Повязка из углеродной ткани на основе вискозы

Изобретение относится к медицине, в частности к хирургии, ожогово-лучевой терапии. Повязка включает вискозную ткань, которая на первой стадии производства углеродной ткани подвергнута ионизирующему облучению пучком быстрых электронов в токе пучка электронов 1-3 µa и энергии 0,5-0,7 МеВ при транспортировке через камеру облучения ускорителя электронов со скоростью 1-4 м/мин, а полученная углеродная ткань характеризуется плотностью 1,3-1,4 г/см³; поверхностная плотность 2,5-3,5 м²/г; содержание углерода 99,6-99,9 мас.%; содержание золы 0,1-0,4 мас.%; поглощение хлоргексидина 0,6-0,7 г/г при непрерывных сроках нахождения на поверхности раны 4 суток. Повязка характеризуется высокой динамикой сорбции, не прилипает к поврежденной коже; после ожога не оставляют шрамов, очищает поверхность раны, благодаря чему в 1,5-2 раза сокращается срок подготовки раны к закрытию благодаря высокой механической прочности и химической стойкости углеродной ткани, прошедшей графитацию при 2400°С. Повязки могут использоваться многократно. 3 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, в частности к хирургии, ожогово-лучевой терапии, и может быть использовано в условиях больниц, клиник и в учреждениях медицинской помощи для наружного применения при лечении гнойно-септических и вялогранулирующих ран. Применение предлагаемой повязки позволяет повысить эффективность лечения и ускорить заживление инфицированных и гнойных ран.

Применение углеродной ткани в раневых повязках в качестве одного из слоев известно приблизительно 50 лет.

Известна повязка для лечения гнойно-септических и инфицированных ран [1]. Повязка для лечения гнойно-септических и инфицированных ран, содержащая слой гидрофильной проницаемой углеродсодержащей ткани, отличается от существующих тем, что выполняется из графитированной вискозной ткани, имеющей удельную поверхность 3-45 м²/г.

Известна также салфетка из тканого углеродного материала [2]. Использование: в медицине, в частности, в хирургии, ожогово-лучевой терапии, и может быть использовано в условиях больниц, клиник и в учреждениях медицинской помощи для наружного применения при лечении раневых и ожоговых поверхностей, а также для внутреннего применения при лечении апоневрозов внутренних органов. Сущность изобретения: салфетка из тканого углеродного материала по всему периметру обработана полимерным связующим с последующей его температурной обработкой для полного коксования.

Известна также повязка для лечения ран [3]. Изобретение относится к медицине, в частности к перевязочным материалам. Сущность изобретения: в повязке слой, прилегающий к ране, выполнен из углеродной ткани на основе вискозы, прошедшей активацию электрохимическим методом в щелочной сере с добавлением J₂O₅ в количестве 0,2-0,3 мас.%. Структура углеродной ткани, а именно конкретная форма филаментов, их количество, число круток и плотность ткани, позволяет обеспечить такой оптимальный размер и форму микропор, при котором происходит «прокачивание» жидкости, выделяемой из раны, наружу без «закупоривания» микропор.

Наиболее близким техническим решением является салфетка для первого слоя повязки [4]. Сущность изобретения: салфетку выполняют из ткани, которая и по основе и по утку соткана из углеродных волокон на основе гидратцеллюлозы. При этом ткань предварительно подвергается электрохимическому травлению и характеризуется удельной поверхностью 0,8-2,8 м²/г, электрохимическим потенциалом в изотоническом растворе 0,108-1,188 В, автоматичностью 4-7 и углом смачиваемости водой не более 3° при непрерывных сроках нахождения на поверхности раны 2-6 суток.

Недостатком всех известных технических решений является то, что углеродные ткани обладают высокой сорбционной способностью. Адсорбция на поверхности ткани, размещаемой во втором слое повязки, характеризуется высокой избирательностью, поэтому и при раневом слое, прилегающем к повязке, нарушается соотношение между низкомолекулярными и высокомолекулярными компонентами экссудата, причем из раневой жидкости удаляется и сорбируется именно низко молекулярная составляющая (газы, низковязкий жидкий компонент). Вследствие этого процесса происходит выпадение плотного слоя фибрина на поверхности раны под первым слоем повязки, затрудняющий отток экссудата в дренажный слой. Пористая структура прилегающего к ране слоя повязки оказывается плотно затромбированной. Возникновение запорного слоя резко увеличивает содержание раневых токсинов и ухудшает аэрацию раны, ее тепловой режим. Все это приводит к необходимости частой замены повязки, что существенно увеличивает травматизм раны, ее обсемененность и сопровождается высоким болевым эффектом.

Целью изобретения является повышение эффективности лечения и ускорения заживления ран различной этиологии, увеличение атравмэтичности повязки. Предлагаемая повязка, обладая низкой сорбционной способностью, препятствует изменению состава жидкого отделяемого и выпадению фибрина. Поэтому повязка длительное время сохраняет проницаемость для раневых отделяемых и для лечебных препаратов и не затрудняет аэрацию ткани раны

Аппликационные методы лечения ран, язв и ожогов относятся к немедикаментозным и смешанным. Предлагаемая повязка характеризуется рядом отличительных свойств:

- высокой динамикой сорбции, значительно выше уровня гранулированных активированных углей чрезвычайной эффективностью при лечении ран различной этиологии, профилактике раневой инфекции и гнойно-септических осложнений:

- материал повязки не прилипает к поврежденной коже; после ожога не оставляют шрамов;

- может применяться как самостоятельное средство лечения ран, так и в сочетании с прививаемыми на молекулярном уровне нанодобавками, ускоряющими процессы заживления;

- подавляет жизнедеятельность микроорганизмов:

- обеспечивает высокую эффективность сорбции низко-, средне- и высокомолекулярных соединений, включая продукты белкового катаболизма и протеолиза, бактериальные токсины и микробные клетки;

- применение сорбентов в виде повязки улучшает гемостаз, купирует травматический отек, снижает интенсивность местной и общей воспалительной реакции, предупреждает развитие осложнений, способствует ускорению регенеративных процессов и сокращению сроков заживления раны. Не обладают токсическим, раздражающим и аллергическим действием

- повязка очищает поверхность раны, благодаря чему в 1,5-2 раза сокращается срок подготовки раны к закрытию.

- благодаря высокой механической прочности и химической стойкости углеродной ткани, прошедшей графитацию при 2400°С, повязки могут использоваться многократно. Восстановление свойств достигается кипячением в 2-3 водах и последующей автоклавной или сухожаровой стерилизацией.

Поставленная цель достигается за счет того, что для изготовления повязки используется углеродная ткань на основе вискозы, подвергнутая электрохимическому травлению, отличающаяся тем, что исходная вискозная ткань подвергнута ионизирующему облучению пучком быстрых электронов в токе пучка электронов 1-3 µа и энергии 0,5-0,7 МеВ при транспортировке через камеру облучения ускорителя электронов со скоростью (1-4) м/мин, а полученная углеродная ткань характеризуется плотностью 1,3-1,4 г/см³; поверхностная плотность 2,5-3,5 м²/г; содержание углерода 99,6-99,9 мас.%; содержание золы 0,1-0,4 мас.%; поглощение хлоргексидина 0,6-0,7 г/г при непрерывных сроках нахождения на поверхности раны 4 суток.

Отличительным признаком предлагаемой повязки является то, что вискозный волокнистый материал, являющийся основой для получения углеродного материала, подвергают ионизирующему облучению пучком быстрых электронов при транспортировании через камеру облучения ускорителя электронов со скоростью (1-4) м/мин, токе пучка электронов (1-3) да и энергии (0,5-0,7) МеВ при транспортировке через камеру облучения ускорителя электронов со скоростью (1-4) м/мин,

Указанное отличительное действие выполняют для достижения наиболее быстрой и эффективной релаксации остаточных внутренних напряжений в вискозном волокне и усреднения параметров его структуры. Эффективность такого воздействия является следствием того, что целлюлоза и гидратцеллюлоза, в частности, характеризуются низкой радиационной стойкостью. Радиационно-химические эффекты при облучении определяются химическим строением полимера и интегральной дозой поглощенной энергии. В ряду 14-и наиболее стойких полимеров, если их расположить в последовательности уменьшения радиационной стойкости в зависимости от энергии связей между основными функциональными группами в главной полимерной цепи, целлюлоза занимает 12-е место. Поэтому даже очень небольшие интегральные дозы ионизирующего облучения вызывают в строении вискозного волокна значительные структурные преобразования, качественная тенденция которых - усреднение структурных характеристик упорядоченных и аморфных областей в волокне. Кроме снижения степени ориентации макромолекул в волокне, проявляется также самопроизвольное упорядочение отдельных элементов структуры в совокупности с образованием в результате радиолиза активных полимерных макрорадикалов. Следовательно, происходит уменьшение напряженности, возникающей в начальный период пиролиза при полихронном процессе и снижающей стабильность процесса карбонизации. Снижение уровня возникающих при пиролизе напряжений способствует возникновению идентичных условий формирования углеродистой структуры во всем элементарном объеме карбонизующегося вискозного волокна.

Рекомендуемые параметры ионизирующего облучения вискозных волокон определены эмпирическим путем. Их соблюдение обеспечивает оптимально-достаточную степень как релаксации, так и деструктивных перестроек в облученном волокне. Облучение вискозных волокон но режиму с более низкими значениями параметров, по сравнению с указанными, не дает видимого эффекта, а превышение их или уменьшение скорости транспортирования приводит к значительной радиационной деструкции (радиолизу) волокна, в результате утрачивается возможность его применения в качестве исходного сырья для получения углеродного волокна.

Предлагаемая повязка изготавливается из углеродной ткани на основе вискозы, обработанной специальным методом, что придает ткани наноразмерную пористую структуру капиллярного типа. Одним из преимуществ, предлагаемой повязки, перед другими, является волокнистая структура (диаметр элементарного волокна 6…8 мкм), обеспечивающая за счет уменьшения длины и общего количества транспортных макропор высокие кинетические характеристики и максимальную степень использования адсорбционной и каталитической емкостей в малой длине слоя. Лечебные свойства ткани проявляются в том. что являясь сорбентом с высокопористой структурой, она активно поглощает экссудат с поверхности раны. Углеродное волокно не смачивается жидкостями, поэтому не присыхает к ране и не травмирует рану при перевязках, что способствует быстрому росту нового кожного покрова без рубцов и разноцветья. Сроки заживления раны сокращаются в 1,5-2 раза по сравнению с применением обычных повязок.

Показатель величины поглощения хлоргексидина оценивает качественные характеристики повязки так же как величина ее удельной поверхности. Ниже предела 0,6 г/г снижает концентрацию лекарственных препаратов на эффективной поверхности повязки и соответственно сроки непрерывного нахождения на ране. Свыше предела 0,7 г/г наблюдается образование пленочного раневого струпа, что задерживает процесс заживления раны и увеличивает срок лечения пациентов.

Гидрофильность повязки обеспечивает интенсивное удаление из раневой зоны эксудата в дренажный слой без изменения состава жидкой фазы и явлений конденсации фибрина, в результате чего повязка может находиться на ране без смены до 8 суток. В этих условиях рана интенсивно аэрируется внешним воздухом. Самоудаление повязки не сопровождается острой болью, что связано с ее атравматичностью по отношению к таковой из медицинской марли.

Оценка биохимической совместимости углеродной ткани с живыми тканями, указывает на то, что состояние поверхности материала ткани соответствует расположению его в электрохимическом ряду между золотом и платиной, известных своей полной совместимостью с живыми тканями.

Перед применением углеродная повязка не нуждается в стерилизации, поскольку несет на своей поверхности в привитом состоянии антибиотики, антисептики, ферменты. Углеродную повязку накладывают на обработанную перекисью водорода или очищенную раневую поверхность, с избытком перекрывая раневое поле, и фиксируют ватно-марлевой повязкой. Повязка легко меняется с увлажнением ее кипяченой водой по мере загрязнения. С целью лечения гнойных ран после проведения некроэктомии, ликвидации затеков проводят обработку раны раствором хлоргексидина и антибиотиков, увлажненная этим раствором углеродная повязка укладывается на рану, перекрывая ее поле. С противоположной стороны рекомендуется наносить дренирующий сорбент либо ватно-марлевый тампон, которые меняются по мере пропитки раневыми отделяемыми. Повязка должна сохранять влажность постоянно.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1. Повязку из углеродной ткани, полученную предлагаемым образом применяли для лечения ожоговых ран (Детское ожоговое отделение неотложной хирургии МНИИ педиатрии и ДХ Минздрава России). Характеристики салфетки: плотность 1,35 г/см³; поверхностная плотность 3,3 м²/г; содержание углерода 99,85 мас.%; содержание золы 0,15 мас.%; поглощение хлоргексидина 0,6 г/г. Повязки накладывались на рану на 2-3 сутки от момента получения травмы с ожогами 2 и 3а степени. Смена повязок проводилась на 2-3 день. К этому времени констатирована полная эпитализация ран 2 и 3а степени при обширных поражениях, отмечено полное очищение ран после однократного применения. Применение повязок из углеродной ткани на основе вискозы, обработанной специальным способом, позволяет в короткие сроки ликвидировать воспалительные явления, очистить рану от гнойного отделяемого, существенно ускорить процесс грануляции. Ткань повязки плотно прилегала к ранам на участках тела с различным рельефом, не вызывала зуда и раздражения кожи, не оказывала аллергенного и местно раздражающе го действия на рану и кожу. удалялась безболезненно. Через 1-2 суток с момента наложения ткани, стихали воспалительные явления, боли, температура пациентов нормализовалась, раны очищались от гнойного содержимого. Лечению подвергались 12 пациентов, результаты хорошие.

Пример 2. Клинические испытания углеродных повязок проводились в отделении острых термических поражений в МНИИ скорой помощи им. Н.В. Склифасовского. Характеристики салфетки: плотность 1.38 г/см³; поверхностная плотность 2,8 м²/г; содержание углерода 99,8 мас.%; содержание золы 0.2 мас.%; поглощение хлоргексидина 0,65 г/г. Лечению были подвергнуты 10 больных в возрасте от 22 до 85 лет с поражениями ожогами от 17 до 55% поверхности кожи у тяжелых и крайне тяжелых больных. У 9 из 10 больных имели место выраженные явления системной эндотоксемии, проявляющиеся выраженной лихорадкой, болевыми синдромами, гино и анорексией, нарушениями сна, а также моторной и эвакуаторной функцией желудочно-кишечного тракта. После обработок ожоговой раны перекисью водорода с добавлением антисептиков и осушения; раны марлевыми салфетками накладывается углеродная повязка во влажном состоянии {тот же раствор, что и для промывания раны). Фиксация повязки проводится тампоном из ваты. марлевым или сетчатым бинтом с подложкой из гуммированной бумаги. Углеродная повязка хорошо моделируется на ожоговых ранах, повторяя их рельеф, не присыхает к раневой поверхности, свободно отделяется от нее во время перевязок, не вызывая травмирования раны и окружающей кожи. Ткань углеродной повязки обладает значительной капиллярной активностью, хорошо удаляет раневое отделяемое и способствует очищению раны от экссудата. Под влиянием аппликационного применения отмечалось уменьшение интоксикации организма больных и существенное снижение микробной обсемененности ожоговых ран. Имело место отсутствие побочных реакций и осложнений. Применение повязок дает высокий эффект при заживлении судермальных ожогов в сокращенные сроки и существенно уменьшает время подготовки ожоговых ран к операциям аута дермопластики.

Пример 3. Внутриполостное применение углеродной салфетки в виде тампона при печении больных перитонитом в 7 случаях способствовало снижению летальности, осложнений и средней длительности болезни. Клинические испытания прошли в институте хирургии им. А.В. Вишневского и в МСИ им. Н.А. Семашко. По мере восстановления мягких тканей и сужения просвета раны салфеточный тампон выталкивался из раны, сохраняя постоянный физический контакт с ее дном. Самоочищение раны было полным, нагноения не наблюдалось, рана закрывалась в 5 случаях первичным натяжением в течение 10-12 дней. Характеристики салфетки: плотность 1,4 г/см³; поверхностная плотность 3.0 м²/г: содержание углерода 99,9 мас.%; содержание золы 0,1 мас.%; поглощение хлоргексидина 0.7 г/г.

Предлагаемые повязки прошли клинические испытания в ведущих клиниках России:

- институт хирургии им. А.В. Вишневского РАМП;

- институт скорой помощи им. П.В. Склифосовского;

- военно-медицинская академия им. Л.А. Бурденко;

- центральная детская клиника им. Ф.Э. Дзержинского;

- московский стоматологический институт им. П.А. Семашко.

По заключению вышеперечисленных организаций клинические испытания показали, что применение повязки из углеродной ткани на основе вискозы является эффективным средством лечения поверхностных и глубоких ран различного происхождения и отмечается, что с их помощью становится возможным лечить инфицированные раны, в особенности ожоговые) при ограниченном применении сильнодействующих препаратов. Сроки лечения при этом сокращаются в 2-3 раза.

Технология получения продуктов отработана, выпущены опытные партии.

Источники информации

1. Патент РФ №2005493, опубл. 15.01.1994, з. №4955433 от 28.06.1991.

2. Патент РФ №2030173, опубл. 10.03.1995, з. №93038888 от 27.07.1993.

3. Патент РФ №2000762, опубл. 15.10.1993, з. №5049628 от 29.07.1992.

4. Патент РФ №2066199, опубл. 10.09.1996, з. №93039579 от 02.08.1993.

Повязка из углеродной ткани на основе вискозы, подвергнутая электрохимическому травлению, отличающаяся тем, что исходная вискозная ткань подвергнута ионизирующему облучению пучком быстрых электронов в токе пучка электронов (1-3) мкА и энергии (0,5-0,7) МеВ при транспортировке через камеру облучения ускорителя электронов со скоростью (1-4) м/мин, а полученная углеродная ткань характеризуется плотностью 1,3-1,4 г/см³; поверхностная плотность 2,5-3,5 м²/г; содержание углерода 99,6-99,9 мас.%; содержание золы 0,1-0,4 мас.%; поглощение хлоргексидина 0,6-0,7 г/г при непрерывных сроках нахождения на поверхности раны 4 суток.