Способ профилактики послеоперационного остеомиелита
Владельцы патента RU 2343925:
Федеральное государственное учреждение "Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена Росмедтехнологий") (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к лечению инфекционных заболеваний, и касается профилактики послеоперационного остеомиелита. Для этого используют композицию, состоящую из антимикробных веществ, растворенных в высокомолекулярном поливинилпирролидоне с молекулярной массой 1 млн. Композицию вводят шприцом в костно-мозговой канал и в межмышечные пространства, окружающие кость, по мере ушивания мягких тканей после операции. Изобретение позволяет придать антимикробную активность окружающим рану тканям на длительное время за счет медленной биодеградации поливинилпирролидона и долговременной диффузии антимикробных веществ из композиции в ткани. Это способствует длительному нахождению антимикробных веществ в тканях, что позволяет предупредить развитие послеоперационного остеомиелита. 3 табл.
Изобретение относится к области медицины, а именно антимикробной химиотерапии.
Остеомиелит остается одной из самых актуальных проблем травматологии и ортопедии.
Наиболее часто гнойные осложнения отмечены при внутрикостном металлоостеосинтезе (28,2%); при комбинированном остеосинтезе с использованием нескольких различных конструкций в сочетании с костной пластикой, наложением фиксирующих аппаратов (11,3%); при остеосинтезе с накладными на раны пластинками и балками (10,0%); при остеосинтезе винтами (9,8%) и при чрескостном внеочаговом остеосинтезе (8,4%) [1].
Аналогами предлагаемого способа являются: использование системного применения антибиотиков [1] и локального применения антибиотиков на полимерных носителях, например на полиметилметакрилате (ПММА) [2].
Применение этих средств существенно не снижало вышеприведенных показателей числа осложнений в послеоперационном периоде.
Высвобождение гентамицина из шариков ПММА происходит медленно и не в полном объеме. Бычий коллаген является рассасывающимся, хорошим носителем для гентамицина, последний полностью высвобождается в ткани с первоначально высокими концентрациями.
Исследователи отмечают, что максимальные концентрации гентамицина в кости и окружающих тканях достигаются почти незамедлительно и значительно превышают значения минимальной подавляющей концентрации для большинства бактерий, вызывающих ортопедические инфекции.
В последнее время привлекает внимание использование биодеградируемых полимерных носителей для антибиотиков. Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения является способ профилактики послеоперационного остеомиелита в условиях металлоостеосинтеза с локальным использованием антибиотика гентамицина на биодеградируемом полимерном носителе - коллагеновой губке [3].
Недостатком прототипа является то, что бактериальное действие аминогликозидов зависит от их концентрации, наивысшая достигается в первые часы после их введения. Это объясняет, почему при быстром снижении уровня гентамицина возможно предотвращение развития послеоперационных костных инфекций (по данным авторов), в течение первых семи дней.
В то же время, сами авторы отмечают, что часто оставшаяся инфекция становится репродуцирующейся в течение двух-трех последующих недель, что ставит вопрос о необходимости разработки такого способа профилактики послеоперационного остеомиелита, который бы позволял продлить эффект антимикробных веществ и обеспечить антимикробную активность тканей, окружающих рану. Это явилось предметом изобретения.
Предлагаемый способ позволяет в условиях однократного применения антимикробных веществ, растворенных в высокомолекулярном поливинилпирролидоне с молекулярной массой 1 млн., существенно продлить эффект антимикробных веществ, придать антимикробную активность тканям, окружающим рану, в течение 3-х недель за счет биодеградации полимера в течение этого срока. В конечном итоге это приводит к хорошему клиническому эффекту, а именно отсутствию воспалительных явлений в тканях и отсутствию микробной обсемененности тканей, окружающих рану.
Результат изобретения достигается за счет того, что высокомолекулярный поливинилпирролидон с антимикробными веществами находится в течение 3-х недель в области раны (на поверхности кости, в межмышечном, межфасциальном пространстве, под кожей). При этом происходит диффузия антимикробных веществ в ткани, окружающей рану, что придает им антимикробную активность, сохраняющуюся в течение 3-х недель.
В таблицах показано следующее.
Таблица 1: Антимикробная активность тканей, окружающих рану, у экспериментальных животных на 21-е сутки после операции. Метод диффузии в агар.
Таблица 2: Микробная обсемененность тканей, окружающих рану, у экспериментальных животных в динамике.
Таблица 3: Наличие воспаления в тканях, окружающих рану, у экспериментальных животных.
Способ осуществляется следующим образом.
На основе высокомолекулярного поливинилпирролидона с молекулярной массой 1 млн. готовят композицию с антимикробными веществами в разрешенных дозах [4].
Композиция (помещается) вводится шприцом в костно-мозговой канал и в межмышечные пространства, окружающие кость, по мере ушивания мягких тканей после операции.
На основе высокомолекулярного поливинилпирролидона готовили 1%-й раствор антибиотика амикацина и 1%-й раствор химиотерапевтического средства диоксидина.
Была воспроизведена модель экспериментального острого остеомиелита [3].
В эксперименте использованы кролики породы Шиншилла массой 3,0-3,5 кг. В качестве инфицирующего агента применялась суточная культура Staphylococcus aureus штамм 209 Р "Oxford".
Все манипуляции проводились под внутривенным тиопенталовым наркозом. В асептических условиях из продольного разреза обнажался диафиз большеберцовой кости, в кортикальном слое просверливались 2 отверстия диаметром 1,0 мм на расстоянии 1,0 см и заполнялись 0,1 N NaOH (50 мкл) для получения поверхностного некроза кости. Через 1 мин отверстия заполнялись 0,5 мл стафилококкового инокулята плотностью 2-108 КОЕ/мл, затем 0,1 мл полимерной композиции. После этого в отверстия устанавливались отрезки спиц Киршнера длиной 0,5 см. Композицию, состоящую из антимикробных веществ, растворенных в высокомолекулярном поливинилпирролидоне с молекулярной массой 1 млн., вводили шприцом в костно-мозговой канал и в межмышечные пространства, окружающие кость, по мере ушивания мягких тканей после операции. Животные выводились из эксперимента на 7-е, 14-е и 21-е сутки после операции.
Результаты наблюдений приведены в таблицах 1, 2, 3. Показатели, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о наличии антимикробной активности тканей, окружающих рану, у животных, леченных с применением предлагаемого способа.
У животных без лечения наблюдались явления острого остеомиелита, подтвержденные клинически, микробиологически и морфологически (табл.2-3). У животных, леченных с использованием предлагаемого способа, клинически и морфологически не выявлено признаков остеомиелита; об этом же свидетельствовали и микробиологические показатели (микробная обсемененность тканей, окружающих рану): на 7-е сутки по сравнению с контролем обсемененность костного мозга и кости была на три порядка меньше, чем в контроле; на 14-е сутки, соответственно, на 3 и 2 порядка; а на 21-е сутки - отсутствовала. При этом в контроле обсемененность мышечной ткани составила 105, костного мозга - 103, кости - 102 КОЕ/г.
Таким образом, как видно из приведенного примера, заявляемый способ профилактики послеоперационного остеомиелита, в отличие от способа прототипа, позволяет придать антимикробную активность окружающим рану тканям в течение 3-х недель и предупредить развитие остеомиелита.
| Таблица 1 | |
| Ткань | Антимикробная активность (зона ингибиции, мм) |
| Мышца | 7 |
| Кость | 11,5 |
| Костный мозг | 12,3 |
| Таблица 2 | ||||||
| Ткань | Микробная обсемененность (КОЕ/1 г ткани) | |||||
| КОНТРОЛЬ | ОПЫТ | |||||
| Без лечения | С лечением | |||||
| 7 сут | 14 сут | 21 сут | 7 сут | 14 сут | 21 сут | |
| Мышечная ткань | 6.4×105 | 4.1×104 | 2.3×105 | 5.9×105 | 6.0×102 | 0 |
| Костный мозг | 2,3×105 | 1.8×105 | 1.2×103 | 3.1×102 | 6.0×102 | 0 |
| Кость | 2,1×105 | 1.5×104 | 6.9×102 | 2.9×102 | 5.6×102 | 0 |
| Таблица 3 | ||||||
| Ткань | КОНТРОЛЬ (без лечения) Клинически / морфологически | ОПЫТ (с применением антимикробной композиции) Клинически / морфологически | ||||
| 7 сут | 14 сут | 21 сут | 7 сут | 14 сут | 21 сут | |
| Мышечная ткань | +/+ | +/+ | +/+ | +/+ | -/- | -/- |
| Костный мозг | +/+ | +/+ | +/+ | +/+ | -/- | -/- |
| Кость | +/+ | +/+ | +/+ | +/+ | -/- | -/- |
ЛИТЕРАТУРА.
1. Рак А.В. Послеоперационный остеомиелит: Глава 14. Хирургические инфекции опорно-двигательного аппарата. Остеомиелиты // Хирургические инфекции: Руководство / Под ред. И.А. Ерюхина, Б.Р. Гельфанда, С.А. Шляпникова. - СПб: Питер, 2003. - С.744-749.
2. Попкиров С. Гнойно-септическая хирургия. - София: «Медицина и физкультура», 1974. - 483 с.
3. Riegels-Nielsen P., Espersen F., Rosenkrantz Hömlich L., Frimodt-Moller N. Collagen with gentamicin for prophylaxis of postoperative infection. // Acta Orthop Scand 1995; 66 (1): 69-72.
4. СПРАВОЧНИК ВИДАЛЬ. Лекарственные препараты в России: Справочник. - М.: АстраФармСервис, 2005 г. - 1536 с.
Способ профилактики послеоперационного остеомиелита с помощью антимикробных веществ на полимерном носителе, отличающийся тем, что композицию, состоящую из антимикробных веществ, растворенных в высокомолекулярном поливинилпирролидоне с молекулярной массой 1 млн, вводят шприцом в костно-мозговой канал и в межмышечные пространства, окружающие кость, по мере ушивания мягких тканей после операции.
