Применение лазерного излучения и озона в гнойной травматологии

Количество гнойно-воспалительных заболеваний кожи и инфекционных осложнений ран не уменьшается. Лечение больных становится дорогостоящим, так как цены на известные и вновь создаваемые лекарственные препараты неуклонно растут. Длительность и недостаточная эффективность существующих методов лечения (антибиотикорезистентность, аллергические реакции, побочное действие, дисбактериоз), побуждают изучать дополнительные факторы воздействия на раневую инфекцию.

Цель исследования

Улучшить результаты лечения больных с гнойно-раневой инфекцией мягких тканей путем приме-нения местного воздействия озона, ультрафиолетового (УФ) и гелий-неонового (ГН) лазерного облучения, а также найти оптимальную комбинацию их совместного действия.

Материалы и методы исследования

Экспериментальные наблюдения выполнены на 30 самках крыс массой 100-120 г, которым под эфирным наркозом на боковой поверхности тела создавали раны глубиной до фасции и пло-щадью 2 см2. В последующем, со 2-го дня, раны облучали лазером и обрабатывали озоном по 3 минуты соответственно в течение 5 дней. Использовали ультрафиолетовый (ЛГИ-550 с мощностью на выходе 4 мВт) и гелий-неоновый (ЛГИ-75 с мощностью 1,5 мВт) лазеры, а также озонатор НПО «Плазма», создающий концентрацию озона 120 мг/м3 в одну минуту.

Проведены 5 серий опытов (в каждой серии по 6 крыс): 1 серия – животные девитализированы на 2-й день для подтверждения нагноения ран; 2 серия – контрольная; 3 серия – раны облучали толь-ко ультрафиолетовым лазером; 4 серия – раны облучали ультрафиолетовым лазером в комбинации с озоном; 5 серия – в первые 5 дней раны облучали ультрафиолетовым лазером в комбинации с озоном, а в последующие 5 дней (фаза регенерации) проводили облучение ран гелий-неоновым лазером также в течение 3 минут. О результатах исследований судили по степени заживления ран, с вычислением их площа- ди по Л.З. Пономаревой-Астраханцевой, с цитологическим и гистологическим исследованиями. Контроль за скоростью заживления ран и раневым отделяемым проводили на 2, 4, 7, 10 и 13 сутки наблюдения.

С целью выявления терапевтических возможностей и расширения представления о механизмах комбинированного действия озона и УФ-лазера проводились микробиологические опыты in vitro. Сначала делался посев 0,1 мл. суточных бульонных культур микроорганизмов Pr.vulgaris (1∙10⁷ КОЕ/мл), S. aureus (1∙10⁸ колониеобразующих единиц/мл), Ps. aerugenosa (1∙10⁸ КОЕ/мл). На эталонные штаммы микробов воздействовали озоном под давлением 2 мм.рт.ст., концентрацией 80-120 мг/ч и временем экспозиции 5, 10, 12, 14, 16, 20 минут отдельно и в комбинации с УФ-лазером. Мощность лазера варьировала от 5 до 15 мВт в течение 1,3,5 минут.

Нами установлено, что воздействие озона in vitro в течение 5–10 минут приводило к снижению количества микроорганизмов в 2,5 раза. При сочетанном воздействии УФ-лазера и озона в течение 14–16 мин. происходило их снижение в 104–105 раз.

Выявлены оптимальные параметры комбинированного воздействия озона и лазера на гноеродные микроорганизмы:

• 1.    При стафилококковой инфекции – озон 1 минута, 80 мг/ч, 2 мм рт.ст. и УФ-лазер 5мВт в течение 5 минут;

• 2.    Инфекция вызванная протеем – озон 16 минут, 120 мг/ч, 2 мм рт.ст. и УФ-лазер 15 мВт в течение 5 минут ;

• 3.    Синегнойная палочка – озон 14 минут ,120 мг/ч, 2 мм рт.ст. и УФ-лазер 15 мВт в течение 5 минут.

При изучении влияния озона на ассоциации микроорганизмов Ps. Aeruginosa + E. Сoli , Ps. Aeruginosa + S. Aureus , E. Coli. + S. Aureus in vitro и in vivo полученные результаты свидетельствуют о более эффективном воздействии озона на ассоциации грамм-отрицательных и грамм-положительных микроорганизмов и более слабое его влияние на ассоциации только грамм-отрицательных бактерий. По этому при высевании из мазков с раневой поверхности нескольких грамм-отрицательных микроорганизмов дозу озона следует увеличивать.

Учитывая положительные результаты экспериментальных исследований при комбинированном воздействии озона, УФ- и ГН-лазеров, данный метод был применен и в клинике. Обследовано и пролечено 159 больных: 43 пациента с посттравматическим остеомиелитом, 9 – с огнестрельными ранениями мягких тканей конечностей, 29 – с трофическими язвами, у 66 пациентов – нагноение ран (резаных, ушибленных), абсцессы и флегмоны после вскрытия и дренирования, 12 – ожоги конечностей.

На момент поступления в стационар у всех больных отмечалась общая реакция организма на воспаление в виде повышения температуры тела: у 92 человек регистрировалась субфебрильная температура (37,1-37,3 оС), у 32 пациентов повышение было свыше 37,5оС (максимальный подъем до 39 оС). Местные клинические проявления характеризовались: гиперемией кожных покровов (95%), отечностью и инфильтрацией тканей в области раны (99%). В 70% случаев имелось обильное гнойное (все пациенты с ожоговой поверхностью), в 25% – серозно-гнойное отделяемое из раны, у 5 % больных оно было скудное.

У большинства (91) больных перед лечением проводилось исследование мазков с раневой поверхности на микрофлору. В 38 случаях высевался Staphylococcus aureus , у 26 пациентов – Proteus vulgaris , у 9 – Pseudomona aeruginosa , и у восемнадцати больных в мазках-отпечатках преобладали несколько микроорганизмов (микст-инфекция). В зависимости от преобладающего микроорганизма устанавливали дозировку лазерного облучения и озонирования.

Все больные были разделены на 4 группы, которым на фоне традиционной терапии (ежедневные перевязки с растворами антисептиков, ферментативных препаратов, антибактериальной терапии, дезинтоксикационной, десенсибилизирующей и витаминотерапии) проводились различные виды местного лечения озоном и лазерным облучением. В 1-й группе (82 больных) применялась только озонотерапия, во 2-й группе (14 больных) – ультрафиолетовое лазерное облучение, в 3-й группе (41 больной) использовалось комбинированное воздействие озона и УФ-лазера, в 4-й группе (22 пациента) – комбинация озона и УФ-лазера с последующим облучением раны ГН-лазером.

Результаты исследования и их обсуждение

Первая серия опытов на крысах показала, что на 2-й день эксперимента раны были покрыты серозно-гнойным налетом, края их отечны. При гистологическом исследовании раневого дефекта отмечались фибринозно-гнойные наложения.

На 4 сутки в контрольной группе животных размер ран оставался прежним. Они были покрыты струпом, по снятии которого обнаруживалось гнойное отделяемое.

Облучение ран ультрафиолетовым лазером и ультрафиолетовым лазером в комбинации с озоном приводило к сравнительно быстрому уменьшению, как их размеров, так и количества серозно-гнойного отделяемого. Вместе с тем, отделяемое из ран у животных, получивших комбинированное воздействие, было значительно меньшего объема, чем у подвергнутых только облучению ультрафиолетовым лазером.

На 7 сутки эксперимента в контрольной группе животных раны уменьшились в размерах (1,9 см2×0,55 см2). У четырех крыс имелась краевая эпителизация, а по снятии струпа определялась тусклая розовая поверхность. У двух крыс раны были покрыты серозно-гнойным отделяемым без краевой эпи-телизации. При облучении ультрафиолетовым лазером раны также уменьшились в размерах (0,7 см2×0,21 см2). По снятии струпа были видны красные грануляции с незначительным серозным отделяемым, а краевая эпителизация была более выражена, чем в контрольной группе. Комбинированное воздействие приводило к достоверному уменьшению площади ран (0,65 см2×0,1 см2), а их поверхность была покрыта яркокрасными грануляциями со скудным серозным отделяемым.

На 10 сутки наблюдения в контрольной группе животных средние размеры ран составляли 0,9 см2×0,35 см2, отделяемое – серозно-гнойное. В 3-й серии животных средние размеры ран оказались равны 0,33 см2×0,01 см2, без отделяемого из них. У животных 4-й и 5-й серий наступила эпителизация ран.

На 13 сутки экспериментов в контрольной группе раны оставались у четырех животных (0,75 см2×0,3 см2), а в третьей серии – только у одной особи (0,2 см2).

Анализ клеточного состава раневого отделяемого в различных группах животных показал, что под влиянием комбинированного воздействия озона и ультрафиолетового лазера первоначальный подъем численности нейтрофилов сменяется последующим возрастанием количества макрофагов и лимфоцитов. Это можно расценить как показатель быстрого очищения гнойных ран с последующим возрастанием уровня клеточных иммунных реакций, что благоприятно сказывается на развитии регенеративных процессов.

На 15-е сутки эксперимента животные 2–5 серий были выведены из опыта для морфологического исследования зоны ранений. При этом оказалось, что в контрольной группе эта зона покрыта фибринозно-лейкоцитарным экссудатом, представлена тонким слоем фибробластов со слабо выраженной пролиферацией эпидермиса.

В 3-й серии опытов эпителий зоны ранений был дифференцирован на слои.

У животных с комбинированным воздействием (4 серия), при наличии дифференцированного эпителия, в дерме появились волосяные фолликулы.

Наиболее выраженная дифференцировка отмечается в 5-й серии опытов: эпителий имел роговой слой, а в подлежащей дерме находились сформированные волосяные фолликулы.

Клинические наблюдения показали, что у 89 больного первой и второй групп через 4-5 сеансов озонирования или лазеротерапии уменьшался отек тканей и количество гнойного отделяемого из патологического очага. Через 10 сеансов отека тканей не было, раны уменьшились в размерах, появились розовые грануляции с хорошей эпителизацией по краям. У 9 пациентов со свищевой формой посттравматического остеомиелита 1-й группы и 3 пациентов 2-й группы была выполнена некрсеквестрэктомия.

В третьей группе больных (41 человек) после 5-6 сеансов комбинированного воздействия озона и ультрафиолетового лазера исчезли боли, зуд и жжение в ранах. На 3 дня раньше, чем у больных 1-й и 2-й групп, появились розовые грануляции.

Аналогичный эффект от комбинированного воздействия озона и ультрафиолетового лазера имел место и в 4-й группе пациентов (22 человека). Вместе с тем, дополнительное облучение патологического очага гелий-неоновым лазером приводило к сокращению на 2-3 дня сроков заживления гнойных и огнестрельных ран.

Положительная клиническая динамика сопровождалась улучшением картины крови по данным лабораторных исследований у всех пациентов, причем в 4-й группе больных облучаемых комбинированным воздействием с использованием озона, УФ- и ГН-лазеров уменьшение анемии, лейкоцитоза и скорости оседания эритроцитов было наиболее выраженным.

В результате проводимого лечения установлено, что при комбинированном воздействии озона и УФ-лазерного излучения в фазу воспаления заживление ран наступало быстрее, а применение у ряда больных гелий-неонового лазерного излучения во вторую фазу способствовало более быстрому созреванию грануляционной ткани и заживлению ран.

Выводы

Проведенные наблюдения показали, что совместное применение ультрафиолетового лазера и озона позволяет значительно сократить сроки эпителизации гнойной раны, а дополнительное ее облучение во 2 фазу раневого процесса гелий-неоновым лазером ускоряет созревание вновь образованного кожного покрова у экспериментальных животных.

Каждый из физико-химических факторов (озон, ультрафиолетовый и гелий-неоновый лазер) оказывает положительное воздействие на течение гнойного процесса, а их совместное применение позволяет добиться хороших результатов у большинства пациентов.