Изменение вирулентности патогенов, рост их устойчивости к антибиотикам и традиционным антисептикам, аллергизация макроорганизма, снижение иммунологического статуса пациентов, развитие дисбактериоза, грибковых поражений на фоне нерационального применения антибактериальных препаратов заставляют искать новые патогенетически обоснованные, щадящие методы лечения гнойно-некротических (ГН) осложнений у больных с синдромом диабетической стопы (СДС). И некоторые из способов демедикализации уже предложены, апробированы и доказали свою эффективность. В их числе ультразвуковая кавитационная терапия, один из наиболее востребованных сегодня физиотерапевтических методов [1—4].

На эффекте кавитации базируется селективный деструктивный режим низкочастотного ультразвука, применяемого для некрэктомии. Механическое удаление нежизнеспособных тканей происходит вибрирующей рабочей поверхностью волновода. Особенности ультразвуковой некрэктомии — ее минимальная инвазивность и щадящий характер к сохранившим свою жизнеспособность тканям [3, 5, 6].

Низкочастотный ультразвук не только прямо воздействует на возбудителей раневой инфекции, но и позволяет вводить лекарственные вещества в глубь ткани. В настоящее время с учетом тенденции к ограничению местного применения антибиотиков предпочтительным считается использование в качестве сред озвучивания антисептических растворов [7—10]. Вместе с тем недостаточно изучен вопрос влияния низкочастотного ультразвука на течение раневого процесса на фоне сахарного диабета, особенно на клеточном и внутриклеточном уровнях, что и определяет актуальность данной работы.

Цель исследования — проведение структурно-функционального анализа клеток из ран больных СДС в стадии ГН-изменений при ультразвуковой обработке с использованием антисептического препарата лавасепт.

В проспективное сравнительное клинико-морфологическое исследование включены последовательно 90 пациентов в возрасте от 27 до 80 лет (58,4±8,2 года) с СДС в стадии ГН-изменений, госпитализированных в отдел ран и раневых инфекций Института хирургии им. А.В. Вишневского в 2013—2016 гг. У всех пациентов был сахарный диабет 2-го типа, средняя продолжительность заболевания составила 13±4,5 года. Объем поражения тканей стопы оценивали по классификации F. Wagner [11]. У 46 (51,1%) больных в процесс были вовлечены мягкие ткани и скелет стопы с клиническими и рентгенологическими признаками развившегося остеомиелита, с гангреной одного или нескольких пальцев (III—IV стадия по Wagner). У 44 (48,9 %) больных гнойный процесс не распространялся на опорно-двигательный аппарат и соответствовал глубине поражения Wagner II (глубокая язва).

Комплексное лечение включенных в исследование пациентов предполагало выполнение радикальной хирургической обработки гнойного очага, хирургической реваскуляризации (при наличии критической ишемии пораженной конечности) и пластической реконструкции стопы на завершающем этапе лечения, полную разгрузку стопы, коррекцию углеводного обмена и сопутствующих заболеваний. Между хирургическими этапами проводили местное лечение ран повязками с 1% раствором йодопирона (1 перевязка в сутки).

В основной группе больных (n=75) местное лечение дополняли ультразвуковой кавитацией (УЗК) ран с помощью ультразвукового аппарата SONOCA 180 (UAW — Ultrasonic-Assisted Wound Treatment, «Söring», Германия). Первую обработку проводили через 1 сут после хирургической обработки гнойного очага, а далее — через 1 день до перехода раневого процесса в репаративную стадию.

УЗК ран проводили по традиционной методике в режиме контактного ультразвукового воздействия мощностью от 1 до 4 ед. (при 20—100% мощности). Сонотрод вводили под участки некроза и затем проводили его удаление. При этом из-за небольшого местного разогревания тканей происходила коагуляция мелких кровоточащих сосудов, некротические ткани чаще удалялись бескровно. С целью определения переносимости, болевого порога первую ультразвуковую обработку проводили в щадящем режиме (мощность 1 ед., 20%). При выявлении повышенной болевой чувствительности дальнейшие обработки выполняли под проводниковой анестезией. В переходный период (между первой и второй фазами раневого процесса), когда некротические ткани в полости раны уже отсутствовали, УЗК выполняли с целью удаления слоя фибрина при мощности 2 ед. (40%).

В качестве акустической среды и антисептика применяли 0,2% раствор лавасепта, который специалисты рассматривают как препарат выбора для лечения контаминированных и инфицированных ран [12]. Основное действующее вещество — полигексанид — относится к группе положительно заряженных (катионные) полимеров, содержит поверхностно-активные вещества, благодаря которым снижается поверхностное натяжение, что обеспечивает более легкое удаление микробных биопленок. Лавасепт обладает бактерицидным свойством, активен в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий (в том числе Ps. аeruginosa), грибов, а также MRSA [13].

Среднее время воздействия на 100 см² раневой поверхности около 15—20 мин, при этом расход раствора антисептика (0,2% раствор лавасепта) на 100 см² раневой поверхности составил 45—120 мл (1—2 капли/с). В зависимости от состояния ран в каждом наблюдении было проведено от 4 до 5 сеансов УЗК.

Группу сравнения составили 15 больных СДС в стадии ГН-изменений, которым проводили местное лечение ран между хирургическими этапами только под повязками с 1% раствором йодопирона.

Для оценки эффективности УЗК использовали ежедневный визуальный осмотр ран с фотодокументированием и цитологическое, бактериологическое, морфологическое исследования биоптатов ран. Забор биопсийного материала для морфологического и бактериологического исследований осуществляли в момент первой хирургической обработки, затем до сеанса УЗК и сразу после процедуры на 3—5-е и 7—10-е сутки лечения, в те же контрольные сроки брали раневые отпечатки для цитологического исследования.

Для электронно-микроскопического исследования фрагменты ткани ран (1 мм³) фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида и 1% растворе оксида осмия (VIII), обезвоживали в спиртах при возрастающем градиенте концентраций, пропитывали в смеси окись пропилена — аралдитовая смола и заливали аралдитовой смолой. Ультратонкие срезы толщиной 100—200 нм получали на ультрамикротоме LKB V (Швеция). Ультраструктурное изучение препаратов проводили при помощи электронного микроскопа JEM 100-CX (JEOL, Япония) в трансмиссионном режиме при ускоряющем напряжении 80 кВ и сканирующем режиме.

Бактериологическое исследование включало проведение качественного и количественного анализа микроорганизмов в очагах инфекции стандартными методами.

Критериями эффективности УЗК служили ускорение сроков очищения ран от девитализированных тканей и детрита; появление грануляционной ткани; уменьшение площади раневого дефекта; появление краевой эпителизации; уменьшение сроков подготовки ран к пластической реконструкции стопы; уменьшение сроков нахождения пациентов в стационаре.

До лечения у всех больных клиническая картина была типичной для гнойной длительно незаживающей раны (рис. 1, а).

Изучение качественного состава раневого экссудата у обследованных больных показало присутствие в нем аэробных, факультативно-анаэробных, облигатных анаэробов, неспорообразующих микроорганизмов и грибов. В обеих группах больных картина качественного состава микрофлоры была схожей. Микробиологический пейзаж раны в большинстве случаев характеризовался ассоциацией в основном аэробов и анаэробов и грибов. Бактериологические исследования показали, что смешанная аэробно-анаэробная флора присутствовала в 48 (53,3%) случаях. В ассоциациях наряду с анаэробами (B. fragilis, P. melaninogenica) наиболее часто высевали Рseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus.

В остальных случаях микрофлора была представлена в виде монокультуры. В 3 (3,3%) случаях не выявили роста микроорганизмов, что, вероятно, может быть связано с погрешностями в заборе и доставке материала либо с чувствительностью имеющихся сред.

При исследовании раневых отпечатков у 70% больных обеих групп зарегистрирован дегенеративно-воспалительный тип цитограмм, в 30% — воспалительный. До начала лечения многочисленные нейтрофилы покрывали поля зрения раневых отпечатков.

В ранах нарушена регуляция созревания ткани, происходит неравномерный склероз с очагами воспаления. При этом в первую очередь страдали капилляры. Утолщение стенки капилляров и сужение их просвета связано с отеком эндотелиоцитов и наличием вокруг капилляров фиброзной ткани. Отек приводит к нарушению микроциркуляции в ране, что вызывает гипоксию тканей и клеток, ацидоз, распад коллагена, происходит накопление ферментов в ране, создаются условия для развития инфекции, которая еще больше усиливает гипоксию и распад тканей с образованием детрита. Таким образом, наличие некротических тканей, микробов, ишемии способствует хронизации процесса раневого заживления. Большое значение в пролонгации и хроническом течении воспалительного процесса имеют бактериальные биопленки — скопления микробов в полисахаридном матриксе и прикрепленных к твердой поверхности надкостницы (см. рис. 1, б) [14]. В ранах отмечена воспалительная реакция с признаками незавершенного или извращенного фагоцитоза. Микроорганизмы находились и внеклеточно. У 2 больных основной группы в ранах обнаружены L-формы бактерий. Ультраструктурной особенностью таких бактерий является частичное или полное отсутствие клеточной оболочки под влиянием антибиотиков, такие бактерии маловирулентны, способны к размножению, длительной персистенции и реверсии в исходное высоковирулентное состояние. L-формы микроорганизмов обладают высокой устойчивостью к антибиотикам и вызывают вялотекущие хронические инфекции.

После хирургической обработки гнойного очага и проведения первого сеанса УЗК с 0,2% раствором лавасепта микробная обсемененность ран больных основной группы снизилась на 3—4 порядка и составила 10⁴—10⁵ микроорганизмов в 1 г ткани. В группе сравнения подобную динамику микробной обсемененности ран наблюдали в более поздние сроки — к 7-м суткам. Следовательно, применение низкочастотного ультразвука позволяет в более ранние сроки снизить микробную контаминацию ран.

При визуальной оценке уже после первой процедуры УЗК отмечали выраженный некролитический эффект, заключающийся в массивном отторжении девитализированных тканей от стенок и дна гнойных ран (рис. 2, а).

На светооптическом уровне после проведения сеанса УЗК регистрировали фрагментацию, истончение и отслаивание лейкоцитарно-некротического слоя, уменьшение инфильтрации подлежащих тканей нейтрофильными гранулоцитами. При электронно-микроскопическом исследовании биоптатов ран сразу после УЗК отмечена деструкция бактериальных клеток (см. рис. 2, б). Разрывы клеточной оболочки микроорганизмов обусловлены повреждающим действием как самих ультразвуковых волн на стенку бактерий, так и добавлением в озвучиваемый раствор антисептика лавасепт. Низкочастотный ультразвук способствует проникновению антисептического раствора в глубь ткани, при этом гибель микробов происходит при меньших его концентрациях [2, 20]. Сохраняется нарушение микроциркуляции в ткани из-за отека эндотелиальных клеток.

На 7-е сутки лечения в основной группе больных до проведения повторного сеанса УЗК отмечали положительную динамику в состоянии раны, что было связано как с эффективным удалением с помощью УЗК вторичных некрозов, так и с очищением ран от клеточного и микробного детрита (рис. 3, а).

В поверхностных слоях раны увеличивается количество макрофагов, полибластов и нейтрофильных гранулоцитов. Макрофаги находились в состоянии высокой функциональной активности, на что указывала характерная ультраструктурная организация клеток (цитоплазматические выросты, фагосомы в цитоплазме, специфические гранулы). Дно раневых дефектов заполнено грануляциями, в то время как в группе сравнения формирование грануляционной ткани происходит в более поздние сроки (10—14-е сутки). В результате эффективного очищения ран ускоряются репаративные процессы в ране — активизируются пролиферативные процессы (растет количество фибробластов) и повышается функциональная активность клеток (синтез коллагена). Микрососуды освобождаются от стазов, тромбов, улучшается локальная микроциркуляция в области раны (см. рис. 3, б). В основной группе больных биопленок в ранах не обнаружено.

На 10—14-е сутки лечения до проведения очередного сеанса УЗК микробная обсемененность ран больных основной группы составляла 10¹ КОЕ/г, в то время как в группе сравнения, где раны лечили повязками с йодопироном, — 10^2—3 КОЕ/г. Результаты бактериологического контроля служили одним из основных критериев определения сроков проведения пластической реконструкции стопы. Благоприятное влияние УЗК на репарацию характеризовалось быстрым очищением ран от микробного и клеточного детрита, а также предотвращением реинфицирования в процессе дальнейшего лечения ран (рис. 4, а).

В основной группе больных раны были заполнены зрелой грануляционной тканью (см. рис. 4, б). В фибробластах отмечена активация внутриклеточного синтеза белков, в том числе коллагеновых. Улучшился регионарный кровоток. Сосуды активно прорастают грануляционную ткань. Наличие полноценной грануляционной ткани позволяло уже на этих сроках выполнять пластическую реконструкцию стопы.

В группе сравнения зрелость грануляционной ткани была ниже, а более длительная персистенция в ране микроорганизмов откладывала пластическую реконструкцию стопы на более поздние сроки (18—29-е сутки).

Таким образом, УЗК с 0,2% раствором лавасепта эффективно очищает раны от микробного и клеточного детрита, разрушает клеточные мембраны микроорганизмов и биопленки с микроорганизмами, предотвращая их повторное образование и реинфицирование ран.

УЗК-обработка ран оказывает выраженное антимикробное действие по отношению ко всем видам микроорганизмов, наиболее выражено это действие по отношению к неспорообразующим облигатным анаэробным бактериям.

Включение УЗК в состав комплексного лечения пациентов с СДС в стадии ГН-изменений способствует более быстрому переходу воспалительной фазы раневого процесса в репаративную, что характеризуется появлением зрелых грануляций и клеток краевого эпителия уже на 7-е сутки лечения. В ранах отмечаются стимуляция регенераторных процессов и улучшение регионарной микрогемодинамики, что позволяет в более ранние сроки производить с положительным результатом пластическую реконструкцию стопы.

Проведенное ультраструктурное исследование клеток из ран больных СДС в стадии ГН-изменений показало, что клиническая картина (внешний вид раны, макроскопическая характеристика грануляционной ткани, отсутствие гнойного отделяемого) не всегда может быть объективным признаком перехода раневого процесса в стадию репарации.

Во избежание ошибок, которые могут привести к нагноению слишком рано зашитых ран и закончиться даже ампутацией стопы вследствие торпидного течения инфекционного процесса при реинфекции на уже многократно скомпрометированных тканях (операциями, рубцовыми изменениями, нарушениями макро- и микрогемодинамики, лимфооттока), крайне необходимым считаем рутинное использование таких методов оценки динамики течения раневого процесса, как цитологическое исследование раневых отпечатков и изучение качественного и количественного состава микрофлоры биоптатов ран.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Чекмарева И.А. — https://orcid.org/0000-0003-0126-4473

Блатун Л.А. — https://orcid.org/0000-0002-7667-4808

Пасхалова Ю.С. — https://orcid.org/0000-0003-1215-8035

Митиш В.А. — https://orcid.org/0000-0001-6411-0709

Паклина О.В. — https://orcid.org/0000-0001-6373-1888

Терехова Р.П. — https://orcid.org/0000-0002-4622-1429

Муньос Сэпэда П.А. — https://orcid.org/0000-0002-4621-9599

Магомедова С.Д. — https://orcid.org/0000-0002-7068-7421

Ушаков А.А. — https://orcid.org/0000-0001-6672-7489

Соков С.Л. — https://orcid.org/0000-0002-4383-0800

Автор, ответственный за переписку: Чекмарева И.А. — e-mail: chia236@mail.ru

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Чекмарева И.А., Блатун Л.А., Пасхалова Ю.С., Митиш В.А., Паклина О.В., Терехова Р.П., Муньос Сэпэда П.А., Магомедова С.Д., Ушаков А.А., Соков С.Л. Морфологическое обоснование эффективности применения ультразвуковой кавитации с 0,2% раствором лавасепта при лечении гнойно-некротических осложнений синдрома диабетической стопы. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2019;7:63-70. doi: 10.17116/hirurgia2019071