Раз в месяц мы отправляем дайджест с самыми популярными статьями.

Значение местного применения активных форм кислорода для стимуляции процессов репарации в ожоговой ране

А.А. Стручков, С.П. Перетягин, И.Р. Вазина

ФГБУ «Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр» Минздрава России, Нижний Новгород

 

Abstract

The work is aimed to estimation of different variants of local ozone therapy application on an experimental burn wound. We conducted the experiments on 45 white Vistar rats being randomized for 3 groups. Every rat got contact thermal trauma (IIIAB-IV degree; 20 bsp) of dorsal body surface on the area 20 %. Rats of the first group got a levomecol treatment of wound, animals of the second group were locally treated by ozonized oil, and the third group rats got a combination of ozone and oxygen gas mixture intracutaneously and the wounds were treated with levomecol locally. The character and particularities of posttraumatic regeneration were studied by histological investigation. Local treatment with reactive oxygen species at early period after burning is revealed to lead to more pronounced manifestation of reparative processes in burn wound (production of granulation tissue, epidermis regeneration) than when applying Levomecol ointment and that is accompanied by more pronounced initial manifestation of scab rejection. Applying of the reactive oxygen species in ointment compositions at these stages of treatment with the conjuncture of infected wounds does not contribute marked initiation of reparative processes and can even force the inflammation processes.

 

Key words: reactive oxygen species, ozone therapy, burn wound, regeneration, levomecol

 

Целью работы служила оценка эффекта различных вариантов локальной озонотерапии в отношении экспериментальной ожоговой раны. Эксперименты были проведены на 45 белых крысах линии Вистар, рандомизированных на 3 группы. Под эфирным наркозом всем животным была нанесен контактный термический ожог IIIАБ-IV степени задней поверхности тела на площади 20% п.т. Животным первой группы раны ежедневно обрабатывали левомеколем, во второй группе — озонированным маслом, в третьей группе в края ран подкожно вводили озоно-кислородную газовую смесь и обрабатывали раны левомеколем. Характер и особенности посттравматической регенерации кожи изучали с помощью гистологического исследования. Установлено, что локальное воздействие активными формами кислорода в ранние сроки после ожога приводит к более выраженной манифестации репаративных процессов в ожоговой ране (образование грануляционной ткани, регенерация эпидермиса), чем при применении мази «Левомеколь», что сопровождается более выраженными начальными проявлениями отторжения струпа. Применение активных форм кислорода в составе мазевых основ, на этих этапах лечения в условиях инфицированных ран не способствует выраженной инициацией репаративных процессов, и даже может усиливать процессы воспаления.

 

Ключевые слова: активные формы кислорода, озонотерапия, ожоговая рана, регенерация, левомеколь

 

Несмотря на значительные достижения в области регенеративной медицины, клеточных технологий и тканевой инженерии, проблема адекватного восстановления полноценного кожного покрова в комбустиологии сохраняет актуальность [1, 2, 5-8]. Поэтому целесообразны поиск и оценка эффективности новых способов стимуляции репаративной регенерации кожи после ожога [2, 4]. В то же время многочисленность технологий местного лечения обожженных существенно отодвигает на второй план устранение основной причины формирования и прогрессирования ожоговой болезни – самой ожоговой раны [1, 2, 4-6]. С учетом того, что одним из наиболее значимых механизмов посттравматического повреждения тканей является окислительный стресс [2, 3], логичным компонентом комплексного лечения обожженных должен быть регулятор состояния про- и антиоксидантных систем, в качестве которого могут выступать активные формы кислорода. В связи с этим, целью работы служило изучение эффекта действия различных вариантов локальной озонотерапии в отношении экспериментальной ожоговой раны.

Материал и методы исследования

Эксперименты были проведены на 45 белых линейных крысах линии Вистар массой 160-180 г, рандомизированных на 3 группы. Под эфирным наркозом всем животным была нанесена термическая травма — контактный термический ожог III АБ — IV степени задней поверхности тела на площади 20% [3].

Животным первой группы (контрольной) ожоговые раны ежедневно обрабатывали левомеколем, во второй группе — озонированным маслом (ООМ), в третьей группе в края ран подкожно вводили озоно-кислородную газовую смесь и обрабатывали раны левомеколем.

Характер и особенности посттравматической регенерации кожи изучали с помощью гистологического исследования. Препараты преимущественно окрашивали гематоксилином и эозином. Для морфологического исследования использовали световые микроскопы с суммарным увеличением х50-х200.

Результаты исследования

Визуальное наблюдение за животными показало, что крысы первой (контрольной) группы были более вялыми, чем в опытных группах. Струп у животных II группы после обработки ООМ был более светлым и эластичным. У животных III группы, которым проводилось подкожное обкалывание газовой смесью, количество раневого отделяемого было значительно меньше, чем у животных I и II групп. В опытных группах уже к 7 суткам после травмы отмечены признаки заживления ран (начали приподниматься края струпа, появились очаги краевой эпителизации). В контрольной группе подобные признаки появились только к 10-ым суткам. У животных II группы на трое суток раньше контроля началось активное отторжение струпа.

По результатам гистологического исследования установлено, что первые сутки после травмы гистологическая картина в краях ран у животных всех трех групп не имела отличий (рис. 1). Во всех препаратах наблюдается поражение эпидермиса (некроз и некробиоз), дермы (сосочкового и сетчатого слоев), проявляющееся потерей обычной волокнистой структуры соединительной ткани дермы и превращением коллагеновых волокон в сплошную гомогенную массу, а также отеком и кровоизлияниями в рыхлой соединительной ткани и жировой клетчатке, расположенной над слоем собственной мышцы кожи.

Проходящие здесь кровеносные сосуды нередко тоже некротизированы, в них содержатся красные тромбы. Мышечные волокна собственной мышцы кожи в состоянии дистрофии: набухшие, часто вакуолизированы. В отдельных волокнах отсутствуют ядра. В рыхлой соединительной ткани, расположенной под мышечным слоем, отмечается полнокровие, отечность, а также увеличенное количество клеток, среди которых преобладают лейкоциты и макрофаги.

 

Рис 1. Гистологическая картина раны на первые сутки после ожога. Глубокий ожог с некрозом эпидермиса, сосочкового и сетчатого слоев дермы, а также некробиозом мышечных волокон собственной мышцы кожи. Окраска гематоксилином и эозином. Увел. х 50.

Через 7 суток после травмы у животных в ранах контрольной группы (обработка левомеколем) — картина воспаления с начальными признаками заживления (рис. 2). Рана покрыта струпом, который состоит из некротизированных тканей (эпидермиса, дермы), а в центре раны, где ожог был наиболее глубок, в него включается и собственная мышца кожи. На периферии, ближе к краям раны, примерно на середине толщины дермы обнаруживается выраженный лейкоцитарный демаркационный вал, который делит дерму на две части – верхнюю, некротизированную, и нижнюю с проявлениями регенерации в виде пролиферации эпителиальных клеток по ходу предсуществовавших волосяных фолликулов и начальных проявлений краевой эпителизации раны, очагов пролиферации фибробластов в дерме с появлением новообразованных коллагеновых волокон и тонкостенных кровеносных сосудов, а в мышечной ткани на фоне дистрофически измененных и даже некротизированных мышечных волокон с явлениями распада саркоплазмы местами встречаются проявления регенерации в виде мышечных почек. По периферии значительной части жизнеспособных мышечных волокон отмечается пролиферация ядер миоцитов. Кроме того, между мышечными волокнами пролиферируют фибробласты. В рыхлой соединительной ткани под собственной мышцей кожи на этих участках имеется пролиферация клеток соединительной ткани.

 

Рис 2. Морфологические изменения в ране через 7 суток после нанесения ожога и последующего лечения мазью «Левомеколь». Начальные проявления краевой эпителизации. 1 – струп; 2 – регенерирующий эпидермис с признаками регенерации (начало краевой эпителизации). Окраска гематоксилином и эозином. х50.

Через 7 суток после травмы в группе животных, раны которых обрабатывали озонированным маслом, превалирующим является гнойное воспаление, которое отмечается в виде гнойного экссудата по поверхности раны среди некротизированного эпидермиса и под ним, а также в виде очаговых гнойных инфильтратов в некротизированной дерме (рис. 3).

 

Рис 3. Гистологическая картина раны через 7 суток после нанесения ожога при лечении озонированным маслом. Струп местами инфильтрирован сегментоядерными лейкоцитами, в нем видны скопления микробных колоний. Под струпом определяется гнойный экссудат. В некротизированной дерме — микроабсцессы.

1 — струп. 2 — гнойный экссудат. Окраска гематоксилином и эозином. х200.

Сплошного демаркационного вала не образуется, но, его размещение в дерме обозначено расположенными дискретно, но на небольшом расстоянии друг от друга, лейкоцитарными инфильтратами. Лейкоцитарные инфильтраты встречаются на разной глубине дермы вплоть до собственной мышцы кожи. На этом фоне отмечаются начальные явления краевой эпителизации кожи. Языки пролиферирующего с краев раны эпидермиса внедряются под струп, отделяя его от остальной массы дермы. Под собственной мышцей кожи тоже идет выраженная пролиферация клеток с крупными ядрами и базофильной цитоплазмой. Преобладающая часть их имеет веретенообразную форму (фибробласты). Встречаются новообразованные тонкостенные сосуды, содержащие эритроциты. В мышечной ткани встречаются единичные мышечные почки.

 

  

А. Интенсивная пролиферация клеток соединительной ткани в жировой клетчатке, окружающей собственную мышцу кожи, образование новых сосудов капиллярного типа (1 — новообразованные микрососуды. х200.

Б. Интенсивная пролиферация клеток соединительной ткани в жировой клетчатке, окружающей собственную мышцу кожи, образование новых сосудов капиллярного типа (1 — скопления эритроцитов, 2 — новообразованные микрососуды). х400.

Рис 4. Морфологическая картина раны через 7 суток после ожога при применении озонокислородной газовой смеси. Окраска гематоксилином и эозином.

Через 7 суток после ожога у животных, которым ежедневно проводили обкалывание раны газовой смесью с озоном, струп частично отделяется от поверхности раны в результате проникновения под него растущего пласта эпидермиса (рис. 4). Это краевая эпителизация раны, в которой принимает участие также и пролиферирующий эпителий глубоких отделов волосяных фолликулов, сохранившихся в нижних слоях дермы. Отделение струпа идет по линии отчетливо выраженного сплошного лейкоцитарного демаркационного вала. В центре дна раны — некроз собственной мышцы кожи на всю толщину и инфильтрация мышечных волокон лейкоцитами. В мышечном слое отмечаются явления регенерации мышечных волокон в виде пролиферации ядер миоцитов и новообразование тонких мышечных волокон с базофильной цитоплазмой. Под слоем собственной мышцы кожи виден участок кровоизлияния, содержащего негемолизированные эритроциты, а по периферии — пролиферация фибробластов и проявления неоангиогенеза. Отдельные новообразованные сосуды капиллярного типа врастают в зону кровоизлияния. Отмечается выраженная пролиферация эпителия в волосяных фолликулах в глубоких слоях дермы. При обкалывании ран озонсодержащей смесью отмечаются более выраженные репаративные процессы в виде более интенсивной краевой эпителизации, образования грануляционной ткани и появления не только мышечных почек, но и новообразованных мышечных волокон в поврежденном собственном мышечном слое кожи (рис. 5).

 

  

А. : 1 — пролиферация эпителия сохранившихся луковиц волосяных фолликулов. 2 — регенерирующий эпидермис. х50.

Б.: 1 — пролиферация эпителия сохранившихся частей луковиц волосяных фолликулов. х100.

Рис 5. Результаты гистологического исследования раны через 7 суток после нанесения ожога при подкожном введении озоно-кислородной газовой смеси. Окраска гематоксилином и эозином.

 

Через 14 суток после ожога в ранах животных контрольной группы (обработка раны мазью Левомеколь) на фоне воспаления обнаружены отчетливые признаки регенерации (рис. 6). Так, под эпидермисом, а также на неэпителизированной поверхности раны расположен значительной толщины слой молодой рубцовой ткани, содержащей фибробласты, количество которых уменьшается при приближении к краю раны, а сами клетки постепенно дифференцируются в фиброциты. Среди клеток содержатся тонкостенные новообразованные сосуды капиллярного типа. Клетки и сосуды располагаются параллельно поверхности раны. Среди коллагеновых волокон сохранившейся части нижележащей дермы отмечаются отдельные очаги пролиферации фибробластов, а также образование здесь единичных сосудов капиллярного типа, располагающихся перпендикулярно к поверхности. Фибробластической пролиферации в зоне между дермой и подлежащим слоем собственной мышцы кожи, среди мышечных волокон практически нет. Мышечный слой на небольшом участке, соответствующем центру раны, частично теряет свою непрерывность, очевидно, вследствие гибели находившихся здесь мышечных волокон. На их месте пролиферируют фибробласты и происходит новообразование коллагеновых волокон. Сохранившиеся мышечные волокна имеют признаки регенерации: отмечается пролиферация ядер миоцитов, а также образование мышечных почек и даже отдельных тонких мышечных волокон. Итак, при обработке раны мазью «Левомеколь» через 14 суток после ожога отмечается отделение струпа от поверхности раны, где обнаруживается сформированный рубец, покрытый регенерировавшим эпидермисом.

 

Рис. 6. Морфологическая картина кожи через 14 суток после ожога в случае обработки раны мазью Левомеколь.

Струп отделен на значительном протяжении, под ним расположена молодая рубцовая ткань, на поверхность которой наползает пласт регенерирующего эпидермиса. 1- молодая рубцовая ткань; 2- новообразованный эпидермис. Окраска гематоксилином и эозином. х100.

Через 14 суток после ожога в группе животных, которым проводили обработку раны озонированным маслом, струп на большей части поверхности ран не отделен от нее (рис. 7). Под струпом обнаруживается гнойный экссудат. На открытой (свободной от струпа) поверхности раны также имеется гнойное отделяемое и фрагменты некротизированных тканей.

 

  

Струп инфильтрирован лейкоцитами и незначительно отделен от поверхности раны. Под струпом скапливается гнойный экссудат (1- струп, инфильтрированный лейкоцитами; 2- гнойный экссудат)

Слабо выраженная краевая эпителизация раны
(1 — струп с лейкоцитарной инфильтрацией; 2 — гнойный экссудат; 3 — наползающий пласт регенерирующего эпидермиса; краевая эпителизация; 4 — отечная подлежащая ткань)

Рис 7. Морфологическая картина обожжённой кожи через 14 суток после нанесения ожога при обработке раны озонированным маслом. Окраска гематоксилином и эозином. Увел. х50.

Демаркационный вал в части препарата (центр ожоговой раны) проходит непосредственно над слоем собственной мышцы кожи, мышечные волокна которого находятся в состоянии некроза, некробиоза или дистрофических изменений. Часть проходящих здесь над мышечным слоем сосудов некротизирована. По периферии от этой зоны в нижних отделах сохранившейся дермы, в слое собственной мышцы кожи и под ним отмечается выраженная клеточная реакция в виде скопления лейкоцитов (лимфоцитов, нейтрофилов, эозинофилов), макрофагов, пролиферирующих фибробластов, которые на отдельных участках формируют молодую соединительную (грануляционную) ткань с единичными новообразованными сосудами. Мышечный слой вблизи зоны некроза находится в состоянии разрежения вследствие гибели мышечных волокон и разрастания клеток соединительной ткани и с новообразованием коллагеновых волокон, но вместе с этим, определяются мышечные волокна с признаками регенерации (размножение ядер, образование мышечных почек). Рубцевание раны не выражено, ее эпителизация в начальном состоянии. Итак, применение озонированного масла для лечения ожоговой раны сопровождается гнойным воспалением, которое не ограничивается формированием демаркационного лейкоцитарного вала, но распространяется и на подлежащие ткани. Процессы рубцевания раны и ее эпителизации ослаблены.

 

  

А Струп отделен от раны на большей части поверхности. Рана покрыта пластом регенерировавшего эпидермиса. Под эпидермисом видна молодая рубцовая ткань. 1-регенерировавший эпидермис; 2- молодая рубцовая ткань. х50.

Б Молодая рубцовая ткань под эпидермисом.

1- регенерировавший эпидермис; 2- молодая рубцовая ткань. х200.

Рис. 8. Особенности гистологической картины кожи крыс через 14 суток после нанесения ожога при обкалывании раны озоно-кислородной газовой смесью. Окраска гематоксилином и эозином.

 

Через 14 суток после ожога в группе животных, которым проводили обкалывание раны газовой смесью, содержащей озон, определяется картина заживления ран (рис. 8). Струп отделен от поверхности раны. В части препаратов отмечается полная эпителизация поверхности раны как за счет краевой эпителизации, так и за счет пролиферации эпителия сохранившихся жизнеспособными в глубоких отделах дермы волосяных фолликулов. Под эпидермисом располагается слой молодой рубцовой ткани с горизонтальным (параллельным поверхности кожи) расположением клеток и относительно небольшим количеством новообразованных сосудов. В подлежащей дерме отмечается несколько увеличенное количество клеток соединительной ткани. Над мышечным слоем имеется слой жировой клетчатки. Толщина рубцового слоя различна: от максимальной, занимающей почти всю толщу бывшей дермы в центре раны, до узкого субэпидермального слоя по краям раны. Слой собственной мышцы кожи ближе к центру раны представлен тонкими, иногда волнистыми новообразованными мышечными волокнами с базофильной цитоплазмой и большим количеством сочных ядер, иногда располагающихся цепочкой. Однако в центре раны мышечный слой прерывается. Одновременно с новообразованными мышечными волокнами имеются и волокна, находящиеся в состоянии дистрофии – набухшие, теряющие свои тинкториальные свойства, иногда находящиеся в состоянии дисковидного расщепления и локального лизиса.

Итак, местное применение активных форм кислорода в виде обкалывания раны озон-кислородной смесью сопровождается через 14 суток после ожога картиной выраженных репаративных процессов в виде полного рубцевания и эпителизации.

Заключение

Проведенный эксперимент с целью сравнения эффективности местного лечения ожоговых ран стандартным средством – Левомеколь и активными формами кислорода в виде нанесения озонированного растительного масла или обкалывания ран озонкислородной смесью показал преимущество местного (по краевой зоне раны) подкожного применения озон-кислородной смеси. Локальное воздействие активными формами кислорода в ранние сроки после ожога приводит к более выраженной манифестации репаративных процессов в ожоговой ране (образованию грануляционной ткани, регенерации эпидермиса), чем при применении мази Левомеколь, что сопровождается более выраженными начальными проявлениями отторжения струпа. Применение активных форм кислорода в составе мазевых основ на этих этапах лечения, в условиях инфицированных ран не способствует выраженной инициации репаративных процессов, и даже может усиливать процессы воспаления.

Список литературы:

  1. Алексеев А.А. с соавт. Использование мази сульфаргин для лечения ожоговых ран // Комбустиология: электронный журнал. 2011. №44.
  2. Алексеев А.А., Бобровников А.Э. Местное применение стимуляторов регенерации для лечения ожоговых ран // Комбустиология: электронный журнал. 2010. №41.
  3. Воробьев А.В., Мартусевич А.К., Соловьева А.Г. с соавт. Некоторые физико-биохимические свойства биологических жидкостей крыс при модельной термической травме // Бюллетень экспериментальной медицины и биологии. 2009. Т. 147, №4. С. 404-406.
  4. Глубокова И.Б. с соавт. Эффективность мазевых композиций и коллагенбутоловых покрытий при лечении инфицированных ран // Экспериментальная и клиническая дерматокосметология. 2005. №1. С. 27-33.
  5. Колсанов А.В. с соавт. Экспериментально-клиническое обоснование применения клеточных культур фибробластов в лечении ран и рубцовых деформаций кожи // Морфологические ведомости. 2009. №3. С. 199-200.
  6. Крутова Т. В., Ефимов Е. А., Карман Д. Б. Влияние линимента дибунола на посттравматическую регенерацию кожи у мышей // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1984. Т. 98, №10. С. 471-473.
  7. Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г. Ожоги. Руководство для врачей. СПб.: СпецЛит, 2000. 480 с.
  8. Шаповалов С.Г. Современные раневые покрытия в комбустиологии // ФАРМиндекс-Практик. 2005. Вып. 8. С. 38-46.