В.В. Сабельников, Т.М. Сабельникова, В.Н. Горячева

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Борьба с хирургической инфекцией в послеоперационный период является актуальной задачей современной медицины. Одно из эффективных средств подавления бактериальной микрофлоры – использование низкочастотного ультразвука. Совместные исследования, проведенные в МГТУ им. Н.Э. Баумана и ГВКГ им. Н.Н. Бурденко, показали, что низкочастотный ультразвук действительно обладает бактерицидным действием по отношению к основным представителям бактериальной микрофлоры: стафилококку, протею, кишечной и синегнойной палочкам. Однако время полной санации бактериальных растворов изменялось от 18 до 27 мин. В этом случае возможно проявление негативного действия ультразвука на здоровые клетки и фибринозный слой раны. В целях сокращения необходимого времени озвучивания и сохранения высокого бактерицидного эффекта в МГТУ им. Н.Э. Баумана разработан новый способ ультразвуковой обработки инфицированных ран (Патент РФ [8]). Данный способ основан на усилении кавитационного бактерицидного воздействия низкочастотного ультразвука на патогенную микрофлору за счет дополнительных физико-химических факторов: антисептиков окислительной группы, оптимального нагрева озвучиваемой бактериальной среды и наложения на нее внешнего статистического давления. Предлагаемый способ ультразвукового воздействия на бактериальную микрофлору сокращает время стерилизации бактериальных взвесей от 5 до 7,2 раза, причем максимально необходимое конечное время озвучивания не превышает  5 мин. При изучении радикального механизма звукохимических реакций был установлен так называемый эффект последействия ультразвука. Эффект последействия ультразвука заключается в том, что предварительно озвученный раствор обладает повышенными бактерицидными свойствами по сравнению с неозвученным раствором и сохраняет бактерицидную способность в течение определенного периода времени.

Цель. Экспериментально подтвердить эффект последействия ультразвука, показать целесообразность осуществления прерывистого процесса озвучивания, сократить конечное время озвучивания бактериального раствора.

Результаты. При озвучивании 50 мл бактерицидной взвеси на основе кишечной палочки с концентрацией (40…45)∙103 микробных тел в 1 мл раствора был подтвержден эффект последействия ультразвука. После прекращения ультразвукового воздействия в растворе в течение 3…5 мин отмечалось дополнительное относительное снижение числа микробных тел в интервале от 2 до 10 %. Исследования показали, что бактерицидная способность ранее озвученного раствора связана с сохранением в растворе свободных радикалов [11]. В экспериментах использовалась серийная ультразвуковая установка модели УРСК-7Н со следующими параметрами колебаний: рабочей частотой f = 26,5 кГц и амплитудой смещения торца концентратора A = 40…45 мкм. Показана целесообразность замены непрерывного озвучивания на процесс прерывистого ультразвукового воздействия. Установлен рекомендуемый временной цикл процесса прерывистого озвучивания, когда время непрерывного ультразвукового воздействия совпадает с временно́й паузой и соответствует 2–3 мин. В этом случае время стерилизации микробной взвеси на основе кишечной палочки снижается с базовых 24 до 18 мин, соответственно уменьшается кавитационное воздействие ультразвука на рану при сохранении высокого бактерицидного эффекта. Предлагаемый процесс прерывистого озвучивания позволяет сократить базовое значение конечного времени озвучивания (τкон.) на 20…30%.

Практическая значимость. Результаты выполненных исследований были успешно опробованы в травматологическом отделении ГВКГ им. Н.Н. Бурденко при лечении инфицированных ран.

Сабельников В.В., Сабельникова Т.М., Горячева В.Н. Исследование бактерицидной способности низкочастотного ультразвука при осуществлении прерывистого процесса озвучивания // Наукоемкие технологии. 2021. Т. 22. № 1. С. 21−28. DOI: https://doi.org/10.18127/j19998465-202101-03.

1. Абаев Ю.К. Справочник хирурга. Раны и раневая инфекция. Ростов-на-Дону: Феникс. 2006. 427 с.
2. Минченко А. Раны. Лечение и профилактика осложнений: Учеб. пособие. СПб.: Спец. лит. 2003. 310 с.
3. Гостищев В.К. Клиническая оперативная гнойная хирургия. М.: ГЭОТАР-Мед. 2016. 448 с.
4. Киселев М.Г., Минченя В.Г., Степаненко Д.А. Ультразвук в медицине: Монография. Минск: БНТУ. 2009. 497 с.
5. Physical Principles of Medical Ultrasonies. Ультразвук в медицине. Физические основы применения: Пер. с англ. / Под ред.  К. Хилла. М.: Физматлит. 2008. 542 с.
6. Акопян Б.В., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. 224 с.
7. Сабельникова Т.М., Сабельников В.В., Горячева В.Н. Интенсификация химического воздействия низкочастотного ультразвука на биологические объекты // Биомедицинская радиоэлектроника. 2016. № 7. С. 79–84.
8. Пат. № 2082467 (РФ). Способ ультразвуковой обработки инфицированных ран и устройство для его осуществления /  В.В. Сабельников, В.И. Лощилов, Т.М. Сабельникова. 1997.
9. Сабельникова Т.М., Сабельников В.В., Горячева В.Н. Влияние температуры озвучиваемого раствора на бактерицидную способность низкочастотного ультразвука // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17. № 11. С. 38–43.
10. Сабельников В.В., Сабельникова Т.М., Горячева В.Н. Влияние внешнего статического давления на бактерицидную способность низкочастотного ультразвука // Наукоемкие технологии. 2017. Т.18. № 5. С. 48–53.
11. Сабельников В.В., Сабельникова Т.М., Горячева В.Н. Исследование радикального механизма подавления патогенной микрофлоры низкочастотным ультразвуком // Наукоемкие технологии. 2018. Т. 19. № 2. С. 73–79.
12. Сабельников В.В., Сабельникова Т.М., Горячева В.Н. Интенсификация бактерицидной способности низкочастотного ультразвука за счет комплексного воздействия физико-химических факторов // Наукоемкие технологии. 2017. Т. 18. № 8.  С. 62–66.
13. Сабельников В.В., Сабельникова Т.М., Горячева В.Н. Исследование бактерицидной способности низкочастотного ультразвука при изменении параметров озвучиваемой среды // Наукоемкие технологии. 2019. Т. 20. № 2. С. 59–64.