Общепринятая технология промывания гнойных ран до сих сводится к многократному кратковременному введению в них водных растворов плазмозамещающих, антисептических и даже дезинфицирующих средств при комнатной температуре (+ 25 °С) [16, 17, 19, 21]. Эффективность лечения гнойных болезней такими средствами остается низкой, однако иные, более эффективные лекарства отсутствуют [3, 4, 6, 24, 28, 30]. Тем не менее, несколько лет назад в России была открыта возможность повышения эффективности растворении гноя за счет необычных физико-химических свойств (показателей качества) обычных лекарств [1, 2, 31, 32, 37]. Дело в том, что еще несколькими годами ранее был открыт универсальный механизм местного раздражающего и агрессивного действия лекарств, который оказался следствием отличия физико-химических свойств лекарств и тканей [12, 26, 34]. При этом было установлено, что наибольшее значение для локального деструктивного действия лекарств на ткани имеют локальная гипертермия, щелочность и газированность [10, 11, 33, 35, 36]. Дальнейшие исследования показали, что нагревание, защелачивание и газирование воды и практически любых растворов тут же превращают их в разрушители тканей [8, 9, 15, 17]. Причем, теплый «газированный» щелочной раствор позволяет практически вмиг разрушать тромбы, серные пробки и даже слезные камни [15, 17, 18, 20, 22, 27, 29].
Было показано, что густые гнойные массы также можно разрушить водными растворами лекарств за счет их высокой температурной, щелочной и «взрывной» активности [23]. В частности, при лечении эмпиемы плевры была показана возможность растворения густого гноя при однократном введении в плевральную полость подогретого до 45 °С раствора 24 % эуфиллина, который в норме имеет рН 12,0 [8, 25].
Цель исследования – демонстрация возможности выделения растворителей гноя в отдельную фармакологическую группу на основе гиперщелочности, гипергазированности и гипертермичности растворов лекарственных средств.
Материалы и методы исследования
В лабораторных условиях было проведено исследование динамики состояния изолированных фрагментов густых гнойных масс, слезных камней, желчных камней и серных пробок, изъятых из плевральной, брюшной, конъюнктивальной, носовой, ушной, раневой и свищевой полостей у взрослых пациентов. Биологические объекты были получены в результате стандартного лечения пациентов при следующих гнойно-воспалительных процессах: туберкулезная эмпиема плевры, гнойный разлитой перитонит, панкреонекроз, гнойный конъюнктивит, гнойный ринит, гнойный отит.
Динамика вязкости изолированных гнойных масс, слезных камней и серных пробок при локальном взаимодействии с исследуемыми средствами была изучена по описанным ранее методикам [2, 17, 18, 19]. Исследования были проведены до и после инъекционной инфильтрации их растворами различных лекарственных средств в соизмеримых объемах при температуре + 24, + 37 и + 42 °С. Исследовалось влияние следующих средств: вода для инъекции, раствор 0,9 % и 10 % натрия хлорида, раствор 10 % и 20 % натрия сульфацила, раствор 0,02 % фурацилина, раствор 0,4 % «Экор-Форте», раствор 3 % «Аламинол», раствор 0,25 % «Лизоформин – 3000», раствор «Ахдез 3000» (раствор, готовый к применению), раствор 4 % двухосновной соли гипохлорита кальция, раствор, приготовленный растворением 1 шипучей жавелевой таблетки «Пюржавеля» в 1 литре воды, раствор 2 % и 4 % натрия гидрокарбоната. Перед опытами искусственно изменяли рН указанных растворов вплоть до снижения величины рН до 2,0 путем введения соляной кислоты либо вплоть до повышения величины рН до 12,0 путем введения гидроокиси натрия [21, 22, 24].
Осмотическая активность водных растворов была определена криоскопически с использованием осмометра марки OSMOMAT-030 RS производства фирмы ANSELMA Industries (Австрия). Показатель кислотности (щелочности) растворов и гнойных масс был определен с помощью полосок универсальной индикаторной бумаги фирмы Lachema [21, 31]. Визуализация пузырьков газа в газированных растворах проведена с помощью аппарата УЗИ «ALOKA SSD – ALPHA 10» с применением датчика конвексного с частотой 3–7 МГц.
Микроструктура гноя была изучена с помощью стандартных мазков до и через 15 минут после начала локального взаимодействия с исследуемыми растворами. Мазки гноя готовились и окрашивались аналогично мазкам крови по стандартной лабораторной методике с окрашиванием 0,5 % краской Майн-Грюнваль, приготовленной на 96 ° этиловом спирте, и краской Романовского-Гимзе.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты лабораторных исследований показали, что для санации гнойных ран традиционно применяются холодные, кислые и слабо газированные растворы, такие как изотонический раствор 0,9 % натрия хлорид, а также только что приготовленные стандартные растворы следующих дезинфицирующих средств: ахдез 3000, 0,4 % экор-форте, 3 % аламинол и 0,25 % лизоформин, – имеют рН ниже 7,0, то есть являются кислыми [5, 13, 31]. Нами был проведен анализ обстоятельств локального взаимодействия современных санитарно-гигиенических средств с гноем при лечении гнойных болезней. Установлено, что традиционные технологии санации гнойных ран представляют собой, по сути дела, «нежное» орошение и последующее пассивное омывание находящихся в них густых и вязких патологических биологических объектов растворами плазмозамещающих и антисептических средств, которые используются при температуре + 20 – + 26 °С, то есть холодными, и при кислотности со значениями рН менее 7,0, то есть кислыми. При этом низкая температура и высокая кислотность растворов способствует повышению вязкости гнойных масс.
В связи с этим общепринятая технология санации гнойных полостей представляет собой локальное фармакохолодовое воздействие, которое уплотняет густой гной. Поэтому эффективное и быстрое растворение гнойных масс, а также удаление гноя из гнойных ран и полостей при однократном их промывании невозможно. Более того, именно эти физико-химические факторы локального взаимодействия являются причиной того, что гнойные раны промываются от гноя в этих условиях не ранее, чем через несколько дней, а порой и месяцев ежедневного «промывания» (диализа) [31, 32].
В частности, в лабораторных условиях фрагменты густого гноя, слезных камней и серных пробок практически полностью сохраняют свою структуру и не растворяются в кислых растворах на протяжении 60 минут взаимодействия с ними при температуре 24, 37 или 42 °С. Более того, указанные биологические объекты тонут в растворах. Лишь через 1 час после непрерывного взаимодействия этих растворов с густым гноем при 37 и 42 ° на границе взаимодействия сред в растворах появляется слой мутного содержимого. При этом высота мутного слоя в растворах не превышает 4 мм.
Нами было проведено искусственное изменение рН этих растворов для придания им щелочных свойств. Для этого в каждый раствор вводился натрия гидроксид вплоть до рН 11,0. Оказалось, что после такого защелачивания все растворы приобретали ту или иную активность растворять густой гной. В частности, защелачивание растворов 0,9 % натрия хлорида, 0,4 % экор-форте, 3 % аламинола, 0,25 % лизоформина, ахдез 3000 или пюржавеля до рН 11,0 вызывало появление мутного слоя высотой 2 мм на границе взаимодействующих сред при всех температурных режимах уже через 10–17 минут после начала их взаимодействия, то есть усиливало их растворяющую активность в 4–5 раз. Тем не менее, активное встряхивание емкостей, содержащих гной и указанные выше щелочные растворы, не обеспечивало полное растворение гноя даже через 30 минут их взаимодействия.
Сравнение результатов взаимодействия с гноем показало, что более эффективными растворителями гноя оказались растворы 2 % и 4 % натрия гидрокарбоната, имеющие рН 8,5. В частности, раствор 4 % натрия гидрокарбоната при взаимодействии с гноем при температуре 24 и 42 °С вызывает появление над гноем мутного слоя высотой 2 мм уже через 2,6 ± 0,1 и 1,45 ± 0,08 минут (соответственно) (Р ≤ 0,05, n = 5). При этом активное встряхивание емкости приводит к полному растворению гноя в растворе при 24 °С через 14,5 ± 0,7 минут, а при 42 °С – через 11,6 ± 0,6 минут взаимодействия (Р ≤ 0,05, n = 5).
Нами было проведено исследование микроструктуры гноя через 60 минут после начала его взаимодействия с водой или с указанными выше растворами при рН 2,0 ил 11,0. Результаты показали, что все растворы при рН 2,0 не оказывают существенного влияния на микроструктуру гноя, а эти же растворы при рН 11,0 придает им активность растворителей гноя (рисунок).
а) б) в)
Микропрепарат гноя, извлеченного из плевральной полости пациента К., болеющего туберкулезной эмпиемой плевры в норме (а) и через 15 минут после инъекционной инфильтрации при 37 °С в соотношении 1:1 раствором 0,9 % натрия хлорида при рН 6,8 (б) и 0,9 % натрия хлорида и 2 % натрия гидрокарбоната при рН 8,5 (в). Окраска Романовского-Гимзе, увеличение x 1000
Так, при температуре 37 °С гной остается густым и не растворяется в воде или в любом из изученных нами растворов при рН 2,0, а при защелачивании этих жидкостей рН 12,0 гной уже через 15 минут растворяется полностью [5].
Такое же растворение густого гноя было выявлено через 15 минут его нахождения при температуре + 24 °С в растворах 2,4 % и 24 % эуфиллина, имеющих рН 9,0 и 12,0 соответственно, а также при помещении гноя в растворы 4 % и 10 % гидрокарбоната натрия, имеющие рН 8,4. Причем, быстрее всего гной растворялся в растворе 10 % натрия гидрокарбоната. Помимо этого было показано, что гной тонет в воде и растворах традиционных антисептических и дезинфицирующих средств, но всплывает на поверхность насыщенного раствора натрия гидрокарбоната.
В то же время, гной оставался практически без изменений после нахождения его 60 минут в растворах 5 % и 20 % глюкозы (выпущенных в лекарственной форме «раствор для инъекции» с показателем рН около 3,5 в соответствии с требованием фармакопейной статьи).
Установлено, что гной имеет кислотность в пределах рН 6,0, осмотическую активность в пределах 300 мОсмоль/л воды и удельный вес в пределах 1,035 ± ± 0,005 г/см3. В свою очередь, растворы натрия гидрокарбоната в концентрации выше 5 % имеют рН около 8,4, осмотическую активность выше 500 мОсмоль/л воды и удельный вес выше 1,050 г/см3. Эти данные позволили объяснить, что именно за счет силы гравитации и разницы удельных весов гнойные массы всплывают в растворах 5–10 % гидрокарбоната натрия кверху, располагаясь в верхнем слое раствора, и тонут в воде, а также во всех «легких» растворах лекарственных средств.
Вслед за этим нами было решено газировать раствор 4 % гидрокарбоната натрия подобно минеральной воде, надеясь таким образом усилить его агрессивное действие за счет придания раствору способности образования пузырьков газа, увеличения объема, формирования пены и эффекта гейзера при «кипении» внутри узкого канала. Для этого мы дополнили раствор натрия гидрокарбоната в первом случае 3 % перекиси водорода, а во втором случае – углекислым газом под избыточным давлением 0,2 атм.
Показано, что инъекция в изолированные фрагменты густого гноя раствора, состоящего из 4 % натрия гидрокарбоната и 3 % перекиси водорода при температуре + 42 °С, уже через 5 минут превращает две среды взаимодействия в одну мутную легко текучую жидкость. Инъекционное ведение такого раствора в серную пробку«взрывает» ее и разбрасывает «осколки» на расстояние до 1 м от чашки Петри.
В модельных условиях нам удалось многократно ускорить процесс растворения густого гноя и повысить эффективность санации гнойных полостей за счет нагревания, защелачивания и гипергазирования растворов, а также путем замены процесса пассивного их орошения на инъекционное инфильтрирование. Дело в том, что инъекция в густой гной, в серную пробку или в тромб теплого щелочного и газированного раствора обеспечивает практически моментальное разрушающее и растворяющее действие лекарства во всей толще (массе) гноя.
Так, очень густой гной или серная пробка могут быть разрушены через несколько секунд после инъекции в них воды, содержащей 0,5–3 % перекиси водорода и/или газированной минеральной воды. Разрушение происходит за счет внутритканевого холодного «кипения» и взрыва, вызываемого образованием углекислого газа и/или газа кислорода. Параллельно с этим происходит разжижение твердой и густой биомассы.
Результаты показали, что изолированные фрагменты свернувшейся крови, гнойной массы и серной пробки разрушаются полностью и превращаются в мутную коллоидную жидкость через 3–10 минут после инъекции в них теплого раствора 0,5–3 % перекиси водорода или питьевой воды, газированной углекислым газом. Полученные результаты легли в основу новых ушных капель, которые предназначены для ухода за ушами и для безопасного растворения серных пробок внутри наружного слухового прохода. Новые ушные капли представляют собой водный раствор, состоящий из 0,3–0,5 % перекиси водорода и 1,7–2,3 % натрия гидрокарбоната [18, 19, 20]. Кроме этого в опытах с густым гноем и кристаллами слезной жидкости (слезными камнями) было установлено, что растворы перекиси водорода и натрия гидрокарбоната в диапазоне концентраций 0,5–2 % способны эффективно растворять слезные камни. Полученные результаты легли в основу новых глазных капель, которые предназначены для ухода за глазами и для эффективного и безопасного растворения и удаления с кожи лица высохшего гноя и слезных камней. Новые глазные капли представляют собой водный раствор, состоящий из 0,5–3,0 % перекиси водорода, 0,5–2 % натрия гидрокарбоната и 0,5–2 % лидокаина гидрохлорида [1, 21]. Такие глазные капли растворяют сухую слезную жидкость и гнойную массу (слезные камни), устраняют симптомы конъюнктивита, а также обладают антислезоточивым действием. Показано, что уже через 5,0 ± 0,2 секунд (Р ≤ 0,05, n = 5) после орошения этими глазными каплями при 37 °С кожи вокруг глаз, «запачканной» гноем при блефароспазме, симптомы конъюнктивита исчезают, а высохший гной и слезные камни растворяются полностью. Раствор обеспечивает эффективное и безопасное промывание ресниц и кожи век и лица вокруг органа зрения при гнойном конъюнктивите и гнойном «склеивании» век.
Помимо этого, в моделях свищевых каналов было показано, что раствор 0,9–10,0 % натрия хлорида и 2,7–3,3 % перекиси водорода, содержащий двуокись углерода при избыточном давлении 0,2 атм, способен оказывать гейзероподобное действие и очищать каналы полностью за счет «выбрасывания» кверху всего содержимого [4, 21, 36].
Выяснено, что теплый раствор гидрокарбоната натрия и перекиси водорода обладает способностью растворителя гноя за счет щелочного ожога межклеточной коллоидной среды, катализируемого нагреванием и массированным внутритканевым холодным «кипением» («взрыванием»). При этом щелочной ожог межклеточной коллоидной среды размягчает сгусток за счет гидролиза белков и омыления жиров, ускоряемых за счет нагревания и массированного «взрывания» поверхностного слоя гноя на границе разделения сред пузырьками кислорода, освобождающегося из перекиси водорода под действием фермента каталазы.
Нами были проведены ультразвуковые исследования газированных растворов, влитых в разгерметизированные пластиковые и резиновые емкости. При этом была показана возможность расширения диапазона применения ультразвуковой визуализации жидкого содержимого. Показано, что появление пузырьков газа в растворе 3 % перекиси водорода, в растворе 3 % перекиси водорода и 4 % натрия гидрокарбоната, а также в воде из под крана, либо в растворе 0,9 % натрия хлорида или 4 % натрия гидрокарбоната при их газировании углекислым газом под избыточным давлением 0,2 атм., «делает» растворы более видимыми при ультразвуковом исследовании. Установлено, что наличие пузырьков газа в растворах обеспечивает визуализацию не только растворов по измененной их ультразвуковой плотности, но и практически каждого пузырька газа в них, а также направленность его перемещения в растворе. Кроме этого показано, что визуализируемая с помощью УЗИ направленность массового перемещения пузырьков газа в растворе позволяет контролировать, а изменение расположения полости в пространстве позволяет менять направленность перемещения пузырьков газа, а также раствора и жидкой коллоидной среды внутри полости [31, 35].
Таким образом, нагревание растворов различных лекарственных средств до + 42 °С, защелачивание до рН 8,4, введение 0,5–3 % перекиси водорода или углекислого газа под избыточным давлением 0,2 атм. превращает их в растворители гноя. Вливание таких растворителей в гной в соизмеримых объемах обеспечивает полное растворение густых гнойных масс до гомогенной жидкости через несколько минут взаимодействия.
Заключение
Таким образом, физико-химические свойства (показатели качества) лекарств определяют характер их местного действия на вязкие биологические объекты. Придание одинаковых физико-химических свойств растворам различных лекарственных средств, а именно – нагревание до + 42 °С, защелачивание до рН 8,4 и введение перекиси водорода до 0,5–3 % или углекислого газа под избыточным давлением до 0,2 атм, превращает их в растворители гнойных масс, сгустков крови, серных пробок и слезных камней. Инъекции таких растворителей в указанные вязкие биологические объекты обеспечивает их разрушение, растворение и превращение в гомогенные текучие жидкости.