Раневая повязка
Владельцы патента RU 2411960:
Некоммерческое партнерство по научной и инновационной деятельности "Томский атомный центр" (RU)
Изобретение относится к медицине. Описана раневая повязка, которая может быть использована для лечения ран с обильным отделяемым в условиях военного и мирного времени. Раневая повязка, выполненная в форме подушечки, включает слой проницаемого материала, находящийся в контакте с раневой поверхностью, прилегающий к нему сорбционный слой, а также один и более внешних защитных слоев. Сорбционный слой организован из графитовых частиц, представляющих собой расширенную форму интеркалированного соединения фторированного графита. Графитовые частицы сформированы из фторированного графита, интеркалированного фторидами йода, а проницаемый материал представляет собой обеззоленную фильтровальную бумагу. Раневая повязка с высокой адсорбционной способностью, позволяющей эффективно, длительно (до нескольких суток) и активно эвакуировать раневое отделяемое, обеспечивая только «вертикальный дренаж» без проникновения на кожные покровы для исключения мацерации, способная длительно фиксировать раневое отделяемое в сорбционном слое. Раневая повязка обеспечивает наложение на поверхность любой формы, различной площади и различной локализации; создает благоприятные условия течения раневого процесса; является воздухо- и паропроницаемой; атравматична. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для лечения ран с обильным отделяемым в условиях военного и мирного времени.
В настоящее время известно более 150 перевязочных средств, используемых в клинической практике. Они содержат множественные антибиотики, очищающие агенты и ирригаторы. Однако до сих пор нет идеального средства, которое бы отвечало всем критериям, предъявляемым к раневым повязкам [см.: Кузнецов Н.А., Никитин В.Г. Щадящие хирургические вмешательства и интерактивные повязки в лечении инфицированных ран / Хирургия. - 2006, №2, с.39-46].
В качестве перевязочного средства, накладываемого непосредственно на рану с обильной экссудацией, широко известна стерильная ватно-марлевая повязка [см.:
Хирургическая повязка / Абаев Ю.К. - Мн.: Беларусь, 2005, с.86.] (аналог), в том числе пропитанная различными лечебными препаратами либо прикрывающая наложенные на ткани мази и порошки. Марля, как и другие текстильные материалы, хорошо поглощает, но плохо связывает экссудат и обладает высокими адгезивными свойствами. Раневое отделяемое проникает на кожные покровы под повязку, в результате чего происходит их мацерация. Кроме того, остаются такие явления, как отек, боль, нарушение местного кровообращения, чрезмерная активация протеолиза, сохранение микрофлоры в ране, что также не способствует очищению раны и появлению грануляций. Все это приводит к ухудшению условий для заживления, необходимости частых перевязок, болевым ощущениям и травматичности тканей при смене повязки.
Известна трехслойная медицинская повязка, в которой прилегающий к ране слой выполнен из водорастворимого полимера, второй слой из биодеградируемого материала - сополимера гликолида и лактида. В качестве третьего слоя используют кислородо- и паропроницаемую мембрану [Патент RU №2125859 С1. МПК 6 A61F 13/02. Опубл. 10.02.1999]. Повязка обеспечивает эффективное заживление ран и ожогов, однако не обладает достаточной сорбцией и активным лечебным действием в начальной стадии лечения.
Известно многослойное перевязочное средство для лечения ран, состоящее из четырех и более слоев, предпочтительно пятислойное, включающее проницаемый материал, находящийся в контакте с раной, слой волокна из древесного угля в виде активированной ткани, абсорбирующего слоя из хлопка и одного и более защитных слоев [Патент BR №2206495. МПК 4 A61F 13/00, 1989].
Недостатком этого перевязочного средства является неудовлетворительный отток экссудата в дренажный слой, приводящий к ухудшению очищения и аэрации раны, что вызывает необходимости частой смены повязки и не создает оптимальных условий для заживления раны.
Известна также раневая сорбирующая повязка [Патент RU №2173175 С1. МПК A61L 15/18. Опубл. 10.09.2001], выполненная из тканого углеродного материала, полученного карбонизацией вискозной ткани в присутствии полиорганосилоксана с последующей активацией в среде пара при повышенной температуре. Раневая повязка используется на начальной стадии лечения для дренирования и очищения раны от микроорганизмов, гнойных выделений и других субстанций. Однако углеродный тканый материал имеет чрезмерно редкую основу и является слишком тонким, поэтому раневая повязка в целом обладает невысокой поглотительной способностью.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является интерактивная многослойная повязка "TenderWet" ("ТендерВет") [см. Кузнецов Н.А., Никитин В.Г. Щадящие хирургические вмешательства и интерактивные повязки в лечении инфицированных ран / Хирургия. - 2006, №2, с.43] (прототип), представляющая собой многослойную раневую повязку в форме подушечки, которая в качестве активного вещества содержит гранулированный полиакрилатный поглотитель с высокой степенью сродства к белкам раневого отделяемого. Непосредственно перед использованием повязку активируют раствором Рингера.
Действие повязки реализуется за счет эффекта непрерывного "промывания" раны с необратимым поглощением раневого экссудата и детрита в течение 12-24 часов. При этом электролитный раствор из повязки непрерывно выделяется в рану и замещается на раневое отделяемое. Увлажнение некрозов способствует их размягчению и отторжению. Таким образом, происходит раневой диализ, микробная деконтаминация и очищение раны. Гидрофобная оболочка препятствует приклеиванию повязки к ране. Кроме того, в качестве защиты от промокания внутрь повязки встроен водоотталкивающий слой. С внешней стороны имеется водоотталкивающая пленка, которая предотвращает дальнейшее промокание повязки.
Повязка "TenderWet" фиксируется на раневой поверхности при помощи бинта или пластыря.
Необходимость активации полиакрилатного поглотителя непосредственно перед использованием соответствующего количества раствора Рингера, который необходимо вводить с помощью шприца в подушечку с абсорбирующим полимером, усложняет обращение с раневой повязкой, поскольку та не готова к непосредственному применению. В полевых условиях, при оказании медицинской первой помощи, при катастрофах и стихийных бедствиях, когда отсутствуют растворы для активации, использование известной повязки невозможно. В состав повязки входит также множество водоотталкивающих слоев, удорожающих сам перевязочный материал.
Новая техническая задача - создание раневой повязки с высокой адсорбционной способностью, позволяющей эффективно, длительно (до нескольких суток) и активно эвакуировать раневое отделяемое, обеспечивая только «вертикальный дренаж» без проникновения на кожные покровы для исключения мацерации, и способной длительно фиксировать раневое отделяемое в сорбционном слое.
Кроме того, раневая повязка должна поддерживать влажную среду раны для оптимального заживления; повязка должна быть атравматичной для самой раны и для окружающей ее кожи - легко сниматься и предупреждать повреждение вновь сформировавшихся тканей, обладать воздухопроницаемостью.
Для решения поставленной задачи в раневой повязке, выполненной в форме подушечки, включающей слой проницаемого материала, находящийся в контакте с раневой поверхностью, прилегающий к нему сорбционный слой, а также один и более внешних защитных слоев, сорбционный слой организован из графитовых частиц, представляющих собой расширенную форму интеркалированного соединения фторированного графита.
Решение поставленной задачи обеспечивается также тем, что графитовые частицы сформированы из фторированного графита, интеркалированного фторидами йода и тем, что проницаемый материал представляет собой обеззоленную фильтровальную бумагу.
Расширенный графит - это мелкодисперсный углеродный материал, образующийся при быстром термическом разложении интеркалятов фторида графита с легко летучими веществами. При термическом воздействии на интеркаляты фторида графита происходит испарение интеркаланта, образование газообразных продуктов термоокислительных реакций графита с интеркалированными соединениями. Образующиеся в межслоевом пространстве газы создают в матрице графита высокое давление, которое вызывает разделение углеродных слоев (графенов), визуально регистрируемое как многократное увеличение размеров чешуек графита. При термическом нагреве интеркалированных соединений фторированного графита толщина чешуек графита увеличиваются в 300 и более раз. Образуется наноструктурированный графитовый материал, имеющий длину частичек до 5÷6 мм с толщиной графеновых слоев 1÷10 нм и размером пор от нанометра до 10 мкм, удельную площадь поверхности не менее 500÷600 м2/г и адсорбционную способностью до 8000÷26000% по отношению к жидкостям. Графитовый материал прочно фиксирует в межслоевых порах поглощенное раневое отделяемое. В итоге полностью снижается возможность десорбции гноя и ухудшаются условия вегетирования микрофлоры в ране. Полная воздухо- и паропроницаемость сорбционного слоя на основе частиц расширенной формы графита позволяют поддерживать сбалансированный воздухообмен и уровень влажности раневой среды.
Интеркалированные соединения фторированного графита (ИСФГ) - это соединения включения слоистого типа характеристического состава CxF·zR, где R - различные классы органических и неорганических веществ, молекулы которых интеркалированы в межслоевые пространства слоистой фторграфитовой матрицы CxF (х>1). Получают ИСФГ в основном низкотемпературным (до 100°С) газофазным фторированием природного графита сильными фторокислителями - фторгалогенами: ClF3, ClF5, BrF3, BrF5, JF7. Сведения о составе различных ИСФГ и технологии их получения приведены, например, в [Миткин В.Н. Обзор типов неорганических полимерных фторуглеродных материалов и проблем взаимосвязи их строения и свойств // Журнал структурной химии. - 2003. Том 44, №1. С.121-129; Макотченко В.Г. и др. Образование интеркалированных соединений в системах «графит-фторокислитель» // Современные неорганические фториды: Сборник трудов II Международного сибирского семинара ISIF-2006 по химии и технологии современных неорганических фторидов / Под ред. д.х.н., проф. В.В.Волкова, д.т.н. В.Н. Миткина, д.т.н., проф. А.С.Буйновского, д.т.н., проф. В.Л. Софронова. Томск, 2006. С.177-180], и представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Химические системы и составы ИСФГ | |
| Система | Состав соединения |
| С+ClF3+HF | C14F-ClF3-3HF |
| С+ClF3+SbF5 | C8F-ClF3-SbF5 |
| С+ClF3 | C31ClF8 |
| С+ClF3 | С7,6ClP4,3 |
| С+K2NiF6+HF | C19F-NiF2-5HF |
| С+XeF6 | (C9.5F)-XeF4 |
| Продолжение табл.1 | |
| С+XeF2+HF | CxF-XeF2-yHF |
| C+KrF2 | C4KrFy, х=35-47, y=5-10 |
| С+JF7 | C27,1JF17,2 |
| С+BrF3 | C24BrF13 |
| С+BrF5 | C25BrF12 |
| С+BrF5 | C2F-0,12 BrF3 |
| С+BrF3+SnF4 | C2F-0,35BrF3-0,17SnF4 |
Характерной особенностью этого класса соединений является способность в газовой и жидкой фазе вступать в обменные реакции, позволяющие заменить во фторграфитовой матрице интеркалянт R в виде фторокислителя на различного класса органические и неорганические вещества.
Предпочтительное использование ИСФГ состава CxF·yJF5·zJF7 (табл.1, строка 10), где JF5 восстановленная форма JF7 после фторирования графита, для приготовления расширенной формы графита обусловлено тем, что фториды йода из известных фторгалогенов наименее химически агрессивные вещества, а образующийся при термическом разложении ИСФГ элементный йод широко используется в медицинской практике и обладает дезинфицирующим действием. Элементный йод частично адсорбируется на поверхности частиц расширенного графита и участвует в обезвреживании связанного экссудата. При разложении ИСФГ фтор удаляется в виде тетрафторметана (CF4), вырывая часть атомов из решетки графита и дополнительно активируя графеновые слои расширенной формы графита для использования в качестве сорбционно-активного слоя повязки.
Расширенный графит обладает гидрофобными свойствами и не вызывает пересыхания раневой поверхности.
Получение ИСФГ и расширенных форм ИСФГ ориентировано, главным образом, на использование природных чешуйчатых графитов с частицами примерно одинакового линейного размера, предпочтительно, 200÷300 мкм, толщиной - 10÷20 мкм и зольностью менее 0,01 мас.%. Получены также расширенные формы ИСФГ из крупки электродного и реакторного графитов.
В таблицах 2 и 3 приведены свойства расширенной формы интеркалированных соединений фторированного графита и их поглощающая способность по отношению к жидким фазам.
| Таблица 2 | |||
| Свойства расширенной формы интеркалированных соединений фторированного графита | |||
| ИСФГ (размер частиц исходного природного графита, мкм) | Температура разложения интеркалята, °С | 1Удельная поверхность, м2/г | Насыпная плотность, г/дм3 |
| C2F·xClF3 (200-300) | 590 | 570 | 0,4-0,5 |
| C2F·xClF3 (630) | 590 | 480 | 0,5-0,6 |
| C2F·xClF3 (7-10) | 590 | 480 | 1,0-1,2 |
| 2C2F·x(CH3)2CO (200-300) | 180 | 580 | 0,5-0,6 |
| 2C2F·xCCl4 (200-300) | 410 | 530 | 0,6-0,7 |
| 2C2F·xCH3CN (200-300) | 195 | 440 | 0,5-0,6 |
| 2C2F·хС6Н6 (200-300) | 280 | 530 | 1,0-1,2 |
| C2F·xJF7 (200-300) | 130 | 550 | 0,5-1,0 |
| 1 - по низкотемпературной адсорбции азота; | |||
| 2 - синтезирован через C2F·xClF3. |
| Таблица 3 | |||||
| Поглощающая способность расширенной формы интеркалированных соединений фторированного графита по отношению к жидким фазам, г/г | |||||
| ИСФГ | Состав жидкой фазы | ||||
| Ацетон | Бензол | CCl4 | Бромоформ | H2SO4 | |
| C2F·xClF3 (200-300) | 190 | 205 | 342 | 591 | 395 |
| C2F·xClF3 (7-10) | 150 | 165 | 279 | 489 | 323 |
| C2F·xClF3 (630) | 181 | 195 | 329 | 568 | 376 |
| C2F·х(СН3)2СО (200-300) | 151 | 166 | 267 | 465 | 322 |
| C2F·хС6Н6 (200-300) | 155 | 168 | 278 | 484 | 326 |
| C2F·хСН3СН (200-300) | 181 | 196 | 323 | 552 | 371 |
| C2F·xCCl4 (200-300) | 181 | 195 | 326 | 560 | 365 |
| C2F·xJF7 (200-300) | 174 | 193 | 322 | 564 | 382 |
Представленные материалы позволяют использовать термин «интеркалированные соединения фторированного графита» в качестве обобщенного признака, поскольку показывают, что это вещества схожей структуры, содержат легколетучий интеркалянт, имеют одинакового метода синтеза и близкие свойств как прекурсоры их расширенной формы.
Предложенная в качестве проницаемого материала повязки обеззоленная фильтровальная бумага имеет равномерное и однородное распределение пор на поверхности и прочно удерживает графитовый сорбционный слой внутри подушечки. Практически вся фильтровальная бумага такого типа подвергается пропитке синтетическими смолами, что обеспечивает ей достаточную прочность относительно механических, термических и климатических воздействий, а также придает стойкость к различным агрессивным средам. Проницаемые слои из такой бумаги не меняют природу раневого отделяемого и почти не адсорбируют жидкость внутри слоя.
На фиг.1 приведена фотография порошка природного чешуйчатого графита; на фиг.2 - фотография порошка ИСФГ; на фиг.3 - электронная микрофотография частиц расширенного графита; на фиг.4 - электронная микрофотография структуры поверхности частицы расширенного графита; на фиг.5 - фотография порошка расширенного графита массой 0,055 г, уложенного на обеззоленную фильтровальную бумагу диаметром 150 мм фильтра "белая лента"; тут же для сравнения приведена фотография таблетки медицинского активированного угля; на фиг.6 - фотография подушечки размером 6×6 см с сорбционным слоем из порошка расширенного графита, подготовленной для использования в раневой повязке.
Навеску природного чешуйчатого графита (см. фиг.1) массой 1 грамм выдерживали в среде газовой фазы гептафторида йода при давлении 55÷80 кПа от 2 до 12 часов. Полученный порошок ИСФГ (см. фиг.2) общей массой 2÷3 грамма порционно помещали в тигель из стеклоуглерода, накрывали металлической сеткой и нагревали в муфельном шкафу до температуры 130÷400°С. В результате термического нагрева ИСФГ в тигле образовывался пористый материал массой 0,90÷0,95 грамм с насыпной плотностью по объему ~ 1 дм3/г, который состоял из частиц, представляющих собой расширенную форму графита (см. фиг.3) с активной поверхностью (см. фиг.4; табл.2). Поскольку исходный графит прошел обработку сильным фторокислителем, получаемый расширенный графит полностью стерилен.
Описанный способ пригоден для получения расширенной формы ИСФГ любого другого состава (см., например, табл.2, столбец 1) с учетом термической стабильности последнего (табл.2, столбец 2).
Для приготовления раневой повязки порцию порошка расширенного графита помещали на лист обеззоленной фильтровальной бумаги лабораторных фильтров (см. фиг.5). Последний сворачивали в форме подушечки (см. фиг.6) и скрепляли концы степлером. Расход порошка расширенного графита составлял от 15 до 50 мг на одну подушечку.
Положительный эффект от использования заявляемой раневой повязки был доказан в ходе экспериментальных исследований, проведенных на кафедре хирургии Томского военно-медицинского института на 36-и беспородных собаках: исследуемая и контрольная группы включали по 18 собак.
Модель сочетанного костно-артериального огнестрельного повреждения бедра получали выстрелом в упор в средней трети бедра в проекции бедренной артерии из пистолета «Марголин» патронами калибра 5,6 мм. Для остановки наружного кровотечения осуществляли пальцевое прижатие артерии на протяжении проксимальнее огнестрельной раны. Через 6-8 секунд после пальцевого прижатия накладывали кровоостанавливающий жгут, через 1-1,5 часа после ранения начинали первичную реконструктивно-восстановительную операцию [см., например, патент RU №2349282, МПК А61В 17/56. Опубл. 20.03.2009].
Закрытие образовавшихся после хирургической обработки ран в послеоперационном периоде у 18 животных исследуемой группы осуществляли заявляемьми раневыми повязками на основе подушечек, содержащих сорбционный слой из порошка расширенного графита. У остальных 18-ти собак контрольной группы в послеоперационном периоде применялись ватно-марлевые повязки с водорастворимой мазью.
В первые дни после операции проводили профилактику тромбообразования введением гепарина. Через 10 суток после операции начинали восстановление длины сегмента конечности возбуждением дистракционных усилий между состыкованными костными отломками в системе «аппарат чрескостного остеосинтеза - конечность», что завершалось к 120-м суткам. Животные выводились из опыта путем передозировки наркотических препаратов.
Повязки в обеих группах меняли ежесуточно, соблюдая условие, чтобы подушечки и ватно-марлевые повязки с мазями закрывали не только рану, но и кожные покровы от 0,5 до 1,0 см по периметру для исключения латеральной миграции экссудата и как следствие мацерацию кожных покровов.
В исследуемой группе подушечки раневой повязки на всех перевязках послеоперационного периода отделялись от раневой поверхности безболезненно, самостоятельно без усилий. Поверхность фильтровальной бумаги со стороны раны была сухой, несмотря на то, что масса подушечки с экссудатом (после использования) в 1-е сутки увеличивалась с (0,2 грамма) 3,27 грамма до (9,9±0,2 грамм) 5,856 грамм, таким образом, масса расширенного графита увеличивалась с начальных 0,055 грамм до 2,584 грамм, т.е. почти в 50 раз. Отсутствовала мацерация кожных покровов под поверхностью подушечки. Бинты, фиксирующие сорбционную подушечку на ране, оставались чистыми и сухими.
В контрольной группе ватно-марлевые повязки обильно промокали раневьм отделяемьм, которое в большом количестве протекало под повязки, исчерпавшие свой сорбционный потенциал, с мацерацией кожных покровов. Конечности у животных контрольной группы имели выраженный отек и болезненность при пальпации по сравнению с исследуемой группой. Ватно-марлевые повязки прилипали к ранам. Перевязки были излишне травматичными, и животные нуждались в обезболивании.
Результаты цитологических исследований подтвердили высокую эффективность предложенных раневых повязок с сорбционным слоем из порошка расширенного графита по сравнению с ватно-марлевыми повязками.
Некротический тип цитограмм у всех животных в исследуемой группе отсутствовал. Дегенеративно-воспалительный тип цитограмм длился недолго - не превышал 2-х суток. Воспалительный и воспалительно-регенераторный типы цитограмм укладывались в 3-5-е сутки после операции. Поэтому на 6-е сутки у половины животных исследуемой группы (9 собак) были наложены первичные отсроченные швы. У оставшихся 9-ти животных этой группы 6-8 сутки после операции стали переломным моментом - произошел переход в во 2-ю фазу раневого процесса - регенерации, поэтому им на 8-е сутки были наложены вторичные ранние швы. Ни у одного из животных исследуемой группы вторичные поздние швы не применялись.
У собак контрольной группы дегенеративно-воспалительный тип цитограмм удлинился и продолжался с 1-х по 4-е сутки. Воспалительный тип цитограмм «отодвинулся» по сравнению с исследуемой группой на 5-6-е сутки после операции, 7-9-е сутки после операции характеризовались воспалительно-регенераторным типом. К 10-12-м суткам раневой процесс соответствовал регенераторному типу цитограмм, поэтому раны у всех животных контрольной группы удалось ушить только вторичными поздними швами на 10-12 сутки.
Ультразвуковые допплерографические, рентгенографические, в т.ч. ангиографические, исследования в другие сроки наблюдений выявили на фоне сохранения кровотока в бедренных артериях исследуемой и контрольной групп, слабое развитие коллатералей, сужение бедренных артерий и увеличение скорости кровотока в них в контрольной группе животных. Это подтвердило затяжной характер восстановления кровообращения в сегментах конечностей у животных контрольной группы.
Таким образом,
- создание сорбционного слоя раневой повязки из частиц расширенной формы графита обеспечивает эффективный «вертикальный дренаж» и не позволяет отделяемому проникать на кожные покровы в отличие от традиционных ватно-марлевых повязок;
- форма раневой повязки в виде подушечек тех или иных размеров обеспечивает их наложение на раневую поверхность любой формы, различной площади и различной локализации;
- повязка создает благоприятные условия течения раневого процесса - скорейшего перехода в фазу регенерации; является воздухо- и паропроницаемой;
- сочетание проницаемого слоя из обеззоленной фильтровальной бумаги и адсорбционного слоя из частиц расширенной формы графита обладает минимальными адгезивными свойствами, не вызывает повреждение вновь сформированных тканей и болезненности при перевязках.
Предлагаемая повязка выгодно отличается от других повязок аналогичного назначения по эффективности применения и ценовым характеристикам. Повязка готова к оперативному применению в любых условиях, поскольку не требует дополнительной активации.
1. Раневая повязка, выполненная в форме подушечки, включающая слой проницаемого материала, контактирующего с раневой поверхностью, прилегающий к нему сорбционный слой, а также один и более внешних защитных слоев, отличающаяся тем, что сорбционный слой организован из графитовых частиц, представляющих собой расширенную форму интеркалированного соединения фторированного графита.
2. Раневая повязка по п.1, отличающаяся тем, что графитовые частицы сформированы из фторированного графита, интеркалированного фторидами йода.
3. Раневая повязка по п.1, отличающаяся тем, что проницаемый материал представляет собой обеззоленную фильтровальную бумагу.
