Экспериментальная сравнительная оценка расщепленной целлюлозы для ушной тампонады на основе послеоперационной клинической и микробиологической динамики

Полный текст

Обоснование

Основной метод лечения хронического гнойного среднего отита — хирургический. На конечном этапе операции формируется специфичная послеоперационная область, состоящая при закрытых видах операций из наружного слухового прохода или при открытых видах операций с дополнительной мастоидальной частью полости [1, 2].

По данным различных авторов [3], в ряде случаев после операции наблюдается длительный вялотекущий воспалительный процесс со стороны оперированного уха, трудности с приживлением неотимпанального лоскута, эпидермизацией открытой ушной полости. Неудовлетворительное течение послеоперационного процесса может быть связано с видом послеоперационного тампонирования, формой и видом материала ушного тампона, сроками тампонады [4], поэтому очевидна необходимость в разработке нового ушного тампона ввиду несовершенства конструкций, применяемых для тампонады полости уха, которые не исключают развития послеоперационного гнойного воспаления в ухе, деформаций самой послеоперационной полости, замедления эпителизации стенок ушной полости, неотимпанального лоскута и стенок наружного слухового прохода.

Среди доступных в настоящее время материалов для ушной тампонады существуют традиционные перевязочные, которые используют многие отохирурги. На практике чаще всего применяют медицинскую марлю, которой заполняют просвет наружного слухового прохода и созданную во время операции полость открытого типа. Часто вместе с марлей используют медицинскую резину (латекс) для покрытия стенок полости.

Однако ввиду длительного нахождения материала в ушной полости такой тампон служит причиной бактериального воспаления со всеми вытекающими последствиями: нагноением, появлением грануляций, потерей формы «ушной» полости, отторжением пластического лоскута барабанной перепонки [5]. В настоящее время для устранения недостатков традиционной тампонады предложен ряд материалов с целью повышения качества тампонады. Среди них, по отзывам практикующих специалистов, один из лучших — ушной тампон Merocel фирмы Medtronic, изготовленный из плотной микропористой губки Merocel из гидролизованного поливинилацетата. Однако, несмотря на то, что он улучшает свойства традиционного тампона, у него тоже есть недостаток, обусловленный наличием «пилящего» эффекта из-за пористой текстуры его поверхности, что позволяет грануляционной ткани прорастать в тампон и вызывать кровотечение после удаления тампона за счет деэпителизации и развития воспаления в операционной полости и слуховом проходе.

К сожалению, в Республике Беларусь отсутствует собственное производство ушных тампонов, поэтому во многих клиниках отохирурги продолжают пользоваться традиционным типом тампонады.

Мы обратили внимание на такой материал, как целлюлоза — полисахарид с формулой (C₆H₁₀O₅)_n, который применяют в других областях медицинской практики и фармацевтической промышленности [6]. Это природное соединение с высокой молекулярной массой, растительный полисахарид, распространенное органическое вещество [7, 8]. Обладает высокой гидрофильностью, образует многочисленные водородные связи между нитями полимеров, имеет волокнистое строение [9]. Целлюлоза активно впитывает раневое отделяемое и расширяется, заполняя контуры полости [10]. Материал отличается высокой гигроскопичностью и безопасностью при применении, отсутствием сыпучих свойств. Представляет прочный и пластичный недорогостоящий материал.

Для всесторонней оценки этого материала как потенциально возможного для тампонады наружного слухового прохода после операций на ухе мы решили изучить в эксперименте различные свойства расщепленной целлюлозы. В данной работе представляем результаты клинико-микробиологического раздела нашего исследования.

Цель — в эксперименте на животных оценить свойства расщепленной целлюлозы в сравнении с другими материалами для тампонады наружного слухового прохода после операции на ухе путем изучения послеоперационной клинической и микробиологической динамики.

Материалы и методы

База исследования — стационарный виварий Гродненского государственного медицинского университета. Для эксперимента использовали 36 кроликов породы Шиншилла массой 2–2,5 кг. Все оперативные вмешательства выполняли в условиях адекватной анестезии в соответствии с этическими нормами обращения с животными, а также требованиями и рекомендациями Европейской конвенции по защите позвоночных, используемых для экспериментальных и иных научных целей [11].

Экспериментальные животные были распределены на три группы в зависимости от материала тампона, помещаемого в наружный слуховой проход (каждая группа состояла из 12 животных). Операцию проводили в операционной вивария по разработанной нами методике под общей анестезией — кетамин в дозе 50 мг (внутримышечно).

Микрохирургической иглой после обработки операционного поля раствором антисептика (раствор 96 % спирта) выполняли широкую миринготомию с образованием дефекта барабанной перепонки диаметром не менее 1/3 площади мембраны, скарифицировали оставшуюся ее наружную поверхность и участок кожи наружного слухового прохода по краю шириной 5 мм.

 

Таблица 1. Визуальная оценка изменений в наружном слуховом проходе на 7-е сутки после оперативного вмешательства

Table 1. Visual assessment of changes in the external auditory canal on the 7th day after surgical intervention

Целевая группа	Воспаление тканей наружного слухового прохода, средний балл	Наличие выделений из уха, средний балл
1 (тампон из целлюлозы) (n = 4)	2,5	2,0
2 (тампон Merocel) (n = 4)	1,0	1,0
3 (тампон из марли) (n = 4)	1,25	2,25

 

В опытной группе 1 (12 животных) в наружный слуховой проход помещали тампон из целлюлозы. Тампон представлял собой прямоугольник, вырезанный из полотна расщепленной целлюлозы толщиной 2,0 мм и размером 20,0 × 30,0 мм.

В контрольной группе 2 (12 животных) применяли тампон, изготовленный из плотной микропористой губки Merocel из гидролизованного поливинилацетата (производство компании Medtronic, США), в контрольной группе 3 (12 животных) — тампон из медицинской марли.

В послеоперационном периоде осуществляли визуальное наблюдение за общим состоянием животных и местным статусом. Оценивали состояние послеоперационной раны, состояние тампонов на наличие выделений из ушей, воспалительную реакцию тканей наружного слухового прохода.

Для оценки динамики заживления раны выполняли микробиологическое исследование раневого экссудата. На 7, 14 и 21-е сутки после операции исследовали раневое отделяемое из наружного слухового прохода лабораторных животных. Забор и посев исследуемого материала производили в соответствии с инструкцией по применению «Микробиологические методы исследования биологического материала» [12, 13]. Возбудитель идентифицировали с помощью микробиологического анализатора VITEK 2 Compact Systems.

Материал из наружного слухового прохода кролика забирали стерильным ватным тампоном с использованием транспортной гелевой среды Амиеса. Микроорганизмы определяли с помощью экспертной системы VITEK 2 Compact Systems. Идентификация системой VITEK 2 Compact Systems основана на сравнительном анализе результата с базой данных, которая содержит информацию о типичных биохимических реакциях всех входящих в базу данных микроорганизмов. Карта включает 43 биохимических теста для грамположительной флоры и 47 для грамотрицательной. Время получения окончательного результата — 8–10 ч.

Микробиологическое исследование заключалось в выделении и идентификации чистых культур бактерий. Рост микроорганизмов оценивали исходя из количества колониеобразующих единиц (КОЕ).

Всего было выделено и проанализировано 42 изолята микроорганизмов, из которых 36 были получены после тампонады, а 6 — составили контроль.

Результаты и обсуждение

Общее состояние животных всех трех групп на 7, 14 и 21-е сутки после операции было удовлетворительным. Температура тела соответствовала норме.

Выраженность воспаления кожи наружного слухового прохода на основании выделенных типов цитограмм оценивали по балльной шкале от 1 до 3 баллов: 1 балл — выделений не было; 2 балла — выделения были, но не носили гнойного характера; 3 балла — гнойные выделения.

 

Таблица 2. Визуальная оценка изменений в наружном слуховом проходе на 14-е сутки после оперативного вмешательства

Table 2. Visual assessment of changes in the external auditory canal on the 14th day after surgical intervention

Целевая группа	Воспаление тканей наружного слухового прохода, средний балл	Наличие выделений из уха, средний балл
1 (тампон из целлюлозы) (n = 4)	2,75	2,5
2 (тампон Merocel) (n = 4)	2,0	2,25
3 (тампон из марли) (n = 4)	2,5	1,0

 

Визуальную оценку выделений также проводили по балльной шкале от 1 до 3 баллов: 1 балл — признаки воспаления отсутствовали; 2 балла — признаки воспаления умеренно выражены; 3 балла — признаки воспаления явно выражены.

Как видно из табл. 1, в группе 2 признаки воспаления и выделения отсутствовали, а в группах 1 и 3 признаки воспаления не достигали явной выраженности (менее 3 баллов), при этом выделения не носили гнойного характера (менее 3 баллов).

На 14-е сутки после операции (табл. 2) во всех группах признаки воспаления были умеренно выражены (до 3 баллов).

В этот период в группе 3 (тампон из марли) выделений из уха не наблюдалось. В группах 1 и 2 выделения были, но не носили гнойного характера (менее 3 баллов).

 

Таблица 3. Визуальная оценка изменений в наружном слуховом проходе на 21-е сутки после оперативного вмешательства

Table 3. Visual assessment of changes in the external auditory canal on the 21th day after surgical intervention

Целевая группа	Воспаление тканей наружного слухового прохода, средний балл	Наличие выделений из уха, средний балл
1 (тампон из целлюлозы) (n = 4)	1,0	1,0
2 (тампон Merocel) (n = 4)	2,5	2,0
3 (тампон из марли) (n = 4)	2,0	1,75

 

Анализ данных табл. 3 показывает, что клинические проявления на 21-е сутки после операции в группе 1 практически отсутствовали (1 балл), в то время как в группах 2 и 3 признаки воспаления были умеренно выражены (менее 3 баллов).

В группе 1 на 21-е сутки после операции выделений не было, в группах 2 и 3 выделения не носили гнойного характера (не более 2 баллов).

На 7-е сутки после операции у всех кроликов в группе 1 были выделены Escherichia coli (100 %), в группе 2 — Escherichia coli (100 %), Staphylococcus xylosus (25 %), в группе 3 — Escherichia coli (25 %), Enterobacter cloacae complex (25 %), Staphylococcus xylosus (25 %), Staphylococcus vitulinus (25 %) (табл. 4).

 

Таблица 4. Микробиологическое исследование отделяемого из наружного слухового прохода на 7-е сутки после оперативного вмешательства

Table 4. Microbiologic research of external auditory canal secretion on the 7th day after surgical intervention

Целевая группа	Выделенные микроорганизмы
1 (тампон из целлюлозы) (n = 4)	Escherichia coli*
2 (тампон Merocel) (n = 4)	Escherichia coli*,  Staphylococcus xylosus**
3 (тампон из марли) (n = 4)	Escherichia coli*, Enterobakter cloacae complex***, Staphylococcus xylosus**, Staphylococcus vitulinus**

* Escherichia coli — вид грамотрицательных палочковидных бактерий, широко распространенных в нижней части кишечника теплокровных животных. Большинство штаммов E. coli безвредны. Безвредные штаммы являются частью нормальной флоры кишечника человека и животных.
** Staphyloccus xylosus, Staphylococcus equorum, Staphylococcus vitulinus, как и большинство видов стафилококков, коагулазоотрицательные и существуют как комменсалы на коже человека и животных и в окружающей среде.
*** Enterobacter cloacae широко распространены в природе, встречаются в пресной воде, почве, сточных водах, на растениях, овощах, в испражнениях человека и животных.

 

На 14-е после операции у кроликов в группе 1 были выделены Escherichia coli (75 %), Proteus vulgaris (25 %), в группе 2 — Escherichia coli (25 %), Staphylococcus xylosus (25 %), Klebsiella oxytoca (50 %), в группе 3 — Escherichia coli (50 %), Enterobakter cloacae complex (25 %), Staphylococcus pseudintermedius (25 %) (табл. 5).

 

Таблица 5. Микробиологическое исследование отделяемого из наружного слухового прохода на 14-е сутки после операции

Table 5. Microbiologic research of external auditory canal secretion on the 14th day after surgical intervention

Целевая группа	Выделенные микроорганизмы
1 (тампон из целлюлозы) (n = 4)	Escherichia coli, Proteus vulgaris*
2 (тампон Merocel) (n = 4)	Escherichia coli, Staphylococcus xylosus, Klebsiella oxytoca**
3 (тампон из марли) (n = 4)	Escherichia coli, Enterobakter cloacae complex, Staphylococcus pseudintermedius***

* Proteus vulgaris — бактерия, которая обитает в кишечном тракте людей и животных. Ее можно найти в почве, воде и фекалияx. Это условно-патогенный микроорганизм человека.
** Klebsiella oxytoka — род условно-патогенных бактерий, относящихся к семейству энтеробактерий (Enterobacteriaceae).
*** Staphylococcus pseudintermedius — в первую очередь патоген для домашних животных, но известно, что он поражает и людей.

 

На 21-е сутки после операции у кроликов в группе 1 были выделены Escherichia coli (20 %), Kocuria kristinae (20 %), Kocuria rhizophilla (20 %), Staphylococcus xylosus (20 %), Staphylococcus aureus (20 %), в группе 2 — Escherichia coli (75 %), Staphylococcus aureus (25 %), в группе 3 — Escherichia coli (50 %), Enterobakter cloacae complex (25 %), Staphylococcus pseudintermedius (25 %) (табл. 6).

 

Таблица 6. Микробиологическое исследование отделяемого из наружного слухового прохода на 21-е сутки после оперативного вмешательства

Table 6. Microbiologic research of external auditory canal secretion on the 21th day after surgical intervention

Целевая группа	Выделенные микроорганизмы
1 (тампон из целлюлозы) (n = 4)	Escherichia coli, Kocuria kristinae*, Kocuria rhizophilla*, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus aureus**
2 (тампон Merocel) (n = 4)	Escherichia coli, Staphylococcus aureus
3 (тампон из марли) (n = 4)	Escherichia coli, Staphylococcus equorum, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus thoraltensis***

* Kocuria повсеместно распространены в окружающей среде и составляют часть нормальной флоры кожи и полости рта человека и других млекопитающих. Они вызывают такие инфекции, как эндокардит, пневмония и сепсис, преимущественно у пациентов с ослабленным иммунитетом, а также инфекции, связанные с имплантированными инородными телами, такими как внутривенные катетеры и катетеры.
** Streptococcus aureus может вызывать широкий диапазон заболеваний, начиная с легких кожных инфекций (угри, импетиго, фурункул, флегмона, карбункул, абсцесс) до смертельно опасных состояний (пневмония, менингит, остеомиелит, эндокардит, инфекционно-токсический шок и сепсис).
*** Streptococcus thoraltensis, род Streptococcus, — редкий вид стрептококков, который очень редко вызывает инфекцию у людей.

 

Из литературных данных известно, что в норме наружный слуховой проход кроликов заселен аэробными и анаэробными бактериями. Наиболее распространены стафилококки (63 %), обитающие в ушном канале, чаще всего это Staphylococcus auricularis и Staphylococcus epidermidis. Среди микроорганизмов, вызывающих воспаление наружного уха, наиболее часто обнаруживают Pseudomonas aeruginosa (38 %), реже — Staphylococcus epidermidis (9 %) и Staphylococcus aureus (8 %). Анаэробные бактерии выявляют в 4–25 % случаев. На долю грибковой инфекции приходится 2–10 % случаев [14].

Мы оценивали состояние микрофлоры в наружном слуховом проходе без тампонады у 6 животных. Были выделены следующие виды микроорганизмов — Pantoea spp. (33 %), Staphylococcus aureus (33 %), Pantoea aglomerans (33 %), Staphylococcus vitulinus (17 %), Escherichia coli (17 %), Acinetobacter haemolyticus (17 %).

Acinetobacter spp. — род грамотрицательных бактерий из семейства Moraxellaceae. Acinetobacter — свободноживущие сапрофиты и распространены повсеместно.

Анализ результатов, полученных при бактериологическом исследовании содержимого наружных слуховых проходов животных в послеоперационном периоде, показал, что видовой и количественный состав выделяемой микрофлоры не претерпевает существенных изменений и остается стабильным на протяжении всего периода наблюдения (до 21 дня). Из материалов, которые применяли у животных для тампонады наружного слухового прохода, в указанные сроки выделены представители нормальной микрофлоры организма здоровых животных, которые обычно обнаруживают при микробиологическом исследовании материала из наружного слухового прохода клинически здоровых животных. Микробиоценоз животных контрольной группы без тампонады в эксперименте подтверждает наше заключение. По данным R.G. Harvey и соавт. (2001) [15], видовое разнообразие нормальной микрофлоры животных зависит от множества факторов: возраста и физиологического состояния животных, типа кормления и качества кормов, состава материалов, используемых в качестве подстилки. Мы обнаружили довольно разнообразный состав (Pantoea spp., Staphylococcus aureus, Pantoea aglomerans, Staphylococcus vitulinus, Escherichia coli, Acinetobacter haemolyticus). Среди микроорганизмов, обитающих в организме животного, могут присутствовать оппортунистические виды, при этом на их вирулентность указывают признаки воспалительных реакций [16–18]. В нашем эксперименте связь между тампонадой различными материалами и видовым составом микрофлоры не прослеживалась.

Согласно количественной оценке практически все высеваемые микроорганизмы давали рост не менее чем 10⁶ КОЕ/тампон. Исключение составили: на 7-е сутки в группе 1 (тампон из целлюлозы) — Escherichia coli, Staphylococcus xylosus (10⁴ КОЕ/тампон), на 14-е сутки в группе 2 (тампон Merocel) — Staphylococcus xylosus (10⁵ КОЕ/тампон), на 21-е сутки в группе 1 (тампон из целлюлозы) — Kocuria rhizophilla, Staphylococcus xylosus (10³ КОЕ/тампон), в группе 3 (тампон из марли) — Staphylococcus equorum, Staphylococcus xylosus (10³ КОЕ/тампон).

Диагностически значимым количеством микроорганизмов считают значение 10⁴ КОЕ/тампон и выше. Показатели ниже 10⁴ КОЕ/тампон свидетельствуют о загрязнении или носительстве.

Не отмечено увеличения количества патогенных микроорганизмов и развития видов микроорганизмов из числа относящихся к патогенным. Присутствие и степень клинической реакции на наличие в наружном слуховом проходе различного типа материала для тампонады не были взаимосвязаны.

Выводы

Экспериментальные данные показывают, что материал для тампонады наружного слухового прохода из расщепленной целлюлозы (группа 1), материал из микропористой губки из гидролизованного поливинилацетата (группа 2), материал из медицинской марли в сроки эксперимента до 21 дня не вызывают роста патогенной микрофлоры, а отсутствие выраженной местной реакции барабанной перепонки и наружного слухового прохода кролика по клиническим признакам позволяет считать расщепленную целлюлозу одним их перспективных импортозамещающих материалов для изготовления тампона для тампонады наружного слухового прохода и трепанационных полостей после операций на среднем ухе.

Дополнительная информация

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Вклад каждого автора: О.Г. Хоров — концепция и дизайн исследования, написание и редактирование статьи, утверждение рукописи для публикации; В.Н. Сак — концепция и дизайн исследования, сбор и анализ литературных данных, написание статьи; Н.Н. Чернова, Р.В. Янович — техническая реализация исследования, техническое описание.

Этический комитет. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом Гродненского государственного медицинского университета (№ 10 от 21.03.2024).

Конфликт интересов. Все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Additional information

Author contribution. All the authors made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication.

Personal contribution of the authors: O.H. Khorov — statistical data processing, analysis and interpretation of the results, text; V.N. Sak — study concept and design, material collection; N.N. Chernova, R.V. Yanovich — writing, editing.

Ethics approval. The protocol of the study was approved by the local Ethics Committee of the Grodno State Medical University (No. 10 dated 21.03.2024).

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Об авторах

Олег Генрихович Хоров

Гродненский государственный медицинский университет

Email: khorov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8191-5784

доктор медицинских наук

Белоруссия, 230003, Гродно, ул. Горького, д. 80

Виктор Николаевич Сак

Гродненская университетская клиника

Email: viktor.sak74@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-1338-0986

MD

Белоруссия, Гродно

Наталья Николаевна Чернова

Гродненская университетская клиника

Email: mantikora7791@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-5902-7595

MD

Белоруссия, Гродно

Регина Владимировна Янович

Гродненская университетская клиника

Автор, ответственный за переписку.
Email: reginajanovich@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-5730-9850

MD

Белоруссия, Гродно

Список литературы

Дополнительные файлы