Введение

Большое значение в клинике имеют скорость заживления ран различного характера и генеза, а также эстетические и морфофункциональные аспекты данного процесса [1—6]. Существует большое количество методик для ускорения и модернизации процесса регенерации, в частности, активно применяются различные раневые покрытия, составляющие которых могут облегчать заживление. Стадии данного процесса приведены на рисунке [7—10].

В соответствии с данной схемой, а также принятым алгоритмом TIME можно выделить основные аспекты заживления, на которые должны воздействовать компоненты раневого покрытия [22, 23]:

— уменьшение количества некротической ткани, так как она препятствует миграции клеток (например кератиноцитов кожи) и может служить очагом воспаления [24];

— уменьшение воспаления. Может быть достигнуто благодаря применению веществ, уменьшающих количество простагландинов в области раны и/или ингибирующих их синтез, т.е. включению в состав покрытия: 1) блокираторов циклооксигеназы-2 (это уменьшит синтез PGE2, но может замедлить сам процесс регенерации); 2) анти-EP2, EP4 (рецепторы PGE2, что нивелирует воспалительный эффект PGE2, но ингибирует образование TGF-β, SMAD и синтез коллагена, что негативно влияет на процессе заживления) [25—30];

— поддержание в норме влажности раны (недопуск пересыхания или чрезмерного увлажнения), что может быть достигнуто в случае, если покрытие будет впитывать излишнюю влагу или, наоборот, отдавать часть влаги в зависимости от состояния поверхности раны [24];

— поддержание оптимального баланса между синтезом и распадом коллагена, уменьшение риска образования гипертрофированных и/или келоидных рубцов (поддержание на необходимом уровне активности металлопротеинкиназ). Может быть достигнуто внедрением в покрытии тканевых ингибиторов металлопротеинкиназ, но при этом может возникнуть необходимость курсового применения покрытий с различным содержанием ингибиторов [31—33].

Необходимо отметить, что существует 2 основных типа ран:

— острые раны, заживление которых протекает нормально, следуя упорядоченному пути заживления, с конечным предсказуемым и адекватным результатом как функционального, так и анатомического восстановления;

— хронические раны, заживление которых не проходит через нормальные стадии заживления и по завершении образуются функционально и анатомически измененные структуры [34].

В зависимости от типа раны различается материал покрытия (из-за его специфических свойств, которые рассмотрены далее) и специфические «догрузочные» вещества. Причем материал для изготовления раневого покрытия может быть как искусственного, так и естественного происхождения. Основные достоинства и недостатки приведены в табл. 1, 2.

Необходимо отметить, что, например, в абдоминальной хирургии большое распространение получил метод сшивки краев раны с помощью скоб без наложения специфических покрытий [41]. Данный способ позволяет сократить время и упростить процесс наложения шва, уменьшить кровопотерю и травматизацию ткани, обеспечить быстрый доступ к ране и упрощает наложение дренажа (при его необходимости). Однако, как известно, скорость и успешность заживления раны зависят от степени ее микробной контаминации, а железный элемент может способствовать ее образованию, и может потребоваться применение достаточно высокотоксичных антибиотиков (например фторхинолонов), для разрушения микробной пленки [42, 43]. Соответственно, для облегчения течения заживления и уменьшения риска образования микробной пленки применяются П-образные сшивки с фармакологическими добавками, которые играют основную роль в ранее названных процессах [42, 44].

Смысл любого раневого покрытия — заживление раны в кратчайшие сроки с причинением минимального дискомфорта пациенту в соответствии с принципом «накрыл и забыл». Кроме того, покрытие должно защищать от вторичной инфекции, легко накладываться и сниматься, не мешать дренажу раны (при необходимости), не быть токсичным для самого организма. По соответствию данным критериям подходящие материалы могут быть разделены на три группы [24]:

1) стандартные повязки;

2) покрытия искусственного происхождения;

3) покрытия на основе биоматериалов.

Стандартные повязки имеют несколько преимуществ, а именно: простоту наложения, снятия и смены; доступность и отсутствие специфических условий хранения; отсутствие необходимости в предварительном обучении к использованию. Однако гораздо больше у них недостатков, среди которых: отсутствие качественной защиты от вторичной инфекции; необходимость частой смены; повреждение вновь образовавшихся слоев тканей; кроме того, они представляют собой чужеродный неразлагаемый (или медленно разлагаемый) материал для организма и т.д. Основным же их преимуществом перед другими классами являются дешевизна и привычность для пациента [24].

Покрытия искусственного происхождения представляют собой синтезированные вещества, обладающие необходимым спектром свойств для ускорения процесса регенерации. Наиболее распространенные — производные полиуретана, полиэтиленгликоля, тефлона, поликапролактама и силикона. Большинство из них устойчивы к биодеградации, сравнительно нетоксичны, легки в производстве и применении, пригодны для покрытия различных ран (ожоговых, бытовых, хирургических), а также лечения шрамов [24].

Наибольший интерес представляют раневые покрытия на основе полимеров. Существует множество вариантов материалов, которые обычно являются гидрофильными, пористыми и прочными. Они также могут быть как биоразлагаемыми (применяются для внутренних ран), так и небиоразлагаемыми (для наружных ран). Кроме того, возможна загрузка соответствующих покрытий активными веществами. Как правило, покрытия на основе полимеров представляют собой пленки, пены, гидрогели, гидроколлоиды [23, 24, 45]. Общая характеристика основных веществ для полимерных покрытий представлена в табл. 3.

Однако применение простого покрытия (даже из биополимеров) без дополнительных веществ (анестетиков, гемостатических препаратов, антибиотиков и т.д.) не может гарантировать качественное заживление раны. Поэтому были разработаны модифицированные покрытия с микропористой структурой, что позволило применить большое число дополнительных препаратов, встраиваемых в раневое покрытие, и таким образом формировать систему доставки (пассивную или активную) лекарственных препаратов в рану.

Большое распространение в качестве нагрузочных веществ в раневое покрытие получили коллаген (как играющий большую роль в процессе репарации тканей), различные анестетики, серебро, факторы роста, мед, стволовые клетки (в частности мезенхимальные стволовые клетки), цинковая паста, ФНО (в составе серициновых гранул снижает концентрацию воспалительных цитокинов в области поражения) и т.д. [51, 58—67]. Кроме того, для усовершенствования отдельных характеристик возможна ко-полимеризация с отдельными полимерами (например, шелковым серицином, так как он обладает высокими абсорбционными свойствами, а также может быть частью системы доставки лекарственных веществ в рану) [68].

Многообещающей основой для мелкопористых покрытий являются гидрогели благодаря их природной пористости, близости к составляющим межклеточного матрикса и пластичности к изменениям [69]. Основой же для гидрогелей чаще всего служат гетерополисахариды и гликозаминогликаны (пектин — основной компонент стенки клеток, гиалуроновая кислота — компонент межклеточного матрикса, хондроитинсульфат) из-за дешевизны, неимунногенности, биоразлагаемости и гидрофильности (из-за наличия большого числа карбоксильных и карбонильных групп в полимере), а также их способности стягивать белки (в частности коллаген) в область раны, сохранять нормальную аэрацию и противостоять микробной контаминации (в частности, гиалуроновые гидрогели подходят для защиты от контаминацией Escherichia coli) [70—80].

Сообщается также о применимости хитозана, фибрина и бактериальной целлюлозы в качестве основы для гидрогелей благодаря их высоким антимикробным свойствам и способствовании гемостазу (что крайне важно при наложении покрытия на свежую рану) [66, 81—84]. Кроме того, возможна дополнительная нагрузка гидрогелей различными веществами, например оксидом цинка ZnO (FDA он признан достаточно безопасным веществом — GRAS). ZnO способствует набуханию (уменьшая количество поперечных сшивок между основаниями Шиффа), что увеличивает площадь покрытия и абсорбирующую способность, а также усиливает противодействие вторичной инфекции [85—90].

Отдельно выделяют гидроколлоидные покрытия (основой служат желатин, карбоксиметилцеллюлоза, пектин). Данный тип покрытий характеризуется высокой проницаемостью для влаги и воздуха, легкостью нанесения, но низкой механической прочностью и устойчивостью к действию повреждающих агентов, поэтому часто данный тип покрытия совмещают в наложении с жестким пленочным покрытием [23]. Однако общим недостатком как гидрогелевых, так и гидроколлоидных покрытий являются быстрая деградация и низкая индукция ангиогенеза в ране, что может быть исправлено «догрузкой» их необходимыми препаратами [91].

Гидрогелевые покрытия (особенно распространены основанные на гиалуроновой кислоте) широко используются в косметологии и пластической хирургии. Однако они имеют ряд недостатков: зависимость от влажности и необходимость внедрения дополнительных составляющих для качественного противостояния микробной контаминации. Поэтому зачастую такие покрытия делают с добавками (например гиалуроновый гидрогель с Poloxamer 407) [80].

Губчатые покрытия изготавливаются преимущественно из синтетических полимерных волокон, в частности полиэстера. Особая структура губчатого покрытия дает возможность улучшенного газообмена и повышенную абсорбционную способность в сравнении с пленочными и другими покрытиями. Однако губчатые покрытия на основе коллагена (и желатина) также получили широкое распространение благодаря их высокой абсорбционной способности, а также предотвращению сужения раны; кроме того, они способствуют адгезии клеток в раневую область, функционированию, миграции и пролиферации фибробластов и кератиноцитов в области поражения [58]. Недостатками покрытия такого типа являются быстрая деградация, низкие гемостатические свойства (что исправляется при добавлении хитозана), а также риск трансмиссивных заболеваний (так как материалом для изготовления служит коллаген или желатин животного происхождения [92].

В целом губчатые покрытия имеют преимущество перед гидрогелевыми только в размере пор и упрощенности доставки через них лекарственных препаратов. В остальном же губчатые покрытия уступают, а именно: через поры большого диаметра может проникать инфекция, также может происходить неконтролируемое рассеивание лекарственных препаратов в ране, отмечаться повышенный коэффициент набухания и т.д.

Таким образом, гидрогелевые покрытия представляют собой больший интерес для создания мелкопористых раневых покрытий с системой доставки лекарственных препаратов.

Заключение

В обзоре описаны основные материалы для изготовления раневых покрытий с соответствующими им преимуществами и недостатками. Раневые покрытия имеют фундаментальное значение, так как с их применением открываются новые горизонты в регенерации ран и постоперационном ведении пациента.

В настоящее время идет активная разработка двойных покрытий, так как при лечении хронических ран рекомендовано отдельное восстановление субдермальных, дермальных и эпителиальных слоев. Внутренним их слоем служит гидрогелевая или гидроколлоидная основа, а наружным — пленочная или губчатая часть, содержащая необходимые «догрузочные» вещества.

Данный обзор может быть полезен при выборе основы для создания того или иного слоя двойного покрытия и в будущем — в регенерации раны.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.