Электролизные водные растворы в медицине

В последние годы, в медицине нашли все большее применение электролизные водные растворы, полученные путем электрохимического окисления, принцип которого лежит в основе абсолютного большинства процессов жизнедеятельности организма. Используемые в настоящее время электролизные водные растворы отличаются различным содержанием водородных ионов: анолит, католит,получаемые на установках «СТЭЛ-1М», нейтральный гипохлорит натрия, получаемый на аппарате «ЭЛМА-1М». Обнаружилось, что при электролизе крови в виде промежуточного продукта образуется гипохлорит натрия, который обладает рядом свойств:

• выраженным антибактериальным действием;
• резким повышением чувствительности бактерий к антибиотикам;
• детоксицирующим действием при местном и внутрисосудистом использовании путем окисления различных субстратов;
• местным и общим иммуностимулирующим действием; улучшением регионарной микроциркуляции при внутрисосудистом введении;
• дезинфицирующим действием.

Большой вклад в изучении ЭВР гипохлорита натрия сделал Э.А Петросян. Автором были обоснованы патогенетические принципы и лечение гнойной хирургической инфекции методом непрямого электрохимического окисления. Петросян Э.А. указывает, что гипохлорит натрия обладает выраженной антибактериальной активностью с широким спектром действия как в отношении грамположительных, так и грамотрицательных микроорганизмов. Была выявлена зависимость антимикробного эффекта гипохлорита натрия от вида микроорганизма, которые по мере возрастания степени устойчивости были расположены в следующий ряд: кишечная палочка < стафилококк < вульгарный протей < синегнойная палочка < грибок рода кандида. Указанная последовательность связана с различной химической структурой микробной стенки. Э.А Петросян в процессе взаимодействия гипохлорита натрия с микробными клетками выделял 2 стадии: 1) взаимодействие гипохлорита натрия с участками-мишенями на бактериальной стенке; 2) гибель микробной клетки в результате окисления. Первая стадия протекает быстро и заканчивается установлением состояния равновесия для связанного и свободного гипохлорита. Вторая стадия протекает более медленно и сопровождается возрастающей гибелью микробных клеток. Важное отличие 1-й стадии от 2-й заключается в том, что увеличение времени экспозиции не приводит к уменьшению концентрации несвязанного гипохлорита, но вызывает заметное повышение процента гибели микроорганизмов. Установлено, что динамика изменения связанного гипохлорита натрия не зависит от исходной концентрации. Однако, после превышения определенного уровня концентрации связанного гипохлорита в среде отмечается полное подавление роста бактерий. Принципиальным свойством гипохлорита натрия является достижение максимального бактерицидного эффекта при температуре 37⁰С. Усиление антимикробного эффекта гипохлорита натрия также достигается путем добавок солей кальция в электролит. Использование суббактериостатических концентраций подавляет факторы патогенности микроорганизмов на период 24-48 часов, с последующим восстановлением утраченных функций.

Благодаря своим свойствам гипохлорит натрия получил широкое применение в медицине. Первые исследования по использованию электрохимического окисления с применением гипохлорита натрия основывались на принципе работы цитохрома Р-450 печени и фермента миелопероксидазы нейтрофильных лейкоцитов. Экспериментальными исследованиями было установлено, что наиболее удобным переносчиком активного кислорода является подвергнутый электролизу физиологический раствор хлорида натрия. Образующийся при этом гипохлорит натрия является сильным окислителем, и с параметрами совместим с внутренней средой организма. В эксперименте in vitro показано, что 0.6% гипохлорит натрия оказывает выраженное бактерицидное действие на культуру микробов Strept. faecalis и Staph. aureus. Исследования in vivo, проведенные путем моделирования орошения каналов удаленных зубов человека, показали отсутствие роста микроорганизмов сразу же после орошения лишь при использовании концентрированных растворов. Это позволило заключить, что при использовании in vivo происходит расход гипохлорита натрия на окисление органических продуктов. D. Morse в исследованиях in vivo показал, что 5% раствор гипохлорита натрия обладает токсическим действием для человеческих клеток, вызывая большую деструкцию тканей, чем бактерий. Эксперименты in vivo с полиэтиленовыми трубками, имплантированными в спинки морских свинок, показали, что раздражающий эффект 2% раствора гипохлорита натрия и физиологического раствора отличается незначительно. Поэтому оптимальная концентрация препарата может определяться бактерицидным действием.

Хорошаев В.А. при изучении морфологических особенностей заживления ран брюшины установил, что в отличие от обычного процесса заживления ран, внутрибрюшинное введение католита вызывает усиление пролиферации мезотелиальных клеток. Это сопровождается более быстрым закрытием ран брюшины. Одновременно повышается темпы дифференцировки соединительно-тканных клеток. Анолит, в отличие от католита, существенным образом усиливает пролиферативную активность соединительно-тканных клеток и тормозит закрытие раневого дефекта мезотелиальными клетками. Поскольку регенерация ткани начинается с базальных клеток, влияние раствора гипохлорита натрия с низким содержанием активного хлора на эти клетки изучалось в эксперименте на коже in vivo. Отмечено, что после 2 недель аппликации 0.5% раствора гипохлорита натрия жизнеспособность базальных клеток эпидермиса снижается на 15%, в то время как использование 0.1% раствора с той же экспозицией не дало значительного отличия от контроля.

Высококонцентрированные раствора гипохлорита натрия с успехом используются как дезинфицирующие и стерилизующие средства для медицинского оборудования и хирургического инструментария.

Особый интерес представляет изучение коррозийного действия гипохлорита натрия на хирургические инструменты. Haikel Y. оценил режущую способность никелево-титановых инструментов при обработке гипохлоритом натрия. При исследовании были произвольно отобраны различные никелево-титановые инструменты и подвергнуты обработке гипохлоритом натрия в течение 12 и 48 часов. Затем производилась оценка режущей способности с помощью новой методики: за единицу измерения была взята энергия 50 линейных режущих движений, необходимая для разрезания плексигласа. Обработка гипохлоритом натрия не изменяла режущую способность инструментов любой марки достоверно. Оценка механических свойств никелево-титановых инструментов и влияние на них обработки гипохлоритом натрия осуществлялась изучением торсионного момента, максимального углового отклонения, максимального момента кривизны и постоянного угла деформации. Инструменты из никелево-титанового сплава четырех производителей были произвольно отобраны и подвергнуты обработке гипохлоритом натрия в течение 12 и 48 часов. С помощью торсионного момента и максимального углового отклонения определяли сопротивление инструмента к излому, максимальный момент кривизны оценивал устойчивость инструмента к коррозии, а постоянный угол деформации определял прочность основного сплава. На все вышеперечисленные показатели гипохлорит натрия не оказывал сколь либо достоверного влияния. В исследованиях A. Busslinger изучалось подверженность коррозии никелево-титановых инструментов в 1% и 5% растворах гипохлорита натрия. Инструменты были погружены в растворы на 1 час. Коррозия выявлялась с помощью электротермической поглотительной спектрометрии. Фоновое загрязнение 1% и 5% применяемых растворов гипохлорита натрия никелем было незначительным. Количество титановых частиц, зарегистрированных в 1% растворе гипохлорита натрия, было недостоверным. Однако, статистически достоверное количество титана было обнаружено после погружения свыше 30 минут в 5% раствор. На практике инструменты не подвергаются такой длительной обработке высокими концентрациями гипохлорита натрия, поэтому эта коррозия была смоделированной в эксперименте и не встречается в клинической практике.

При обработке рук хирурга с использованием электрохимически активированного раствора анолита получена 91.4% стерильность. При сравнительной оценке антимикробной эффективности гипохлорита натрия для обработки рук отмечено снижение концентрации S. aureus в 10 раз относительно исходного уровня. Аналогичные результаты были получены при обработке 80% этанолом. Эти результаты показывают, что гипохлорит натрия вполне может использоваться для обработки рук.

Изучение антимикробных свойств анолита показало, что данный антисептик обладает антимикробным действием на аэробные и неклостридиальные анаэробные микроорганизмы. При воздействии даже средних концентраций происходит снижение колоний синегнойной палочки на 4-5 раз в логарифмической зависимости; обработка 0.05% раствором гипохлорита натрия культур Enterococcus sp. была равноценна 24-часовому глюкозному голоданию бактерий; 1 минутная обработка 5% раствором способствовала полному уничтожению спор Bacillus subtilis; 1% раствор гипохлорита натрия показал аналогичную степень воздействия на альфа-гемолитические стрептококки, как и 0.2% цетримид; фунгицидный эффект в отношении грибов рода Candida превышал действие таких антигрибковых препаратов, как нистатин и амфотерицин; в отношении анаэробной культуры Fusobacterium nucleatum гипохлорит натрия показал выраженную биоцидную активность.

В последние годы получил применение нейтральный анолит, который успешно используется для профилактики гнойно-септических осложнений в хирургии пищевода, для обработки рук хирурга.

Широкое применение гипохлорит натрия получил в гнойной хирургии. При лечении местных и диффузных перитонитов, брюшную полость промывали 0.15% раствором гипохлорита натрия. В послеоперационном периоде осуществлялся локальный лаваж брюшной полости через дренажи, что способствовало уменьшению общей интоксикации организма и снижению частоты нагноений послеоперационных ран с 12.8% до 7.3%. Использование гипохлорита натрия при гнойных перитонитах способствовало снижению летальности с 20% до 15.38% и уменьшению количества послеоперационных гнойно-септических осложнений с 30% до 11.8%, повышению буферной емкости крови, возрастанию показателя связывающей способности альбумина. Наряду с использованием для лаважа брюшной полости, гипохлорит натрия нашел применение и в торакальной хирургии, для санации плевральной полости при острых эмпиемах. Проведенный метод лечения способствовал уменьшению количества больных с хронизацией процесса, сокращению сроков пребывания больных в стационаре и снижению летальности.

Санация полостных образований печени раствором гипохлорита способствовала снижению количества осложнений и летальности до минимума, сокращению пребывания больного в стационаре на 4.7 дней и устранению недостатков традиционных методов лечения. Используя метод Н.Н. Каншина, Алиев М.А. использовал гипохлорит натрия для капельного промывания гнойных ран через систему дренажей. Рана хорошо очищалась от гноя, отмечалась активная грануляция. Уже на 3-4 сутки бактериологический посев давал отрицательный результат. Было доказано, что гипохлорит натрия является средством выбора у больных с газовой инфекцией. Лечение гнойной инфекции с 3-4-кратной ежедневной обработкой очага способствовало значительному регрессированию воспалительных явлений, активации процессов фагоцитоза, повышение содержания катионных белков, появлению грануляций, вследствие усиления пролиферации и улучшению микроциркуляции.

Применение гипохлорита натрия для санации инфекционно-гнойного очага при операциях на почке и верхних мочевых путях позволило снизить общее количество гнойно-септических осложнений с 53.8% до 15.5%. С целью оптимизации лечения некоторых акушерских септических состояний Туляганов Т.Э. с соавт. предлагает внутриматочный лаваж 0.1% раствором гипохлорита натрия. Благодаря бактерицидному и детоксикационному действию авторы считают данный метод лечение патогенетически обоснованным. У пациентов с хирургическими гнойно-воспалительными заболеваниями и II, III стадиями эндотоксикоза проводилась детоксикация забранной плазмы крови гипохлоритом натрия. При использовании данного метода экстракорпоральной детоксикации снижалась потребность в белковых компонентах донорской крови на 70% и исключались побочные эффекты у больных; применение гипохлорита натрия в сочетание с ультрафиолетовым и лазерным облучением крови, при острых экзогенных отравлениях ускоряло процессы выведения экзо- и эндотоксинов из организма; сочетание электрохимической детоксикации с гемосорбцией способствовало быстрому снижению явлений воспаления и интоксикации с нормализацией функции иммунной системы и показателей биохимических анализов крови; у больных с алкогольным делирием, осложненным острым отравлением психотропными препаратами, денатуратами и суррогатами алкоголя, использование в комплексном лечении гипохлорита натрия приводило к значительному снижению продолжительности алкогольного делирия.

Широкое применение гипохлорит натрия получил и в стоматологической практике. Так, использование гипохлорита натрия для обработки зубных каналов способствовало лучшему восстановлению апикальных зон в зубах, в эксперименте было показана высокая эффективность гипохлорита натрия в орошении зубных каналов, загрязненных Streptococcus faecalis, результаты которых были идентичны при использовании хлоргексидина, а при проведении ультразвуковой ирригации зубных каналов гипохлоритом натрия обнаруживалось полное подавление роста Actinomyces israelei, Fusobacterium nucleatum, Propionibacterium acnes, Streptococcus mitans, Streptococcus sanguis.

Имеются сообщения о применение гипохлорита натрия в офтальмологической практике с целью дезинфекции глазных тонометров и контактных линз для предотвращения распространения глазных инфекций; получил применение метод местной санации гипохлоритом натрия ожогов, что способствовало быстрому заживлению ран; использование метода непрямого электрохимического окисления в дерматологии благоприятствовало скорейшему излечению больных с вульгарными и розовыми угрями.

Таким образом, электролизный водный раствор гипохлорита натрия будучи высокоэффективным антисептиком, являясь при этом практически безопасным и технически простым методом активного воздействия на различные биологические процессы, может широко применяться в практической медицине.