CC BY
23
УДК 616-002.3:573.4
ОСОБЕННОСТИ ЭРОЗИИ ПАТОЛОГИЧЕСКОГО БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТА ПРИ ЕГО ВСПЕНИВАНИИ, НАГРЕВАНИИ И ЗАЩЕЛАЧИВАНИИ
ДЕМЕНТЬЕВ В.Б., *УРАКОВ А.Л., *УРАКОВА НА., *МИХАЙЛОВА НА., *СОКОЛОВА Н.В., *ТОЛСТОЛУЦКИЙ А.Ю., *ЩИНОВ Ю.Н., *НАЗАРОВА Л.А., *КАШКОВСКИЙ М.Л., *СЮТКИНА Ю.С.
Институт прикладной механики УрО РАН, 426067, г.Ижевск, ул.Т.Барамзиной, 34 *ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия», 426034, г.Ижевск, ул. Коммунаров, 281
АННОТАЦИЯ. Орошение густого патологического биологического агента водным раствором (5^10) % натрия гидрокарбоната и (0,5^3) % перекиси водорода, нагретым до +42 °С, вызывает его интенсивное разжижение посредством физико-химической эрозии, возникающей за счет щелочного гидролиза белков и омыления жиров межклеточной среды патологической массы в условиях ее нагревания и вспенивания.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: структура патологического биологического агента, эрозия, разжижение, макро- и микроструктура, инъекция, концентрация.
ВВЕДЕНИЕ
Медикаментозное повреждение твердых, мягких и жидких тканей организма человека и животных вплоть до появления в них эрозии и некроза возможно за счет физико-химических факторов локального взаимодействия [4, 5, 8]. Искусственное целенаправленное увеличение определенных физико-химических показателей качества лекарств, играющих агрессивную роль, может придать им выраженную эрозивную активность, которая при определенных обстоятельствах взаимодействия лекарств с организмом, может иметь лечебное значение, например, при необходимости удаления твердых или густых патологических масс из закрытых полостей [1, 2, 3, 6, 7].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В лабораторных условиях использован патологический биологический агент, изъятый из организма ряда пациентов, а также его заменитель - качественный молочный творог заводского изготовления. Творог приобретался в торговой сети города Ижевска непосредственно перед опытом и тут же процеживался через сито с диаметром отверстий 1 мм с целью стандартизации физико-химического состояния. Патологическая масса изъята у больных туберкулезной эмпиемой плевры, госпитализированных в хирургическое отделение ГУЗ РКТБ, у больных с гнойным разлитым перитонитом, госпитализированных в хирургическое отделение МУЗ МСЧ № 3 Министерства здравоохранения Удмуртской Республики в 2007 и 2008 годах, и у больных конъюнктивитами, обратившимися за помощью в ООО «Поликлиника Медлайф» города Перми в 2008 году, а также больных с гнойными уретритами урологического отделения МУЗ «ГКБ им. С.П. Боткина», г. Москва.
Эрозивная активность растворов лекарственных средств при инъекции их в творожную или патологическую (гнойную) массу в соотношении 1:1 при +24 °С, +37 °С и +42 °С изучена по опубликованной ранее методике [7]. Микроструктура патологической массы изучена с помощью микроскопа Leica DM 2500 с камерой Leica DFC 420, объективом х20, окуляром х10 и программным обеспечением Leica applications. Для микроскопии мазки патологической массы готовились и окрашивались аналогично мазкам крови по стандартной лабораторной методике.
Осмотическая активность жидких сред определена криоскопически с использованием осмометра марки 0SM0MAT-030 RS производства фирмы ANSELMA Industries (Австрия).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение макро- и микроструктуры патологической массы и творога, проведенное нами до и через 15 мин после инъекции в них при температуре +24 °С и +37 °С в соотношении 1:1 растворов антисептических, плазмозамещающих и дезинфицирующих средств, широко применяемых в различных областях здравоохранения, показало отсутствие у них значимой эрозивной активности. В частности, стандартные водные растворы 0,9 % натрия хлорида, 10 % и 20 % сульфацила натрия, 0,02 % фурацилина, 0,4 % экор-форте, 3 % аламинола, 0,25 % лизоформина - 3000, ахдеза 3000 (раствора, готового к применению), а также раствор пюржавеля (приготовленного посредством растворения 1 шипучей жавелевой таблетки пюржавеля в 1 л воды) не способны вызывать эрозию твердой и густой патологической массы, а также молочного творога.
Результаты, проведенных исследований, показывают, что слабые признаки начала эрозии патологической массы и творога возникают под действием, указанных выше, средств только к 15-ой мин их взаимодействия друг с другом и только при повышении температуры растворов до +42 °С. В частности, свидетельством появления слабой эрозивной активности является возникновение помутнения растворов на границе их взаимодействия с патологической массой. Обнаружено, что интенсивность помутнения раствора и толщина мутного слоя на границе взаимодействия сред увеличиваются при механическом перемешивании.
Микроскопическое исследование мазков патологической массы показывает, что она представляет достаточно однородную массу, представленную в основном межклеточной жидкой средой с редко расположенными в ней и изолированными друг от друга недифференцируемыми клеточными элементами, часть которых полностью изолирована друг от друга, а часть сливается друг с другом в группы от 2-х до 30-ти клеток (рис. 1).
Рис. 1. Фото микропрепарата патологической массы из плевральной полости пациента К. (опыт № 1). Окраска Романовского-Гимзе (200-кратное увеличение)
После инъекции в патологическую массу горячего раствора нарушается целостность и равномерность микроструктуры за счет появления множества бесформенных разрывов (рис. 2 - 4).
Рис. 2. Фото микропрепарата патологической массы пациента К. через 15 мин после инъекции in vitro воды для инъекций при +37 °С в соотношении 1:1 и после многократного перемешивания их друг с другом (опыт № 7). Окраска Романовского-Гимзе (200-кратное увеличение)
Рис. 3. Фото микропрепарата патологической массы из плевральной полости пациента К. через 15 мин после инъекции in vitro раствора 0,02 % фурацилина при +37 °С в соотношении 1:1 и после многократного перемешивания их друг с другом (опыт № 8). Окраска Романовского-Гимзе (200-кратное увеличение)
2 • 1 "; * .¿N
JT л <
»Г*
«9
•"Л
на.
а
tfZ^V
9k
'Т. Vv ^ч..*''-
л.*-
ВШЕЙ л-
»
Г
г- • ■
* ...
«л чш-^т
шеш шы
Ч' -
♦.ж
* • ^ ^
З^Ж Д V
1ЕЖ
i Em *
I* f* Г
«Ир
Рис. 4. Фото микропрепарата патологической массы из плевральной полости пациента К. через 15 мин после инъекции in vitro раствора 20 % сульфацила натрия при +37 °С в соотношении 1:1 и после многократного перемешивания их друг с другом (опыт № 8). Окраска Романовского-Гимзе (200-кратное увеличение)
Как видно из приведенных рисунков, патологическая масса, разрушенная путем перемешивания её с горячей водой для инъекции, с горячим раствором 0,02 % фурацилина или с раствором 20 % сульфацила натрия, под микроскопом напоминает собой мозаику, составленную из множества бесформенных фрагментов, каждый из которых сохраняет его исходную микроструктуру.
С другой стороны, бурная эрозия твердых патологических масс, вплоть до их полного разрушения и разжижения в водном растворе возможна. Интенсивная эрозия выявлена нами при введении в патологическую массу растворов питьевой соды в концентрации 4 % и более. Причем, интенсивность и глубина эрозии увеличивается прямо пропорционально увеличению концентрации гидрокарбоната натрия и повышению его температуры. Обнаружено, что эрозивная активность раствора достигает максимальных значений при максимальном значении концентрации соды в растворе (при значениях насыщения раствора при комнатной температуре, а именно при 10 %) и при максимальном допустимом повышении температуры раствора (при нагревании, не вызывающем термического ожога, а именно - при до +42 °С). Вероятно, что деструкция патологических масс возникает при этом за счет их щелочного ожога, включающего гидролиз белков и омыление жиров.
Оказалось, что максимальная эрозивная активность горячего насыщенного раствора гидрокарбоната натрия в отношении патологической массы может быть дополнительно увеличена за счет введения в него перекиси водорода в концентрации от 0,5 % до 3 %.
В то же время, растворы гидрокарбоната натрия не вызывают бурной эрозии молочного творога. Причем, введение в творожную массу раствора перекиси водорода не образует пену.
Введение раствора перекиси водорода в патологическую массу вызывает её бурное вспенивание независимо от наличия в растворе гидрокарбоната натрия. Причем, инъекция горячего раствора перекиси водорода, насыщенного гидрокарбонатом натрия, в соизмеримый объем патологической массы, способна уже через 5 мин полностью и кардинально изменить ее структуру, превратив из густой и липкой в легко текучую жидкость. При этом микроструктура патологической массы представляет собой цельную и равномерно инфильтрированную водным раствором межклеточную среду с «отмытыми» единичными и сгруппированными клеточными элементами (рис. 5).
Рис. 5. Фото микропрепарата патологической массы из плевральной полости пациента К. через 15 мин после инъекции in vitro раствора 4 % натрия гидрокарбоната при +37° С в соотношении 1:1 и после многократного перемешивания их друг с другом (опыт № 8).
Окраска Романовского-Гимзе (200-кратное увеличение).
Изучение кислотности, осмотической активности и удельного веса патологических масс и растворов гидрокарбоната натрия различной концентрации показало, что патологическая масса представляет собой вязкую и кислую изотоническую биомассу с рН около 6,0, с осмотической активностью около 300 мОсмоль/л воды и с удельным весом (1,035±0,005) г/см3. Поэтому патологические массы тонут в воде, располагаясь в нижних ее слоях.
Растворы натрия гидрокарбоната в концентрации от 5 % до 10 % являются щелочными, гиперосмотическими и более тяжелыми, чем патологическая масса, поскольку имеют величину показатель рН от 8,0 до 8,5, осмотическую активность в диапазоне (500^1000) мОсмоль/л воды и удельный вес выше 1,040 г/см3. Поэтому патологические массы всплывают в растворах (5^10) % гидрокарбоната натрия кверху, располагаясь в верхних слоях раствора.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Инъекция в густую патологическую массу равного количества нагретого до +42 °С водного раствора, содержащего (5^10) % натрия гидрокарбоната и (0,5^3) % перекиси водорода, вызывает её бурное вспенивание, которое ускоряет и усиливает процесс
ощелачивания вплоть до «ураганного» щелочного ожога межклеточной среды с гидролизом белков и омылением жиров такой интенсивности, что уже через несколько мин эрозия патологической массы полностью разрушает её структуру, превращая в легко текущую жидкость.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пат. 2334456 Российская 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. Способ лечения эмпиемы плевры по Н.С.Стрелкову / Н.С.Стрелков, А.Л.Ураков, Т.В.Уракова и др.; заявл. 25.11.05; опубл. 30.10.07. Бюл. № 22.
2. Пат. 2331441 Российская Федерация, МПК7 А 6^ 2/16, А6^ 2/20, А61Р 17/02. Гипергазированное и гиперосмотическое антисептическое средство / В.А.Черешнев, Н.С.Стрелков, А.Л.Ураков и др.; заявл. 27.12.06; опубл. 20.08.08. Бюл. № 23.
3. Пат. 2336833 Российская Федерация, МПК7 А61В 17/00, А61М 25/01. Способ перитонеального диализа газированным раствором / В.А.Черешнев, Н.С.Стрелков, А.Л.Ураков и др.; заявл. 18.12.06; опубл.27.10.08 Бюл. № 30.
4. Ураков А.Л., Стрелков Н.С., Липанов А.М. и др. Бином Ньютона как «формула» развития медицинской фармакологии. Ижевск: Изд-во ИПМ УрО РАН, 2007. 192 с.
5. Ураков А.Л., Уракова Н.А., Михайлова Н.А. и др. Местная постинъекционная агрессивность растворов лекарственных средств в инфильтрированных тканях и способы ее устранения // Медицинский альманах. 2007. № 1. С. 95 - 97.
6. Уракова Н.А., Ураков А.Л., Черешнев В.А. и др. Гипергазированность, гипербаричность, гиперосмолярность, гипертермичность, гиперщелочность и высокая поверхностная активность раствора как факторы повышения его промывочной активности // Химическая физика и мезоскопия. 2007. Т. 9, № 3. С. 256 -262.
7. Уракова Н.А., Ураков А.Л., Толстолуцкий А.Ю., Стрелков Н.С. Повышение эффективности санации гнойных полостей при нагревании и защелачивании растворов // Медицинский вестник Башкортостана. 2008. № 2. С. 74 - 76.
8. Уракова Н.А., Михайлова Н.А., Стрелкова Т.Н. и др. Гиперосмотическая активность препаратов как причина постинъекционных осложнений и способы их предотвращения // Проблемы экспертизы в медицине. 2008. № 2. С. 27 - 29.
FEATURES OF EROSION OF THE PATHOLOGICAL BIOLOGICAL AGENT AT ITS FOAMING, HEATING AND ALKALIZING.
Dementiev V.B., *Urakov A.L., *Urakova N.A., *Mihailova N.A., *Sokolova N.B., *Tolstoluckiy A.Y., *Shchinov Y.N., *Nazarova L.A., *Kashkovskiy M.L.,* Sjutkina Y.S.
Institute of Applied Mechanics Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia *Izhevsk State Medical Academy, Izhevsk, Russia
SUMMARY. The irrigation of the dense pathological biological agent an aqueous solution of (5^10) % sodium hydrocarbonate and (0,5^3) % hydrogen peroxide, heated to +42 °C, causes its intensive dilution by the use of physical-chemical erosion, arising up from the alkaline hydrolysis of proteins and the saponification of fats of intercellular medium of purulent tissue in the conditions of its heating and foaming.
KEYWORDS: structure of pus, erosion, dilution, macro-, microstructure, injection, concentration.
Дементьев Вячеслав Борисович, доктор технических наук, зав. отделом ИПМ УрО РАН, тел. (3412) 20-29-25
Ураков Александр Ливиевич, доктор медицинских наук, зав. кафедрой ИГМА
Уракова Наталья Александровна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры ИГМА
Михайлова Надежда Александровна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры ИГМА
Соколова Наталья Вадимовна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры ИГМА
Толстолуцкий Алексей Юрьевич, ассистент кафедры ИГМА
Щинов Юрий Николаевич, ассистент кафедры ИГМА
Назарова Лилия Анисимовна, ассистент кафедры ИГМА
Кашковский Максим Леонидович, соискатель ученой степени кандидата медицинских наук ИГМА Сюткина Юлия Сергеевна, лаборант ИГМА
