Инновационные биологически активные ранозаживляющие и кровоостанавливающие средства на основе хитозана и коллагена: этапы разработки и медико-технические характеристики

Preservation of a consistently high number of domestic, industrial or military injuries, trophic ulcers, pressure sores, chronic wound defects in the morbidity structure makes the problem of effective and physiological healing of wounds extremely urgent. One of the most promising directions for solving this problem is the creation of wound healing and hemostatic agents of high efficiency (in comparison with traditional dressings from cellulose and non-woven textile materials) based on biologically active high-molecular natural and synthetic polymers with the immobilization of drugs with antibacterial, analgesic and necrolytic effects.Object: development of innovative biologically active wound healing and hemostatic agents based on chitosan and collagen.Materials and methods. As materials for determining medical and technical characteristics, new wound products were investigated: - means “Chitocol” performed by “Chitocol-S”, “Chitocol-CS”, “Chitocol-DA”, “Chitocol-CDA”, “Chitocol-SC”, “Chitocol-SCD”, sterile, “Chitocol-CSC”, “Chitocol-CSCD” with immobilized substances of colloidal silver, dioxidine and chymotrypsin; - means “Chitocol-Hemo” performed “Chitocol-Hemo C”, “Chitocol-Hemo CS”, “Chitocol-Hemo”, “Chitocol-Hemo S” with the immobilized substance colloidal silver. A preliminary preclinical evaluation of the effectiveness of the wound healing and antimicrobial effects of the prototype “Chitocol-CDA”, “Chitocol-CS” and “Chitocol-CSC” (porous plates 2×2×0.4 cm in size) in vivo was performed on white male Wistar rats weighing 180–200 g. The healing efficiency was evaluated on the basis of planimetric, hematological, histological research methods.Results. Quantitative indicators of medical and technical characteristics of the “Chitocol” and “Chitocol-Hemo” for use in the development of regulatory, technological and operational documentation on medical devices. An experimental study of wound dressings “Chitocol-CS”, “Chitocol-CDA” and “Chitocol-CSC” showed that their use leads to a reduction in the area of wounds by more than 90 % by 15 days of treatment, the maximum healing speed when applying the first two samples accounted for the first phase of the wound process (1–5 days), and in the group with purulent-necrotic process on 10–15 days of treatment. In the treatment of clean and infected wounds with the “Chitocol-CS” and “Chitocol-CDA” samples, complete healing and completion of the epithelization process began by 15 days, and in the group using “Chitocol-CSC” the proliferative phase of inflammation was in full swing.Conclusion. Quantitative indicators of medical and technical characteristics of innovative biologically active wound healing and hemostatic agents based on a (bio) polyelectrolyte complex of chitosan and collagen or chitosan with immobilized antimicrobial (dioxidine, colloidal silver), analgesic (anilokain) and proteolytic (chymotrypsin) positive results, as well preliminary preclinical study of wound healing agents with dioxidine and anilokain (“Chitocol-CDA”), colloidal silver (“Chitocol-CS”), colloidal silver and chymotrypsin (“Chitocol-CSC”) provide the basis for continuing work on toxicological, acceptance technical preclinical and clinical trials with the aim of experimental confirmation of the expected effectiveness and safety of the developed products.Сохранение в структуре заболеваемости стабильно высокого количества бытовых, производственных или военных травм, трофических язв, пролежней, а в последние годы и хронических раневых дефектов делают проблему эффективного и физиологичного заживления ран чрезвычайно актуальной. Одним из наиболее перспективных направлений решения этой проблемы является создание ранозаживляющих и кровоостанавливающих средств высокой эффективности (в сравнении с традиционными перевязочными средствами из целлюлозы и нетканых текстильных материалов) на базе биологически активных высокомолекулярных природных и синтетических полимеров с иммобилизацией лекарственных препаратов антибактериального, обезболивающего и некролитического действия.Цель исследования: разработка инновационных биологически активных ранозаживляющих и кровоостанавливающих средств на основе хитозана и коллагена.Материалы и методы исследования. В качестве материалов для определения медико-технических характеристик исследованы новые раневые продукты: - средство «Хитокол» в исполнениях «Хитокол-С», «Хитокол-КС», «Хитокол-ДА», «Хитокол-КДА», «Хитокол-СХ», «Хитокол-СХД», стерильное, «Хитокол-КСХ», «Хитокол-КСХД» с иммобилизованными субстанциями коллоидного серебра, диоксидина и химотрипсина; - средство «Хитокол-Гемо» в исполнениях «Хитокол-Гемо К», «Хитокол-Гемо КС», «Хитокол-Гемо», «Хитокол-Гемо С» с иммобилизованной субстанцией коллоидного серебра. Выполнена предварительная доклиническая оценка эффективности ранозаживляющего и антимикробного действия опытных образцов средств «Хитокол-КДА», «Хитокол-КС» и «Хитокол-КСХ» (пористые пластины размером 2×2×0,4 см) in vivо на белых крысах-самцах породы «Вистар» массой 180–200 г. Эффективность заживления оценивали на основании планиметрического, гематологического, гистологического методов исследования.Результаты исследования. Определены количественные показатели медико-технических характеристик средств «Хитокол» и «Хитокол-Гемо» для использования при разработке нормативной, технологической и эксплуатационной документации на медицинские изделия. Экспериментальное доклиническое исследование опытных образцов раневых средств «Хитокол-КС», «Хитокол-КДА» и «Хитокол-КСХ» показало, что их применение приводит к сокращению площади ран более чем на 90,0 % уже к 15 суткам лечения, максимальные скорости заживления при применении первых двух образцов пришлись на первую фазу раневого процесса (1–5-е сутки), а в группе с гнойно-некротическим процессом на 10–15-е сутки лечения. При лечении чистой и инфицированной ран образцами «Хитокол-КС» и «Хитокол-КДА» к 15-м суткам наступало полное заживление и завершение процесса эпителизации, а в группе с применением «Хитокол-КСХ» имел место разгар пролиферативной фазы воспаления.Заключение. Количественные показатели медико-технических характеристик инновационных биологически активных ранозаживляющих и кровоостанавливающих средств на основе (био)полиэлектролитного комплекса хитозана и коллагена или хитозана с иммобилизованными антимикробными (диоксидин, коллоидное серебро), обезболивающим (анилокаин) и протеолитическим (химотрипсин) препаратами, а также положительные результаты предварительного доклинического исследования ранозаживляющих средств с диоксидином и анилокаином («Хитокол-КДА»), коллоидным серебром («Хитокол-КС»), коллоидным серебром и химотрипсином («Хитокол-КСХ») дают основание для продолжения работ по проведению токсикологических, приемочных технических, доклинических и клинических испытаний с целью экспериментального подтверждения ожидаемой эффективности и безопасности разработанных средств

Морфологическая оценка эффективности применения хитозан-коллагенового комплекса с наночастицамисеребра и химотрипсином при гнойно-некротическом процессе в мягких тканях

One of the urgent problems of modern surgery continues to be the increasing number of patients with purulent-inflammatory and purulentnecrotic processes of soft tissues – about 60.0 % of patients in the structure of specialized hospitals of a surgical profile. This is due to the adaptation of microorganisms – pathogens of wound infection to existing means for treating wounds. In addition, the number of patients with diabetes mellitus increases annually, and as a result, the number of people suffering from diabetic foot syndrome. Thus, the relevance of developing new modern tools for the local treatment of purulent-necrotic processes of the skin and soft tissues is not reduced.Materials and methods. The material for the study was a highly porous biodegradable sponge (chitosan-collagen) in the ratio of chitosan: collagen 2: 1 with the inclusion of colloidal particles of metallic silver and chymotrypsin. The experiment was performed on 50 Wistar rats that simulated a purulent necrotic wound. During the treatment, the state of the wounds was visually evaluated, the morphological features of the course of the wound process were evaluated after animals were withdrawn from the experiment and the wound material was taken on days 1, 5, 10, 15 and 21, the sections were stained with hematoxylin-eosin and/or according to Van Gieson.Results. By visual assessment, by the 10th day it was noted that necrotic tissues underwent lysis, the wound defect was covered with a scab, swelling of the surrounding tissues was not noted, and on the 21st day of treatment the wound defect was covered with epithelium and had an area of about 3 mm2 with the initial - in 250 mm2. When describing micropreparations, it was noted that on the 10th day the exudation phase passed its peak and the activity of proliferation processes increased from the center of the wound to its periphery and from the granulation surface in depth. On the 15th day, the proliferative phase of inflammation was at its height, and on the 21st day, the proliferation phase was completed and the processes of remodeling of dense fibrous connective tissue began.Conclusion. Based on a visual assessment of the state of wounds and a morphological study, the effectiveness of a chitosan-collagen complex with silver nanoparticles and chymotrypsin was shown to be applied locally to a purulent necrotic wound in an experiment.Одной из насущных проблем современной хирургии продолжает оставаться все возрастающее число пациентов с гнойно-воспалительными и гнойно-некротическими процессами мягких тканей – около 60,0 % больных в структуре специализированных стационаров хирургического профиля. Это обусловлено адаптацией микроорганизмов – возбудителей раневой инфекции к имеющимся средствам для лечения ран. Кроме того, ежегодно увеличивается число больных сахарным диабетом и, как следствие, число лиц, страдающих синдромом диабетической стопы. Таким образом, значимость разработки новых современных средств для местного лечения гнойно-некротических процессов кожи и мягких тканей не снижается.Материалы и методы исследования. Материалом для исследования послужила высокопористая биодеградируемая губка (хитозан-коллагеновая) в соотношении 2 части хитозана к 1 части коллагена с включением коллоидных частиц металлического сере- бра и химотрипсина. Эксперимент был выполнен на 50 крысах породы Вистар, которым моделировали гнойно-некротическую рану. В процессе лечения визуально оценивали состояние ран, а морфологические особенности течения раневого процесса оцени- вали после вывода животных из эксперимента и забора материала раны на 1, 5, 10, 15 и 21-е сутки, срезы окрашивали гематоксилин-эозином и/или по Ван Гизону.Результаты исследования. При визуальной оценке уже к 10-м суткам было установлено, что некротические ткани подверглись лизису, раневой дефект покрыт струпом, отек окружающих тканей не зафиксирован, а на 21-е сутки лечения раневой дефект был покрыт эпителием и имел площадь около 3 мм2 при исходной – в 250 мм2. При описании микропрепаратов было отмечено, что на 10-е сутки фаза экссудации прошла свой пик и активность пролиферационных процессов нарастала от центра раны к ее периферии и от поверхности грануляций – в глубину. На 15-е сутки пролиферативная фаза воспаления достигла своей кульминации, а на 21-е сутки происходило завершение фазы пролиферации и начались процессы ремоделирования плотной волокнистой соединительной ткани.Заключение. На основании визуальной оценки состояния ран и морфологического исследования показана эффективность хитозан-коллагенового комплекса с наночастицами серебра и химотрипсином при местном лечении гнойно-некротических ран (в эксперименте)