Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 7
1.1 Раневой процесс 7
1.2 Взаимодействие физических факторов и биологических объектов..15
1.3 Биорезонансная терапия. Механизмы и принципы действия 26
1.4 Лазерная доплеровская флоуметрия. Механизмы и принципы действия .40
Глава 2. Материалы и методы исследования 48
2.1 Экспериментальная часть .48
2.2 Клиническая часть .49
2.2.1 Характеристика исследуемых групп 49
2.2.2 Методы проведения терапевтического воздействия .51
2.2.3 Оценка течения раневого процесса 52
2.2.4 Статистическая обработка данных 54
Глава 3. Результаты исследования .56
3.1 Экспериментальная часть .56
3.2 Клиническая часть 76 3.2.1Воздействие БРТ на микроциркуляцию в области послеоперационной раны 77
3.2.2 Воздействие БРТ на раневой процесс .96
Глава 4. Обсуждение .101
Выводы .106
Практические рекомендации .107
Сокращения .108
Список литературы .
- Биорезонансная терапия. Механизмы и принципы действия
- Характеристика исследуемых групп
- Статистическая обработка данных
- Воздействие БРТ на раневой процесс
Биорезонансная терапия. Механизмы и принципы действия
Тромбоциты, появляясь в области повреждения в первую очередь, обеспечивают процессы нормального гемостаза, активируются внеклеточным матриксом сосудистой стенки. Первой реакцией на повреждение является вазоконстрикция, которая возникает через 5-10 минут и обеспечивает гемостаз. Дегрануляция тромбоцитов во внеклеточное пространство оказывают влияние и на другие процесс ранозаживления (Epstein H.F. 1999). Вторым этапом возникает активной вазодилятации. Данный процесс возникает через 20 минут после нанесения травмы и отмечается увеличение капиллярной проницаемости. Медиаторы тучных клеток, такие как серотонин и гистамин, увеличивают проницаемость микроциркуляторного русла и вызывают дилятацию венул. Одним их важных медиаторов, увеличивающим проницаемость сосудистой стенки и вызывающим дилятацию, является гистамин. Активация калекреин-кининовой системы также сопровождается увеличением сосудистой проницаемости, а также возрастанием количества протеина и клеток в области раны (Enoch 2005).
Биохимические и физические процессы происходящие в ране воздействуют на микроциркуляцию, продолжая увеличивать сосудистую проницаемость в течение примерно 72 ч. В это время могут наблюдаться первые клинические признаки воспалительной реакции — эритема и повышение местной температуры вследствие вазодилятации, отек вследствие повышения сосудистой проницаемости, возрастания содержания плазмы и клеточных элементов и боль в результате повышения внутритканевого давления, как результат отека (Martin J.M. 2010).
Клеточный ответ в фазу воспаления характеризуется увеличением лейкоцитов в области повреждения. Вскоре после повреждения нейтрофилы и моноциты начинают мигрировать через капилляры в поврежденную ткань. Первично в ране увеличивается уровень нейтрофилов, затем макрофагов. Данной миграции способствуют хемоатрактанты высвобождаемые в ходе гемостаза. К таким веществам относятся калликреин, фибринопептид высвобождаемый из фибриногена продукты деградации фибрина. Факторы роста, такие как PDGF, TGF-3, интерлейкины (IL), фактор некроза опухолей (TNF), играют важную роль в миграции и активации раневых фибробластов, эндотелиальных клеток, образование рубца. (Rivera A.E. 2007)
Отложение фибронектина создает основу в ране, на которую мигрируют фибробласты. (Diegelmann R.F. 2004) Фибронектин начинает продуцироваться в течение первых 24-48 ч после момента травматизации. Популяция фибробластов становится доминирующей среди всех клеток в регенерирующей ране, после того как фаза воспаления идет на убыль. (Lawrence W.T. 1998)
Фибронектиновый слой находится на фибриновом налете, в свежей ране, функционируя как направляющая, по которой происходит миграция фибробластов и эпителиальных клеток в ране. (Lawrence W.T. 1998) Фаза регенерации Восполительный ответ сосдает необходимые предпосылки для развития следующей фазы – фазы регенерации. Фаза регенерации продолжается от 5 суток до 3 недель после травмы (Кузин М.И. 1990). Эта фаза включает в себя реэпителизацию, ангиогенез и фиброплазию. Фибробласты образуются в ране и имеют выраженный эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и митохондрии. Фибробласты мобильны и так же как эпителиальные клетки реагируют на контактное ингибирования. В ранах они фиксируются к коллагену и фибрину, подвергаясь так же контактному руководству руководству, как и эпителиальные клетки при миграции. Миграция их весьма сходна и характеризуется вытягиванием клетки с последующей ее фиксацией (Ramasastry S.S. 2005). Фибробласты синтезируют не только коллаген, но и протеогликаны, эластин, содержат энзимы, необходимые для синтеза холестерола, завершения цикла Кребса и гликолиза. Фибробласты начинают появляться в ране в конце воспалительной фазы. Раневые фибробласты также продуцируют гликозаминогликаны, входящие в состав межклеточного вещества. Фибробласты выявляются в ране в течение первых 2-3 суток после травматизации и начинают привалировать среди клеточных популяций в течение первых 7 дней. Ранний экстрацеллюлярный матрикс в значительной степени состоит из фибронектина и гиалуронатов. Они служат основой, на которую фибробласты могут мигрировать и фиксироваться на ней.(Schreml S. 2010) Фибробласты вырабатывают разнообразные субстанции, необходимые для ранозаживления, включая гликозаминогликаны (GAG) и коллаген. В первые 2-3 суток после ранения фибробласты способствуют клеточной репликации и миграции и а также — коллагеновому синтезу.
Критерием положительной динамики в лечении раны служит эпителизация раневой поверхности. Данный процесс представляет собой ряд последовательных событий, включающих мобилизацию, миграцию, митоз и клеточную дифференциацию эпителиальных клеток. Регенерация эпителия является ключевым моментом восстановления ткани, обеспечивает эффективный барьер против инвазии бактерий, необходимую функцию и внешний вид. Данный процесс включает мобилизацию базальных клеток от их прикрепления к дерме, миграцию к месту травмы, митотическую пролиферацию и замещение предшествующих клеток. Клеточная функция восстанавливается путем дифференцировки. В течение 12 ч после ранения происходят морфологические и функциональные изменения, ближайших к ране эпидермальных клеток.
Характеристика исследуемых групп
Если же происходить совмещение пространственной и временной суммации, то сигнал усиливается в сотни раз, подобный механизм позволяет повысить восприимчивость организма к низкоинтенсивным электомагнитным полям. Одной их концепция в применение нихкоинтенсивных электромагнитных полей в биологических системах в последнее время стала теория стохастического резонанса. (Анищенко В.С., и соавт. 1999, Kruglikov I.L. et al. 1994). Сущностью стохастического резонанса является усиление сигнала за счет поступления энергии из широкополосного внутреннего шума, таким образом при оптимальном уровне шума наблюдается максимальный эффект воздействия.
Понятие резонанс описывает в данном случае немонотонную зависимость ответной реакции биологического объекта от интенсивности эндогенного шума.
Как эндогенные так и экзогенные тепловые шумы биологического объекта могут играть роль шумовых колебаний, необходимых для проявления стохастического резонанса, основные свойства которого зависят от спектрального состава шума, а так же и от информационной значимости экзогенного сигнала.
Активация ионных каналов в мембране нейронов, сопровождащаяся возрастанием их чувствительности к сигналам, находящимся ниже порога возбудимости так же может являться следствием стохастического резонанса (Berzukov S.M. et al. 1995, Готовский М.Ю. и соав. 2010). Усиление ответной реакции порой достигает значимых показателей и может быть более 103 раз.
В окружающей среде всегда отмечается естественный электромагнитный фон, с периодическими возмущениями, оказывающими влияние на биологические объекты, поэтому стационарные состояния и колебания являются локально устойчивыми, а при изменении параметров действующих сил локальная устойчивость описанных состояний также может претерпеть изменения.
Значение параметра, при котором состояние биологической системы изменяется называется бифуркационной точкой. В бифуркационной точке биологическая система теряет устойчивость и преходит к новому состоянию В то же время возникает две новые ветви стстемы, характеризующиеся относительной устойчивостью. Можно сказать, что в точке бифуркации биологическая система достигает некое критическое состояние и переходит в новое состояние, характеризующееся более высоким уровнем стабильности и упорядоченности.
Таким образом любой патологический процесс в биологической системе можно рассматривать как потерю устойчивости в точке бифуркации (Лобкаева Е.П. и соавт. 2005).
Меняя режим колебаний системы с использованием внешних воздействий, можно вывести биологическую систему в новое устойивое состояние. Стоит отметить, что чем ближе система к точке бифуркации тем чувствительнее она к низкоинтенсивным воздействиям, в том числе и к шумовым сигналам. Исходя из этого шумовой сигнал, воздействующий на систему в момент, когда она находится в точке бифуркации, может инициировать переход системы из неустойчивого состояния, к примеру болезнь, в устойчивое - здоровье
Подобные переходы давно изучены и известны для физических, химических и ряда биологических систем (Хорстхемке В. 1987). Ионный циклотронный резонанс. Движение ионов при воздействии переменного магнитного поля проходит по циклоидальной траектории, в плоскости перпендикулярной воздействующему полю и с определенной циклотронной частотой, зависящей от таких характеристик как заряд, масса иона и напряженность магнитного поля. Подобное явление в физике и называется ионный циклотронный резонанс.
Одним из первых, кто предположил, что ионный циклотронный резонанс имеет значении при действии переменных электромагнитных полей на биологические системы был A. Либофф (А. Liboff). Он сформулировал теорию ионного циклотронного резонанса, согласно которой резонансная частота f иона зависит от его массы m, заряда q и напряженности магнитного поля В. (Liboff A.R. 1985).
Согласно выдвинутой теории, экзогенное низкоинтенсивное переменное магнитное поле в присутствии геомагнитного (47–50 мкТл) может изменять скорость транспорта ионов через ионные каналы в мембране, стоит сказать, что эти эффекты наблюдаются только на циклотронных частотах. (Liboff A.R. 1985, McLeod B.R.et al. 1992, Rozek R.J. et al. 1987, Готовский М.Ю. и соав. 2010).
Либофф провел ряд исследований, в которых экспериментально продемонстрировал, что эффекты, получаемые при действии низкочастотного электромагнитного поля в присутствии постоянного геомагнитного поля, возникают при определенных частотах. Такие же циклотронные частоты имеют ионы К+, Ca2+ и Mg2+ (Liboff A.R.et al. 1987, Blanchard J.P. et al. 1994).
Полученные таким образом эффекты выражались в изменении трансмембранного транспорта ионов К+, Ca2+ и Mg2+, что изменяло их вне и внутриклеточную концентрацию. Резонансная частота магнитного поля для достижения желаемого эффекта должна была быть предельно точной, вплоть до ±0,1 Гц. Полученные эффекты вызвали интерес со стороны ученых, поскольку появилась возможность влиять на процессы возникновения и проведения возбуждения используя низкоинтенсивные переменные электромагнитные поля.
Статистическая обработка данных
Доступом к сердцу у наблюдаемых нами пациентов была срединная стернотомия. Кожный разрез ушивался внутрикожным швом, в нижнем полюсе которой через отдельные разрезы проводилось дренирование плевральных полостей и полости перикарда. Дренажи фиксировались кисетным швом, также в области внутрикожного шва накладывался единичный узловой страховочный шов. Дренажи у наблюдаемых больных убирались на 2 сутки после операции, швы с области установки дренажа в контрольных группах снимались на 8-9 послеоперационные сутки, узлы, фиксирующие внутрикожный шов по полюсам удалялись, как правило, на 10 сутки. Учитывая особенности закрытия послеоперационной раны, оценивая скорость репаративного процесса, мы полагались на клиническую оценку области послеоперационной раны. Учитывались такие параметры как наличие или отсутствие раневого отделяемого, эластичность формируемого послеоперационного рубца. Такой критерий как срок снятия швов с послеоперационной раны использовался нами для оценки состояния ран, через которые выводились дренажные трубки.
Контрольными группами при изучении скорости раневого процесса для нас стали группы «ИБС 1» и «Пороки 1». Оценивая течение раневого процесса у пациентов контрольных групп - пациенты с ИБС и пациенты прооперированных по поводу пороков сердца - достоверной разницы отмечено не было. Раневое отделяемое отсутствовало на 3.7±0.4 сутки в контрольной группе пациентов с ИБС и 3.5±0.52 сутки после операции в контрольной группе пациентов прооперированных по поводу пороков сердца, достоверных различий в исчезновении раневого отделяемого у пациентов контрольных групп не отмечалось (р=0.3)( рис 17).
Эластичность рубца у пациентов контрольных групп значимо не отличалась. Швы с ран после дренажных трубок убирались на 9.5±0,52 сутки в контрольной группе пациентов с ИБС и на 9.0±0,66 сутки после операции в контрольной группе пациентов с пороками сердца, значимых различий в исследуемых показателях отмечено не было (р=0.1)(рис 18). 12 10 с Рис.18 Сроки снятия швов в контрольных группах у пациентов с ИБС и пороками сердца. Основными группами при изучении скорости течения раневого процесса стали группы «ИБС2», «ИБС3», «пороки 2», «пороки 3».
У основных групп после 5 минутного воздействия БРТ значимой разницы в скорости заживления послеоперационных ран не отмечалось (р 0.05). Скорость заживления была сопоставима со скорость заживления послеоперационных ран в контрольных группах.
У пациентов основных групп «ИБС3» и «пороки 3» наблюдались определенные отличия течения раневого процесса. Раневое отделяемое отсутствовало на 3.4 ±0,5 сутки в основной группе пациентов «ИБС 3» и на 3.3±0,4 сутки в основной группе «пороки 3». Достоверных различий между основными группами и при сравнении основных и контрольных групп по этому признаку отмечено не было (р 0.05). Эластичность рубца у пациентов основных групп субъективно между собой не отличалась, также значимо не отличалась от эластичности рубца контрольных групп. Швы с ран после дренажных трубок в группе «ИБС 3» удалялись на 8±0.6 сутки, а в группе «пороки 3» - на 7,9±0,5 сутки. При сравнении групп ИБС 1 и ИБС 3 была отмечена значимая разница в сроке снятия швов, которая составила 1,5±0.8 дня (р=0.0003)(рис.19). При сравнении групп «пороки 1» и «пороки 3», также получены достоверные различия в сроках снятия швов – 1.1±0.87 дня (р=0.003)( рис. 20). Рис.19 Сроки снятия швов в контрольной и основной группах у пациентов с ИБС. Рис.20 Сроки снятия швов в контрольной и основной группах у пациентов с пороками. Оценивая влияние БРТ на скорость течения репаративного процесса можно сделать следующие выводы: Экспозиция БРТ в течение 5 минут значимого влияния на скорость заживления послеоперационных ран у пациентов исследуемых категорий не оказывает. Экспозиция БРТ в течение 15 минут статистически значимо влияет на скорость заживления послеоперационных ран в обеих исследуемых группа. Обсуждение полученных результатов
Целью нашего исследования являлось изучение воздействия низкоинтенсивных электромагнитных полей эндогенного происхождения на биологические объекты. Основной задачей было изучить, возможно ли применение данного излучения для стимуляции регенерации у пациентов кардиохирургического профиля.
Одной из особенностей хирургического лечения больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы является частое применение искусственного кровообращения и фармако-холодовой кардиоплегии. Данное пособие не может не сказаться на гомеостазе организма. В ходе проведения искусственного кровообращения нарушается четкая система обратных связей организма, электролитный состав крови, микроциркуляция. (Amoureux S 2008)
Повреждение включает большое количество сигнальных путей для инициации регенерации.( Martin P. 1997,Gurtner GC 2008)
Для активации тканевой интеграции и восстановления гомеостаза данные сигнальные пути должны быть четко скоординированы, отсутствие взаимодействия этих сигнальных путей приведет к дефектам регенерации (Falanga V. 2005)
Успешность проведенного лечения определяет не только хирургическая техника, но и скорость восстановления функциональных структур организма.
Обилие применяемых препаратов имеет как положительные моменты, так и отрицательные. Зачастую отрицательные моменты не учитываются при планировании лекарственной терапии. К примеру, широко применяемые препараты, такие как фуросемид и строфантин, влияют на TEP, индуцирующее электрическое поле клетки, что приводит к уменьшению электрического поля раневой поверхности (Epstein FH 1985, Zhao M. 2006, Reid B,Nuccitelli 2007, Levin MH 2005).
Как упоминалось выше электрическое поле раны играет большую роль в направленной миграции клеток, а следовательно и в ранозаживлении (Ridley AJ 2003, M. Zhao 2009). Учитывая это, можно предполагать, что протокол лекарственной терапии, используемый при ведение пациентов кардиохирургического профиля в ранний послеоперационный период, может негативно сказываться на процессах регенерации.
Обсуждение экспериментальной части. В результате проведенных исследований было установлено, что воздействие низкоинтенсивным электромагнитным полем с заданными характеристиками стимулируют митотическую активность клеток в области раны. Полученные результаты исследований свидетельствуют о том, что процесс заживления ран в опытной группе заканчивается в среднем за 20±2,5 дня, тогда как в контрольной группе – за 26 ± 3 дня. Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено, что сеансы эндогенной биорезонансной терапии БРТ, проводимые животным с вырезанным лоскутом кожи, ускоряют процесс заживления кожных ран в среднем на 6 дней. Полученные данные согласуются с описанными в литературе исследованиями (, M. Zhao 2009)
Воздействие БРТ на раневой процесс
Одним из условий адекватной регенерации является эффективное кровоснабжение пораженных областей (Ramasastry SS 2005). Состояние микроциркуляции может описывать как процесс нормального заживления пораженных тканей, так и быть предвестником начала локальных воспалительных явлений (Ramasastry SS 2005.). По этим причинам динамика изменения состояния микроциркуляции является одним из способов оценки состояния послеоперационной раны.
По данным ряда авторов электромагнитные поля оказывают влияние на сосудистое русло ( Morris C., 2005,Mayrovitz H. 2001, Okano H. 2007. Morris and Skalak 2005). При этом характер воздействия определяется как характеристиками самого электромагнитного поля, так и состоянием микроциркуляторного звена кровообращения. (Morris C., 2005,Mayrovitz H. 2001, Okano H. 2007) Отмечается как увеличение, так и снижение скоростей кровотока ( Gmitrov J 2004, Ohkubo H. 1997 Трибрат Н.С 2009, Segal S. 2005). Ряд авторов отмечает отсутствие эффекта воздействия низкоинтенсивных полей на показатели кровотока, что объясняется близким к норме состоянием микроциркуляторного русла ( Morris C., 2005,Mayrovitz H. 2001).
Метод исследования состояния микроциркуляторного русла был использован нами для контроля степени воздействия низкоинтенсивного электромагнитного поля на процессы регенерации, поскольку эти два процесса сильно коррелируют между собой. Анализ результатов полученный в контрольной группе показал нам, что эффект БРТ зависит от исходного состояния микроциркуляторного русла. Так при физиологической норме проводимое воздействие значимого эффекта не вызывает, а регистрируемые изменения связаны с физиологическими 102 колебаниями показателей микроциркуляторного русла. Полученные результаты могут стать критерием прекращения проводимой терапии.
Исследование кровотока прооперированных пациентов без применения БРТ показали, что в ранний послеоперационный период, а именно на третьи сутки, в области послеоперационной раны отмечается спастический характер кровотока. У пациентов с ИБС такие характеристики сохраняются вплоть до последнего дня исследования. У пациентов с пороками сердца в первые дни после операции также отмечается спастический тип кровотока, но к последнему дню обследования тип кровотока приближается к нормальному.
Подобная тенденция может говорить о более выраженном нарушение эндотелиальной функции у пациентов с ИБС, чем у пациентов с пороками сердца. Воздействие БРТ проводимое в течение 5 минут не показало значимого влияния на показатели микроциркуляции как в группе пациентов с ИБС, так и в группе пациентов с пороками сердца, в то время как при увеличении экспозиции эффект воздействия статистически значим. Данные результаты говорят о дозозависимом эффекте влияния электромагнитных полей. Предположительно при кратком воздействии происходит лишь инициация изменений, поскольку несмотря на отсутствие статистически значимых изменений факт воздействия присутствовал. Увеличение экспозиции до 15 минут привело к регистрации уже статистически значимых изменений в обеих группах пациентов. Начиная наше исследование, мы опирались на свойстве электромагнитных полей оказывать регулирующее действие на биологические системы.( Adey WR 1993). Поэтому ожидаемым эффектом было восстановление микроциркуляции до нормальных значение. Поскольку в исследуемой категории больных в обеих группах наблюдался спастический тип кровотока, было получено усиление микроциркуляции в отевет на проводимое воздействие. Так как гиперимический тип кровотока 103 зафиксирован не был, обратный эффект в виде снижения уровя кровотока показать не удалось.
Стоит отметить, что при заживление ран повышенная оксигенация регенирирующих тканей имеет и свои минусы. Отмечено, что чрезмерное насыщение кислородом организма снижает скорость регенерации тканей (Ramasastry SS 2005..) В то же время недостаток оксигенации регенерирующей ткани также приводит к низкой степени регенераторной активности. Золотой серединой является первичная незначительная ишемия тканей, что способствует стимуляции ангиогенеза (Ramasastry SS 2005).
Оценивая клинические характеристики процесса заживления послеоперационных ран пациентов, перенесших хирургическое лечение с применением аппарата искусственного кровообращения, стоит отметить, что применение ЭМП у данной категории пациентов, снижало отечность области послеоперационной раны, локальную гиперемию, отмечалось снижение болезненности области послеоперационной раны в ранний послеоперационный период. При применении ЭМП снижалось количество раневого отделяемого.
В ходе проведенного исследования мы выяснили, что низкоинтенсивное электромагнитное излучение оказывает стимулирующее действие на процессы регенерации. Из полученных данных видно, что экспозиция как и в случае с микроциркуляцией имеет важное значение в для достижения ожидаемого эффекта. Практическим применением исследуемой методики может стать как лечение ран различного генеза в общей хирургии, комбустиологии, так и лечение повреждений вызванных ишемией тканей, поскольку низкоинтенсивное излучение оказывает стимулирующее действие на состояние гемодинамики в микроциркуляторном звене кровотока.
В сердечно-сосудистой хирургии и кардиологии данная методика может быть использована для лечения инфаркта миокарда, при заболевании магистральных и периферических сосудов. В послеоперационном периоде может применяться для более быстрого заживления послеоперационных ран сердца, грудины, мягких тканей. Однако алгоритмы воздействия при всех вышеперечисленных ситуациях требуют отдельного подхода и исследования. 105 Выводы. 1. В раннем послеоперационном периоде у пациентов, перенесших хирургическое лечение в условиях искусственного кровообращения, в области послеоперационной раны наблюдается спастический тип кровотока. 2. Применение низкоинтенсивного магнитного поля в ранний послеоперационный период нормализует состояние микроциркуляторного русла у кардиохирургических пациентов. 3. Применение низкоинтенсивных электромагнитных полей эффективно в целях сокращения срока заживления неосложненных послеоперационных ран у кардиохирургических больных. 4. Эффект применения электромагнитных полей является дозозависимым. В нашем исследовании эффективным оказалось 15-ти минутное воздействие. 5. Аппаратно-программный комплекс «имедис-эксперт» эффективен в лечение послеоперационных ран у кардиохирургических больных. 1
![Возможности комбинированного применения озона и низкочастотного ультразвука в лечении гнойных ран (экспериментально-клиническое исследование) [Электронный ресурс]](/i/i/4385/199525.png "Возможности комбинированного применения озона и низкочастотного ультразвука в лечении гнойных ран (экспериментально-клиническое исследование) [Электронный ресурс] Емельянов Андрей Юрьевич")
![Возможности клеточных технологий при лечении сердечной недостаточности [Электронный ресурс]](/i/i/4237/197204.png "Возможности клеточных технологий при лечении сердечной недостаточности [Электронный ресурс] Волковская Ирина Васильевна")