CC BY
26ФАРМАКОЛОГИЯ, КЛИНИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ
Ю.Г. Чернецкая1, Н.А. Дедюшко1,
Т.В. Трухачева1, А.И. Жебентяев2,
П.Т. Петров3
ПРОТИВОМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ ГИДРОГЕЛЕВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ
!РУП «Белмедпрепараты», г. Минск 2Витебский государственный медицинский университет 3Институт фармакологии и биохимии НАН Беларуси
Исследована антимикробная активность лекарственных средств на основе гидрогелевых полимерных матриц. Показано, что используемое в технологии получения гидрогелевых матриц ионизирующее излучение не снижает антимикробную активность гентамицина и мирамистина, включенных в состав лекарственной формы. Установлено, что растворы исследуемых субстанций, необлученные композиции полимеров и гидрогелевые пластины, содержащие фармацевтические субстанции антибиотиков и антисептиков, подавляли рост тест-штаммов микроорганизмов в одинаковой степени.
В результате проведения сравнительного изучения по разработанной методике противомикробного действия мягких лекарственных форм гентами-цина и мирамистина установлено, что чувствительность тест-культур микроорганизмов к гидрогелевым пластинам, содержащим лекарственные субстанции противомикробного действия, более выражена по сравнению с мазями и гелями.
Доказана выраженная антимикробная активность лекарственных средств в форме гидрогелевых полимерных матриц по отношению к тест-
культурам и клиническим штаммам наиболее часто встречающихся условнопатогенных микроорганизмов, основным возбудителям раневой инфекции: грам-положительным стафилококкам,
стрептококкам, бациллам и грамотри-цательным энтеробактериям и псевдомонадам. Показана высокая противогрибковая активность гидрогелевых полимерных матриц, содержащих мира-мистин, в отношении Candida albicans.
Клиническое изучение показало, что аппликации лекарственных средств «Гидрогелевые пластины гентамицина
0,1 %» и «Гидрогелевые пластины мирамистина 0,05 %» обеспечивают местный бактериостатический эффект, что подтверждается выраженным снижением микробного числа, защищают раны от вторичного инфицирования.
Ключевые слова: гидрогелевые полимерные матрицы, антимикробная активность, гентамицин, мирамистин.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время пациенты с гнойно-воспалительными заболеваниями составляют около 40 % больных хирургического профиля. Послеоперационные гнойные осложнения развиваются в среднем у 30 % больных. В общей структуре летальности в хирургических стационарах число смертельных исходов в связи с инфекционными осложнениями достигает 40
- 60 %. Эти данные свидетельствуют об актуальности и нерешенности проблемы хирургической инфекции, приобретающей все большую социально-экономическую значимость. Среди послеоперационных гнойно-воспалительных осложнений наиболее частыми являются раневые [1].
Традиционная стратегия профилактики и лечения инфекционных осложнений в стационарах в основном базируется на широком использовании системной антибактериальной терапии, что нередко
приводит к селекции резистентных штаммов бактерий и к увеличению грибковой микрофлоры, особенно Candida albicans, устойчивых к современным лекарственным средствам. Так, в группе больных с сепсисом из ран C.albicans выделяется в 9,5 %. Из ран мягких тканей различной локализации и ожогов грибковая инфекция выявляется в 4,3 % - 5,8 % [2].
В связи с повышением резистентности микрофлоры ран, в том числе госпитальных штаммов, к антибиотикам и антисептикам, увеличением частоты вторичного инфицирования и послеоперационных гнойно-воспалительных осложнений приобретает актуальность вопрос разработки новых аппликационных лекарственных форм, обладающих широким спектром антимикробного действия и потенцирующих действие противомикробных средств.
В настоящее время возрос интерес к получению раневых покрытий на полимерной основе. Одной из главных функций раневых повязок является защита раны от проникновения патогенной микрофлоры из окружающей среды. Традиционная ватномарлевая повязка обеспечивает лишь надежную механическую защиту, но, поглощая раневое отделяемое, она становится благоприятной средой для развития патогенной микрофлоры [3].
В работах [4, 5] показано, что если гидрогелевые повязки не содержат антимикробного компонента, создаются благоприятные условия для инфицирования раны. Поэтому безусловный интерес и актуальность представляет возможность получать гидрогелевые раневые покрытия с включением в них лекарственных субстанций противомикробного действия, свойства которых обеспечивают комплексное воздействие на раневую поверхность. Известны раневые покрытия, содержащие противомикробные препараты, на основе синтетических (полиакриламида, полиакриловой кислоты, полиэтиленоксида, поливинилового спирта и др.) [6 - 9] и натуральных (коллагена [10, 11], желатина [12] и др.) полимеров.
Гидрогелевые матрицы получают с использованием радиационно-химической технологии. В качестве ионизирующего
излучения было использовано воздействие ускоренных электронов, поглощенная доза (О) составляла 25±5 кГр. Полимерной основой для матрицы служили биологически совместимые полимеры медицинского назначения: поливинилпирролидон, поли-
этиленоксид и агар в подобранных оптимальных массовых соотношениях. Доза ионизирующего излучения 25±5 кГр обеспечивает формирование трехмерной полимерной структуры матрицы и одновременную стерилизацию лекарственной формы [13]. Но в то же время, возникает опасность деструкции активных субстанций, включенных в ее состав.
Нами изучена возможность включения в состав гидрогелевых полимерных матриц ряда фармацевтических субстанций, которые придавали бы гидрогелевым пластинам противомикробные и ранозаживляющие свойства и были бы стабильны под действием ионизирующего излучения. Исследованы антисептики и антибиотики различных групп (пенициллины, це-фалоспорины, тетрациклины, аминоглико-зиды). В результате проведенных нами исследований установлено, что лекарственные субстанции, содержащие в своей структуре сопряженные двойные связи (цефазолин, ципрофлоксацин и др.), в водных растворах и в составе гидрогелей подвергаются деструкции и теряют антимикробную активность под воздействием ионизирующего излучения. Гидрогели, содержащие вещества аналогичной структуры, приобретали желто-коричневую окраску за счет образования продуктов деструкции, не происходило образования трехмерной полимерной сетки (у матриц отсутствовали эластичность и прочность). Это связано с тем, что указанные антибиотики имеют высокую константу взаимодействия с ОН-радикалами, продуктами радиолиза воды. В качестве противомик-робных компонентов для включения в гидрогелевые полимерные матрицы выбраны антибиотик группы аминогликози-дов гентамицин и антисептик из группы четвертичных аммониевых соединений мирамистин [14]. Сохранение структуры и свойств данных соединений доказано с ис-
пользованием высокоэффективной жидкостной хроматографии [15].
Гентамицин - водорастворимый антибиотик группы аминогликозидов, характеризуется широким спектром антимикробного действия, действует бактерицидно. Активен в отношении большинства грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Proteus spp., Klebsiella spp., Serratia spp., Salmonella spp., Shigella spp., Staphylococcus spp., в том числе в отношении множественноустойчивых штаммов. Резистентность микроорганизмов к гента-мицину развивается медленно. При нанесении на поврежденную кожу гентамицин легко всасывается [16]. Местно гентами-цин применяют в виде 0,1%-ных растворов, присыпок, мазей, также известны аэрозоль, губка, крем для наружного применения.
По данным исследователей УЗ «10-я городская клиническая больница» г. Минска [17] отмечена низкая чувствительность микробных ассоциаций, выделенных из ран (Staphylococcus aureus с грамотрица-тельной микрофлорой: Es^en^ia ^li,
Proteus mirabilis, семейства Enterobacteri-aceae), к широко применяемым антибиотикам, особенно пенициллинового ряда, при традиционных схемах. Однако выявлена высокая чувствительность возбудителей к аминогликозидам. В работе [18] показано, что стафилококки - основные экзогенные возбудители, выделенные у пациентов с гнойно-воспалительными заболеваниями,-стали менее устойчивы к гентамицину.
Мирамистин (бензилдиметил[3-
(миристоиламино)пропил]аммоний хло-
рид, моногид-рат) - антисептик широкого спектра действия, действует бактерицидно. Активен в отношении грамположительных и грамотрицательных, аэробных и анаэробных, спорообразующих и аспороген-ных бактерий в виде монокультур и микробных ассоциаций. Является катионным детергентом, увеличивает проницаемость клеточной оболочки микроорганизмов и приводит к цитолизу. В отличие от других антисептиков, мирамистин стимулирует защитные иммунные реакции, ускоряет регенерационные процессы в ране [19].
Исследования последних лет показали, что мирамистин при комбинированном применении с антибиотиками в значительной степени повышает химиотерапевтическую активность большинства из них в отношении многих штаммов микроорганизмов, что очень важно для лечения и профилактики раневых инфекций. Под действием этого антисептика снижается устойчивость к антибиотикам бактерий и грибов. По литературным данным [2], к мирамистину чувствительны: S. aureus - от 89 до 100 % штаммов, E.coli - от 81 до 100 %, P. aeruginosa - от 42 до 76 %, P. vulgaris - от 36 до 72 %, C. albicans - от 91 до 100 %. Мирамистин применяют наружно в форме 0,01 % водного и 0,55 % водно-спиртового растворов, мази 0,5 % и клея 0,5 % [19].
Цель настоящей работы - исследование и оценка антимикробного действия новой лекарственной формы на основе гидрогелевых полимерных матриц.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Лекарственные средства в форме гидрогелевых пластин получали с использованием воздействия ионизирующего излучения на ускорителе электронов УЭЛВ-10-10 ГНУ «ОИЭиЯИ-Сосны» НАН РБ. Поглощенная доза составляла 25±5 кГр, энергия электронов - 5-8 МэВ, мощность пучка - 5 кВт. Дозиметрический контроль осуществляли дозиметрами-свидетелями ЦВИД-3 и рабочими дозиметрами СОП Д(Ф)Р 5/50.
Исследование антибактериального действия лекарственных средств на основе гидрогелевых полимерных матриц проводили на следующих тест-культурах микроорганизмов: Staphylococcus aureus АТСС 6538-Р, Bacillus subtilis ATCC 6633, Es^en^ia coli АТСС 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 и Streptococcus species Н 46 А. Изучение противогрибковой активности проводили на культуре Candida albicans ATCC 885-653 [20].
В качестве объектов исследования использовали: субстанции гентамицина
сульфата (рег. удостоверение № 239/01/08) и мирамистина (рег. удостоверение № 582/03/08), композицию полимеров, вхо-
дящих в состав гидрогелевых полимерных матриц, с вышеуказанными субстанциями и готовые лекарственные средства «Гидрогелевые пластины гентамицина 0,1 %» (рег. удостоверение № 06/10/1398) и «Гидрогелевые пластины мирамистина 0,05 %» (рег. удостоверение № 06/10/1399) производства РУП «Белмедпрепараты». Готовили растворы субстанций, растворы полимеров с гентамицином и мирамистином и водные вытяжки из гидрогелевых пластин. Концентрация гентамицина сульфата в приготовленных образцах составляла 20 и 100 мкг/мл, мирамистина - 10 и 50 мкг/мл.
В пробирки с 10 мл тиогликолевой среды вносили по 1 мл исследуемых образцов и добавляли по 0,1 мл взвеси тест-культур микроорганизмов, содержащей 10 КОЕ/мл (согласно стандарта мутности № 10). В контрольные пробирки вместо исследуемых образцов вносили такое же количество дистиллированной воды. Посевы инкубировали при температуре 32,5±2,5 0С в течение 48 ч.
После окончания сроков инкубации посевов (появление типичного роста тест-штаммов в контрольных пробирках) проверяли наличие или отсутствие роста тест-микроорганизмов на средах, в которые вносили исследуемые образцы.
Следующим этапом исследования было сравнительное изучение антимикробной активности мягких лекарственных форм гентамицина и мирамистина (мазей и гидрогелевых пластин). Была применена разработанная нами методика, в основу которой положен метод диффузии в агар. Данный метод используется для определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам [21].
Для стандартизации методики в качестве контроля использовали диски с ген-тамицином (ТУ 9398-001-39484474-2000).
Сравнивали противомикробную активность «Гидрогелевых пластин гентами-цина 0,1 %» (рег. удостоверение №
06/10/1398) и «Мази гентамициновой 0,1 %» (рег. удостоверение № 05/03/95), «Гидрогелевых пластин мирамистина 0,05 %» (рег. удостоверение № 06/10/1399) и мази «Мирамистин-Дарница» (рег. удостоверение № иА/1804/01/01). Кроме того, прово-
дили изучение противомикробного действия опытных образцов гидрогелевых полимерных матриц, содержащих гентами-цин (0,1 %) и мирамистин (0,05 %) одновременно, а также гидрогелевых матриц без лекарственных субстанций (ЛС).
Агаризованные питательные среды, характерные для роста и развития исследуемых микроорганизмов [21], разливали в чашки Петри. Глубина агарового слоя в чашке составляла 4,0 мм (20-30 мл расплавленного агара в чашку d = 100 мм).
Для приготовления инокулята использовали 18-20 часовую агаровую культуру исследуемого микроорганизма. Суспензию доводили до мутности 1-2-10 КОЕ/мл (согласно бактериального стандарта мутности № 10). Инокулят наносили в количестве 1 мл на поверхность чашек Петри с питательной средой, равномерно распределяя по поверхности агара путем покачивания. Избыток жидкости удаляли пипеткой. Засеянные чашки подсушивали 30-40 мин при комнатной температуре и затем вносили исследуемые образцы.
Из гидрогелевых пластин вырезали диски и стерильно с помощью пинцета переносили в чашки Петри на поверхность зараженной питательной среды. Содержание гентамицина сульфата в дисках составляло - 200 мкг, мирамистина - 1000 мкг.
Мазевые лекарственные формы вносили по 0,2 г в лунки, вырезанные в агаровом слое чашек Петри, концентрация действующих веществ соответствовала их содержанию в дисках, вырезанных из гидрогелевых пластин.
После внесения исследуемых образцов чашки выдерживали при комнатной температуре в течение 30 мин и помещали в термостат на 18-20 часов при температуре 37 0С. Чашки с Candida albicans инкубировали при температуре 25 0С в течение 3 суток.
Антимикробную активность определяли, измеряя диаметры зон задержки роста тест-штаммов микроорганизмов с помощью измерителя «МИКРОФОТ 5ПО-1». Сплошной рост и зоны диаметром менее 10 мм свидетельствуют об отсутствии антимикробной активности исследуемого
образца к данному штамму микроорганизма, зоны диаметром 10-15 мм свидетельствуют о слабой активности, 15-20 мм - умеренно выраженной, более 20 мм - выраженной.
Параллельно, в этих же условиях, проводили изучение антимикробного действия гидрогелевых пластин в отношении клинических штаммов: Staphylococcus
aureus, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, Streptococcus L-haemolyticus и Entero-coccus spр., выделенных у пациентов отделения гнойносептической хирургии и диабетической стопы и предоставленных клинической лабораторией УЗ «10-я городская клиническая больница» г. Минска. В качестве контроля использовали гидрогелевые пластины без фармацевтических субстанций.
Полученные цифровые величины диаметров зон задержки роста микроорганизмов обрабатывались общепринятыми статистическими методами: рассчитывали значения средней арифметической (Х) и стандартного отклонения среднего (Sx). При оценке достоверности различий между сравниваемыми величинами применялся непараметрический критерий Манна-Уитни [22]. Уровень достоверности различий принимался равным 0,05.
Определение чувствительности микроорганизмов к исследуемым лекарственным средствам in vitro проводилось в условиях, значительно отличающихся от тех, которые характерны живому организму. В связи с этим важно было изучить противомикробную активность гидрогелевых полимерных матриц в клинической практике.
Клиническое изучение антимикробного действия лекарственных средств «Гидрогелевые пластины гентамицина 0,1 %» и «Гидрогелевые пластины мирами-стина 0,05 %» было проведено в рамках 2й фазы клинических испытаний на основании решения Фармакологического комитета Минздрава РБ (протокол № 8 от 29.09.2005 г.) на 3-х клинических базах:
• УЗ «10-я городская клиническая больница», г. Минск;
• УЗ «Городское клиническое объединение «Скорая медицинская помощь», г. Гродно;
• УЗ «Минская областная клиническая больница», г. Минск.
Проводилось бактериологическое исследование, включающее бактериоскопию, посев на питательные среды, определение микробного числа, определение чувствительности микрофлоры к антибиотикам и антисептикам [23].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При разработке в состав гидрогелевых полимерных матриц были подобраны концентрации противомикробных фармацевтических субстанций, обеспечивающие эффективность при наружном применении. Данным условиям соответствовали гентамицин в концентрации 0,1 % и мира-мистин в концентрации 0,05 %.
В технологии получения гидрогелевых полимерных матриц используется радиационная обработка, поэтому важно было установить наличие влияния ионизирующего излучения на антимикробную активность действующих веществ гидрогелевых пластин.
В таблице 1 приведены результаты определения антимикробного действия водных растворов субстанций гентамици-на сульфата и мирамистина, необлученной композиции полимеров в виде водного раствора и гидрогелевых пластин с вышеуказанными действующими веществами. Из результатов, приведенных в таблице 1, следует, что воздействие ионизирующего излучения (D=25±5 кГр) не привело к снижению антимикробной активности ген-тамицина и мирамистина в составе гидрогелевых полимерных матриц.
Водные растворы исследуемых субстанций, необлученные водные растворы полимеров и гидрогелевые пластины с противомикробными фармацевтическими субстанциями подавляли рост испытуемых тест-штаммов микроорганизмов в одинаковой степени.
Таблица 1 - Результаты исследования антимикробной активности действующих веществ ________________________гидрогелевых пластин (Р=25±5 кГр)________________________
Тест- штаммы м/о Гентамицин, мкг/мл Мирамистин, мкг/мл Конт- роль
Водный раствор Необлуч. композиция полимеров Гидро- гелевая пластина Водный раствор Необлуч. композиция полимеров Гидро- гелевая пласти- на
20 100 20 100 20 100 10 50 10 50 10 50
1 2 З 4 5 б 7 8 9 10 11 12 1З 14
Staphylococ cus aureus АТСС б5З8-Р +
Bacillus subtilis ATCC ббЗЗ +
Es^en^ia coli АTCC 25922 ± ± ± +
Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 - - - - - - ± - ± - ± - +
Candida albicans АТСС 885-б5З + + + + + + ± - ± - ± - +
Примечание:
«-» - полное подавление роста тест-штаммов микроорганизмов;
«±» - частичное подавление роста тест-штаммов микроорганизмов; « + » - наличие роста тест-штаммов микроорганизмов.
Образцы с концентрацией мирами-стина 50 мкг/мл полностью подавляли исследуемые тест-штаммы, при концентрации мирамистина 10 мкг/мл наблюдалось полное подавление грамположительных микроорганизмов рода Staphylococcus, Bacillus и грибов Candida, а также частичное - грамотрицательных Enterococcus и Pseudomonas. По литературным данным, минимальная ингибирующая концентрация (МИК) мирамистина в отношении S. аш^^ состаляет 5 мкг/мл, P. аeruginosa -12,5-25 мкг/мл, E. шіі - 7-12 мкг/мл [19], С. аШюяш - 1б мкг/мл [24].
В таблице 2 представлены результаты исследования противомикробного действия мягких лекарственных форм гента-мицина и мирамистина в отношении тест-штаммов микроорганизмов. Сравнительное изучение противомикробной активно-
сти гидрогелевых пластин с гентамицином и мирамистином, гидрогелевых пластин без лекарственных субстанций, мазей ген-тамициновой и мирамистиновой показало, что чувствительность тест-культур микроорганизмов к гидрогелевым пластинам, содержащим лекарственные субстанции противомикробного действия, более выражена. Диаметры зон задержки роста вокруг гидрогелевых пластин с гентамицином превышают диаметры зон вокруг мазевой формы. Аналогичная картина наблюдается при сравнении зон задержки роста микроорганизмов вокруг гидрогелевых пластин с мирамистином и мази мирамистиновой. Данный факт свидетельствует о хорошей степени высвобождения действующих веществ из гидрогелевых полимерных матриц. Исследуемые образцы проявляли более выраженную антимикробную актив-
ность в отношении грамположительных микроорганизмов рода Staphylococcus и Bacillus. В результате исследований установлена высокая противогрибковая активность гидрогелевых полимерных матриц c мирамистином в отношении грибов Candida, превышающая действие мази «Мира-мистин-Дарница». Противокандидозной
активности лекарственных форм гентами-цина не выявлено.
Наибольшую чувствительность тест-штаммы проявили к гидрогелевым пластинам, содержащим комплекс лекарственных субстанций: гентамицин в концентрации 0,1 % и мирамистин в концен-
трации 0,05 %. Средний размер диаметра зоны задержки роста S. aureus вокруг данных гидрогелевых пластин составил 37,61 ± 0,17 мм, C. albicans - 37,01 ± 0,21 мм (табл. 2).
Установлено, что гидрогелевые полимерные матрицы без ЛС также проявляют слабо выраженную антибактериальную активность (зоны задержки роста в среднем составили 10,60 мм). Введение фармацевтических субстанций, обладающих противомикробной активностью, в состав гидрогелевых пластин значительно повышает их лечебную эффективность.
Таблица 2 - Результаты исследования противомикробного действия мягких лекарственных _______________________форм гентамицина и мирамистина (Х±8х)_______________________
Исследуемый образец Диаметр зон задержки роста, мм
Staphylo- coccus aureus АТСС б538-Р Streptococcus species Н 4б А Es^ei'kMa coli Аіте 25922 Bacillus subtilis ATCC бб33 Pseudo- monas aeruginosa ATCC 9027 Candida albicans АТСС 885-б53
Гидрогелевые пластины гентамицина 0,1% 32,71 і 0,22* 23,07 і 0,20* 25,71 і 0,28* 32,1б і 0,22* 23,57 і 0,19* рост
Мазь гентамицино-вая 0,1 % 28,32 і 0,27 1б,05 і 0,18 23,02 і 0,21 2б,31 і 0,20 18,55 і 0,21 рост
Гидрогелевые пластины мирамистина 0,05 % 35,8б і 0,22* 25,71 і 0,19* 29,21 і 0,28* 31,75 і 0,24* 24,88 і 0,21* 35,б8і 0,22*
Мазь «Мирамистин-Дарница» 29,73 і 0,24 22,48 і 0,20 27,45 і 0,20 25,89 і 0,22 22,б8 і 0,20 29,94і 0,19
Гидрогелевые пластины гентамицин 0,1 % + мирамистин 0,05 % 37,б1 і 0,17** 27,б0 і 0,22** 32,29 і 0,24** 35,52 і 0,22** 2б,73 і 0,20** 37,01і 0,21**
Гидрогелевые пластины без ЛС 11,02 і 0,22 10,33 і 0,20 10,44 і 0,19 10,б3 і 0,20 10,58 і 0,19 рост
Контроль(диски гентамицина) 29,5б і 0,24 20,40 і 0,22 22,б8 і 0,19 2б,84 і 0,21 19,81 і 0,20 рост
Примечание:
- различия достоверны при р<0,05 по сравнению с мазевой формой;
- различия достоверны при р<0,05 по сравнению с гидрогелевыми пластинами гентамицина 0,1 % и гидрогелевыми пластинами мирамистина 0,05 %.
В таблице 3 представлены резуль- нии госпитальных штаммов микроорга-
таты изучения противомикробного дейст- низмов. Результаты исследования анти-
вия лекарственных средств на основе гид- микробной активности «Гидрогелевых
рогелевых полимерных матриц в отноше- пластин гентамицина 0,1 %», «Гидрогеле-
вых пластин мирамистина 0,05 %» и «Гидрогелевых пластин гентамицин 0,1 % + мирамистин 0,05 %» в отношении клинических штаммов микроорганизмов подтвердили, что вышеуказанные лекарственные средства обладают выраженной бактерицидной активностью по отношению к основным возбудителям раневой инфекции - микроорганизмам рода Staphylococ-
cus, Streptococcus и Enterococcus. Средние размеры диаметров зон задержки роста госпитальных штаммов микроорганизмов вокруг гидрогелевых пластин, содержащих фармацевтические субстанции противо-микробного действия, значительно превышают зоны вокруг гидрогелевых пластин без ЛС.
Таблица 3 - Противомикробная активность гидрогелевых пластин в отношении госпиталь-
Вид микроорганизма Диаметр зон задержки роста, мм
Гидрогелевые пластины без ЛС Гидрогелевые пластины гентамицина 0,1 % Гидрогелевые пластины мира-мистина 0,05 % Гидрогелевые пластины гентамицин 0,1 % + мирамистин 0,05 %
Staphylococcus aureus 11,00 і 0,19 * 32,б5 і 0,22 * 35,59 і 0,19 37,18 і 0,18**
Staphylococcus epidermidis 10,78 і 0,18 * 32,22 і 0,19 * 34,33 і 0,18 Зб,84 і 0,22**
Streptococcus pyogenes 10,30 і 0,18 * 23,55 і 0,18 * 25,33 і 0,19 27,80 і 0,22**
Streptococcus L-haemolyticus 11,14 і 0,18 * 23,50 і 0,18 * 25,2б і 0,19 27,23 і 0,19**
Enterococcus spp. 10,38 і 0,19 * 25,б4 і 0,19 * 29,27 і 0,19 32,07 і 0,20**
x
Примечание:
- различия достоверны прир<0,01 по сравнению с гидрогелевыми пластинами без ЛС;
- различия достоверны при р<0,05 по сравнению с гидрогелевыми пластинами гентамици-на 0,I % и гидрогелевыми пластинами мирамистина 0,05 %.
Экспериментальные результаты,
представленные в таблицах 1-3, свидетельствуют о выраженной антимикробной активности гидрогелевых полимерных матриц с гентамицином и с мирамистином по отношению к тест-культурам и клиническим штаммам микроорганизмов.
В рамках проведения 2-ой фазы клинических испытаний лекарственные средства «Гидрогелевые пластины гентамицина 0,1 %» и «Гидрогелевые пластины мирамистина 0,05 %» были применены на фоне сопутствующей терапии по показаниям у больных с гнойно-некротическими повреждениями кожи и мягких тканей, рожистым воспалением, травматической отслойкой эпидермиса (фликтеной), инфицированными ранами и ожогами. В контрольные группы были включены пациенты с аналогичными патологиями, равно-
значными по тяжести патологического процесса. Пациенты контрольной группы получали традиционную терапию с применением лекарственных средств (анальгетиков, антибиотиков, антисептиков, мазей, ватно-марлевых повязок), принятых в хирургических, ожоговых и травматологических отделениях.
У больных основной группы при бактериологическом исследовании было отмечено незначительное преобладание микроорганизмов рода Staphylococcus (aureus, epidermidis, saprophyticus) и Streptococcus (haemolyticus, pyogenes). Случаев суперинфицирования и присоединения другой патогенной микрофлоры в процессе лечения у пациентов основной группы не отмечалось. В контрольной группе выявлено преобладание микроорганизмов рода Pseudomonas, Proteus, Citrobacter, Es-
сЬепсЫа, ЕШегососсш. Наблюдались случаи присоединения новой патогенной микрофлоры, ее изменения, а также суперинфицирования во время лечения [25].
Значительное снижение микробного числа в основной группе происходило уже на 3 сутки. В динамике отмечалась дальнейшая регрессия с достижением минимума на 12-15 сутки. В контрольной группе
отмечалось незначительное увеличение количества микроорганизмов на 3 сутки, уровень обсеменённости был в 1,8-2,2 раза выше, чем в основной, сохранялся на протяжении 7-9 суток (табл. 4, рис. 1). В отличие от контрольной группы, в основной не отмечалось случаев суперинфицирования, присоединения другой патогенной микрофлоры.
Таблица 4 - Данные о распределении пациентов основной и контрольной групп в зависимости от величины микробного числа в посевах из ран на момент начала исследования и _______________________________на различных сроках лечения_______________________________
Гидрогелевые пластины гентамицина 0,1 %
Основная группа Контрольная группа
КОЕ/мл 108 107 106- 105 104- 103 менее 103 Роста нет 108 -107 106- 105 104- 103 менее 103 Роста нет
На момент начала исследования 2 8 6 1 0 0 10 7 0 0
1-й визит (1-3 сутки) 0 2 9 4 2 0 6 7 4 0
2-й визит (7-9 сутки) 0 1 6 3 7 0 5 5 2 5
3-й визит (1215 сутки) 0 1 2 1 13 0 1 4 4 8
4-й визит (5-6 недель) 0 0 0 0 17 0 0 0 0 17
Гидрогелевые пластины ми рамистина 0,05 %
Основная группа Контрольная группа
КОЕ/мл 108 107 1 «о 6 о 104- 103 менее 103 Роста нет 108 -107 - 5 6 2 4- 3 2 2 менее 103 Роста нет
На момент начала исследования 2 13 0 1 4 0 10 7 0 0
1-й визит (1-3 сутки) 0 7 3 4 3 0 6 7 4 0
2-й визит (7-9 сутки) 0 4 4 3 9 0 5 5 2 5
3-й визит (1215 сутки) 0 0 3 3 14 0 1 4 4 8
4-й визит (5-6 недель) 0 1 0 0 19 0 0 0 0 17
Отсутствие суперинфицирования и в основной группе в отличие от контроль-
появления новой патогенной микрофлоры ной обусловлено хорошими барьерными,
сорбционными и антимикробными свойствами лекарственных средств на основе гидрогелевых полимерных матриц. Трехмерная полимерная структура гидрогелевой матрицы прочно связывает компоненты раневого экссудата, в том числе микробные тела, тем самым ухудшая условия
вегетирования и предотвращая их обратную миграцию.
Кроме того, охлаждающее действие гидрогелевых пластин за счет испарения влаги с поверхности замедляет процессы размножения микроорганизмов, оказывает слабое бактериостатическое действие.
лечения сутки сутки сутки недель
основная группа контроль
Рис. 1. Изменение микробного числа у пациентов основной и контрольной
групп в процессе лечения
Стандартные перевязочные средства не обладают достаточной барьерной функцией, позволяют микрофлоре проникать в рану извне, не способны необратимо связывать микробные тела, что делает возможным обратную миграцию микрофлоры из повязки в рану и развитие вторичной инфекции.
Гидрогелевые матрицы обладают выраженной способностью к набуханию за счет связывания экссудата, при этом происходит диффузия активных субстанций в рану. Гидрогелевые полимерные матрицы обеспечивают пролонгированное действие противомикробных средств в течение 3-х суток, способствуют процессам грануляции и эпителизации.
Таким образом, в результате проведения исследований в эксперименте in vitro показано сохранение и потенцирование антимикробной активности гентамицина и мирамистина в составе гидрогелевых мат-
риц. Полученные результаты подтверждены в процессе проведения клинических испытаний.
ВЫВОДЫ
1. Радиационная обработка (Б=25±5 кГр), используемая в технологии получения гидрогелевых полимерных матриц, не снижает антимикробную активность ген-тамицина и мирамистина в их составе
2. Гидрогелевая полимерная матрица без фармацевтических субстанций обладает слабо выраженной антибактериальной активностью.
3. Введение антибиотика группы аминог-ликозидов гентамицина и антисептика из группы четвертичных аммониевых соединений мирамистина в состав гидрогелевых полимерных матриц придает им выраженное противомикробное действие.
4. Состав и свойства полимерной основы обеспечивают хорошую степень высвобождения гентамицина и мирамистина из матриц, повышая их противомикробную активность.
5. Антимикробное действие гидрогелевых пластин с гентамицином превосходит по активности действие мази гентамицино-вой, а гидрогелевых пластин с мирамисти-ном - мазь мирамистиновую.
6. В работе установлено, что гидрогелевые матрицы, в состав которых включен мира-мистин, обладают высокой противогрибковой активностью в отношении Candida albicans.
7. Показано, что лекарственные средства «Гидрогелевые пластины гентамицина 0,1 %» и Гидрогелевые пластины мирамистина 0,05 %» обладают выраженным антимикробным действием по отношению к наиболее часто встречающимся условнопатогенным микроорганизмам, основным возбудителям раневой инфекции: грампо-ложительным стафилококкам, стрептококкам, бациллам и грамотрицательным энтеробактериям и псевдомонадам. Гидрогелевые матрицы, включающие в свой состав антибиотик с антисептиком (0,1 % гентамицина и 0,05 % мирамистина), обладают повышенной антимикробной и антифун-гальной активностью, что позволяет расширить спектр их применения.
8. Местное применение противомикроб-ных лекарственных средств в форме гидрогелевых пластин обеспечивает бактерицидное действие, что подтверждается выраженным снижением микробного числа. Локальная аппликация на раны гидрогелевых пластин способствует повышению эффективности системной антибактериальной терапии, препятствуя суперинфицированию раневой поверхности.
SUMMARY Y.G. Chеrnetskaya, N.A. Dеdyushko, T.V. Trukhachova, A.I. Zhebentyaev,
P.T. Petrov ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF NEW MEDICATIONS BASED ON HYDROGEL POLYMER MATRIXES An antimicrobial activity of medications based on hydrogel polymer matrixes
was investigated. It was shown that the ionizing radiation, used in the hydrogel matrix technology, doesn’t reduce the antimicrobial activity of the gentamicin and miramistin included in the formulation. It was established that solutions of the investigated substances, unirradiated compositions of polymers and hydrogel plates, contained pharmaceutical substances of antibiotics and antiseptics, inhibited a growth of test strains of microorganisms in equal degree.
As a consequence of the comparative study according to a developed method of antimicrobial action of soft formulations of the gentamicin and miramistin, it was detected that the sensibility of the test cultures of microorganisms to hydrogel plates, which contain medicinal substances of antimicrobial action, is more expressed as compared to ointments and gels.
It was proved that the antimicrobial activity of the medications made on base of hydrogel polymer matrixes is more expressed as compared to the test cultures and clinic strains of frequently met opportunistic microorganisms, main causative agent of wound infection: gram-positive staphylococcus,
streptococcus, bacilli, and gram-negative en-terobacteria and pseudomonades. A high anti-fungal activity of hydrogel polymer matrixes contained the miramistin in relation to Candida albicans was shown.
The clinic investigation demonstrated that the application of medications "Hydrogel plates of gentamicin 0,1 %” and “Hydrogel plates of miramistin 0,05 %” provides a local bacteriostatic effect, that is confirmed by the expressed reduction of microbial number, and protects wounds against a repeated infection.
Key words: hydrogel polymer matrixes, antimicrobial activity, gentamicin, miramistin.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абаев, Ю.К. Раневая инфекция в хирургии: Учеб. пособие / Ю.К. Абаев. Минск: Беларусь, 2003. - 293 с.
2. Блатун, Л. А. Профилактика и лечение бактериально-грибковых инфекций в хирургической практике с помощью мирами-
стина / Л. А. Блатун // Успехи медицинской микологии: материалы 3-го Всерос. конгр. по мед. микологии / под ред. Ю.В. Сергеева. - М., Нац. акад. микологии - 2005. - Т. VI. - С. 185 - 188.
3. Юданова, Т.Н. Современные раневые покрытия: получение и свойства (обзор)/ Т.Н. Юданова, И.В. Решетов // Хим. -фарм. журн. - 2006. - Т 40, № 2. - С. 24 -31.
4. Evaluation of a bilayer artificial skin capable of sustained release of an antibiotic / K. Matsuda, [et al.] // Biomaterials. - 1992. -Vol. 13, № 2. Р. 119 - 122.
5. Гидроколлоидные покрытия - новое поколение средств для лечения ран и ожогов (обзор) / Г.Я. Кивман [и др.] // Хим. - фарм. журн. - 1994. - Т. 28, № 2. - С. 24 -31.
6. Rosiak, J. Polyacrylamide hydrogels as sustained release drug delivery dressing materials / J. Rosiak, K. Burozak, W. Pekala // Radiat. Phys. Chem. - 1983. - Vol. 22, № 3-5. - Р. 907 - 915.
7. Применение раневых покрытий для лечения ожоговых ран / А.А. Алексеев [и др.] // Рос. мед. журн. - 2004. - № 1. - С. 26 -30.
8. Radiation crosslinked hydrogels as sustained release drug delivery systems / W. Pekala [et al.] // Radiat. Phys. Chem. - 1986.
- Vol. 27, № 4. - Р. 275 - 285.
9. Rosiak, J. Synthesis of hydrogels by irradiation of polymers in aqueous solution / J. Rosiak, P. Ulanski // Radiat. Phys. Chem. -
1999. - Vol. 55. - Р. 139 - 151.
10. Effects of calcium alginate on cellular wound healing processes modeled in vitro / J. W. Doyle [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. -1996. - Vol. 32, № 4. - Р. 561 - 568.
11. Thomas, А. Alginates from wound dressings active human macrophages to secrets tumour necrosis factor-alpha / A. Thomas, K.G. Harding, K. Moore // Biomaterials. -
2000. - Vol. 21, №17. - Р. 1797 - 1802.
12. Dybek, К. Studies on dressings for dental surgery use. Part 3: Effect of gamma-radiation and of formaldehyde on properties of gelatinous dental dressings / K. Dybek, A.Kubis, J. Rosiak // Pharmazie. - 1992. - Vol. 47, № 4.
- Р. 273 - 274.
13. Аппликационная лекарственная форма гидрогелевой матрицы для лечения ран и
ожогов / Ю.Г. Чернецкая [и др. ] // Тез. докл. XI Российского национального конгресса «Человек и лекарство». - М., 2004. -С. 848.
14. Противомикробное и ранозаживляющее
средство на основе гидрогелевой полимерной матрицы: пат. 11060 Республика Беларусь: МПК (2006) А 61Ь 15/16/ Петров П.Т. [и др.]; заявитель и патентообладатель РУП «Белмедпрепараты» (ВУ); заявл.
21.10.2005; опубл. 30.06.2007 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасцг -2008. - № 4 (63). - С. 62.
15. Чернецкая, Ю.Г. Качественный и количественный анализ действующих веществ в противомикробных, ранозаживляющих средствах на основе гидрогелевых полимерных матриц / Ю.Г. Чернецкая // Актуальные вопросы современной медицины и фармации: материалы 58-ой итог. научн.-практ. конф. студентов и молодых ученых.
- Витебск: ВГМУ, 2006. - С. 267 - 269.
16. Машковский, М.Д. Лекарственные средства / М.Д. Машковский. - изд. 14. -М.: Новая Волна, 2000. - Т. 2. - С. 131-132.
17. Карман, А. Д. Обоснование комплексно-
го метода лечения рожистого воспаления: автореф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.27/ А.Д. Карман; УО «Белорусский государственный медицинский университет». -
Минск, 2008. - 20 с.
18. Косинец, А.Н. Резистентность к антимикробным препаратам возбудителей хирургических инфекций в Республике Беларусь / А.Н. Косинец, В.К. Окулич, С.Д. Фе-дянин // Тез. докл. Международного ЕвроАзиатского конгресса по инфекционным болезням. - Витебск, 2008. - Т. 1 - С. 22.
19. Мирамистин: сб. материалов под ред. Ю.С. Кривошеина. - М.: Инфамед, 2001. -87 с.
20. Государственная фармакопея Республики Беларусь: офиц. изд-ние / РУП «Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении»; ред. Г. В. Годовальников. - Минск: МГПТК полиграфии, 2006. - Т. 1. - 656 с.
21. Навашин, С.М. Рациональная антибио-тикотерапия (справочник) / С.М. Навашин, И.П. Фомина - М.: Медицина, 1982. - 496 с.
22. Гланц С. Медико-биологическая статистика: пер. с англ. / С. Гланц - М.: Практика, 1999. - 459 с.
23. Бенько, А.Н. Новые технологии лечения травматических дефектов мягких тканей конечностей с использованием лекарственных форм на основе гидрогеля: авто-реф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.22/ А.Н. Бенько; УО «Белорусский государственный медицинский университет». - Минск, 200В. - 27 с.
24. Биткова, Е.Е. Изучение воздействия мирамистина на кинетику роста условнопатогенных микроорганизмов в жидкой питательной среде / Е.Е. Биткова [и др.] // Мира-мистин: сб. тр. / под ред. Ю.С. Кри-вошеина. - М., Мед. информ. агенство, 2004. - С. б2 - б5.
25. Лечение травматических дефектов мягких тканей конечностей с использованием лекарственных форм на основе гидрогеля/ А.В. Руцкий [и др.] // «Здравоохранение».
- 2007. - № 12. - С. бЗ - 70.
Адрес для корреспонденции:
РУП «Белмедпрепараты»,
Республика Беларусь,
220007, г. Минск, ул. Фабрициуса, 30, тел./факс)(017) 220 3716, 220 31 42 e-mail: [email protected], [email protected]
Чернецкая Ю.Г.
Поступила 25.08.2009 г.
