в полость малого таза. После этого через верхний катетер осуществляют постоянное введение, а через нижний - выведение диализирующего раствора со скоростью 100 мл/мин на протяжении 12 - 18 часов ежедневно. При этом после введения 2 - 3 л раствора пациента переводят в фаулеровское положение [5].
ГИПЕРГАЗИРОВАННОСТЬ, ГИПЕРБАРИЧНОСТЬ, ГИПЕРОСМОЛЯРНОСТЬ, ГИПЕРТЕРМИЧНОСТЬ, ГИПЕРЩЕЛОЧНОСТЬ И ВЫСОКАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ АКТИВНОСТЬ РАСТВОРА КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ПРОМЫВОЧНОЙ АКТИВНОСТИ
Сравнение указанного способа диализа с современными способами стирки белья в стиральных машинах демонстрирует игнорирование многих факторов межфазного взаимодействия растворов с гнойным содержимым брюшной полости. Безусловными недостатками являются отсутствие декомпрессии кишечника, «слепая» (без визуализации) перфорация брюшной стенки скальпелем, «слепая» катетеризация брюшной полости, «слепое» введение в нее диализирующего раствора и отсутствие специальных «промывочных» растворов. Дело в том, что отсутствие декомпрессии кишечника, бесконтрольное и неуправляемое введение в брюшную полость режущих и колющих инструментов, а также растворов способствуют дополнительному повреждению полых органов и неравномерному промыванию полости.
В то же время, продвижение в глубине тела пациента колющих, режущих инструментов и нахождение лекарственных средств могут быть визуализированы с помощью ультразвукового исследования (УЗИ) [6,7], а промывание полостей может быть оптимизировано «правильным» использованием растворов за счет повышения их промывочной активности и изменения расположения тела пациента в пространстве [8,9].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Выяснение указанных закономерностей проведено нами в модельных условиях с использованием стеклянных или эластичных прозрачных моделей брюшной и других полостей, наполненных вязкой коллоидной жидкостью и промываемой диализирующими растворами при температуре 32, 37 или 42°С. Диализирующий раствор общепринятого состава готовили следующим образом: к 1000 мл дистиллированной воды добавляли 5,67 г натрия хлорида, 3,92 г натрия молочнокислого, 0,257 г кальция хлорида, 0,152 г магния хлорида, 15,0 г глюкозы. Раствор имел показатель рН 5,5. Модифицированный раствор отличался от общепринятого тем, что вместо натрия молочнокислого в него вводился эуфиллин вплоть до рН 9,0. Кроме этого модифицированный раствор дополнительно газировали двуокисью углерода под избыточным давлением 0,2 атм при +8°С.
Возможность визуализации процессов катетеризации и перемещения диализирующего раствора в брюшной полости при изменении положения тела изучена в экспериментальных условиях на поросятах с помощью переносного аппарата УЗИ «А1ока 900». Перед введением раствора предварительно обеспечивали анестезию брюшной стенки и брюшной полости раствором 0,5% новокаина.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В модельных и экспериментальных условиях показано, что декомпрессия надутых полых органов существенно уменьшает их объем и повышает приведенный удельный вес, что уменьшает величину давления полых органов, оказываемого ими друг на друга и на переднюю брюшную стенку в положении лежа на спине, препятствует всплытию и способствует утоплению петель кишечника в брюшной полости, облегчая в последующем заполнение внутрибрюшинного пространства раствором. Оказалось, что применение УЗИ позволяет определить область передней стенки брюшной полости, не имеющей контакта с внутренними органами. В связи с этим появляется возможность осуществления более точной и безопасной перфорации в наиболее безопасной зоне передней брюшной стенки при исключении ранений кишечника.
Кроме этого, показано, что применение УЗИ позволяет визуализировать и контролировать продвижение конца катетера внутри полости и размещение его в «нужном месте», что также уменьшает травматизм, повышает безопасность, эффективность и точность процедуры. В частности с помощью УЗИ удается более точно разместить концы катетеров в самой нижней и в самой верхней частях брюшной полости. Такое расположение концов катетеров в полости обеспечивает наиболее эффективное ее промывание за счет увеличения расстояния между катетерами до самых крайних гравитационных значений.
Результаты изучения особенностей перемещения раствора в полости при изменении ее положения в пространстве свидетельствуют о целесообразности поочередного введения раствора через нижний катетер. Дело в том, что введение раствора поочередно через оба катетера при занятии одним из них нижней позиции вплоть до начала выведения раствора из верхнего катетера с последующим приданием полости противоположного вертикального положения обеспечивает более эффективное заполнение и промывание раствором всех отделов полости и исключает длительную задержку отдельных порций раствора в неподвижном состоянии в отдельных частях полости.
Исследование с помощью УЗИ полости при введении в нее газированного и негазированного растворов показало преимущества первого, поскольку при этом в полости образуются пузырьки газа, которые могут быть визуализированы с помощью УЗИ. Наблюдение за направленностью перемещения пузырьков с помощью УЗИ позволяет контролировать процесс перемещения раствора в полости, а одновременное изменение расположения полости в пространстве позволяет изменять внутриполостное перемещение пузырьков газа, поскольку они всегда стремятся кверху. Это позволяет управлять процессом перемещения раствора внутри полости путем изменения ее положения в пространстве, находя эмпирически такое положение, при котором требуемая часть полости оказывается на пути перемещения пузырьков газа (а вместе с ним и раствора) кверху.
ГИПЕРГАЗИРОВАННОСТЬ, ГИПЕРБАРИЧНОСТЬ, ГИПЕРОСМОЛЯРНОСТЬ, ГИПЕРТЕРМИЧНОСТЬ, ГИПЕРЩЕЛОЧНОСТЬ И ВЫСОКАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ АКТИВНОСТЬ РАСТВОРА КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ПРОМЫВОЧНОЙ АКТИВНОСТИ
В связи с этим указанные преимущества газированного раствора позволяют эффективно промывать всю полость под контролем УЗИ.
Изучение особенностей перемещения газированного раствора в модельных условиях показало, что для эффективного промывания полости, имеющей множество замкнутых пространств, раствор следует подавать в нее снизу, а не сверху, как этого требует современный стандарт. В связи с этим газированный раствор следует вводить в брюшную полость поочередно через оба катетера, причем каждый раз через тот из них, который оказывается снизу. В этом случае появляющиеся внизу пузырьки газа будут двигаться кверху через всю полость, перемешивая раствор и проникая в узкие пространства между петлями кишечника.
«Нижняя подача» газированного раствора в полость имеет еще одно существенное преимущество перед «верхней». При заполнении полости снизу вводимый раствор постепенно заполняет собой все свободное пространство, выталкивая воздух кверху. При этом в полости появляется горизонтально расположенный верхний уровень раствора. Наблюдение за его перемещением позволяет добиваться полного заполнения полости и своевременного удаления газов наружу, поскольку по мере введения раствора в полость горизонтальный уровень раствора поднимается вверх, а раствор при этом заполняет собой последовательно всю полость, вытесняя из нее воздух и/или газ через верхний катетер.
Выяснено, что некоторая часть пузырьков газа образуется в пространствах, ограничивающих их перемещение кверху. Поэтому эти пузырьки могут задерживаться в них на некоторое время, пока в очередной раз полость не будет переведена в противоположное вертикальное положение.
Преимуществом промывания полости газированным раствором является также и то, что при этом появляется возможность промывания замкнутых пространств. Дело в том, что при перемещении вверх пузырьки газа способны проникнуть в замкнутое куполообразное пространство, скопиться там, способствуя увеличению его объема и появлению в нем свежей порции раствора, улучшая эффективность промывания замкнутого пространства.
Полученные результаты и проведенные на их основе теоретические расчеты позволили нам создать оригинальное средство, обладающее максимально выраженными «промывными» свойствами. Средство имеет следующее соотношение компонентов, масс.%:
Перекись водорода 2,7 - 3,3
Натрия хлорид 0,9 - 10,0
Двуокись углерода до создания избыточного давления 0,2 атм при +8°С
Вода для инъекций Остальное
Перекись водорода в указанной концентрации обеспечивает достаточно эффективный дезодорирующий эффект за счет высвобождения молекулярного кислорода.
Натрия хлорид в указанной концентрации придает раствору гиперосмотические свойства в диапазоне 280 - 3110 мОсм/л воды без угрозы некроза промываемых тканей. Гиперосмотическая активность придает раствору дегидратирующие свойства, что усиливает антисептическое и обеспечивает противоотечное влияние на воспаленные отечные ткани.
Повышение газированности раствора за счет использования газа двуокиси углерода обеспечивает безопасность газированного раствора, поскольку двуокись углерода относится к биологически инертным газам. Введение двуокиси углерода до создания в растворе избыточного давления 0,2 атм (атмосфер) при +8°С позволяет повысить потенциальную газированность раствора до максимальных эффективных значений, которые обеспечивают реализацию выраженного гейзероподобного действия и не угрожают чрезмерно интенсивным образованием газа и не повреждают ткани. Хранение и использование раствора с избыточным давлением в 0,2 атм при +8°С обеспечивает достаточную безопасность его для медицинского персонала.
Преимуществом препарата является то, что при введении раствора в гнойную полость или в свищевой канал происходит одновременное образование молекулярного кислорода и углекислого газа. Исследования показали, что высвобождение двуокиси углерода происходит за счет понижения давления в растворе независимо от наличия биологических тканей в полости. При этом процесс газообразования является более интенсивным, чем процесс высвобождения молекулярного кислорода из перекиси водорода, зависящего от активности каталаз. Поэтому введение данного раствора в полость или свищевой канал тут же сопровождается интенсивным образованием пузырьков углекислого газа и высоко эффективным «выбрасыванием» из него наружу вместе с жидкими, вязкими и плотными биологическими массами.
Предложенное нами гипергазированное, гипербарическое и гиперосмотическое промывочное средство создает хорошие условия для механического очищения гнойных полостей за счет снятия отека и бурлящего разделения среды на две фазы: водную и газовую. Возникающей эффект гейзера способствует очищению полости от гнойных масс. Выделяющийся вслед за этим молекулярный кислород рационально используется для дезодорации и инактивации тех биологических тканей, которые не удалось удалить наружу.
Нами в модельных условиях был воспроизведен процесс санации свищевого канала гипергазированным и гипербарическим антисептическим средством. В роли модели свищевого канала были использованы стеклянные пробирки объемом по 20 мл, которые наполовину были заполнены серозно-гнойным содержимым, взятым из плевральной полости больного деструктивной пневмонией, и поставлены вертикально в лабораторный штатив. Затем в область дна каждой пробирки был введен конец
ГИПЕРГАЗИРОВАННОСТЬ, ГИПЕРБАРИЧНОСТЬ, ГИПЕРОСМОЛЯРНОСТЬ, ГИПЕРТЕРМИЧНОСТЬ, ГИПЕРЩЕЛОЧНОСТЬ И ВЫСОКАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ АКТИВНОСТЬ РАСТВОРА КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ПРОМЫВОЧНОЙ АКТИВНОСТИ
стандартного подключичного катетера. Далее в первой серии опытов через катетер в
область дна пробирок вводили по 5 мл водного раствора, содержащего 3% перекиси
водорода и 0,05% антифебрина при 32, 37 и 42°С. Оказалось, что во всех пробирках
сразу же после введения раствора появлялись мелкие (диаметром не более 1 мм)
пузырьки газа, поднимающиеся кверху на поверхность содержимого пробирки, где
пузырьки лопались и исчезали. Интенсивность образования и всплытия пузырьков
кверху повышалась с повышением температуры на каждые 5°С ориентировочно в 1,5
раза. Однако интенсивность перемешивания серозно-гнойного содержимого оставалась
недостаточной для эффективного удаления его кверху и наружу. Даже при нагревании
среды до 42°С наиболее «густая» часть серозно-гнойного содержимого не изменяла
своего расположения у дна пробирок, и пробирки оставались не промытыми.
Во второй серии опытов введение через такой же катетер в область дна пробирок по 5 мл водного раствора, содержащего 3% перекиси водорода, 2% натрия хлорида и двуокиси углерода до создания избыточного давления в 0,2 атм при 32, 37 и 42°С приводило к бурному вспениванию серозно-гнойного содержимого с образованием крупных пузырьков газа диаметром до 4 - 5 мм и к выбросу практически всего содержимого пробирки наружу вместе с густыми фрагментами его из области дна пробирки при всех температурных режимах, но наиболее интенсивно - при гипертермии. После этого в пробирках оставалось лишь незначительное количество разбавленного серозно-гнойного содержимого на самом их дне. Затем в оставшемся содержимом пробирок с меньшей интенсивностью образовывались мелкие газовые пузырьки диаметром около 1 мм, которые поднимались кверху и лопались на поверхности раствора. Интенсивность их образования повышалась с повышением температуры, а всплытие пузырьков кверху сопровождалось перемешиванием разбавленного содержимого с той же интенсивностью, что и в первой серии опытов.
Вслед за этим решено было повысить промывочную активность раствора посредством дополнительного введения в него 2,4 - 24% эуфиллина, обладающего свойством поверхностно-активного вещества (ПАВ) и щелочностью [9]. Проведенные в модельных условиях исследования промывочной активности модифицированного раствора подтвердили наше предположение. Подогретые до 42°С растворы с эуфиллином при уровне рН 9,0 обеспечивают полное промывание пробирок при однократном применении.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработанные способы повышения промывочной активности растворов лекарственных средств в гнойных полостях за счет привлечения физико-химических, аэрогидродинамических и биомеханических закономерностей активации межфазного взаимодействия с гнойными тканями показывают перспективность прикладной физикохимической и биомеханической фармакологии и фармации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мустафин Р.Д., Кучин Ю.В., Кутуков В.Е.Программированная релапаротомия при распространенном гнойном перитоните // Хирургия. Журнал им. Н.И.Пирогова: Научно-практический журнал. - 2004. - № 10. - С. 27 - 30.
2. Ларичев А.Б., Волков А.В., Абрамов А.Ю. Лечение распространенного послеоперационного перитонита // Российский медицинский журнал. - 2006. - № 1. - С. 8 - 12.
3. Жидков С.А., Трухан А.П. Актуальность санационных релапоротомий в лечении рспространенного перитонита у лиц пожилого и старческого возраста // Медицинская панорама. 2006. - № 3. - С. 43 - 44.
4. Багдасарова Е.А., Абагян А.Э., Иванников В.А., Тавада А.В. Полуоткрытая лапаростомия в лечения больных распространенным перитонитом/ / Анналы хирургии: Научно-практический журнал. - 2004. - № 1. - С. 61 - 65.
5. Большая медицинская энциклопедия: [В 30-ти т./ АМН СССР]. Гл. ред. Б.В.Петровский. - 3-е изд. - М.: Советская энциклопедия. - Т. 19. ПЕРЕЛЬМАН -ПНЕВМОПАТИИ, 1982 - С. 83 - 87.
6. Способ паранефральной инъекции по Н.С.Стрелкову [Текст]: пат. 2281035 Рос. Федерация : МПК7 А 61 В 8/00, А 61 К 31/245, А 61 Р 23/02, А 61 М 5/158, А 61 М 5/178, А 61 В 17/00 / Стрелков Н.С., Стрелкова Т.Н., Ураков А.Л., Уракова Н.А., Садилова П.Ю., Тихомирова М.Ю., Любимова Н.Е.; заявитель и патентообладатель Стрелков Николай Сергеевич. - № 2004131087/14; заявл.25.10.04; опубл. 10.04.06, Бюл. № 22. - 3 с.
7. Способ промывания желудка [Текст]: пат. 2289438 Рос. Федерация: МПК7 А 61 М 25/00, А 61 В 5/06 / Стрелков Н.С., Ураков А.Л., Уракова Н.А.,Карлова Т.Б., Ватулин В.В.; заявитель и патентообладатель Уракова Наталья Александровна. - № 2004133871/14; заявл.19.11.05; опубл. 20.12.06, Бюл. № 35. - 3 с.
8. Способ водолечения патологии желудка при беременности [Текст]: пат. 2256455 Рос. Федерация : МПК7 А 61 К 35/08 / Полянский Н.Т., Ураков А.Л., Уракова Н.А., Овчинникова Е.Н.; заявитель и патентообладатель Уракова Наталья Александровна. - № 2003106758/14; заявл. 11.03.03; опубл. 20.07.05, Бюл. № 20. - 5 с.
9. Способ лечения эмпиемы плевры по Н.С.Стрелкову [Текст]: пат. 2334456 Рос. Федерация: МПК7 А 61 17/00, А 61 В 8/12, А 61 М 25/01, А 61 К 31/132, А 61 Р 11/00 / Стрелков Н.С., Ураков А.Л., Уракова Т.В., Уракова Н.А., Елхов И.В., Тихомирова М.Ю., Садилова П.Ю., Ватулин В.В.; заявитель и патентообладатель Уракова Наталья Александровна. - № 2005136756/14; заявл. 25.11.05; опубл. 30.10.07. Бюл. № 22. - 4 с.
SUMMARY. Intensity of interaction dialisating solutions with contents of purulent cavities and clearing activity are raised at an interphase level due to hypertermia, hyperaeria, hyperbaria, hyperalcalosis and increases of superficial activity of preparations.
