CC BY
28
НОВЫЙ СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ ХРОНИЧЕСКОГО РИНОСИНУСИТА
Добрецов К.Г.1, Лопатин А.С.2, Столяр С.В.3\ УДК: 616.211-002.2-08
Сипкин А.В.1, Ладыгина В.П.5, Пронина Ю.В.6
Дорожная клиническая больница на станции Красноярск;
2Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова;
3Институт физики СО РАН, Красноярск;
4Сибирский федеральный университет, Красноярск;
5Международный научный центр исследований экстремальных состояний организма при Президиуме КНЦ СО РАН, Красноярск;
6ООО «Лор-пе^>, Красноярск.
Резюме
Настоящее исследование посвящено изучению нового способа местного введения антибиотиков при лечении хронического риносинусита с помощью магнитных наночастиц и внешнего магнитного поля. Было пролечено 64 больных с обострением хронического риносинусита, из них 31 пациент местно применял наночастицы, ассоциированные с антибиотиком амоксиклав. Антибиотик в количестве 1,2 г растворяли в 5 мл раствора наночастиц. Полученный раствор вводили в полость носа на турундах, с последующим магнитовоздействием в течение 20 минут. В результате, на 5 сутки выраженность эндоскопических критериев воспаления у больных, леченных наночастицами с антибиотиком, была меньше (2,3±0,5 балла), чем при традиционной терапии (3,2±0,2 балла); бактериальная обсемененность скуднее (Staphylococcus - 104 КОЕ/мл, против 107 КОЕ/мл в контроле, Streptococcus - 103 КОЕ/мл, против 106К0Е/мл в контроле и Enterobacteriaceae - 102 КОЕ/мл, против 104 КОЕ/мл в контроле), а цитологическая картина лучше - наблюдался регенеративно-воспалительный характер, тогда как в контроле в цитограммах доминировало воспаление. Положительные результаты исследования позволяют рекомендовать использование наночастиц с амоксиклавом к широкому применению в практической оториноларингологии.
Ключевые слова: наночастицы, магнитное поле, хронический рино-синусит, антибиотики, местная терапия.
NEW RHINOSINUSITIS TREATMENT METHOD
Dobretsov K.G., Lopatin A.S., Stolyar S.V.
Sipkin A.V., Ladygin V.P., Pronina Yu.V.
The article features a research on the new method of local administration of antibiotics in the treatment of active rhinosinusitis by magnetic nanoparticles and external magnetic field. 64 patients were treated with chronic rhinosinusitis: 31 patients - local use of nanoparticles with amoxiclav. Antibiotics in amount of 1,2 g were diluted in 5 ml of nanoparticles’ solution. The solution was introduced into the nasal cavity on gauze trailers and exposed to magnetic field during 20 minutes. Results: Endoscopic score (degree of inflammation) were reduced after treatment by antibiotics with nanoparticles (2,3 ±0,5 indices) in comparison with traditional treatment (3,2±0,2 indices); bacterial count (Staphylococcus - 104KOE/ml, versus 107K0E/ma in control, Streptococcus - 103KOE/ml, versus 1 06K0E/ma in control and Enterobacteriaceae - 102K0E/ml, versus 104K0E/ml in control); nasal cytology showed signs of both regeneration and inflammation in the study group, in the control group - signs of active inflammation prevailed. Thus, results of the study proved efficacy of local therapy with antibiotic-associated magnetic nanoparticles in treatment of chronic rhinosinusitis.
Keywords: nanoparticles, magnetic field, chronic rhinosinusitis, antibiotics, local therapy.
Проблема хронического риносинусита является одной из актуальных в оториноларингологии, занимая первое место среди всех хронических воспалительных заболеваний. В среднем около 5-15% взрослого населения и 5% детей страдают той или иной формой хронического синусита, а больные, госпитализированные по поводу болезней около-носовых пазух, составляют примерно 2/3 от общего числа пациентов специализированных стационаров [8].
В последние десятилетия произошел существенный прогресс в изучении этиопатогенеза этого заболевания, и первую очередь это связано с появлением современного диагностического оборудования: микроскопы, эндоскопы, компьютерные томографы и пр. [7]. Однако, при этом, количество новых методов консервативного лечения хронического риносинусита невелико. Возможно, это произошло из-за снижения появления лекарственных препаратов на фармацевтическом рынке - менее чем один препарат в год на одну компанию [1].
На сегодняшний день в медицинских кругах широко обсуждается идея создания лекарственных форм, обеспечивающих направленную доставку веществ к месту действия. Весьма интенсивно ведутся исследования по из-
учению возможности использования носителей лекарств в виде наночастиц [2, 11, 10, 12].
Под термином наночастицы принято понимать коллоидные частицы размером от 10 до 1000 нанометров, состоящие из макромолекулярного биодеградирующего и биосовместимого материала, в который активно внедрено лекарственное вещество [6, 9].
Однако, проблема направленного транспорта антибиотиков с помощью полимерных наночастиц ввиду малочисленности, разрозненности и противоречивости фактических данных по фармакокинетике и химиотерапевтической активности к настоящему времени не решена.
Для направленного действия антибактериальных средств при лечении обострения хронического риносину-сита мы сочли целесообразным использовать магнитные наночастицы, а внешнее магнитное поле - в качестве движущей силы.
Цель исследования
Повысить эффективность лечения хронического риносинусита в стадии обострения за счет направленной
доставки антибиотика в ткани с помощью магнитных наночастиц.
Материалы и методы исследования. В течение 20062009 гг. на базе ЛОР отделения Дорожной клинической больницы ст. Красноярск нами было пролечено 64 больных с обострением хронического риносинусита: 35 мужчин (54,7%) и 29 женщин (45,3%).
По возрасту преобладали больные от 40 до 49 лет (29,6%). Наибольшее число обследованных (44 человека; 68,7%) было с длительностью заболевания от 1 года до 5 лет. Важным параметром, отражающим тяжесть и интенсивность патологии, было количество обострений воспалительного процесса в околоносовых пазухах в определенный промежуток времени, по поводу которых больной ранее обращался за медицинской помощью. Типичной оказалась повторяемость обострений заболеваний 2 раза в год (36 человек; 56,5%), чаще весна/осень. У каждого пятого пациента имелись 3 и более обострений хронического процесса, что может свидетельствовать о тяжести последнего, сниженной реактивности организма и недостаточной эффективности предыдущих курсов терапии. Все пациенты трудились на Красноярской железной дороге, большинство из них на открытом воздухе при любых погодных условиях. Социально-бытовые условия у всех больных были расценены ими как относительно удовлетворительные, т.е. они имели постоянную работу и место жительства, материальное состояние семьи позволяло поддерживать достаточный уровень питания.
Наиболее типичным оказалось двухстороннее гнойное поражение верхнечелюстных пазух и клеток решетчатого лабиринта (48 больных, 75%), одностороннее воспаление верхнечелюстных пазух наблюдалось у 11 пациентов (17,2%), лобных пазух - у 5 человек (7,8%). У 2 больных (3,1%) определялся пансинусит. Установлено, что до начала лечебных мероприятий патологический процесс имел риногенный, бактериальный, неосложненный характер.
Всем больным с риносинуситом проводилась системная антибактериальная терапия, включающая пероральное употребление ингибиторозащищенного полусинтетического пенициллина Амоксиклава, «Sand-os» (Австрия), в дозировке 1г в двукратном применении в течение 7 дней. Кроме этого, применялись назальные деконгестанты (нафтизин 0,05% по 2 капли 2 раза в день
- 7 дней), а также промывание носа по Проетцу (1 раз в день 10 дней).
В зависимости от методов местного лечения все больные были распределены на 2 примерно равные группы:
Группа I - состояла из 31 больного с обострением хронического риносинусита, которым наряду с описанным базисным комплексом лечебных мероприятий применялось местное лечение магнитными наночастицами, ассоциированными с антибиотиком амоксициллина клавулататом - Амоксиклав, «Сандоз», Швейцария (одна процедура в день в течение 7 дней).
Группа сравнения состояла из 33 больных с обострением хронического риносинусита, которые получали только базисное лечение в сочетании с обычной физиотерапией (сеансы магнитотерапии на область носа и верхнечелюстных пазух в течение 7 дней) без использования ассоциированных с антибиотиком наночастиц.
Для проведения сеансов магнитотерапии, также как и для направленной доставки наночастиц в оперированные ткани использовали аппарат «Полюс-101» (с градиентом 4-6 мТл/мм и величиной магнитной индукции 10,14-19,56мТл).
В качестве магнитных наночастиц применяли частицы минерала ферригидрита (5Fe2O3x9H2O), которые были получены в результате культивирования бактерий Klebsiella oxytoca в Институте биофизики СО РАН в г. Красноярске. Бактерии были выделены из сапропеля озера Боровое Красноярского края.
Наночастицы ферригидрита размером 2-5 нм обладают уникальными магнитными свойствами: в них сосуществует антиферромагнитный порядок, который обеспечивает возможность магнитного управления этими природными объектами.
Выполненные ранее исследования свидетельствовали об отсутствии цитотоксичности наночастиц [4]. Кроме этого, в результате экспериментальных исследований была доказана способность антибиотика соединяться с наночастицами и диффундировать под воздействием магнитного поля в слизистую оболочку, хрящевую и костную ткани [5].
Таким образом, порошок амоксиклава, используемый для парентерального введения, в количестве 1,2 г растворяли в 5 мл приготовленного раствора магнитных наночастиц ферригидрита. Полученный раствор в количестве 2-3 мл вводили в полость носа на турундах, после чего индукторы аппарата «Полюс-101» с двух сторон прикладывались к скатам носа. Продолжительность магнитовоздействия составляла 20 минут. Длительность сеансов - 7 дней.
В качестве оценки результатов исследования нами применялись анкетирование, эндоскопия полости носа, цитологическое и бактериологическое исследования.
Для цитологического контроля за течением воспалительного процесса использовался метод, предложенный М.Ф. Камаевым (1954) [3]. Мазок со слизистой полости носа переносился на предметное стекло, затем его фиксировали в абсолютном метаноле в течение 5 минут, высушивали на воздухе и окрашивали по Романовско-му-Гимза в течение 40 минут. Подсчет в мазках производился под микроскопом на 500 клеточных элементов при увеличении в 40 и 90 раз. Цитологическое исследование проводилось на 1, 5 и 10 сутки лечения.
Выделение микроорганизмов проводили на трех питательных дифференциально-диагностических средах. Для выделения микрофлоры использовали желточносолевой агар, кровяной агар и агар Эндо. При микроско-пировании нативного материала использовали окраску
по Граму. Выросшие колонии изолировали в чистую культуру для дальнейшей идентификации. О чистоте культуры судили с помощью визуального и микроскопического контроля. Бактериологическое исследование проводилось путем забора носового секрета из полости носа на 1 и 7 сутки лечения.
Результаты исследования
Динамика уменьшения жалоб больных обеих групп имела определенные отличия. Так, выделения из носа и заложенность носа у больных группы сравнения на 5 сутки лечения регистрировались у 23 (69,7%) и 19 (57,6%) больных соответственно. Аналогичные жалобы больные I группы в этот же период предъявляли реже - 11 (35,5%) и 9 (29%) пациентов (р<0,05). На 10 сутки традиционного лечения жалобы сохранялись у 1/3 больных (10 человек; 30,3%). В группе I на 10 день жалобы на выделения из носа и заложенность носа предъявляли лишь 4 пациента (12,9%) (р<0,01).
При эндоскопическом исследовании полости носа в первые сутки болезни у всех больных с риносинуситом отмечались гиперемия, отек, влажность слизистой оболочки, обильные слизисто-гнойные выделения из носа. Интенсивность этих критериев оценивалась в баллах. В результате, в 1 сутки у больных группы сравнения сумма баллов равнялась 4,7±0,6, а в группе I - 4,8±0,3 балла. На 5 сутки лечения выраженность эндоскопической картины у больных I группы уменьшилась и составила 2,5±0,2 балла (рис. 1), а в группе сравнения - 3,1 ±0,5 балла (р<0,05) (рис. 2). К 10 суткам явления воспаления в полости носа купировались практически у всех больных группы I, интенсивность эндоскопических критериев равнялась
0,3±0,1 балла (рис. 3). У пациентов группы сравнения явления воспаления на 10 сутки сохранялись (1,2±0,4 балла, р<0,01) (рис. 4).
При цитологическом исследовании мазков-отпечатков слизистой оболочки носа выявлено, что в 1 сутки лечения в обеих группах цитограммы были дегенеративно-воспалительного и воспалительного типа - нейтрофи-лы 74,2±11,3 в п/зр., клетки респираторного эпителия с дистрофическими изменениями, бокаловидные клетки в большом количестве с явлениями гиперплазии. На 5 сутки лечения количество нейтрофилов у больных группы сравнения уменьшилось (42,9±8,8 в п/зр). Однако, дистрофические изменения респираторного эпителия сохранялись. Применение магнитных наночастиц с антибиотиком у больных I группы привело к уменьшению воспалительной реакции и стимуляции процессов регенерации. Материал в цитограммах был представлен пластами метаплазированного эпителия, разрозненными клетками респираторного эпителия с явлениями неравномерной умеренной гипертрофии. Элементы воспаления почти отсутствовали. Тип цитограмм у больных I группы исследования приобретал воспалительно-регенеративный характер (р<0,001). Элиминация возбудителя из очага приводила к усилению макрофагальной реакции,
Рис. 1. Эндоскопическая картина полости носа пациента группы I на 5 сутки лечения. Незначительный отек и гиперемия слизистой оболочки носа
Рис. 2. Эндоскопическая картина полости носа пациента группы сравнения на 5 сутки лечения. Отек и гиперемия слизистой оболочки носа сохраняются, наличие гнойного отделяемого под средней носовой раковиной
завершению фагоцитоза и раннему появлению фибро-бластов и эпителиальных клеток. На 10 сутки лечения цитологическая картина у больных группы сравнения сохраняла признаки воспаления - по-прежнему определялись клетки реснитчатого типа с дистрофическими изменениями при умеренном количестве нейтрофилов.
Рис. 3. Эндоскопическая картина полости носа пациента группы I на 10 сутки лечения. Легкая гиперемия слизистой оболочки носа, отделяемого и отека нет
Цитограммы больных I группы исследования соответствовали регенеративному варианту (р<0,05).
Эффективность местного антибактериального действия комплекса феррогидрит/амоксиклав достоверно доказана микробиологическим исследованием. Также как и в группе сравнения, у больных исследуемой груп-
пы I в 1 сутки доминирующим родом бактерий были стафилококки. Использование магнитных наночастиц, которые с помощью внешнего магнитного поля адресно доставляли антибиотики в очаг воспаления, приводило к выраженному обеднению микробного пейзажа на 7 сутки лечения. Так, бактерии рода Staphylococcus определялись в титре 10000, против 100000 в группе сравнения (р<0,01); Enterococcus - в титре 100, против 5500 (р<0,01) и Enterobacteriaceae - в титре 100, против 10000 (р<0,01). Эффективность применения наночастиц проявлялась также в полной элиминации бактерий родов Neisseria и Streptococcus на 7 сутки лечения, в отличие от группы сравнения, где микроорганизмы рода Neisseria выявлялись в титре 505000 (р<0,001), а рода Streptococcus - 100000000 (р<0,001) (табл. 1).
Таким образом, ассоциирование антибиотика на магнитных наночастицах и целенаправленная доставка его в очаг воспаления с помощью магнитного поля значительно усилила эффективность проводимой терапии. Использование наночастиц с амоксиклавом у больных с обострением хронического риносинусита позволило избежать увеличения дозы применяемых системных антибиотиков и назначения дополнительных противо-микробных средств.
Необходимо подчеркнуть, что применение магнитных наночастиц с антибиотиком является неинвазивной и абсолютно безболезненной процедурой. Ни у одного пациента не было выявлено признаков непереносимости или аллергических реакций на наночастицы.
Выводы
Таким образом, результаты клинического, эндоскопического, цитологического и бактериологического исследований подтвердили целесообразность применения магнитных наночастиц, ассоциированных с антибиотиком амоксиклавом, при лечении хронического рино-синусита в стадии обострения - сроки пролиферации и регенерации слизистой оболочки носа уменьшались почти в 2 раза.
Положительные результаты исследования позволяют рекомендовать использование наночастиц к широкому применению в практической оториноларингологии.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ-ККФН 09-04-98038-р_сибирь_а и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.
Литература
1. Бондарь В.С. Применение наноалмазов для разделения и очистки белков /
В.С. Бондарь, И.О. Позднякова, А.П. Пузырь // Физика твердого тела. - 2004.
- №4. - С. 737-739.
2. Васильев А.Е. Наноносители лекарственных веществ / А.Е. Васильев // Новая аптека. - 2003. - №1. - С. 64-67.
3. Граков Б.С. Полупроницаемые мембраны в лечении и профилактике хирургической инфекции / Б.С. Граков, Е.А. Селезов, А.Г. Швецкий. - Изд. Красноярского университета, 1988. - 158 с.
4. Изучение цитотоксичности магнитных железосодержащих наночастиц /
К.Г. Добрецов [и др.] // Вестн. оториноларингологии. - 2008. - № 5. - С. 20-21.
Рис. 4. Эндоскопическая картина полости носа пациента группы сравнения на 10 сутки лечения. Умеренный отек и гиперемия слизистой оболочки носа, наличие слизистого отделяемого в общем носовом ходе
Табл. 1. Бактериологический анализ отделяемого из носа больных с обострением хронического риносинусита (N=64)
Микроорганизмы (КОЕ/мл) 1 сутки 7 сутки
Гр. ср. Гр. I Гр. ср. Гр. I
Staphylococcus 50500100 40000000 100000 10000**
Streptococcus 505 500 100000000 0***
Enterococcus 0 0 5500 0* 0
Micrococcus 1000 2000 505,0 5500**
Enterobacteriaceae 5005 4000 10000 0* 0
Neisseria 1000 2000 505000 0***
** - р<0,01; *** - р<0,001 относительно группы сравнения
5. Использование магнитных наночастиц в лечении раневых процессов на лабораторных животных / К.Г. Добрецов [и др.] // Вестн. оториноларингологии. - 2009.
- № 5. - С. 19-21.
6. Клеточная фармакокинетика антибиотиков, связанных с полимерным наночастицами / А.Е. Гуляев [и др.] // Человек и лекарство. IV Российский национальный конгресс: Тез. докл. М., 1997. С. 255.
7. Пискунов Г.З. Клиническая ринология / Г.З. Пискунов, С.З. Пискунов. М.: Миклош, 2002. 390 с.
8. Туровский А.Б. Значение бактериальной микрофлоры в этиологии патогенезе хронического синусита / А.Б. Туровский // Вестн. оториноларингологии. - 2008.
- №3. - С. 39-41.
9. Kreuter J. Nanoparticles - a historical perspective / J. Kreuter // Int. J. Pharm.
- 2007. - Vol. 333, N 1-2. - P. 1-10.
10. Lu A.H. Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application / A.H. Lu, E.L. Salabas, F. Schuth // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 2007.
- Vol. 46, N 8. - P. 1222-1244.
11. Peptides and metallic nanoparticles for biomedical applications / M.J. Kogan [et al.] // Nanomedicine. - 2007. - Vol. 2, N 3. - P. 288-306.
12. Yao L. Long-range, high-resolution magnetic imaging of nanoparticles / L. Yao, S.
Xu // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 2009. - Vol. 48, N 31. - P. 5679-5682.
Контактная информация
Добрецов Константин Григорьевич,
к.м.н., врач-ординатор ЛОР отделения Дорожной клинической больницы на станции Красноярск,
660058, г. Красноярск, ул. Ломоносова, 47; тел.: + (391)248-88-34, 8 (913) 507-01-41, e-mail: [email protected]
Лопатин Андрей Станиславович,
д.м.н., профессор, заведующий кафедрой ЛОР болезней Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова,
119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 6; тел.: +7 (495)248-66-33; e-mail: [email protected]
Столяр Сергей Викторович,
к.ф-м.н., докторант Сибирского федерального университета, старший научный сотрудник института физики СО РАН,
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, д. 79;
660036 г. Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38; тел.: +7 (391) 243-26-35, 8-923-293-85-86; e-mail: [email protected]
Сипкин Александр Валентинович,
врач-ординатор ЛОР отделения Дорожной клинической больницы на станции Красноярск,
660058, г. Красноярск, ул. Ломоносова, 47; тел.: +7 (391) 248-88-34; e-mail: [email protected]
Ладыгина Валентина Петровна,
старший научный сотрудник Международного научного центра исследований экстремальных состояний организма при Президиуме КНЦ СО РАН, 660036, г. Красноярск, Академгородок 50; тел.: (391) 249-57-39; e-mail: [email protected]
Пронина Юлия Васильевна, врач-оториноларинголог ООО «Лор-Центр», г. Красноярск, ул. Сурикова, д. 12; тел.: +7 (891)35-32-49-52.
