Современные раневые покрытия
Своеобразной лекарственной формой являются раневые покрытия. В последнее время появилось много образцов раневых покрытий, отличающихся по химическому составу основы, по добавляемых в них лекарственным веществам. При изучении литературных источников, патентов и данных, полученных из сети-Интернет, были обнаружены сведения более чем о 300 раневых покрытий, находящихся на разных стадиях разработки. Вместе с тем до сих пор не существует универсального препарата, пригодного для использования во все фазы раневого процесса при ожогах различной глубины. Возможно выделить следующие требования к раневым покрытиям.
Основные требования, предъявляемые к раневым покрытиям:
создание оптимальной микросреды для заживления ран;
высокая абсорбционная способность в отношении раневого экссудата;
способность предотвращать проникновение микроорганизмов;
достаточная проницаемость для газов (кислорода, углекислоты) для обеспечения протекания репаративных процессов;
проницаемость для паров воды, но исключающая высушивание дна раны;
эластичность, возможность моделировать поверхности со сложным рельефом;
отсутствие пирогенного, антигенного и токсического действия;
отсутствие местного раздражающего и аллергического действия. Кроме того, для искусственных раневых покрытий весьма жела тельны следующие свойства:
прозрачность, возможность наблюдения за раной;
возможность быть носителем лекарственных веществ (антибактериальных, влияющих на репаративные процессы);
устойчивость к стерилизации;
удобство применения для медицинского персонала и больного;
легкое удаление с поверхности кожи.
Можно выделить следующие параметры покрытий:
защитные:
предотвращение проникновения инфекции извне;
защита от механического травмирования раны;
сорбционные — способность поглощать выделяющийся из раны экссудат и препятствовать его скоплению под покрытием;
лечебные:
наличие анестезирующего действия;
гемостатическое действие;
способность препятствовать развитию раневой инфекции;
наличие способности стимулировать заживление раны;
совместимость с лекарственными веществами;
транспортные:
воздухопроницаемость;
способность препятствовать испарению экссудата через покрытие;
технологические:
стоимость, сложность конструкции и технологии производства;
стерилизуемость.
По своему происхождению препараты данного типа можно условно разделить на природные и синтетические.
Природные раневые покрытия. Препараты природного происхождения — это прежде всего различные варианты консервированной кожи или дермы.
Аллогенная кожа. Золотым эталоном раневого покрытия является кожа. Краткосрочное хранение кожных лоскутов, включающих дерму и эпидермис, осуществляют при температуре от 0 до + 8° С в водной среде (в ростовых средах), в состав которой входят аминокислоты и глюкоза, в присутствии антиоксидантов и криопротекто-ров. Для более длительного хранения осуществляют их лиофильную сушку, помещают в растворы глицерина или подвергают глубокому охлаждению. Безусловно, качество кожных лоскутов во многом зависит от способа и режимов консервации.
Препараты дермы. Ряд отечественных и зарубежных фирм производит препараты из бесклеточной дермы, консервация которых чаще всего достигается методом лиофильной сушки. Из свиной кожи получены препараты Свидерм (СССР), и Alloask D (Япония) и другие им подобные. Из донорской кожи человека выпускается покрытие AlloDerm, Integra и Dermagraft.
Амниотигеская мембрана. Для лечебных целей может использоваться амниотическая мембрана человека или животных. Лечебное действие обусловлено наличием в ее составе ряда компонентов внеклеточного матрикса (коллагена, фибронектина, гликозамиглика-нов), и ростовых факторов. Амниотическая мембрана является скоропортящимся видом покрытий. На раневые поверхности следует накладывать только свежие мембраны с небольшими сроками хранения.
Синтетические раневые покрытия. В настоящее время единой всеобъемлющей классификации синтетических раневых покрытий не существует. Представляется возможным разделить их следующим образом.
По функциональному назнагению. Защитные покрытия. Эти покрытия предназначены, главным образом, для предотвращения бактериального загрязнения ран. В качестве примера можно привести обезболивающие пленочные покрытия первой помощи Полипор-А, непроникаемые для микроорганизмов (с размерами пор менее 0,2 мкм).
Легебные покрытия в зависимости от используемых (в качестве пропитки) при их изготовлении медикаментозных препаратов (ан-
тибиотики, гормоны, обезболивающие вещества, гемостатики и др.) имеют различные свойства и показания к применению.
По устойгивости покрытия можно разделить на биодеградирую-щие (рассасывающиеся) и биоинертные. Как правило, биодегради-рующие покрытия изготовляют из природных полимеров (желатина, коллагена, хитозана), а биоинертные — из синтетических материалов.
По механизму действия выделяют следующие виды покрытий:
сорбирующие;
покрытия, предотвращающие испарение экссудата;
не прилипающие покрытия;
рассасывающие покрытия;
изолирующие покрытия.
Сорбирующие биосовместимые материалы. Основной, функциональной характеристикой сорбирующих покрытий является способность поглощать выделяющийся из раны экссудат, количество которого может быть значительно. Потеря жидкости через обожженную поверхность при ожоге II—III степени достигается 3,5 мл х кг х % обожженной поверхности тела за 24 ч.
Сорбирующая способность определяется количеством жидкости, поглощенным 1 г сухого сорбента при погружении его в воду в отсутствии давления. Сорбирующая способность полимерного покрытия зависит, в основном, от свободного объема пор, в то время как от природы полимера зависит скорость впитывания жидкости. Оптимальная сорбирующая способность пока не определена. Например, гигроскопическая вата имеет сорбирующую способность 2000—2500%, целлюлозные повязки — до 3400%.
Биосовместимые материалы, предотвращающие испарение экссудата. Повреждения кожного покрова нарушают барьер, препятствующий испарению тканевых жидкостей. Скорость испарения через поврежденную кожу составляет 0,5—2,2 мл (см2-ч). Потеря тепла за счет испарения выделяющегося экссудата составляет 0,576 Ккал/мл.
Общим принципом создания покрытий, предотвращающих испарение экссудата и защищающих от проникновения инфекции извне, являются нанесение на внешнюю поверхность покрытия полимерной пленки с контролируемой паропроницаемостью или уплотнение внешней поверхности покрытия методом горячего прессования. Считается, что оптимальная скорость испарения через раневое покрытие лежит в пределах 6—12 мг/см2.
Неприлипающие биосовместимые материалы. Наиболее серьезным недостатком гидрофильных покрытий является то обстоятельство, что процедура смены повязки становится болезненной и травмирует рану. Эту проблему решают путем гидрофобизации обращенного к ране слоя покрытия, как правило, выполняя его из гидрофобного синтетического полимера. Однако, такие покрытия не прилегают плотно к ране и имеют пониженную скорость всасывания, что приводит к скоплению экссудата на ране.
Рассасывающие биосовместимые материалы. Другим вариантом решения проблемы создания нетравмирующих сорбирующих покрытий является применение покрытий на основе растворимых полимеров, либо на основе биодеградируемых, не нуждающихся в смене полимеров.
Биосовместимые материалы из полисахаридов. Опи саны рассасывающие покрытия из натриевой соли КМЦ, оксиалкил- целлюлозы, амилозы, декстрана, альгинатов, хитина, хитозана, гиа- луроновой кислоты и др. В основе способности этих материалов к рассасыванию лежит их водо- и плазморастворимость. Например, для альгинатных материалов сроки рассасывания можно регулировать изменением соотношения ионов Са+ и Na+. Так, если альгинат Са рассасывается на ране в течение 3 месяцев, то смешанные калыдиево- натриевые альгинаты — за две недели и меньше.
Общими свойствами этих материалов является их гидрофильность, обусловливающая высокую сорбирующую способность (до 5000%) хорошая адгезия к ране, отсутствие токсичности и раздражающего действия, а также гемостатические свойства.
Отмечено ускорение процессов заживления ран и ожогов под влиянием альгинатов, хитозана, гиалуроновой кислоты. Их стимулирующее действие на развитие грануляционной ткани способствует эпителизации. Присутствие на ране полисахаридных материалов благоприятно сказывается на репарационных процессах на всех стадиях лечения раны.
Основной проблемой получения покрытий из природных полисахаридов является достижение хорошей механической прочности покрытия и устойчивости на ране.
Биосовместимые материалы на основе коллагена. К ценным свойствам коллагена относятся его способность стиму лировать фибриллогенез, рассасываться и замещаться живой тка нью. Для покрытий на раны он используется в виде губки, волок нистой массы или материалов типа фетра. Коллагеновые губки получают путем сублимационной сушки геля коллагена, иногда такой гель дополнительно вспенивают пропусканием инертного газа. В ряде случаев губка содержит пластификатор, например 10— 25% глицерина.
В тканях человека коллаген тесно связан с гиалуроновой кислотой и другими макромолекулами. С целью приближения свойств покрытия к нативному коллагену в них часто добавляют полисахариды:
соли гиалуроновой кислоты, хондроитинсульфат, сульфинированный дермантин, гепарин, альгиновую кислоту, хитозан.
Раневые покрытия из коллагена могут быть выполнены в различной форме (пленки, губки). Необходимо отметить, что коллагеновая губка имеет плотность 0,01—0,06 г/см3. Предел прочности при растяжении 2,3 кг/см2. Сорбирующая способность губки по воде составляет до 6000%. Предложено также использовать покрытия из коллагена, у которых внешняя поверхность покрыта более плотным слоем коллагена или синтетической (полиуретановой) пленкой, предохраняющей рану от высыхания. Коллагеновые покрытия на раны и ожоги плотно прилегают к ране, впоследствии рассасываются. Скорость рассасывания можно регулировать, изменяя степень сшивки макромолекул. Предполагается, что в коллагеновые покрытия мигрируют эндотелиальные фибробласты и другие клетки, в результате чего материал рассасывается под действием коллагеназы и замещается грануляционной тканью.
Изолирующие биосовместимые материалы. К таким покрытиям относятся эластичные полимерные пленки. Эти покрытия не очень удачны, т. к. у них отсутствует существенная сорбирующая способность.
Покрытия в виде гелей имеют много достоинств: прозрачность; плотный контакт с раной, препятствующий скоплению экссудата; безболезненность удаления. Однако, на практике покрытия в виде гелей часто малоэффективны из-за низкой механической прочности, склонности к пересыханию, малой сорбционной способностью.
Таким образом, из существующего в настоящее время широкого ассортимента полимерных покрытий на раны и ожоги, рассасывающиеся покрытия в наибольшей степени отвечают всем медико-биологическим требованиям, могут быть полезны как на ранних стадиях лечения ран и ожогов, так и на более поздних стадиях. Следовательно, разработка рассасывающихся прилипающих полимерных покрытий с высокой сорбирующей способностью и различными сроками рассасывания, является в настоящее время наиболее актуальным направлением в области создания эффективных аппликаций на раны и ожоги.
По форме изготовления и способу применения можно выделить следующие варианты покрытий:
Губки.
Гелеобразующие покрытия.
Пленочные покрытия.
Покрытия, формирующиеся при распылении композиции в виде аэрозоля.
Комбинированные покрытия.
Губки. Для губок характерно наличие развитой пористой структуры, что обеспечивает им высокую абсорбирующую способность и высокую проницаемость для газов и паров кислорода. Губки изготовляют из природных (коллагена, хитозана, альгиновых кислот, целлюлозы и др.) и синтетических полимеров (полиуретана и др.). Для придания им специфических лечебных свойств их проводят специальную обработку губки различными медикаментозными средствами (антибиотиками, протеолитическими ферментами, гемостатиче-скими агентами, и т. д.).
Можно выделить специализированные и полифункциональные лечебные губки.
Специализированные губки чаще всего обладают однонаправленным действием и применяются по каким-либо определенным показаниям.
С гемостатической целью (при выполнении некрэктомий) могут использоваться: Губка гемостатическая из нативной плазмы крови, Губка коллагеновая, губка фибринная, Гемостатическая губка с амбеном, Поликапран и др.
Губки из природных полимеров (коллагена, хитозана, альгиновых кислот, производных целлюлозы), чаще всего применяют во ГГ фазе раневого процесса для заживления ран. К ним относятся препараты на основе коллагена: Коласпон, Комбутек, Облекол (с обле-пиховым маслом); из альгиновых кислот — Альгипор, других полисахаридов — Аубазидан, Аубазипор. Существуют препараты, состоящие из двух видов полимеров, в частности из коллагена и хитозана. Так, например, недавно была разработана губка Цитотима-кол, в состав которой входит дыхательный фермент цитохром С, стимулирующий митотическую активность клеток и иммуностимулятор — тималин. К новым препаратам также относится Гешиспон — коллагеновая губка с антибактериальным препаратом шиконином. Полифункциональные губки представлены в табл. 5.8.
Телеобразующие и гидрогелевые покрытия. Гелеобразующие покрытия формируются при смачивании экссудатом нанесенного на раневые поверхности в виде порошка вещества. Чаще всего по своей сути эти покрытия выполняют функцию дренирующих сорбентов. Эти вещества обеспечивают отток в повязку не только раневого экссудата, но и микроорганизмов.
Покрытия данного типа получают из различных синтетических и природных полимеров (производные метилметакрилата, декстран, акриламид, агар-агар и др.).
В настоящее время наиболее известны следующие препараты в виде порошков, формирующие при смачивании жидкостью гелеобразные покрытия: Гелиперм, Хайдрон, Дебризан, Дежизан, Гелевин, Целосорб, Колласорб, Колладиосорб (см. табл. 5.5). Имеются и специализированные покрытия этого класса. К таким относится, в частности, Желпластан, в состав которого входят желатин, канамицин и плазма крови. По своим биологическим свойствам к гелеобразующим весьма близки готовые гидрогелевые покрытия.
Гидрогелевые покрытия. К препаратам этого типа можно отнести покрытия Inerpan (получающиеся полимеризацией аминокислот лейцина и глицина), Галактон и Галагран (на основе пектина, имеющие свойства сорбента, стимулятора репарации, про-тивобактериального препарата и анестетика), из гидроксиметилцел-люлозы и ряд других.
Пленогные раневые покрытия. В настоящее время применяются пленки из различных видов природных и синтетических материалов: коллагена, поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, поли-этилентерефталата, поли-эпсилон-капролактона и др. Значительная часть пленок обладает достаточной прочностью и эластичностью, они удобны в употреблении. Вместе с тем, по параметрам газо- и влагопро-ницаемости данные покрытия не в полной мере отвечают предъявляемым к ним требованиям. Лучше всего этим свойствам
соответствуют пленки на основе поликапролактона, паропроницаемость которых при толщине около 0,15 мм составляет 2 г/(ч • см2). Весьма перспективными являются гидрофильные пленки из полиуретана.
Наиболее известными представителями этого типа пленок, появившиеся в последние годы, являются пленки Op-Site, Tegaderm и Cutinova hydro. Эти препараты удобны в использовании, эластичны, хорошо фиксируются к раневой поверхности, прозрачны. Удобны для применения и другие препараты, в частности эластичная, высокоадгезивная, проницаемая для воды и паров пленка Fixomull stretch, выполненная из полиэфирного материала с гипоаллерген-ной клейкой массой на полиакрилатной основе. Ряд пленочных покрытий (Tegaderm, препараты семейства Фолидерм) непроницаемы для бактерий, но проницаемы для воздуха и паров воды, что позволяет их использовать при лечении ожогов. Вместе с тем, паропроницаемость большинства покрытий такого рода недостаточна. Препарат из эластичного гидрофильного полиуретана Омидерм обладает существенно лучшей паропроницаемостью и может использоваться в сочетании с другими лекарственными формами (прежде всего — антибактериальными), что весьма важно при лечении ожогов.
Отдельное место занимают покрытия типа Иском, DDB и DDBM. Пленочные покрытия DDB и DDBM выполнены из полиэтиленовой пленки, на поверхность которой наносится напыление сухой смеси, состоящей на 5% из антибиотиков, взятых в равном соотношении (цефалолексина, стрептомицина, эритромицина, террамицина, тетрациклина, вибромицина, синтомицина, неомици-на, канамицина, нистатина, дактарина, канестена, а также риванола) и 95% талька. Они полностью непроницаемы для паров влаги и воздуха, под ними нередко скапливается значительное количество экссудата. Для того, чтобы дренировать избыток влаги в пленке DDBM, являющейся одним из вариантов покрытия DDB, сделаны небольшие отверстия.
В НПО Пластполимер (Санкт-Петербург) ранее производили весьма удачные перфорированные пленочные покрытия семейства Асеплен: Асеплен-К — с катаполом; Асеплен-Д — с диоксиди-ном; Асеплен-И — с йодом. Недавно в РФ были разработаны полимерные пленочные покрытия Фолидерм (ООО Фолиум, Санкт-Петербург), которые выполнены из гидрофобного материала и имеют многочисленные мелкие поры, проницаемые для газов, но непреодолимые для микроорганизмов (рис. 5.8). Специальная технология обработки обеспечивает этим пленкам высокий электростатический потенциал поверхности, благодаря чему они приобретают высокую адгезивность к ранам. Пленки Фолидерм прозрачны, и через них можно наблюдать, каким образом идет эпителизация в ранах без снятия повязок (см. цв. вклейку, рис. 1). В зависимости от пропитки (обезболивающими веществами, антибактериальными, кровоостанавливающими субстанциями) они могут использоваться по различным конкретным показаниям не только при ожогах, но и обычных ранах. Имеются варианты пленок с перфорационными отверстиями.
Некоторые пленочные покрытия (Асеплен, Фолидерм, DDBM) могут использоваться в первую фазу раневого процесса. Все же большая часть такого рода препаратов предназначена для применения во II и III стадиях, т. к. они защищают раны и не препятствуют регенерации тканей.
Большое распространение получили также пленки из природных полимеров — из коллагена (препарат Биокол и ему подобные), из хитозана, из бактериальной целлюлозы (Бакцеласепт). Последний препарат имеет пропитку полимерными антисептиками (катаполом, цигеролом), что обеспечивает ему антибактериальную эффективность.
Раневые покрытия с низкой адгезивностъю. Отдельную группу раневых покрытий, широко применяющихся в комбустиологии, составляют неприлипающие покрытия, которые подразделяются на следующие разновидности:
металлизированные;
сделанные из парафинизированной марли;
выполненные из марли, пропитанной мазями или эмульсиями.
К парафинизированным покрытиям относятся повязки типа Рага-nett, Bactigras, Tulle-gras и Sofra-tulle и другие, выполненные в различных вариантах без и с пропиткой антибактериальными препаратами (гентамицином, софрамицином и т. д.). Неприлипающие раневые повязки Adaptic (Johnson & Johnson), Damor (Damor America Inc.), Fucidin Betadine и им подобные пропитаны не-размазывающимися мазями, эмульсией или кремом.
Известны покрытия с низкой адгезивностью, которые помимо этого обладают высокой абсорбирующей активностью (Skintact пр-во фирмы Robinson). В институте хирургии им. А. В. Вишневского разработано двухслойное раневое покрытие, в котором нижний слой, накладываемый на рану, представляет собой сеточку из полиэтилена, а верхний (сменный) - из сорбирующего материала.
Препараты этого типа показаны для лечения ран во II и III фазах раневого процесса. Весьма положительным их свойством является то, что при снятии повязок не повреждается неокрепший эпителий.
Аэрозольные пленкообразующие композиции были уже рассмотрены ранее. В СССР и РФ ранее применялись препараты такого рода Ак-риласепт, Лифузоль, Статизоль, Наксол (ВНР). Акриласепт не нашел широкого применения из-за относительно низкой паро-проницаемости и адгезивности. За рубежом выпускаются аэрозоли Нобекутан и Уайп-он.
К более редким видам раневых покрытий относятся следующие: рассасывающиеся на ранах и кислородгенерирующие. Эти покрытия носят экспериментальный характер.
Рассасывающиеся покрытия получают из различных биодегради-рующих материалов (коллагена, яблочной кислоты, смесей аминокислот и т. д.).
Кислородгенерирующие покрытия формируют из двух листов гидроколлоида (из сшитого полиакриламида). Реагирующие компоненты (KI и Н202) вводят по отдельности в каждый слой. При смачивании раневой жидкостью происходит реакция, сопровождающаяся выделением кислорода, что позволяет стимулировать процессы раневого заживления.
Комбинированные покрытия представляют собой большую группу препаратов, получаемых из комбинации известных химических соединений, подбор которых осуществляется с целью придания изделию заданных физико-химических и биологических свойств.
К таким препаратам, в частности, можно отнести Biobrane (США), в состав которого входят 2 полимера, один из которых обладает высокой газопроницаемостью, а другой — механической прочностью.
Получают этот препарат из эластичной силоксановой пленки, в которую путем термической обработки под давлением внедряют нейлоновую сетку. Кроме того, для обеспечения транспорта газов в покрытие делают микроотверстия. Адгезивность обеспечивается нанесением слоя гидролизованного коллагена.
Препарат Мелонин имеет два слоя: нижний слой, прилегающий к ране — гидрофильный; верхний слой представляет собой перфорированную пленку из полиуретана или полиэфира и обеспечивает, главным образом, механические функции. Другим примером является материал Комупол, состоящий из трех слоев. Первый слой, прилегающий к поверхности ран,— атравматичный, проницаемый для раневого содержимого. Второй — сорбционный, обладающий высокой гигроскопичностью и высокой специфической сорбционной способностью по отношению к микрофлоре. Третий слой выполнен из водоупорного, паро- и воздухопроницаемого материала.
Весьма хорошие результаты дает использование гидроколлоидного покрытия Varihesive или Convatec. Это покрытие содержит гидрофильный (нижний) и гидрофобный слои. Использование данного препарата позволяет осуществлять лечение за счет однократной аппликации на раны и реализует принцип положил на рану — и забыл о перевязках. Умное раневое покрытие само осуществляет разнообразные лечебные эффекты, которые последовательно включаются в различные стадии раневого процесса.
Биотехнологигеские раневые покрытия. Данный класс раневых покрытий является самым современным и, по-видимому, самым перспективным. Исчерпывающей классификации такого рода покрытий в настоящее время не существует.
Биотехнологические раневые покрытия можно подразделить на следующие основные типы:
бесклеточные (содержащие в своем составе только биологически активные макромолекулы);
имеющие в своем составе живые клетки разного типа (фибро-бласты, кератиноциты и др.).
По способу получения окончательной лечебной формы их можно разделить на готовые к применению и на формирующиеся непосредственно в ране. Готовые к употреблению биотехнологические раневые покрытия это те, которые окончательно формируются в лаборатории и далее доставляются в клинику, где их переносят на раневые поверхности. Среди них, в свою очередь, можно выделить три группы композиций:
1. Различные варианты живого эквивалента кожи, состоящие из так называемого дермального эквивалента (коллагенового геля с инокулированными в его состав живыми фибробластами), на поверхности которого культивируются клетки эпидермиса.
Культивируемые заместители кожи (cultured skin substitutes).
Композиции, занимающие промежуточное положение между двумя первыми группами.
Некоторые культивируемые заместители кожи, в которых используются аллогенные фибробласты, в настоящее время выпускаются в достаточно больших масштабах (Фибродермис, Москва; Фибропор, Санкт-Петербург).
Возможны и другие варианты лечения ожоговых ран с использованием живых клеток. В частности, на X Ожоговом конгрессе, состоявшемся в Тель-Авиве в ноябре 1998 г., исследователи из Канады сообщили об успешном опыте распыления на раневые поверхности выращенных in vitro кератиноцитов с помощью устройства типа Spray.
Читать далее: Средства природного происхождения, применяемые при лечении ожогов