Перевязочный материал с оригинальным антимикробным полимерным гелем при лечении инфицированных ран в эксперименте

Инфицирование раны оказывает негативное влияние на течение раневого процесса, замедляя репарацию тканей, снижая качество жизни пациента и увеличивает экономические затраты. Неэффективность эрадикации возбудителя может привести к хронизации воспаления и расширению зоны повреждения тканей, поэтому раннее выявление и лечение раневой инфекции способствует более быстрому заживлению, снижая частоту неблагоприятных последствий. Цель. Оценить возможность применения оригинального полимерного антимикробного геля в составе перевязочного материала и его влияние на процесс заживления инфицированных стафилококками ран в эксперименте in vivo. Материалы и методы. На медицинский материал наносили полимерную композицию с диоксидином и гентамицином (Патент RU2822155C1). Образцы лиофилизировали, стерилизовали и определяли антибактериальную активность в отношении Staphylococcus aureus ATCC 29213. Исследование in vivo проводили на 12 крысах, которым формировали инфицированный дефект шкуры. Животных выводили на 3-и, 7-е и 10-е сутки эксперимента, выполняли контроль обсеменённости ран и извлекали блоки тканей для гистологического исследования. Результаты. Перевязочный материал с гелем характеризовался наличием выраженных антибактериальных свойств, при этом активность образцов сохранялась после лиофилизации, стерилизации и хранения в течение 1,5 лет. У животных экспериментальной группы не регистрировали рост S. aureus уже на третьи сутки от начала эксперимента, в то время как у животных группы сравнения на всех сроках наблюдения изолировали S. aureus, фенотипически идентичный инфекту. Морфологическое исследование показало ускорение очищения раны, купирование гнойного воспаления и более раннее начало процессов репарации в ранах животных экспериментальной группы. Заключение. Эффективность разработанных раневых антимикробных повязок в отношении купирования острого стафилококкового инфекционного процесса, предупреждения травматизации раневой поверхности и хорошей биосовместимости позволяют считать перспективным дальнейшие исследования возможности применения изучаемых изделий в лечении острого и хронического инфекционного процесса.

1. Liu Y. F., Ni P.W., Huang Y., Xie T. Therapeutic strategies for chronic wound infection. Chin J Traumatol. 2022; 25 (1): 11–16. doi: 10.1016/j.cjtee.2021.07.004.

2. Свистунов С. А., Кузин А. А., Жарков Д. А., Ланцов Е. В., Морозов С. А., Свистунова И. А. и др. Современные технологии ранней диагностики раневой инфекции. Известия Российской военно-медицинской академии. 2024; 43 (1): 59–68. doi: https://doi.org/10.17816/rmmar622879.

3. Касимова А. Р., Туфанова О. С., Гордина Е. М., Гвоздецкий А. Н., Радаева К. С., Рукина А. Н. и др. Двенадцатилетняя динамика спектра ведущих возбудителей ортопедической инфекции: ретроспективное исследование. Травматология и ортопедия России. 2024; 30 (1): 66–75. doi: https://doi.org/10.17816/2311-2905-16720.

4. Shang S., Zhuang K., Chen J., Zhang M., Jiang S., Li W. A bioactive composite hydrogel dressing that promotes healing of both acute and chronic diabetic skin wounds. Bioact Mater. 2024; 34: 298–310. doi: 10.1016/j.bioactmat.2023.12.026.

5. Williams M. Wound infections: an overview. Br J Community Nurs. 2021; 26 (Sup6): S22–S25. doi: 10.12968/bjcn.2021.2

6. Sup6.S22. 6. Sandoz H. An overview of the prevention and management of wound infection. Nurs Stand. 2022; 37 (10): 75–82. doi: 10.7748/ns.2022.e11889.

7. Tang Y., Xu H., Wang X., Dong S., Guo L., Zhang S. et al. Advances in preparation and application of antibacterial hydrogels. J Nanobiotechnology. 2023; 21 (1): 300. doi: 10.1186/s12951-023-02025-8.

8. Kapusta O., Jarosz A., Stadnik K., Giannakoudakis D. A., Barczyński B., Barczak M. Antimicrobial natural hydrogels in biomedicine: properties, applications, and challenges-a concise review. Int J Mol Sci. 2023; 24 (3): 2191. doi: 10.3390/ijms24032191.

9. Satchanska G., Davidova S., Petrov P. D. Natural and synthetic polymers for biomedical and environmental applications. Polymers (Basel). 2024; 16 (8): 1159. doi: 10.3390/polym16081159.

10. Luo Y., Hong Y., Shen L., Wu F., Lin X. Multifunctional role of polyvinylpyrrolidone in pharmaceutical formulations. AAPS PharmSciTech. 2021; 22 (1): 34. doi: 10.1208/s12249-020-01909-4.

11. Rui J. Z., Peng H. H., Guan Y. X., Yao S. J. Preparation of ROS-responsive drug-loaded hydrogels applied in wound dressings using supercritical solvent impregnation. The Journal of Supercritical Fluids. 2022; 188: 105682. doi: 10.1016/j.supflu.2022.105682.

12. Guo C., Wu Y., Li W., Wang Y., Kong Q. Development of a microenvironment-responsive hydrogel promoting chronically infected diabetic wound healing through sequential hemostatic, antibacterial, and angiogenic activities. ACS Appl Mater Interfaces. 2022; 14 (27): 30480–30492. doi: 10.1021/acsami.2c02725.

13. Zeng M., Huang Z., Cen X., Zhao Y., Xu F., Miao J. et al. Biomimetic gradient hydrogels with high toughness and antibacterial properties. Gels. 2023; 10 (1): 6. doi: 10.3390/gels10010006.

14. Boot W., Schmid T., D'Este M., Guillaume O., Foster A., Decosterd L. et al. A hyaluronic acid hydrogel loaded with gentamicin and vancomycin successfully eradicates chronic methicillin-resistant Staphylococcus aureus orthopedic infection in a sheep model. Antimicrob Agents Chemother. 2021; 65 (4): e01840–20. doi: 10.1128/AAC.01840-20.

15. Lei K., Wang K., Sun Y., Zheng Z., Wang X. Rapid‐fabricated and recoverable dual‐network hydrogel with inherently anti‐bacterial abilities for potential adhesive dressings. Advanced Functional Materials. 2021; 31 (6): 2008010. doi: 10.1002/adft.202008010.

16. Johnson C. T., Wroe J. A., Agarwal R., Martin K. E., Guldberg R. E., Donlan R. M. et al. Hydrogel delivery of lysostaphin eliminates orthopedic implant infection by Staphylococcus aureus and supports fracture healing. Proc Natl Acad Sci USA. 2018; 115 (22): E4960–E4969. doi: 10.1073/pnas.1801013115.

17. Zhang L., Niu W., Lin Y., Ma J., Leng T., Cheng W. et al. Multifunctional antibacterial bioactive nanoglass hydrogel for normal and MRSA infected wound repair. J Nanobiotechnology. 2023; 21 (1): 162. doi: 10.1186/s12951-023-01929-9.

18. Huang K., Liu W., Wei W., Zhao Y., Zhuang P., Wang X. et al. Photothermal hydrogel encapsulating intelligently bacteria-capturing Bio-MOF for infectious wound healing. ACS Nano. 2022; 16 (11): 19491-19508. doi: 10.1021/acsnano.2c09593.