Введение к работе
Актуальность темы. Криохирургические методы ликвидации патологических очагов все больше приходят на смену традиционным высокотемпературным приемам лечения. Это обусловлено тем, что криодеструкция является наиболее физиологичным методом разрушения любой патологической биологической ткани, сравнительно безболезненна, бескровна, неинвазивна, характеризуется специфическим иммуномодулирующим эффектом, нежным без рубцов заживлением. Нечувствительные к криодеструкции виды патологической ткани отсутствуют.
Однако до сих пор открытой оставалась проблема создания плотного механического а, следовательно, и теплового контакта поверхности криоаппликатора и сложной, часто бугристой поверхности патологического очага. Это, в свою очередь, не позволяло достаточно эффективно отводить тепло из глубины патологического очага. Криодеструкция неровных, бугристых часто ороговевающих патологических образований становилась затруднительной.
Выход из сложившейся ситуации – в создании мягких прокладок между поверхностью криоаппликатора и замораживаемой тканью, обладающих высокой теплопроводностью. Подобную роль могут выполнять магнитные мазевые композиции (ММК) с магнитомягкими наполнителями (ММН), что обуславливает создание магнитных лечебных средств (МЛС) нового поколения. Решение этой проблемы требует разносторонних, достаточно продолжительных и трудоёмких исследований со стороны химиков, физиков, биологов, токсикологов, фармакологов, технологов, врачей.
Проведение криодеструкции в магнитном поле (МП) значительно расширяет возможности метода. Нанодисперсные частички ММН, введенные посредством наружного МП в открытые с поверхности полости и каналы патологического очага, создают теплопроводящие каналы в тех участках патологической ткани, которые без этого были бы препятствием для прохождения холода в глубину замораживаемого очага. Благодаря мягкой консистенции такие композиции могут принимать рельеф самой сложной конфигурации. Высокая их теплопроводность резко возрастает в МП за счет образования цепочек из магнитных частиц (МЧ), выстраивающихся вдоль силовых линий наружного МП.
Таким образом, изучение нанодисперсных магнитомягких материалов как компонентов мягких теплопроводящих сред для магнитокриовоздействий является актуальным и имеющим научное и практическое значение.
Среди известных магнитомягких материалов особое внимание в настоящей работе уделено нанодисперным частицам (НЧ) магнетита (Fe3O4), железа металлического и железо-углеродного композита. Это обусловлено их доступностью, невысокой стоимостью и уже известными данными по успешному многолетнему применению этих материалов в медицине. Среди работ в этой области следует отметить достижения отечественных учёных – А.А. Кузнецова, Н.Н. Глущенко, Ю.И. Федорова, Н.А. Брусенцова, В.И. Коченова, С.Н. Цыбусова, В.И. Филиппова, М.А. Владимирского.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в разработке оптимальных составов, аналитических способов и методик оценки качества новых магнитных лечебных средств на основе сравнительного изучениия нанодисперсных частиц магнетита, железа металлического и железо-углеродного композита как компонентов теплопроводящих сред для магнитокриовоздействий. Достижение этой цели представляет собой один из важных этапов решения вышеуказанной проблемы по созданию МЛС нового поколения.
Поставленная цель определила следующие основные задачи исследования.
- Оценить растворимость и чистоту нанодисперсных порошков железа металлического и железо-углеродного композита, полученных плазмохимическим методом, на присутствие в них водорастворимых примесей.
- Провести сравнительную оценку теплопроводности композиций с магнетитом и железом металлическим.
- Предложить методики определения железа в магнитных наполнителях (МН) и ММК с нанодисперсными частицами МН.
- Провести сравнительную оценку удельной намагниченности композиций с различными МН.
- Оценить возможность использования ММК с частицами МН в качестве теплопроводящих сред при магнитокриодеструкции патологических очагов в эксперименте.
- Разработать критерии и нормы оценки качества МН – компонентов теплопроводящих сред для магнитокриовоздействий.
Научная новизна полученных результатов. Впервые обоснована целесообразность использования нанодисперных магнитомягких материалов в качестве компонентов теплопроводящих сред для магнитокриодеструкции патологических очагов. Установлено, что магнито - механические свойства и теплопроводность композиций с изученными нанодисперсными порошками МН коррелируют с содержанием железа в этих объектах. Обоснована целесообразность экстемпорального изготовления мягких магнитных теплопроводящих сред для магнитокриовоздействий. Сформулированы критерии оценки качества железо-углеродного композита - активного ингредиента теплопроводящих сред для магнитоуправляемой теплопередачи в криохирургии.
Практическая значимость работы. Показана возможность применения нанодисперных частиц МН, полученных плазмохимическим методом, в качестве компонентов теплопроводящих сред для магнитокриовоздействий. Предложены титриметрические методики определения железа в МН и в ММК с магнетитом, железом металлическим и железо-углеродным композитом. Выявлены и обоснованы преимущества железо-углеродного композита как ингредиента теплопроводящих сред для криохирургии по сравнению с магнетитом и железом металлическим. В экспериментальных исследованиях, проведенных в лаборатории медицинской криологии кафедры оперативной хирургии ГОУ ВПО Нижегородской государственной медицинской академии и Научном клиническом центре медицинской криологии «онКолор» (г. Нижний Новгород) под руководством и при непосредственном участии д.м.н., профессора Коченова В.И, доказана эффективность использования магнитных теплопроводящих сред при магнитокриодеструкции опухолей наружной локализации (базалиом, кератом, верукозных невусов, гемангиом, меланом, плоскоклеточного рака кожи); магнитокриодеструкции вросшего ногтя и атером кожи; криомагнитной мирингопластике; магнитокриохирургии небных миндалин. Выявлена новая возможность объективизации границы наступления необратимых криоразрушений по ширине и глубине патологического очага с помощью нанодисперсных частиц МН.
Апробация работы. Основные материалы работы доложены и обсуждены на международной научно - практической конференции «Новое в практической криологии» (Москва, Россия, 2004), 12-той международной Плесской конференции по магнитным жидкостям (Плёс, Россия, 2006), конференции «Инновационные технологии в медицине» (Саров, Россия, 2006), Всероссийской научной конференции «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем» (Ставрополь, Россия, 2007), 13-той международной Плесской конференции по нанодисперсным магнитным жидкостям (Плёс, Россия, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ.
Связь выполненной работы с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ММА им. И.М. Сеченова по проблеме № 10.16 «Фармация» по теме « Разработка новых лекарств и изделий медицинского назначения на основе мелкодисперсных магнитных материалов» (номер государственной регистрации 01930006972) и Программы Московского Правительства «Разработка и практическое освоение в здравоохранении новых методов и средств профилактики, диагностики и лечения онкологических, инфекционных и других опасных заболеваний» на 2004 – 2009 годы (номер государственной регистрации 115/06 – ГП – М).
Основные положения, выносимые на защиту
Методики определения железа в МН и ММК с нанодисперсными частицами МН.
Сравнительная оценка теплопроводности композиций с магнетитом и железом металлическим.
Результаты изучения растворимости плазмохимических порошков железа металлического и железо-углеродного композита в воде и минеральных кислотах.
Сравнительное физико-химическое исследование порошков МН и остатков МН, нерастворимых в минеральных кислотах.
Физико-химическое исследование ММК без лекарственного вещества.
Физико-химическое исследование ММК, содержащих лекарственные вещества.
Критерии и нормы оценки качества порошка железо-углеродного композита.
Структура и объем диссертации. Диссертация содержит оглавление; список сокращений; введение; обзор литературы (глава 1); методическую главу (глава 2); две главы результатов собственных исследований; обсуждение полученных результатов; раздел, отражающий критерии и нормы оценки качества порошка железо-углеродного композита; основные выводы; список литературы, включающий 122 источника, и приложение, в котором представлены документы, подтверждающие практическую значимость проведенных исследований. Диссертационная работа изложена на 147 страницах компьютерного текста, (включая Приложение), иллюстрирована 29 рисунками и 35 таблицами.
