RU2475251C1 - Method of combination treatment of abscesses in experiment - Google Patents

Method of combination treatment of abscesses in experiment Download PDF

Info

Publication number
RU2475251C1
RU2475251C1 RU2012104033/14A RU2012104033A RU2475251C1 RU 2475251 C1 RU2475251 C1 RU 2475251C1 RU 2012104033/14 A RU2012104033/14 A RU 2012104033/14A RU 2012104033 A RU2012104033 A RU 2012104033A RU 2475251 C1 RU2475251 C1 RU 2475251C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
abscesses
copper
copper nanoparticles
treatment
Prior art date
Application number
RU2012104033/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Алипов
Максим Сергеевич Лебедев
Сергей Юрьевич Доронин
Ольга Георгиевна Шаповал
Никита Владимирович Алипов
Екатерина Александровна Лебедева
Original Assignee
Владимир Владимирович Алипов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Владимирович Алипов filed Critical Владимир Владимирович Алипов
Priority to RU2012104033/14A priority Critical patent/RU2475251C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475251C1 publication Critical patent/RU2475251C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely surgery, and may be used for treating abscesses, festered residual cavities and ganglions. The cavity contents are daily aspirated through a catheter in laboratory animals (male rabbits) suffering simulated hepatic abscesses of the diameter of 1.5 cm. Then the abscess cavity is filled with copper nanoparticle suspension in 0.9% physiologic saline of the concentration of 1 mcg/ml. A laser light guide provided with a diffuser is placed in the cavity centre to expose to laser light at wave length 630 nm in a continuous mode, output power 35 mWt for 3 minutes.
EFFECT: method enables intensifying antimicrobial action of copper nanoparticles under laser light, starting treating without specifying an agent, suppressing pathogenic microogranisms over a relatively short time, stimulating repair processes successfully, reducing toxic action of nanoparticles on macroorganism, considerably reducing a length of treating festered cavities.
2 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к хирургии, и может быть использовано для лечения абсцессов, нагноившихся остаточных полостей и кистозных образований.The invention relates to medicine, in particular to surgery, and can be used to treat abscesses, festering residual cavities and cystic formations.

Известно множество способов лечения абсцессов печени: санирование гнойного очага, антибактериальная терапия, противовоспалительная, десенсибилизирующая терапия (Ахаладзе Г.Г., Церетели И.Ю. Холангиогенные абсцессы в печени // Consilium medicum. - 2005. - Т.7, №2. Хирургия (прил.). - С.1-9. Пархисенко Ю.А., Глухов А.А. и соавт. Диагностика и лечение абсцессов печени // Хирургия. - 2000. - №8. - С. - 35-37. Шойхет Я.Н., Фокеев С.Д. и соавт. Влияние локальной непрерывной внутриартериальной антимикробной терапии на течение послеоперационного периода у больных с абсцессами печени // Анналы хирургии. - 2008. - №1. - С. - 50-53), а также способ пункционно-дренажного лечения абсцессов под контролем УЗИ (А.Ф.Черноусов, А.Д.Тимошин, В.Ю.Мишин, Ю.И.Яшков. «Пункционно-дренажные методы лечения в абдоминальной хирургии», Анналы хирургии. 1997, №2, с.42-47), заключающийся в пункции и дренировании гнойной полости одним или несколькими дренажами, в зависимости от ее объема, с промыванием антибиотиками и антисептиками. Наличие большого количества разнообразных средств и методик санации гнойных очагов говорит об их малой эффективности.There are many ways to treat liver abscesses: sanitation of the purulent focus, antibiotic therapy, anti-inflammatory, desensitizing therapy (Akhaladze G.G., Tsereteli I.Yu. Cholangiogenic abscesses in the liver // Consilium medicum. - 2005. - T.7, No. 2. Surgery (adj.). - C.1-9. Parkhisenko Yu.A., Glukhov AA et al. Diagnosis and treatment of liver abscesses // Surgery. - 2000. - No. 8. - S. - 35-37 Shoikhet Ya. N., Fokeev SD et al. Influence of local continuous intra-arterial antimicrobial therapy on the postoperative period in patients with peptic abscesses nor // Annals of Surgery. - 2008. - No. 1. - S. - 50-53), as well as the method of puncture-drainage treatment of abscesses under ultrasound control (A.F. Chernousov, A.D. Timoshin, V.Yu. Mishin, Yu.I. Yashkov. "Puncture-drainage treatment methods in abdominal surgery", Annals of surgery. 1997, No. 2, p. 42-47), which consists in puncture and drainage of the purulent cavity with one or more drains, depending on its volume, with washing with antibiotics and antiseptics. The presence of a large number of various means and methods of sanitizing purulent foci indicates their low efficiency.

Представленные методы не дают возможности качественной обработки стенок полости, так как плотные фибриновые наложения, покрывающие изнутри полость абсцесса, препятствуют действию лекарственных препаратов, в то же время из-за образования антибиотико-устойчивых форм бактерий приходиться менять дозировку и группу лекарственных средств.The presented methods do not allow high-quality treatment of the walls of the cavity, since dense fibrin deposits that cover the abscess cavity from the inside inhibit the action of drugs, and at the same time, the dosage and group of drugs must be changed due to the formation of antibiotic-resistant forms of bacteria.

В комплексном лечении гнойных хирургических инфекций в последнее время достаточно широко применяют фаготерапию. Способ лечения послеоперационных интраабдоминальных абсцессов с местным введением бактериофага (Курбангалеев С.М. Гнойная инфекция в хирургии. - М.: Медицина, 1985 г., с.106-109). "Средство для лечения гнойно-воспалительных заболеваний" (патент РФ №2105544), "Препарат для лечения гнойно-воспалительных заболеваний" (патент РФ №2144368), "Способ лечения послеоперационных абсцессов брюшной полости" (патент РФ №2243780).In the complex treatment of purulent surgical infections, phage therapy has been widely used recently. A method for the treatment of postoperative intraabdominal abscesses with local administration of a bacteriophage (Kurbangaleev S.M. Purulent infection in surgery. - M .: Medicine, 1985, p.106-109). "Means for the treatment of purulent-inflammatory diseases" (RF patent No. 2105544), "Drug for the treatment of purulent-inflammatory diseases" (RF patent No. 2144368), "Method for the treatment of postoperative abdominal abscesses" (RF patent No. 2243780).

Однако несмотря на некоторое повышение эффективности медикаментозной терапии область применения указанных препаратов при лечении абсцессов ограничена, а лечение продолжительно, также применение бактериофага возможно лишь после определения вида возбудителя - минимальное время исследования 5-7 дней.However, despite a slight increase in the effectiveness of drug therapy, the field of application of these drugs in the treatment of abscesses is limited, and treatment is long, and the use of a bacteriophage is possible only after determining the type of pathogen - the minimum study time is 5-7 days.

Методики и средства, применяемые для борьбы с внутриполостными инфекциями, не настолько эффективны, как это требуется. Существующие средства не способны стимулировать в достаточной степени процессы регенерации, так как в настоящее время изменилась структура возбудителей гнойных осложнений и обычно используемые препараты малоэффективны, также из-за образования полиантибиотико-резистентных штаммов бактерий приходится постоянно менять препарат.Techniques and tools used to combat intracavitary infections are not as effective as required. Existing drugs are not able to stimulate sufficiently the regeneration processes, since the structure of the pathogens of purulent complications has changed and the commonly used drugs are ineffective, also because of the formation of polyantibiotic-resistant strains of bacteria, the drug has to be constantly changed.

Бактерицидные свойства меди и ее ионов известны человеку с древних времен. В 2008 году Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) официально присвоило меди статус вещества с бактерицидной поверхностью. Было доказано бактерицидное и бактериостатическое действие меди на наиболее токсические виды бактерий, грибков и вирусов: Акинетобактерию бауманна, Черную плесень, Кампилобактер, Аэробактер, Хеликобактер пилори, Легионеллу, МРСЗ (в том числе Е-МРСЗ), Синегнойную палочку, Золотистый стафилококк, Энтерококк, устойчивый к ванкомицину, Аденовирус, Грибок кандида, Клостридиум диффициле, Кишечную палочку, Вирус гриппа типа А (Н1N1), Листерию моноцитогенную, Полиовирус, Сальмонеллу (Бацилла Гартнера), Туберкулезную бациллу.The bactericidal properties of copper and its ions have been known to man since ancient times. In 2008, the US Federal Environmental Protection Agency (US EPA) officially granted copper the status of a substance with a bactericidal surface. The bactericidal and bacteriostatic effect of copper on the most toxic types of bacteria, fungi and viruses was proved: Akinetobacterium baumann, Black mold, Campylobacter, Aerobacter, Helicobacter pylori, Legionella, MRSA (including E-MRSA), Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus vancomycin resistant, Adenovirus, Candida fungus, Clostridium difficile, Escherichia coli, Type A influenza virus (H1N1), Monocytogenic listeria, Poliovirus, Salmonella (Hartner's bacillus), Tuberculosis bacillus.

Имеющиеся в литературе сообщения о применении наночастиц меди in vitro наиболее близки к данной работе (Бабушкина И.В. Изучение антибактериального действия наночастиц меди и железа на клинические штаммы Staphylococcus aureus / И.В.Бабушкина, В.Б.Бородулин, Г.В.Коршунов, Д.М.Пучиньян // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2010. - Т.6. - №1. - С.011-014.). При изучении антимикробного влияния наночастиц меди на грамотрицательные микроорганизмы установлено, что наибольшими свойствами обладает суспензия наночастиц меди при концентрации 1 мг/мл (В.А.Мартьянова и соавт., 2010). В ряде экспериментальных работ продемонстрировано, что при введении наночастиц меди в рану стимулируются механизмы регуляции микроэлементного состава и активность антиоксидантных ферментов, отмечается ранозаживляющий эффект (Н.Н.Глущенко и др., 2010), что является перспективой создания нового класса антибактериальных препаратов. Наночастицы меди за счет многостороннего действия на бактериальную клетку в отличие от антибиотиков не вызывают селекции резистентных штаммов, что позволяет в дальнейшем рекомендовать для использования при лечении гнойных заболеваний, вызванных штаммами, устойчивыми к используемым в настоящее время антибиотикам.The literature reports on the use of copper nanoparticles in vitro are closest to this work (Babushkina I.V. Study of the antibacterial effect of copper and iron nanoparticles on clinical strains of Staphylococcus aureus / I.V.Babushkina, V.B. Borodulin, G.V. Korshunov, D.M. Puchinyan // Saratov Journal of Medical Scientific Research. - 2010. - T.6. - No. 1. - S.011-014.). When studying the antimicrobial effect of copper nanoparticles on gram-negative microorganisms, it was found that a suspension of copper nanoparticles at a concentration of 1 mg / ml has the greatest properties (V.A. Martyanova et al., 2010). A number of experimental studies have demonstrated that with the introduction of copper nanoparticles into the wound, the mechanisms of regulation of the microelement composition and the activity of antioxidant enzymes are stimulated, a wound healing effect is noted (N.N. Glushchenko et al., 2010), which is the prospect of creating a new class of antibacterial drugs. Unlike antibiotics, copper nanoparticles, due to their multidimensional effect on the bacterial cell, do not cause the selection of resistant strains, which makes it possible to recommend them for use in the treatment of purulent diseases caused by strains resistant to the antibiotics currently used.

Известны негативные изменения биохимических показателей сыворотки крови при пероральном введении наночастиц меди. При оценке биологического действия нанопорошка меди на активность трансаминаз (АсАТ и АлАТ), используемых как тест на изменение проницаемости мембран и выраженность цитолитического синдрома гепатоцитов, установлено увеличение их активности, возрастающей пропорционально увеличению концентрации (0,05-5 мг/кг). Увеличение концентрации наночастиц меди вызывает повышение активности ЛДГ, важнейшего биохимического показателя углеводного обмена, отражающего степень выраженности внутритканевой гипоксии, и КФК, который является митохондриально-цитоплазматическим ферментом (Исследование биологической активности нанопорошка меди. / Ю.С.Дудакова, Т.А.Будунова. // Материалы 70 научно-практической конференции студентов и молодых ученых СГМУ: «Молодые ученые - здравоохранению региона». - 2009. - С.76-77).There are known negative changes in the biochemical parameters of blood serum upon oral administration of copper nanoparticles. When assessing the biological effect of copper nanopowder on the activity of transaminases (AcAT and AlAT), used as a test for changes in membrane permeability and the severity of hepatocyte cytolytic syndrome, an increase in their activity was found to increase in proportion to an increase in concentration (0.05-5 mg / kg). An increase in the concentration of copper nanoparticles causes an increase in the activity of LDH, the most important biochemical indicator of carbohydrate metabolism, reflecting the severity of interstitial hypoxia, and CPK, which is a mitochondrial-cytoplasmic enzyme (Study of the biological activity of copper nanopowder./ Yu.S. Dudakova, T.A. Budunova. // Materials of the 70th scientific and practical conference of students and young scientists of SSMU: “Young scientists - to the health care of the region.” - 2009. - P.76-77).

В литературе имеются сведения о проведении серии токсикологических исследований наночастиц меди. У большинства животных, получавших наночастицы меди, наблюдали выраженные симптомы поражения желудочно-кишечного тракта - снижение аппетита, диарею, рвоту. У животных, получавших наночастицы меди, наблюдали вялость, олигопноэ, тремор, опистотонус. У экспериментальных животных при некропсии отмечено изменение цвета почечной ткани на бронзовый, а также гибель клеток проксимальных канальцев, гломерулонефроз, массивный некробиоз, в селезенке - атрофия и изменения цвета. Кроме перечисленных выше сдвигов отмечены изменения биохимических показателей крови - азота мочевины, креатинина, общих желчных кислот и щелочной фосфатазы, свидетельствующие о почечной и печеночной дисфункции (Chen Z., Meng H., Xing G. et al. Acute toxicological affects of copper nanoparticles in vivo // The journal of physical chemistry. Toxicology letters, 2006. - 163. - 109-120).There is information in the literature on a series of toxicological studies of copper nanoparticles. In most animals treated with copper nanoparticles, pronounced symptoms of damage to the gastrointestinal tract were observed - loss of appetite, diarrhea, and vomiting. In animals treated with copper nanoparticles, lethargy, oligopnea, tremor, and opistotonus were observed. In experimental animals with necropsy, a discoloration of the renal tissue to bronze was noted, as well as death of proximal tubule cells, glomerulonephrosis, massive necrobiosis, atrophy and color changes in the spleen. In addition to the above shifts, changes in blood biochemical parameters were noted - urea nitrogen, creatinine, total bile acids and alkaline phosphatase, indicating renal and hepatic dysfunction (Chen Z., Meng H., Xing G. et al. Acute toxicological affects of copper nanoparticles in vivo // The journal of physical chemistry. Toxicology letters, 2006 .-- 163. - 109-120).

Органами-мишенями токсического воздействия наночастиц меди оказались печень, селезенка, почки (Г.Г. Онищенко, Б.Г.Бикотько, В.И.Покровский, А.И.Потапов. «Концепция токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов», 2007 год).The target organs of the toxic effects of copper nanoparticles were the liver, spleen, and kidneys (G. G. Onishchenko, B. G. Bikotko, V. I. Pokrovsky, A. I. Potapov. “The concept of toxicological studies, risk assessment methodologies, identification methods and quantification of nanomaterials, 2007).

По значению максимально переносимой дозы (МПД) (Изучение безопасности введения наночастиц меди с различными физико-химическими характеристиками в организм животных / О.А.Богословская, Е.А.Сизова, В.С.Полякова и др. // Вестник огу. - 2009. - №2. - С.124-127) различия лежат в пределах 2,5-10 мг/кг массы животного, по ЛД50 - 7-15 мг/кг массы животного и по ЛД100 - 20-30 мг/кг массы животного.By the value of the maximum tolerated dose (MTD) (Studying the safety of introducing copper nanoparticles with various physicochemical characteristics into the animal organism) / O.A. Bogoslovskaya, E.A. Sizova, V.S. Polyakova et al. // Vestnik ogu. - 2009. - No. 2. - S.124-127) the differences are in the range of 2.5-10 mg / kg of animal weight, according to LD50 - 7-15 mg / kg of animal weight and according to LD100 - 20-30 mg / kg of body weight animal.

Широкое распространение в лечении гнойных заболеваний получили лазерные технологии. Основой механизма взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) с биообъектом являются фотофизические и фотохимические реакции, связанные с резонансным поглощением тканями света и нарушением слабых межмолекулярных связей, а также восприятие и перенос эффекта лазерного облучения жидкими средами организма (Илларионов В.Е. Основы лазерной терапии. - М.: Издательство "РЕСПЕКТ" Объединения ИНОТЕХ-Прогресс, 1992, с.42-43).Laser technologies are widely used in the treatment of purulent diseases. The basis of the mechanism of interaction of low-intensity laser radiation (LLLT) with a biological object is photophysical and photochemical reactions associated with the resonant absorption of light by tissues and the violation of weak intermolecular bonds, as well as the perception and transfer of the effect of laser irradiation with body fluids (Illarionov V.E. Fundamentals of laser therapy. - M .: Publishing house "RESPECT" Association INOTECH-Progress, 1992, p. 42-43).

Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективного комбинированного способа лечения абсцессов, позволяющего сократить сроки лечения, снизить токсическое действие наночастиц.The objective of the invention is to develop an effective combined method for the treatment of abscesses, which allows to reduce treatment time, reduce the toxic effect of nanoparticles.

Техническим результатом является полное подавление патогенных микроорганизмов и успешное стимулирование репаративных процессов. Технический результат достигается сочетанием обработки полости абсцессов суспензией наночастиц меди и облучением НИЛИ.The technical result is the complete suppression of pathogenic microorganisms and the successful stimulation of reparative processes. The technical result is achieved by combining the treatment of the abscess cavity with a suspension of copper nanoparticles and irradiation of the LLLT.

Выраженность антимикробного действия наночастиц меди и лазерного излучения в отношении клинического штамма Staphylococcus aureus оценивали in vitro бактериологическими методами в несколько этапов:The severity of the antimicrobial action of copper nanoparticles and laser radiation in relation to the clinical strain of Staphylococcus aureus was evaluated in vitro by bacteriological methods in several stages:

1) оценка влияния лазерного излучения на рост колоний микроорганизмов;1) assessment of the effect of laser radiation on the growth of colonies of microorganisms;

2) оценка влияния различных концентраций наночастиц меди на рост колоний микроорганизмов;2) assessment of the effect of various concentrations of copper nanoparticles on the growth of colonies of microorganisms;

3) изучение возможности усиления антимикробного действия наночастиц меди в комбинации с воздействием НИЛИ.3) the study of the possibility of enhancing the antimicrobial action of copper nanoparticles in combination with the effects of LLLT.

Использовали стандартизированную по оптическому стандарту мутности МакФарланда суспензию Staphylococcus aureus. Микробная нагрузка составляла 3×104 микробных тел/мл. В первой серии экспериментов культуру микроорганизмов облучали три минуты аппаратом лазерным терапевтическим «Матрикс ВЛОК», тип МЛО1КР, длина волны - 630 нм, мощность излучения 35 мВт в постоянном режиме с рассеивающей насадкой (сферическая диаграмма рассеивания). Во второй серии в культуру микроорганизмов вносили по 0,2 мл суспензии нанопорошков меди (средний размер частиц меди 60-80 нм) с конечными концентрациями 1000, 100, 10, 1 мкг/мл. В третьей серии сочетали облучение лазером (длина волны - 630 нм, мощность излучения 35 мВт в постоянном режиме с рассеивающей насадкой) и внесение наночастиц меди. Контролем служила культура микроорганизмов без лазерного воздействия и добавления наночастиц. Сразу и через 1, 2, 3 часа культивирования производили мерный высев (по 0,1 мл) на чашки с мясо-пептонным агаром и через 24 часа инкубации при 37°C в условиях постоянного перемешивания со скоростью 50 оборотов в минуту подсчитывали количество выросших колоний. При проведении статистической обработки руководствовались методикой определения среднего квадратичного отклонения найденных в опыте значений, предложенной И.П.Ашмариным и А.А.Воробьевым.A MacFarland standardized optical turbidity standard turbidity suspension of Staphylococcus aureus was used. The microbial load was 3 × 10 4 microbial bodies / ml. In the first series of experiments, the microorganism culture was irradiated for three minutes with the Matrix VLOK laser therapeutic apparatus, type MLO1KR, wavelength - 630 nm, radiation power of 35 mW in constant mode with a scattering nozzle (spherical scattering diagram). In the second series, 0.2 ml of a suspension of copper nanopowders (average copper particle size of 60-80 nm) with final concentrations of 1000, 100, 10, 1 μg / ml was introduced into the microorganism culture. In the third series, laser irradiation (wavelength - 630 nm, radiation power of 35 mW in constant mode with a scattering nozzle) and the introduction of copper nanoparticles were combined. The control was a culture of microorganisms without laser exposure and the addition of nanoparticles. Immediately and after 1, 2, 3 hours of cultivation, measured sowing (0.1 ml each) was carried out on plates with meat-peptone agar and after 24 hours of incubation at 37 ° C under constant stirring at a speed of 50 rpm, the number of grown colonies was counted . During the statistical processing, they were guided by the method of determining the mean square deviation of the values found in the experiment, proposed by I.P. Ashmarin and A.A. Vorobyov.

Количество колоний штамма S. aureus в зависимости от времени высева и условий культивирования.The number of colonies of S. aureus strain depending on the time of seeding and cultivation conditions. Этапы
работы
Stages
work
Условия
культивирования
Conditions
cultivating
Время высева, чSeeding time, h
00 1one 22 33 К*TO* 3153±5,23153 ± 5.2 газонlawn газонlawn газонlawn II Лазерное облучениеLaser irradiation 3086±2,03086 ± 2.0 99±2,399 ± 2,3 1212±4,21212 ± 4.2 5416±8,25416 ± 8.2 IIII Наночастицы меди 1 мкг/млCopper nanoparticles 1 μg / ml 3123±2,23123 ± 2.2 газонlawn газонlawn газонlawn Наночастицы меди 10 мкг/млCopper nanoparticles 10 μg / ml 3163±3,13163 ± 3.1 3550±4,63550 ± 4.6 1094±5,21094 ± 5.2 00 Наночастицы меди 100 мкг/млCopper Nanoparticles 100 μg / ml 3140±4,33140 ± 4.3 42±1,142 ± 1,1 00 00 Наночастицы меди 1000 мкг/млCopper Nanoparticles 1000 μg / ml 3128±3,73128 ± 3.7 00 00 00 IIIIII Лазер + наномедь 1 мкг/млLaser + Nano-copper 1 mcg / ml 152±3,6152 ± 3.6 00 00 00 Лазер + наномедь 10 мкг/млLaser + Nano-copper 10 mcg / ml 141±4,5141 ± 4.5 00 00 00 Лазер + наномедь 100 мкг/млLaser + Nano-copper 100 mcg / ml 103±5,0103 ± 5.0 00 00 00 Лазер + наномедь 1000 мкг/млLaser + Nano-copper 1000 mcg / ml 98±6,898 ± 6.8 00 00 00 *К - контрольный вариант штамма (физиологический раствор хлорида натрия без ультрадисперсного порошка меди и лазерного облучения)* K - control variant of the strain (physiological solution of sodium chloride without ultrafine copper powder and laser irradiation)

В ходе исследования установлено, что на первом и втором этапах полученные количества выросших колоний сразу после посева существенно не отличались от контроля (см. таблицу).The study found that in the first and second stages, the obtained number of grown colonies immediately after sowing did not significantly differ from the control (see table).

На 1 и 2 часах культивирования после лазерного облучения отмечалось снижение количества колоний опытного штамма до 99±2,3 и 1212±4,2 соответственно, однако на третьем часе рост Staphylococcus aureus возобновлялся. Антибактериальные свойства НИЛИ недостаточно эффективны.At 1 and 2 hours of cultivation after laser irradiation, a decrease in the number of colonies of the experimental strain was noted to 99 ± 2.3 and 1212 ± 4.2, respectively, however, at the third hour, the growth of Staphylococcus aureus resumed. The antibacterial properties of LLLT are not effective enough.

Нанопорошок меди (второй этап) в концентрации 1 мкг/мл не оказывал влияния на рост опытной культуры. Отмечено снижение количества колоний микроорганизмов при увеличении концентрации ультрадисперсного порошка меди и времени культивирования по сравнению с контролем, где наблюдался рост в виде газона. Концентрация нанопорошка меди 10 мкг/мл вызывает сокращение количества колоний Staphylococcus aureus в первые часы контакта с культурой при полном подавлении роста через 3 часа воздействия. Концентрации наномеди 100 и 1000 мкг/мл подавляли рост опытной культуры на 2 и 1 часе соответственно.Copper nanopowder (second stage) at a concentration of 1 μg / ml did not affect the growth of the experimental culture. A decrease in the number of colonies of microorganisms was noted with an increase in the concentration of ultrafine copper powder and cultivation time in comparison with the control, where growth was observed in the form of a lawn. The concentration of copper nanopowder 10 μg / ml causes a decrease in the number of colonies of Staphylococcus aureus in the first hours of contact with the culture with complete suppression of growth after 3 hours of exposure. The concentrations of nanomedi 100 and 1000 μg / ml inhibited the growth of the experimental culture at 2 and 1 hour, respectively.

На третьем этапе работы сразу после воздействия отмечается резкое подавление роста S. aureus. Концентрации нанопорошка меди 1, 10, 100 и 1000 мкг/мл в сочетании с НИЛИ полностью подавляли жизнедеятельность Staphylococcus aureus на 1, 2 и 3 часах культивирования.At the third stage of work, immediately after exposure, a sharp inhibition of S. aureus growth is noted. The concentration of copper nanopowder 1, 10, 100 and 1000 μg / ml in combination with LLLT completely suppressed the vital activity of Staphylococcus aureus at 1, 2 and 3 hours of cultivation.

Впервые выявлен эффект усиления антимикробного действия наночастиц меди в комбинации с воздействием НИЛИ на культуру Staphylococcus aureus, что позволяет получать необходимый антибактериальный эффект при более низких концентрациях наночастиц меди, снижая тем самым токсическое действие данного вещества на организм в условиях in vivo.For the first time, the effect of enhancing the antimicrobial effect of copper nanoparticles in combination with the effect of LLLT on the culture of Staphylococcus aureus was revealed, which makes it possible to obtain the necessary antibacterial effect at lower concentrations of copper nanoparticles, thereby reducing the toxic effect of this substance on the body in vivo.

Для создания абсцесса печени лабораторным животным (кролики-самцы) моделировали фиброзную кисту диаметром 1,5 см по методике, изложенной в патенте РФ 2394278 (выполняли чрескожную пункцию печени с лазерной поддержкой под ультразвуковым контролем, через иглу вводили двухканальный катетер с баллоном, который раздували до нужного размера моделируемой полости в ткани печени, через второй канал катетера вводили в полость кисты склерозирующие растворы, на 5 сутки баллон опорожняли, осуществляли рентгенологический и ультразвуковой контроль кисты), на 6 сутки через санирующий канал катетера в сформированную кисту вводили 2×109 КОЕ в 1,0 мл клинического штамма золотистого стафилококка. Анализ полученных данных показывал, что на 3-и сутки после инфицирования штаммом S. aureus среднее количество бактериальных клеток в аспирируемом отделяемом из полости кисты животных составляло 5,12×105 КОЕ/мл - констатирован абсцесс печени.To create a liver abscess, laboratory animals (male rabbits) modeled a fibrous cyst with a diameter of 1.5 cm according to the method described in RF patent 2394278 (performed percutaneous liver puncture with laser support under ultrasound control, a two-channel catheter with a balloon was infused through the needle, which was inflated to the desired size of the simulated cavity in the liver tissue, sclerotherapy solutions were injected into the cyst cavity through the second channel of the catheter, the balloon was emptied for 5 days, x-ray and ultrasound cysts were monitored ), on day 6, 2 × 10 9 CFU in 1.0 ml of a clinical strain of Staphylococcus aureus was injected into the formed cyst through the sanitizing channel of the catheter. Analysis of the obtained data showed that on the 3rd day after infection with S. aureus strain, the average number of bacterial cells in the aspirated animals separated from the cavity of the cyst was 5.12 × 10 5 CFU / ml — a liver abscess was detected.

Лабораторных животных с моделированными абсцессами по варианту местного лечения разделили на 4 группы: 1 - стандартная санация (фурацилин, диоксидин), 2 - применение лазер-терапии, 3 - применение суспензии наночастиц меди, 4 - наночастиц меди в комбинации с воздействием НИЛИ.According to the variant of local treatment, laboratory animals with simulated abscesses were divided into 4 groups: 1 - standard sanitation (furatsilin, dioxidin), 2 - the use of laser therapy, 3 - the use of a suspension of copper nanoparticles, 4 - copper nanoparticles in combination with the effects of LLLT.

Во всех группах лечение начинали с аспирации содержимого абсцесса. В первой группе проводили ежедневную санацию полости раствором фурацилина 1:5000 с последующим введением 0,5 мл 1% раствора диоксидина. Во второй группе лечение лазером проводили аппаратом АЛТ «Матрикс», тип МЛO1КР (длина волны - 630 нм, постоянный режим, мощность излучения - 35 мВт, рассеивающая головка со сферической диаграммой рассеивания; плотность потока мощности (ППМ) для полости диаметром 1,5 см составляла 5 мВт/см2). Сеансы проводили ежедневно по 3 минуты в течение 14 дней. В третьей группе один раз в сутки полость заполняли суспензией наночастиц меди в физиологическом растворе хлорида натрия концентрацией 100 мкг/мл. В четвертой ежедневно в течение десяти дней заполняли полость абсцесса суспензией наночастиц меди в физиологическом растворе хлорида натрия концентрацией 1 мкг/мл, помещали в центр полости световод лазера, снабженный рассеивателем, через санирующий канал катетера и проводили лазерное облучение (режим воздействия аналогичен второй группе опыта).In all groups, treatment began with aspiration of the contents of the abscess. In the first group, the cavity was daily sanitized with a solution of furatsilin 1: 5000 with the subsequent administration of 0.5 ml of a 1% solution of dioxidine. In the second group, laser treatment was performed with a Matrix ALT apparatus, type MLO1KR (wavelength - 630 nm, constant mode, radiation power - 35 mW, scattering head with a spherical scattering diagram; power flux density (PPM) for a cavity with a diameter of 1.5 cm was 5 mW / cm 2 ). Sessions were carried out daily for 3 minutes for 14 days. In the third group, once a day, the cavity was filled with a suspension of copper nanoparticles in a physiological solution of sodium chloride with a concentration of 100 μg / ml. In the fourth day, an abscess cavity was filled daily for ten days with a suspension of copper nanoparticles in a physiological sodium chloride concentration of 1 μg / ml, a laser fiber equipped with a scatterer was placed in the center of the cavity through the catheter sanitizing channel, and laser irradiation was performed (the exposure mode is similar to the second group of experiment) .

Для комплексной оценки воспалительного процесса использовали ультразвуковое исследование (УЗИ), которое осуществляли на 3-и, 5-е, 7-е, 10-е, 14-е, 30-е сутки, ежедневно проводили микробиологическое исследование содержимого абсцессов и оценивали общее состояние животных. С помощью УЗИ определялись диаметр полости и толщина капсулы. Бактериологическое исследование содержимого абсцессов печени включало изучение качественного состава и количественный учет микроорганизмов.For a comprehensive assessment of the inflammatory process, an ultrasound scan was used (ultrasound), which was carried out on the 3rd, 5th, 7th, 10th, 14th, 30th day, daily microbiological examination of the contents of abscesses was carried out, and the general condition was assessed. animals. Ultrasound determined the diameter of the cavity and the thickness of the capsule. A bacteriological study of the contents of liver abscesses included a study of the qualitative composition and quantification of microorganisms.

Результаты леченияTreatment results

На Фиг.1 - фотография контрольных высевов отделяемого из полостей абсцессов на седьмые сутки лечения, где у животных четвертой группы рост колоний возбудителя отсутствовал при микробиологическом исследовании, у животных третьей группы отмечалось более выраженное подавление роста S. aureus (104±2,6) по сравнению с первой группой (1936±4,2), у животных второй группы подавления роста колоний микроорганизмов не было (газон).Figure 1 is a photograph of the control seeding separated from the abscess cavities on the seventh day of treatment, where in the animals of the fourth group the growth of the colonies of the pathogen was absent during microbiological examination, in animals of the third group there was a more pronounced inhibition of the growth of S. aureus (104 ± 2.6) Compared with the first group (1936 ± 4.2), in animals of the second group there was no inhibition of the growth of colonies of microorganisms (lawn).

Очищение полостей абсцессов от возбудителя у животных первой группы отмечали к четырнадцатым суткам. При лечении изолированным НИЛИ (вторая группа) из полостей абсцессов животных продолжалось отделение гноя на протяжении всего наблюдения. У животных третей группы полости очищались к двенадцатым суткам лечения.Purification of abscess cavities from the pathogen in animals of the first group was noted by the fourteenth day. When treating an isolated LILI (second group) from the cavities of animal abscesses, the separation of pus continued throughout the observation. In animals of the third group, the cavities were cleaned by the twelfth day of treatment.

На Фиг.2 - фото ультразвукового исследования на 14 сутки лечения, где у животных первой группы диаметр полости сократился до 1,1 см, у второй оставался прежним (1,5 см), у животных третей группы - 0,9 см, у четвертой - до 0,5 см.Figure 2 is a photo of an ultrasound examination on the 14th day of treatment, where in the animals of the first group the cavity diameter decreased to 1.1 cm, in the second it remained the same (1.5 cm), in animals of the third group - 0.9 cm, in the fourth - up to 0.5 cm.

В результате применения стандартной санации абсцессов печени в эксперименте (животные первой группы) полости очищались от возбудителя лишь к четырнадцатым суткам, при этом размер уменьшался до 1,1 см, а к тридцатым суткам размер полостей составлял 0,7 см. Лечение НИЛИ (вторая группа) не приводило к очищению полости абсцесса даже к тридцатым суткам эксперимента, при УЗИ диаметр полости оставался прежним на протяжении всего наблюдения. При обработке наночастицами меди (третья группа) к четырнадцатым суткам размеры остаточных полостей уменьшались до 0,9 см, от возбудителя полости очищались только к двенадцатым суткам, а к тридцатым суткам диаметр абсцессов составлял 0,5 см.As a result of the application of standard rehabilitation of liver abscesses in the experiment (animals of the first group), the cavities were cleared of the pathogen only by the fourteenth day, while the size decreased to 1.1 cm, and by the thirtieth day the cavity size was 0.7 cm. Treatment of LILI (second group ) did not lead to a purification of the abscess cavity even by the thirtieth day of the experiment; with ultrasound, the diameter of the cavity remained the same throughout the entire observation. When treated with copper nanoparticles (third group) by the fourteenth day, the size of the residual cavities decreased to 0.9 cm, the cavity was cleared from the pathogen only by the twelfth day, and by the thirtieth day the diameter of the abscesses was 0.5 cm.

Впервые выявленный эффект усиления антимикробного действия наночастиц меди под действием НИЛИ позволяет начать лечение без определения вида возбудителя, значительно снизить концентрацию наночастиц, полностью подавляющую рост патогенных микроорганизмов, и уменьшить ее токсическое действие на макроорганизм.The first identified effect of enhancing the antimicrobial effect of copper nanoparticles under the influence of LLLT allows you to start treatment without determining the type of pathogen, significantly reduce the concentration of nanoparticles, which completely suppresses the growth of pathogenic microorganisms, and reduce its toxic effect on the macroorganism.

При сочетании наномеди и НИЛИ в кратчайшие сроки очищаются инфицированные полости от возбудителя, о чем свидетельствует отсутствие роста колоний микроорганизма уже к седьмым суткам. По данным УЗИ к четырнадцатым суткам комбинированного лечения абсцессов печени размеры полостей сокращались в три раза, к тридцатым не определялись.With the combination of nanomedi and LLLT, the infected cavities are cleaned of the pathogen as soon as possible, as evidenced by the lack of growth of colonies of the microorganism by the seventh day. According to ultrasound, by the fourteenth day of the combined treatment of liver abscesses, the size of the cavities was reduced by three times, by the thirties they were not determined.

Способ иллюстрируется следующим примером.The method is illustrated by the following example.

ПРИМЕРEXAMPLE

Кролику-самцу породы шиншилла возрастом 1 год массой 3,5 кг с моделированным абсцессом печени диаметром 1,5 см ежедневно аспирировали содержимое из полости через катетер, затем заполняли полость абсцесса суспензией наночастиц меди в 0,9% физиологическом растворе хлорида натрия концентрацией 1 мкг/мл, помещали в центр полости световод лазера, снабженный рассеивателем, через санирующий канал катетера и проводили лазерное облучение длиной волны 630 нм в постоянном режиме выходной мощностью 35 мВт в течение 3 минут. На седьмые сутки отмечали отсутствие роста колоний Staphylococcus aureus при контрольных высевах из полости абсцесса. На десятые сутки лечения удаляли катетер. По данным УЗИ к четырнадцатым суткам диаметр остаточной полости составлял 0,5 см. Контрольное УЗИ проводили на тридцатые сутки, при этом полость абсцесса не определялась.A male rabbit of a 1-year-old chinchilla breed weighing 3.5 kg with a simulated liver abscess 1.5 cm in diameter was aspirated daily from the cavity through a catheter, then the abscess cavity was filled with a suspension of copper nanoparticles in 0.9% physiological saline solution of sodium chloride at a concentration of 1 μg / ml, was placed in the center of the cavity with a laser fiber equipped with a scatterer through the catheter sanitizing channel and laser irradiation with a wavelength of 630 nm was carried out in a constant mode with an output power of 35 mW for 3 minutes. On the seventh day, there was a lack of growth of Staphylococcus aureus colonies during control seeding from the abscess cavity. On the tenth day of treatment, the catheter was removed. According to the ultrasound data by the fourteenth day, the diameter of the residual cavity was 0.5 cm. The control ultrasound was performed on the thirtieth day, while the abscess cavity was not determined.

Таким образом, эффект усиления антимикробного действия наночастиц меди под действием НИЛИ позволяет начать лечение без определения вида возбудителя, в кратчайшие сроки полностью подавить патогенных микроорганизмов, успешно стимулировать репаративные процессы, снизить токсическое действие наночастиц на макроорганизм, значительно сократить длительность лечения гнойных полостей.Thus, the effect of enhancing the antimicrobial effect of copper nanoparticles under the influence of LLLT allows you to start treatment without determining the type of pathogen, completely suppress pathogenic microorganisms as soon as possible, successfully stimulate reparative processes, reduce the toxic effect of nanoparticles on a macroorganism, and significantly reduce the duration of treatment of purulent cavities.

Claims (1)

Способ комбинированного лечения абсцессов в эксперименте, включающий аспирацию содержимого из полости через катетер и воздействие суспензией наночастиц меди в физиологическом растворе хлорида натрия, отличающийся тем, что полость абсцесса заполняют суспензией наночастиц меди в физиологическом растворе хлорида натрия концентрацией 1 мкг/мл и одновременно проводят внутриполостное лазерное облучение длиной волны 630 нм в постоянном режиме выходной мощностью 35 мВт ежедневно по 3 минуты в течение десяти суток. A method for the combined treatment of abscesses in an experiment, including aspiration of contents from a cavity through a catheter and exposure to a suspension of copper nanoparticles in physiological sodium chloride solution, characterized in that the abscess cavity is filled with a suspension of copper nanoparticles in physiological sodium chloride concentration of 1 μg / ml and at the same time an intracavitary laser is performed irradiation with a wavelength of 630 nm in a constant mode with an output power of 35 mW daily for 3 minutes for ten days.
RU2012104033/14A 2012-02-06 2012-02-06 Method of combination treatment of abscesses in experiment RU2475251C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104033/14A RU2475251C1 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Method of combination treatment of abscesses in experiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104033/14A RU2475251C1 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Method of combination treatment of abscesses in experiment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2475251C1 true RU2475251C1 (en) 2013-02-20

Family

ID=49120872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104033/14A RU2475251C1 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Method of combination treatment of abscesses in experiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475251C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138299C1 (en) * 1996-05-05 1999-09-27 Борисов Александр Евгеньевич Method for treating purulent cholangitis and cholangiogenous hepatic abscesses
CA2539148A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-14 Elvin Kalsbeek Hoof abscess absorbing pouch
RU2286802C2 (en) * 2004-08-09 2006-11-10 Государственное учреждение Уральский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии Министерства Здравоохранения Российской Федерации Method of diagnosing and treating of tuberculous spondylitis
RU2344854C1 (en) * 2007-06-28 2009-01-27 Лариса Вагидовна Исмаилова Treatment and prevention method for pyoinflammatory complications of postoperative wounds
RU2379042C1 (en) * 2008-09-23 2010-01-20 Федеральное государственное учреждение "Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "СарНИИТО Росмедтехнологий") Biologically active preparation
WO2011022350A1 (en) * 2009-08-17 2011-02-24 Saint Louis Unversity Zinc nanoparticles for the treatment of infections and cancer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138299C1 (en) * 1996-05-05 1999-09-27 Борисов Александр Евгеньевич Method for treating purulent cholangitis and cholangiogenous hepatic abscesses
RU2286802C2 (en) * 2004-08-09 2006-11-10 Государственное учреждение Уральский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии Министерства Здравоохранения Российской Федерации Method of diagnosing and treating of tuberculous spondylitis
CA2539148A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-14 Elvin Kalsbeek Hoof abscess absorbing pouch
RU2344854C1 (en) * 2007-06-28 2009-01-27 Лариса Вагидовна Исмаилова Treatment and prevention method for pyoinflammatory complications of postoperative wounds
RU2379042C1 (en) * 2008-09-23 2010-01-20 Федеральное государственное учреждение "Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "СарНИИТО Росмедтехнологий") Biologically active preparation
WO2011022350A1 (en) * 2009-08-17 2011-02-24 Saint Louis Unversity Zinc nanoparticles for the treatment of infections and cancer

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАБУШКИНА И.В. Наночастицы металлов в лечении экспериментальных гнойных ран// Саратовский научно-медицинский журнал. - 2011, т.7, No.2, с.530-533. *
БАБУШКИНА И.В. Наночастицы металлов в лечении экспериментальных гнойных ран// Саратовский научно-медицинский журнал. - 2011, т.7, №2, с.530-533. *
ЛЕБЕДЕВ М.С. Инновационные технологии в диагностике и хирургическом лечении очаговых образований печени// Саратовский научно-медицинский журнал. - 2011, т.7, No.2, с.525-527. *
ЛЕБЕДЕВ М.С. Инновационные технологии в диагностике и хирургическом лечении очаговых образований печени// Саратовский научно-медицинский журнал. - 2011, т.7, №2, с.525-527. АЛИПОВ В.В. и др. Экспериментальное обоснование применения наночастиц меди и низкоинтенсивного лазерного излучения при лечении инфицированных ожоговых ран// Бюллетень Интернет-конференции. - 2011, T.1, №2, с.57-58. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Neelakantan et al. Photoactivation of curcumin and sodium hypochlorite to enhance antibiofilm efficacy in root canal dentin
Kifelew et al. Efficacy of phage cocktail AB-SA01 therapy in diabetic mouse wound infections caused by multidrug-resistant Staphylococcus aureus
Leanse et al. Antimicrobial blue light: A ‘Magic Bullet’for the 21st century and beyond?
Quah et al. N-acetylcysteine inhibits growth and eradicates biofilm of Enterococcus faecalis
CN104274490B (en) Bactericidal composition including source of silver ions and menthol and application thereof
Moreira et al. Use of photodynamic therapy in the treatment of bovine subclinical mastitis
JP2020079290A (en) Antimicrobial compositions and methods for their production
Ghaffari et al. Potassium iodide potentiated photodynamic inactivation of Enterococcus faecalis using Toluidine Blue: Comparative analysis and post-treatment biofilm formation study
Osumi et al. Acceleration of wound healing by ultrasound activation of TiO2 in Escherichia coli‐infected wounds in mice
Datey et al. Shockwave therapy efficiently cures multispecies chronic periodontitis in a humanized rat model
LuTheryn et al. Bactericidal and anti-biofilm effects of uncharged and cationic ultrasound-responsive nitric oxide microbubbles on Pseudomonas aeruginosa biofilms
Machado et al. In vitro porphyrin-based photodynamic therapy against mono and polyculture of multidrug-resistant bacteria isolated from integumentary infections in animals
Ferris Current understanding of bacterial biofilms and latent infections: A clinical perspective
Yin et al. Antimicrobial photodynamic therapy involving a novel photosensitizer combined with an antibiotic in the treatment of rabbit tibial osteomyelitis caused by drug-resistant bacteria
Zhu et al. Antimicrobial and cleaning effects of ultrasonic-mediated plasma-loaded microbubbles on Enterococcus faecalis biofilm: an in vitro study
RU2475251C1 (en) Method of combination treatment of abscesses in experiment
Al-Dujaily et al. Evaluation of Antibacterial and antibiofilm activity of biogenic silver nanoparticles and gentamicin against Staphylococcus aureus isolated from caprine mastitis
CN108403676B (en) Application of succinic acid in improving sensitivity of bacteria to antibiotics
Pantyo et al. Complex impact of polarized and non-polarized low intense light and methylene blue on growth rate of some opportunistic microorganisms
Carvalho et al. Photodynamic inactivation of in vitro bacterial cultures from pressure ulcers
Yan et al. Synergistic effect of low‐frequency ultrasound and antibiotics on the treatment of Klebsiella pneumoniae pneumonia in mice
Jari et al. Therapeutic effects of silver nanoparticles loaded with albendazole, mebendazole drugs in male albino mice infected with hydatid cysts
CN115666512A (en) Protease formulations for the treatment of microbial infections
RU2530564C1 (en) Method for simulating bacterial infection with underlying burn injury
CN117017983B (en) Application of triptan medicine in preparation of anti-infective medicine