Бактерицидная эффективность использования высокоинтенсивного импульсного широкополосного облучения при лечении инфицированных ран

Целью исследования явилось изучение бактерицидной эффективности высокоинтенсивного импульсного широкополосного облучения при лечении инфицированных ран. Проведено экспериментальное исследование на 90 половозрелых крысах-самцах линии Wistar (3 группы). Моделировали инфицированную рану контаминированием Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Candida albicans. Животным 1-й группы проводили высокоинтенсивное импульсное широкополосное облучение. Животным 2-й группы проводили традиционное УФ облучение. Животным 3-й группы проводили туалет раны раствором хлоргексидина 0,1%. Проведенное исследование показало, что к 3-му дню лечения у животных, которым проводили импульсное высокоинтенсивное широкополосное облучение ран, имело место существенное уменьшение контаминации Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumonia и Pseudomonas aeruginosa по сравнению с 3-й группой. К 7-му дню лечения в 1-й и во 2-й группах у большинства животных наблюдали полную деконтаминацию ран в отношении Staphylococcus aureus и Klebsiella pneumoniae. У большинства животных 1-й группы выявлено полное очищение ран от Pseudomonas aeruginosa. К 10-му дню практически у всех животных 1-й группы отмечена полная деконтаминация ран. Статистический анализ показал, что к 10-му дню лечения у животных 1-й и 2-й групп по отношению к Staphylococcus aureus и Klebsiella pneumoniae выявлена существенная разница в снижении степени контаминации ран по сравнению с результатами у животных 3-й группы. Таким образом, применение импульсного высокоинтенсивного широкополосного облучения ран снижает степень контаминации патогенных микроорганизмов в более ранние сроки.

1. Hariyanto H., Yahya C.Q., Cucunawangsih C., Pertiwi C.L.P. Antimicrobial resistance and mortality // Afr J Infect Dis. – 2022. – Vol. 16 (2). – P. 13-20. doi: 10.21010/Ajid.v16i2.2.

2. Reyes J., Komarow L., Chen L., Ge L., Hanson B.M., et all. Antibacterial Resistance Leadership Group and Multi-Drug Resistant Organism Network Investigators. Global epidemiology and clinical out-comes of carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa and associated carbapenemases (POP): a prospective cohort study // Lancet Microbe. – 2023. – Vol. 4(3). – P. 159-170. doi: 10.1016/S2666-5247(22)00329-9.

3. Hall-Stoodley L., Costerton J.W., Stoodley P. Bacterial biofilms: from the natural environment to infectious diseases // Nat Rev Microbiol. – 2004. – Vol. 2 (2). – P. 95-108. doi: 10.1038/nrmicro821.

4. Stewart P.S., Costerton J.W. Antibiotic resistance of bacteria in biofilms // Lancet. – 2001. – Vol. 358 (9276). – P. 135-138. doi: 10.1016/s0140-6736(01)05321-1.

5. St Denis T.G., Dai T., Izikson L., Astrakas C., Anderson R.R., Hamblin M.R., Tegos G.P. All you need is light: antimicrobial photoinactivation as an evolving and emerging discovery strategy against infectious disease // Virulence. – 2011. – Vol. 2 (6). – P. 509-20. doi: 10.4161/viru.2.6.17889. Epub 2011 Nov 1.

6. Karbalaei-Heidari H.R., Budisa N. Combating Antimicrobial Resistance With New-To-Nature Lanthipeptides Created by Genetic Code Expansion // Front Microbiol. – 2020. – Vol. 11. – P. 590522. doi: 10.3389/fmicb.2020.590522.

7. Aguda O.N., Lateef A. Recent advances in functionalization of nanotextiles: A strategy to combat harmful microorganisms and emerging pathogens in the 21st century // Heliyon. – 2022. – Vol. 8(6). – P. e09761. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e09761.

8. Oli A.N., Eze D.E., Gugu T.H., Ezeobi I., Maduagwu U.N., Ihekwereme C.P. Multi-antibiotic resistant extended-spectrum beta-lactamase producing bacteria pose a challenge to the effective treatment of wound and skin infections // Pan Afr Med J. – 2017. – Vol. 27. – P. 66. doi: 10.11604/pamj.2017.27.66.10226.

9. Park S.C., Nam J.P., Kim J.H., Kim Y.M., Nah J.W., Jang M.K. Antimicrobial action of water-soluble β-chitosan against clinical multi-drug resistant bacteria // Int J Mol Sci. – 2015. – Vol. 16(4). – P. 7995-8007. doi: 10.3390/ijms16047995.

10. Sanyasi S., Majhi R.K., Kumar S., Mishra M., Ghosh A., et all. Polysaccharide-capped silver Nanoparticles inhibit biofilm formation and eliminate multi-drug-resistant bacteria by disrupting bacterial cytoskeleton with reduced cytotoxicity towards mammalian cells // Sci Rep. – 2016. – Vol. 6. – P. 24929. doi: 10.1038/srep24929.

11. Kortright K.E., Chan B.K., Koff J.L., Turner P.E. Phage Therapy: A Renewed Approach to Combat Antibiotic-Resistant Bacteria // Cell Host Microbe. – 2019. – Vol. 25 (2). – P. 219-232. doi: 10.1016/j.chom.2019.01.014.

12. Табалдыев А.Т. Cовременные методы лечения гнойных ран и их эффективность // Бюллетень науки и практики. – 2022. – Т.8, №12. – С. 311-319.

13. Чепурная Ю.Л., Мелконян Г.Г., Гульмурадова Н.Т., Сорокин А.А. Улучшение результатов лечения пациентов с гнойными заболеваниями пальцев и кисти при использовании лазерного излучения и фотодинамической терапии // Лазерная медицина. – 2021. – Т.25, №2. – С. 28-40.

14. Топчиев М.А., Паршин Д.С., Пьянков Ю.П., Топчиев А.М., Чухнина Ю.Г. Оксигенированные лекарственные препараты и экзогенный оксид азота в комплексном лечении гнойно-некротических поражений синдрома диабетической стопы // Таврический медико-биологический вестник. – 2018. – Т.21, №1. – С.148-152.

15. Часнойть А.Ч., Жилинский Е.В., Серебряков А.Е., Лещенко В.Т. Механизмы действия вакуумной терапии ран // Медицинские новости. – 2015. – №7. – С. 12-16.

16. Wang D., Kuzma M.L., Tan X., He T.C., Dong C. et all. Phototherapy and optical waveguides for the treatment of infection // Adv Drug Deliv Rev. – 2021. – Vol. 179. – P. 114036. doi: 10.1016/j.addr.2021.114036.

17. Dai T., Huang Y.Y., Hamblin M.R. Photodynamic therapy for localized infections--state of the art // Photodiagnosis Photodyn Ther. – 2009. – Vol. 6(3-4). – P. 170-88. doi: 10.1016/j.pdpdt.2009.10.008.

18. Cesar G.B., Winyk A.P., Sluchensci Dos Santos F., Queiroz E.F. et all. Treatment of chronic wounds with methylene blue photodynamic therapy: A case report // Photodiagnosis Photodyn Ther. – 2022. – Vol. 39. – P. 103016. doi: 10.1016/j.pdpdt.2022.103016. Epub 2022 Jul 14.

19. Permatasari P.A., Astuti S.D., Yaqubi A.K., Paisei E.A., Pujiyanto, Anuar N. Effectiveness of katuk leaf chlorophyll (Sauropus androgynus (L) Merr) with blue and red laser a ctivation to reduce Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Enterococcus faecalis biofilm // Biomedical Photonics. – 2023. – Vol. 12(1). – P. 14-21. doi.org/10.24931/2413-9432-2023-12-1-14-21

20. Semyonov D.Yu., Vasil’ev Yu.L., Dydykin S.S., Stranadko E.F., Shubin V.K., Bogomazov Yu.K., Morokhotov V.A., Shcherbyuk A.N., Morozov S.V., Zakharov Yu.I. Antimicrobial and antimycotic photodynamic therapy (review of literature) // Biomedical Photonics. – 2021. – Vol. 10(1). – P. 25-31. doi.org/10.24931/2413-9432-2021-10-1-25-31

21. Yin R., Dai T., Avci P., Jorge A.E., de Melo W.C. et all. Light based antiinfectives: ultraviolet C irradiation, photodynamic therapy, blue light, and beyond // Curr Opin Pharmacol. – 2013. – Vol. – 13(5). – P. 731-62. doi: 10.1016/j.coph.2013.08.009.

22. Song C, Wen R., Zhou J., Zeng X., Kou Z. et all. UV C Light from a Light-Emitting Diode at 275 Nanometers Shortens Wound Healing Time in Bacterium- and Fungus-Infected Skin in Mice // Microbiol Spectr. – 2022. – Vol. 10 (6). – P. e0342422. doi: 10.1128/spectrum.03424-22.

23. Panzures A. 222-nm UVC light as a skin-safe solution to antimicrobial resistance in acute hospital settings with a particular focus on methicillin-resistant Staphylococcus aureus and surgical site infections: a review // J Appl Microbiol. – 2023. – Vol. 134 (3). – P. lxad046. doi: 10.1093/jambio/lxad046. PMID: 36869801.

24. Архипов В.П., Багров В.В., Бяловский Ю.Ю., Камруков А.С., Куспаналиева Д.С. и др. Организация доклинических исследований бактерицидного и ранозаживляющего действия импульсного фототерапевтического аппарата «Заря» // Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. – 2021. – Т.29, №5. – С. 1156-1162. doi 10.32687/0869-866X-2021-29-5-1156-1162.

25. Багров В.В., Бухтияров И.В., Володин Л.Ю. и др. Аппарат высокоинтенсивного оптического облучения для терапии ран и раневой инфекции // Медицинская техника. – 2023. – № 2(338). – С. 1-4.

26. Bagrov V.V., Bukhtiyarov I.V., Volodin L.Y., Zibarev E.V., Kamrukov AS et all. Preclinical Studies of the Antimicrobial and Wound-Healing Effects of the High-Intensity Optical Irradiation “Zarnitsa-A” Apparatus // Applied Sciences. – 2023. – Vol. 13(19). – P. 10794. doi.org/10.3390/app131910794