Исследование свойств новых гемостатических губок на основе коллагена

Любое оперативное вмешательство неизбежно сопряжено с кровотечением. При этом основным источником кровопотери в операциях на печени, селезенке и почке при целостности крупных сосудов являются капиллярно-паренхиматозные кровотечения, для остановки которых прибегают к разнообразным гемостатикам: местной гипотермии, термо- и ультразвуковой коагуляции, лазерному облучению, использованию гемостатических пленок, клеев, гелей, губок и т. д. [1].

Применение одних кровоостанавливающих материалов в практической хирургии ограничено вследствие их низкой гемостатической активности, возникновения спаечного процесса в брюшной полости. Токсичность, травматичность и антигенные свойства, а также местно-раздражающее действие других препаратов (например, на основе оксицеллюлозы) способствуют возникновению воспалительного процесса, некроза паренхимы органов, что предрасполагает к развитию инфекции [2]. Однако, по мнению многих авторов, губки на основе коллагена — наиболее известного и давно используемого традиционного гемостатического средства, в комбинации с разнообразными веществами оказываются наиболее эффективными по сравнению, например, с тампонированием марлей (физическим методом гемостаза) и позволяют достичь остановки кровотечения в 1,5—2, иногда и в 3 раза быстрее [3, 4]. В связи с этим разработка и изучение новых гемостатических губок на основе коллагена, содержащих в своем составе различные вещества, влияющие на гемостаз, являются актуальными задачами, преследующими цель повышения скорости наступления гемостаза, а также расширения сферы эффективного применения аппликационных процедур.

Достижение поставленной цели предполагало рассмотрение известных методик оценки эффективности применения местных гемостатических средств.

Однако в ходе изучения проблемы не было выявлено наличия обобщающих показателей, которые позволили бы дать интегральную оценку применению соответствующего метода. По большей части здесь используют количественные показатели, выраженные в виде времени кровотечения, изменения массы губки и тому подобных характеристик. В ходе выполнения настоящей работы других показателей обнаружено не было. В этой связи была поставлена задача разработки методики, позволяющей оценить эффективность применения коллагеновых губок с использованием количественных, качественных и интегральных показателей.

Цель исследования — изучение эффективности новых образцов гемостатических имплантов на основе коллагена и депонированных в них кровоостанавливающих средств; разработка методики оценки эффективности коллагеновых гемостатических губок при остановке паренхиматозных кровотечений в хирургической практике; изучение новых препаратов на основе коллагеновых губок в сравнительном аспекте.

В качестве материалов для экспериментальных исследований были использованы образцы гемостатических коллагеновых губок с длиной, шириной и высотой материала 1 см, взвешенные на торсионных весах, содержащие: гемоблок 2%; гемоблок 5% [5]; гемоблок и транексамовую кислоту; тромбоциты и транексамовую кислоту [6, 7]; криопреципитат 10%; криопреципитат и транексамовую кислоту; хитозан и капрофен [8, 9]; транексамовую кислоту 9%. В качестве сравнительных образцов были использованы гемостатические коллагеновые губки Белкозин и Зеленая Дубрава.

Эксперименты in vivo были выполнены на 110 белых крысах линии Вистар обоих полов массой 180—200 г. Для исследования использованы животные без внешних признаков заболевания, прошедшие карантинный режим в условиях вивария ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет». Все животные содержались в одинаковых условиях на стандартном пищевом режиме.

Эксперименты на животных были проведены в асептических условиях операционного блока кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии им. А.Д. Мясникова ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет».

Операции и манипуляции с животными проводили с использованием общего обезболивания (ксилазина гидрохлорид, золетил), а выведение из экспериментов — путем передозировки средств для наркоза, в соответствии с Конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (принята Советом Европы в 1986 г., Страсбург, Франция), и Директивой Совета 86/609/ЕЕС от 24.11.86 по согласованию законов, правил и административных распоряжений стран-участниц в отношении защиты животных, используемых в экспериментальных и других научных целях.

Для сравнительной оценки времени остановки кровотечения и величины кровопотери в остром эксперименте под общим наркозом крысам выполняли срединную лапаротомию (рис. 1,

В операционную рану поочередно выводили печень и селезенку. После тщательного гемостаза краев лапаротомной раны и ее отграничения полиэтиленом под намеченную область травмы органа помещали сухую стерильную салфетку с заведомо известной массой.

Рану печени наносили на одной из ее долей путем отсечения края таким образом, что длина раны составляла 1 см (по касательной к окружности доли печени), а глубина — 0,5 см (в наиболее отдаленном от края месте) (рис. 3).

Возникшее капиллярно-паренхиматозное кровотечение незамедлительно останавливали путем аппликации на область раны гемостатического материала. После эксперимента производили взвешивание губки (см. рис. 3, 4).

В качестве контроля использовали вышеизложенную технологию без применения гемостатических материалов, с использованием марлевой салфетки, губки коллагеновой Белкозин, губки коллагеновой Зеленая Дубрава. Одновременно с нанесением раны и аппликацией гемостатического материала начинали отсчет времени с использованием секундомера для регистрации периода остановки кровотечения. Для определения времени окончательной остановки кровотечения отмечали момент прекращения выделения крови из-под препарата или контрольной раны.

Величину кровопотери измеряли по методу Е.М. Левитэ. Для этого определяли разницу в массе стерильного материала до операции и после его пропитывания кровью в ходе операции и вычисляли по выражению:

m₂–m₁=m,

где m₂ — масса материала после полного гемостаза (кровь, изливающаяся из раны, впитывалась в материал); m₁ — масса материала до эксперимента; m — величина кровопотери.

Полученные данные были статистически обработаны с вычислением средних величин, стандартных ошибок средних и достоверности различий. Достоверными признавали различия, для которых показатель р был меньше или равен 0,05. Достоверность различий оценивали по критериям Манна—Уитни, а также путем вычисления доверительного интервала [10, 11].

Кроме того, был введен коэффициент наглядности, который позволил в числовом виде выразить способность той или иной губки впитывать кровь в ходе соответствующего физического процесса. Этот коэффициент (в дальнейшем К) рассчитывали как разницу скорости истечения крови (ик) из раны и скорости ее поглощения губкой (пг). При этом скорость истечения крови определяли как объем крови, истекший за единицу времени, а скорость поглощения крови губкой — как отношение разницы в весе губки до и после опыта ко времени кровотечения.

К=С_ик–С_пгмг/с;

С целью отслеживания динамики изменения скорости истечения крови за единицу времени нами был введен показатель замедления истечения крови (в дальнейшем — H), который рассчитывали как отношение показателя К ко времени кровотечения.

При изучении в остром опыте на крысах в сравнительном аспекте времени остановки кровотечения на модели экспериментальных травм печени и селезенки с применением исследуемых образцов были получены результаты, представленные в табл. 1,

Анализ полученных результатов показал, что препараты обладают кровоостанавливающими свойствами, достоверно уменьшая время кровотечения относительно контроля. После проведения сравнительной оценки был сделан вывод, что высокоэффективным препаратом является губка гемостатическая с транексамовой кислотой 9% (р≤0,05), так как данный препарат получил высокие оценки качественных свойств (табл. 3)

Самым низкоэффективным препаратом оказалась губка гемостатическая с хитозаном и капрофером (К=1,981±0,054921, К=2,424±0,135248 для печени и селезенки соответственно), имеющая также низкую оценку при использовании, так как она крошилась, рассыпалась при разрезании, липла к перчаткам, имела крайне малый вес, плохо апплицировалась к раневой поверхности. При этом Н-показатель в экспериментах на печени в обоих случаях был примерно одинаков (≈0,02), тогда как коэффициент К и среднее время кровотечения разнятся практически в 2 раза.

Сложившаяся ситуация свидетельствует о том, что в условиях одного и того же темпа замедления истечения крови губка с хитозаном и капрофером поглощает в 2 раза больший объем крови, так как ей требуется в 2 раза больше времени для создания гемостаза, чем губке с транексамовой кислотой 9%. Данный факт говорит о недостаточной эффективности входящего в состав этой губки действующего вещества. Результаты, полученные в опытах на селезенке, подтверждают этот факт (время кровотечения 131,5±15, К=2,424±0,135248).

Следующим по эффективности препаратом является губка гемостатическая с криопреципитатом 10%, имеющая, кроме прочего, один из самых высоких Н-показателей (Н=0,025) в опытах на модели стандартной травмы селезенки (данные достоверные). Затем следует губка гемостатическая с криопреципитатом и транексамовой кислотой (р≤0,05; недостоверные отличия при травме селезенки при сравнении с Белкозином). С минимальными отличиями далее идет гемостатическая губка с гемоблоком 5%, имеющая, как и губка с криопреципитатом 10%, Н=0,025 в опытах на селезенке. Ей уступает гемостатическая губка с гемоблоком и транексамовой кислотой (недостоверные отличия при травме печени по отношению к Белкозину, Зеленой Дубраве). Несмотря на то что она имеет самый высокий Н-показатель в опытах на печени (Н=0,035), она также обладает довольно высоким коэффициентом К, что говорит о поглощении ею большого объема крови при достаточно быстром замедлении темпа кровотечения из раны (рис. 5).

Результаты проведенных исследований in vivo в остром опыте на крысах при изучении в сравнительном аспекте времени остановки кровотечения, величины кровопотери на модели экспериментальных стандартных травм печени и селезенки, количественных, качественных и интегральных показателей позволяют сделать вывод, что все экспериментальные образцы обладают достоверными кровоостанавливающими свойствами, выраженными в разной степени. Активность последних связана с входящими в состав губок кровоостанавливающими агентами. Вопреки ожидаемым результатам более эффективными оказались монокомпонентные губки: лучше зарекомендовали себя губки гемостатические с транексамовой кислотой 9% и криопреципитатом 10%, затем следовала их комбинация. Та же закономерность выявлена с губками, имеющими в своем составе гемоблок: монопрепарат (гемоблок 5%) оказался более эффективным, чем комбинация гемоблока и транексамовой кислоты. По-видимому, эти явления связаны с механизмом приготовления лекарственных средств, их взаимодействием (разрушением), характером пропитывания субстрата (послойное или сплошное). Низкие кровоостанавливающие свойства гемостатической губки с хитозаном и капрофером можно связать с абсорбционными свойствами входящего в состав полисахарида, которому нужно время для набухания волокон.

Данные образцы могут применяться при операциях на паренхиматозных органах, что значительно снизит послеоперационные осложнения, связанные с наличием отсроченного кровотечения. Однако для принятия окончательного решения необходимо произвести более широкий спектр исследований в целях изучения таких свойств, как биодеградация, биоинертность, выраженность спаечного процесса в месте имплантации, наличие местного и системного эффекта после использования материалов. Разработанная в ходе исследования методика оценки качества гемостатических губок может быть использована при аналогичных исследованиях, а качественный К-показатель может служить критерием для классификации губок и выступать в роли маркера степени сорбции.

По результатам исследования можно сделать вывод, что все представленные образцы достоверно обладают кровоостанавливающими свойствами, в большинстве своем превосходящими имеющиеся на рынке аналоги. Разработана новая методика, позволяющая оценивать в остром эксперименте свойства гемостатических губок с применением интегральных показателей.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Бежин А.И. (Bezhin A.I.) — д.м.н., заведующий кафедрой оперативной хирургии и топографической анатомии им. А.Д. Мясникова КГМУ; Курск, ул. К. Маркса, д. 3, 305041; e-mail: kurskmed@mail.ru

Солдатова Дарья Сергеевна (Soldatova D.S.) — врач — детский хирург КОДБ №2, соискатель кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии им. А.Д. Мясникова КГМУ; Курск, ул. Хуторская, 43 «а» 305029; e-mail: tenx88@mail.ru;

https://orcid.org/0000-0002-9278-2737

Литвиненко И.В. (Litvinenko I.V.) — студентка 3-го курса КГМУ; Курск, ул. К. Маркса, д. 3, 305041; e-mail: kurskmed@mail.ru

Рыжов А.С. (Ryzhov A.S.) — студент 3-го курса КГМУ;

Курск, ул. К. Маркса, д. 3, 305041; e-mail: kurskmed@mail.ru

Истранова Е.В. (Istranova E.V.) — к.фарм.н., ведущий научный сотрудник Института регенеративной медицины Сеченовского университета; Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, 119991;

e-mail: expedition@mma.ru

Истранов Л.П. (Istranov L.P.) — д.фарм.н., проф., главный научный сотрудник Института регенеративной медицины Сеченовского университета; Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, 19991; e-mail: expedition@mma.ru