Pus solvents as new drugs with unique physical and chemical properti

Full Text

Со второй половины ХХ в. в мире наблюдается неуклонное повышение резистентности возбудителей инфекционных болезней к традиционным химиотерапевтическим средствам [1]. Прогрессивное снижение противомикробной активности химиотерапевтических противомикробных средств является одной из причин снижения эффективности лечения многих болезней, связанных с патогенными микроорганизмами. Несмотря на лечение, проводимое в соответствии со стандартами, выздоровление при этих болезнях затягивается, а течение болезни нередко осложняется локальными гнойно-воспалительными процессами [2, 3]. Так, снижение активности антибиотиков и противотуберкулезных химиотерапевтических средств (а точнее — повышение устойчивости возбудителей к химиотерапевтическим средствам) не только снизило клиническую эффективность традиционной антибиотикотерапии бактериальных пневмоний и туберкулезного поражения легких, но и увеличило частоту осложнений этих болезней в виде абсцесса легкого и гнойной эмпиемы плевры [4, 5].

В то же время, денатурирующая активность известных антисептических и дезинфицирующих средств, применяемых для профилактики и лечения гнойных болезней, сохраняется без значительных изменений [6]. Другими словами, устойчивость микроорганизмов к антисептикам и дезинфекторам осталась прежней. Но высокая дезинфицирующая активность традиционных растворов антисептиков и дезинфекторов, выявляемая in vitro, не обеспечивает быстрого выздоровления пациентов, страдающих гнойными болезнями [7]. Иллюстрацией низкой «антигнойной» клинической эффективности современных антисептических и дезинфицирующих средств является ставшее привычным многомесячное орошение растворами этих средств плевральной полости при гнойной эмпиеме плевры [8].

Аналогичная ситуация сохраняется при лечении открытых и закрытых локальных гнойно-воспалительных очагов, осложняющих течение инфекционных поражений иных частей тела [9, 10]. Косвенным доказательством трудности удаления гноя с помощью указанных средств является то, что до сих пор все пациенты с различными очаговыми гнойными процессами проходят длительное стационарное лечение в одном отделении, а именно — в гнойном, независимо от локализации у них гнойных процессов. При этом лечение представляет собой локальную санацию гнойных очагов растворами антибиотиков, антисептических и дезинфицирующих средств [11]. Одинаков и способ применения этих средств: санация гнойных очагов заключается в многократном ежедневном их орошении, промывании, спринцевании, инстилляции, аппликации с использованием растворов антисептиков и/или дезинфекторов [6, 12]. При этом учебники, руководства и справочники о лекарственных средствах не содержат информации о лекарствах-растворителях густого гноя, а общепринятая фармакотерапия гнойных болезней не включает средства, разжижающие и/или растворяющие густой гной [13–15].

Традиционно указанные процедуры проводятся в так называемых гнойных перевязочных кабинетах. При наружной локализации ограниченных гнойно-воспалительных процессов указанные процедуры могут быть дополнены такими процедурами, как ванны (ванночки), повязки и компрессы [16]. Тем не менее, несмотря на локальное применение растворов антисептиков и дезинфекторов, гной не исчезает мигом [17]. Более того, густой гной остается на длительное время на своем месте [6, 7]. Так, при туберкулезной гнойной эмпиеме плевры густой и липкий гной из плевральной полости рассасывается очень медленно до 6–8 месяцев [8].

Желание ускорить процесс выздоровления больных при гнойных болезнях вынуждало медицинских работников применять самые различные средства. Нет сомнения, что за всю историю медицины в роли средств, удаляющих гной, были перепробованы практически все средства гигиены, все подручные средства растительного и животного происхождения, а также все известные химические соединения: от обычной воды, личинок мясных мух и средств народной медицины до самых эффективных антибиотиков и агрессивных дезинфицирующих средств, предназначенных для лечения самых опасных инфекций и дезинфекции трупов животных и/или людей, ставших жертвами самых опасных инфекционных болезней, в частности, чумы, ящура и сибирской язвы [18].

По существу, на протяжении всей своей истории человечество непрерывно искало эффективные средства «от гноя», но вплотную подошло к открытию этой группы средств только в начале ХХI в. Неожиданным для всех оказалось, что потенциальные «растворители гноя» давно лежали «под ногами». Сегодня уже не секрет, что основными ингредиентами растворителей гноя являются вода, питьевая сода (гидрокарбонат натрия) и перекись водорода. Однако никто не догадывался, что для открытия средств, растворяющих гной, нужно было изучить динамику гноя при локальном взаимодействии различных комбинаций этих веществ с определенными физико-химическими свойствами [19–21]. Как бы там ни было, растворители гноя были созданы из известных веществ. Локальное применение растворителей гноя многократно ускорило удаление густого и липкого гноя из полостей, включая плевральную полость при гнойной эмпиеме плевры [22].

Начало научно обоснованного формирования фармакологической группы средств, растворяющих гной, стало возможным только в начале ХХI в. благодаря тому, что только к этому времени были сформированы основы локальной физико-химической фармакодинамики. В частности, к этому времени было установлено, что местное действие лекарственных препаратов в значительной мере определяется их неспецифической активностью, которая присуща не столько лекарственным средствам, сколько лекарственным формам и/или факторам локального взаимодействия [21, 23–25]. Было установлено, что фармакодинамика антисептических и дезинфицирующих средств заключается в местном денатурирующем действии, которое может обеспечивать стерилизацию обрабатываемых поверхностей. Выяснено, что для местного стерилизующего действия эти средства находятся в растворах в таких концентрациях, которые обеспечивают растворам денатурирующее действие. Показано, что денатурирующее действие антисептических и дезинфицирующих средств является частным случаем общей зависимости местного действия растворов всех лекарственных средств и химических соединений от их концентрации. Дело в том, что повышение концентрации химических соединений в растворах рано или поздно превращает растворы в жидкую среду, не совместимую с жизнью, и такая жидкость убивает все клетки микро- и макромира. Именно поэтому применение растворов с денатурирующим действием обеспечивает губительное действие на клетки всех микро- и макроорганизмов [20, 21].

Показано, что при локальном взаимодействии с тканями макроорганизма известные антисептические и дезинфицирующие средства вызывают следующие фармакологические эффекты: локальное стерилизующее, раздражающее (местное воспалительное) и прижигающее (некротическое) действие. При этом растворы с денатурирующей концентрацией одних средств повышают твердость, других — не изменяют твердость, а третьих — уменьшают твердость биологических тканей, включая гной [23, 26–28]. Следовательно, в лечении гнойных болезней традиционно применяются средства, губительно действующие на все формы жизни, а не средства, однонаправленно действующие именно на гнойные массы.

Тем не менее в России были впервые проведены систематизированные исследования динамики гноя под влиянием растворов различных антисептических, дезинфицирующих, плазмозамещающих и прочих лекарственных средств с учетом физико-химических факторов локального взаимодействия. В результате этих исследований была доказана возможность ускорения и повышения эффективности растворения густого и липкого гноя за счет таких физико-химических свойств водных растворов различных лекарственных средств, как щелочная, окислительная, осмотическая, температурная и газообразующая активность (способность формировать процесс холодного кипения как внутри самих растворов, так и внутри гнойных масс) [22, 23, 26, 27].

Приоритет России в разработке растворителей гноя подтвержден патентами на изобретенные лекарственные средства и способы их применения, обеспечивающие экстренное растворение густого гноя, а также серных пробок, слезных камней и даже молочного творога [29–31].

Показано, что кардинальное отличие рецептуры средств, разжижающих гутой гной и серные пробки, от рецептуры лекарственных средств всех других фармакологических групп заключается в том, что лекарственные средства новой фармакологической группы представляют собой теплый (при температуре выше 37 °C) раствор натрия гидрокарбоната (желательно насыщенный раствор), в котором находится перекись водорода в концентрации до 3 % и растворены газы (двуокись углерода, кислород или инертные газы типа гелия) под избыточным давлением [30–32].

Рабочая гипотеза при разработке новой фармакологической группы средств была основана на законе физики, объясняющем возможность изменения физико-химических свойств веществ за счет изменения их агрегатного состояния и наоборот [33], а также на общей теории относительности Альберта Эйнштейна [34] и физической теории Макса Планка, описывающей универсальные пространственно-временные свойства физических процессов [35].

Исследования были проведены в лаборатории, где изучалась динамика вязкости свежих патологических тканей, полученных из организмов пациентов, страдающих разными локальными гнойно-воспалительными процессами. Лабораторные исследования были проведены с такими биологическими объектами, как густой гной (был получен в условиях хирургического отделения туберкулезного диспансера из плевральной полости пациентов, страдающих туберкулезной гнойной эмпиемой плевры), серные пробки (были получены в условиях ЛОР-отделения городской клиники из полости наружного уха пациентов, страдающих внезапно возникшей глухотой) и слезные камни (были получены в условиях хирургического отделения глазной клиники у пациентов, страдающих гнойными конъюнктивитами). Результаты показали, что вода и/или водные растворы различных лекарств при повышении локальной температуры (гипертермии), повышении величины рН выше 7,0 (защелачивании) и при увеличении содержания газа (газировании) автоматически превращаются в разрушители густого гноя, серных пробок и слезных камней независимо от специфической фармакологической активности основных ингредиентов [23, 24]. При выполнении исследований было разработано несколько новых средств и способов их применения для удаления гноя и других твердых биологических объектов, аналогичных твердому гною [33].

Первым в этом списке стал «Способ лечения длительно незаживающих ран» (RU Patent 2187287). Суть этого изобретения сводится к орошению поверхности трофической язвы (расположенной на наружной поверхности тела пациента) теплым раствором 0,9 % натрия хлорида (при температуре 37–42 °C) и затем сохранение во влажной раневой поверхности такой локальной температуры с помощью лампы Солюкс. Способ показан для существенного ускорения процесса заживления длительно незаживающих ран и трофических язв, находящихся на поверхности тела.

Затем был разработан «Способ лечения эмпиемы плевры по Н.С. Стрелкову» (RU Patent 2308894). Сущность этого изобретения заключается в инъекции в гнойную массу раствора щелочного поверхностно-активного вещества (например, раствора 24 % эуфиллина) с температурой 37–42 °C, после которой гнойная масса равномерно перемешивается с помощью металлического стержня и магнитной мешалки под контролем УЗИ. Способ показан для существенного ускорения процесса санации плевральной полости при туберкулезной эмпиеме плевры.

В последующем был изобретен «Многофункциональный раствор для эпибульбарных инстилляций» (RU Patent 2452478). Сущность этого раствора заключается в том, что он содержит 0,55–1,0 % перекись водорода, 1,0–1,5 % натрия гидрокарбонат, 0,5–1,0 % лидокаина гидрохлорид и воду для инъекций (остальное). Было показано, что при гнойном конъюнктивите разработанное средство оказывает за счет лидокаина гидрохдорида поверхностное анестезирующее и противовоспалительное действие, а за счет перекиси водорода и гидрокарбоната натрия растворяет густой гной и слезные камни. Растворение густой гнойной массы и слезных камней достигается за счет щелочного омыления белково-липидных комплексов и внутритканевого процесса холодного кипения. При этом процесс холодного кипения происходит за счет выделения из перекиси водорода молекулярного газа кислорода под действием фермента каталазы, который всегда присутствует в гное, в крови и в слезных камнях. Средство повышает эффективность санации глазной полости при гнойном конъюнктивите у обездвиженных пациентов.

Параллельно был разработан «Способ маточного лаважа» (RU Patent 2327471). Сущность этого изобретения заключается в том, что через отверстие в шейке в область дна полости матки вводится с помощью катетера подогретый до 42–45 °C раствор, состоящий из 0,9 % натрия хлорида и 3 % перекиси водорода, до полного заполнения полости матки пеной, после чего в полость матки вводится силиконовый гель, предварительно пропитанный равным объемом раствора 3 % перекиси водорода. Способ показан для санации полости матки при длительном послеродовом маточном кровотечении.

Вскоре было разработано «Средство для санации свищей при инфицированном панкреонекрозе» (RU Patent 2455010). Сущность данного изобретения заключается в том, что средство представляет собой водный раствор, который содержит 0,9 % натрия хлорид, 0,142 % натрия гидрофосфат, 0,120 % натрия дигидрофосфат при рН 6,7–6,9 и при осмотической активности 340–370 мОсмоль/л воды. Средство показано для санации свищей при гнойном панкреонекрозе.

Затем было изобретено «Средство для разжижения густого и липкого гноя» (RU Patent 2360685). Сущность данного изобретения заключается в том, что средство представляет собой водный раствор 2,7–3,3 % перекиси водорода и 5,0–10,0 % натрия гидрокарбоната. Средство показано для санации открытых гнойных ран, покрытых густым и липким гноем. Чуть позже было создано изобретение «Способ и средство для удаления серной пробки» (RU Patent 2468776). Сущность созданного средства заключается в том, что оно является водным раствором, который содержит 0,3–0,5 % перекись водорода и 1,7–2,3 % натрия гидрокарбонат. Водный раствор вводится внутрь серной пробки с помощью инъекции вплоть до полной инфильтрации серной пробки. Механизм действия средства сводится к щелочному омылению белково-липидных комплексов, составляющих основу серной пробки, и к взрыванию ее массы. Разрывание конгломерата серной пробки на отдельные мелкие фрагменты происходит за счет внутритканевого холодного кипения, которое происходит за счет образования пузырьков газа кислорода из перекиси водорода под действием фермента каталазы. Изобретение предназначено для экстренного восстановления слуха при внезапной глухоте, вызванной наличием серной пробки в наружном слуховом проходе.

Для промывания брюшной полости под контролем УЗИ был изобретен «Способ перитонеального диализа газированным раствором» (RU Patent 2336833). Сущность изобретения заключается в том, что для перитонеального диализа впервые был предложен газированный двуокисью углерода раствор 0,9 % натрия хлорида, нагретый до 42 °C. При этом в растворе образуются пузырьки газа двуокиси углерода, которые позволяют с помощью УЗИ контролировать перемещение жидкости в брюшной полости и добиваться контролируемого промывания «нужных» областей этой полости. Способ повышает эффективность промывания брюшной полости при гнойном перитоните.

Особое внимание обращает на себя изобретение под названием «Гипергазированное и гиперосмотическое антисептическое средство» (RU Patent 2331441). Сущность этого разработанного в России средства заключается в том, что оно является водным раствором, который содержит 2,7–3,3 % перекись водорода, 2,0–10,0 % натрия хлорид и двуокись углерода до создания избыточного давления 0,2 атм. при 8 °C. Механизм действия данного средства состоит в том, что при нормализации давления оно начинает бурлить за счет интенсивно происходящего образования газа двуокиси углерода, а при наличии каталазы в обрабатываемой среде данное средство дополнительно «вскипает» за счет образования газа кислорода из перекиси водорода. Поэтому данное средство является «холодно кипящим» и выделяющим 2 газа: газ двуокиси углерода и газ кислород. Это средство показано для санации инфицированных гнойных ран с различной локализацией. Перед введением средства в закрытую полость ее нужно открыть, чтобы газ выделялся наружу.

И наконец, в 2018 г. в России был выдан патент на «Отбеливающий очиститель зубных протезов» (RU Patent 2659952). Это средство представляет собой водный раствор, нагретый до 37–42 °C, который включает 2,0–10,0 % натрия гидрокарбонат, 3 ± 0,3 % перекись водорода и кислород до создания избыточного давления 0,2 атм. при 8 °C. Было показано, что такой раствор с высокой скоростью и эффективностью отбеливает и чистит зубные протезы за счет гипертермического размягчения, щелочного омыления, окислительного отбеливания, кавитационного разрыхления, флотации и суспензирования. Раствор обладает способностью быстро диффундировать в толщу зубного налета, пятен крови и сгустков гноя, разрушать в них межбелковые и белково-липидные связи, трансформировать гемоглобин и его остатки в растворимую форму, обесцвечивать остатки крови и гноя, удалять их с поверхности зубного протеза без агрессивного действия на его поверхность и слизистые оболочки полости рта.

Следовательно, такие известные лекарственные средства, как вода, натрия хлорид, натрия гидрокарбонат, перекись водорода, газ кислород и газ двуокиси углерода могут быть использованы для создания гигиенических средств с новым механизмом действия, а именно — с локальным растворяющим действием на густой гной, а также на серные пробки, слезные камни, пятна крови и зубной налет. Для этого указанные лекарственные средства предварительно должны быть смешаны друг с другом в определенных соотношениях и в особых условиях для получения водного раствора с уникальными физико-химическими свойствами, обеспечивающими фармакологическую активность в виде способности быстро растворять и отбеливать густой гной.

Установлено, что растворители густого гноя — это теплые водные растворы, обладающие умеренной щелочной, гиперосмотической, окислительной и выраженной кипящей активностью. При локальном взаимодействии с гноем они вызывают в нем щелочное омыление белково-липидных комплексов, а гной за счет фермента каталазы «включает» в растворах выделение газа кислорода из перекиси водорода, что обеспечивает растворам биохимическое размягчение густого гноя, быстрое внедрение в гнойную массу и физическое разрушение ее монолитной структуры за счет внутритканевого холодного кипения вследствие быстрого выделения пузырьков газа. Помимо растворения густого гноя эти средства растворяют серные пробки, слезные камни, пятна крови и зубной налет. Инъекция раствора-растворителя гноя внутрь гнойной массы или серной пробки ускоряет и усиливает их разрушение, растворение и превращение в гомогенные текучие жидкости.

About the authors

Alexander L. Urakov

Izhevsk State Medical Academy; Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of RAS

Author for correspondence.
Email: urakoval@live.ru

Dr. Med. Sci., Professor, Head of the Department of General and Clinical Pharmacology; Senior Researcher of the Department of Modeling and Synthesis of Technological Processes 

Russian Federation, Izhevsk

References