inovmedИнновационная медицина КубаниInnovative Medicine of Kuban2541-9897Scientific Research Institute – Ochapovsky Regional Clinical Hospital No. 110.35401/2500-0268-2020-19-3-38-44inovmed-293Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОценка эффективности совместного применения низкотемпературной плазмы атмосферного давления и частотно-модулированного сигнала электрического поля при лечении ран кожиEvaluating the effectiveness of combined use of non-thermal atmospheric pressure plasma and frequently-modulated electric field signal in skin wound healinghttps://orcid.org/0000-0001-5687-7168КостяковД. В.KostyakovD. V.

Костяков Денис Валерьевич, к. м. н., научный сотрудник отдела термических поражений

192242, Санкт-Петербург, ул. Будапештская, 3

Denis V. Kostyakov, Cand. of Sci. (Med.), Research Fellow, Department of Thermal Injuries

ul. Budapeshtskaya, 3, St. Petersburg, 192242

kosdv@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2493-5498ЗиновьевЕ. В.ZinovevE. V.

Зиновьев Евгений Владимирович, д. м. н., профессор, руководитель отдела термических поражений

Санкт-Петербург

Evgenii V. Zinovev, Dr. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Thermal Injuries

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0002-5800-5803СолошенкоВ. В.SoloshenkoV. V.

Солошенко Виталий Викторович, д. м. н., врач-хирург отдела термических поражений

Санкт-Петербург

Vitaliy V. Soloshenko, Dr. of Sci. (Med.), Surgeon, Department of Thermal Injuries

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0002-1097-1519ЗаворотнийО. О.ZavorotniiO. O.

Заворотний Олег Олегович, врач-ординатор отдела термических поражений

Санкт-Петербург

Oleg O. Zavorotnii, Resident Physician, Department of Thermal Injuries

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0001-8992-6536ПоповА. А.PopovA. A.

Попов Андрей Александрович, лаборант лаборатории экспериментальной хирургии

Санкт-Петербург

Andrey A. Popov, Laboratory Researcher, Laboratory of Experimental Surgery

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0002-1768-2402АсадулаевМ. С.AsadulaevM. S.

Асадулаев Марат Сергеевич, лаборант лаборатории экспериментальной хирургии

Санкт-Петербург

Marat S. Asadulaev, Laboratory Researcher, Laboratory of Experimental Surgery

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0002-3424-6549ОсмановК. Ф.OsmanovK. F.

Османов Камал Фахраддинович, лаборант лаборатории экспериментальной хирургии

Санкт-Петербург

Kamal F. Osmanov, Laboratory Researcher, Laboratory of Experimental Surgery

St. Petersburg

Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. ДжанелидзеРоссияSt. Petersburg I.I. Dzhanelidze Research Institute of Emergency MedicineRussian FederationСанкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет Министерства здравоохранения РФРоссияSt. Petersburg State Pediatric Medical UniversityRussian Federation202030092020033844Copyright © Костяков Д.В., Зиновьев Е.В., Солошенко В.В., Заворотний О.О., Попов А.А., Асадулаев М.С., Османов К.Ф., 20202020Костяков Д.В., Зиновьев Е.В., Солошенко В.В., Заворотний О.О., Попов А.А., Асадулаев М.С., Османов К.Ф.Kostyakov D.V., Zinovev E.V., Soloshenko V.V., Zavorotnii O.O., Popov A.A., Asadulaev M.S., Osmanov K.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.innovmedkub.ru/jour/article/view/293Актуальность

Актуальность. Возможности применения физических явлений и феноменов в различных направлениях науки привлекают внимание ученых во всем мире. Формирование целых направлений, объединенных одним понятием (например, «плазменная медицина» и др.), является этому ярким примером. В настоящей работе рассмотрены лишь некоторые из них, а именно плазменный поток и электрическое поле, результаты совместного применения которых в клинической практике и в хирургии остаются относительно малоизученными.

Цель

Цель. Экспериментальная оценка эффективности физических методов воздействия при лечении ран кожи.

Материал и методы

Материал и методы. Работа выполнена с участием 45 мелких лабораторных животных (крыс). Животные были разделены на 5 групп по 9 особей в каждой, в зависимости от выбранной методики лечения экспериментальных ран. Для генерации плазменного потока применялся портативный генератор, являющийся оригинальной разработкой специалистов Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Выполнен анализ результатов планиметрического и гистологического исследований. Антибактериальную эффективность анализируемых методик изучали с использованием культуры Staphylococcus aureus 209P, культивируемой in vitro на 6- и 12-миллиметровых дисках.

Обсуждение

Обсуждение. Комбинированное воздействие указанных методик позволяет ускорить отторжение струпа на 52,1% (p < 0,05) и стимулировать репаративную регенерацию на 56% (p < 0,05). Продемонстрирован выраженный антибактериальный эффект совместного применения физических методов воздействия. При гистологическом исследовании биоптата на 21-е сутки наблюдения отмечено наличие сформированных (зрелых) грануляций и большое количество новообразованных сосудов. Клеточный состав эпидермального слоя, который расположен на базальной мембране, характеризуется высоким уровнем дифференциации.

Выводы

Выводы. Использование в клинической практике предложенных методик позволит улучшить результаты лечения пациентов с ранами разной этиологии.

Background

Background. Scientists around the world are interested in applying physical phenomena to various fields of science. The development of entire areas united by one concept (‘plasma medicine’, etc.) stands as an outstanding example. This study focuses on only two concepts of interest, which are plasma jet and electric field, as far as results of their combined use in clinical practice and in surgery remain understudied.

Objective

Objective. Experimental evaluation of the effectiveness of physical methods of treatment in skin wound healing.

Material and Methods

Material and Methods. Animal testing involved 45 small laboratory animals (rats). They were divided into 5 groups of 9 according to methods for experimental wound healing. To generate the plasma jet, a portable generator was used, which is the original development of specialists of the Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University. Planimetric and histological measurements were analysed. The antibacterial effectiveness of methods under research was investigated using Staphylococcus aureus 209P, cultivated in vitro on 6- and 12-millimeter discs.

Discussion

Discussion. A combination of non-thermal atmospheric pressure plasma and frequency-modulated electric field signal exhibited the ability to accelerate eschar separation by 52.1% (p < 0.05) and stimulate restorative regeneration by 56% (p < 0.05). Combination of physical methods of treatment demonstrated pronounced antibacterial effect. A histological examination on biopsy sample on the 21st day of observation revealed formed (mature) granulations and large number of newly formed vessels. The cellular composition of epidermal basement membrane showed high level of differentiation.

Conclusion

Conclusion. The data obtained suggest that the use of the proposed methods in clinical practice will improve the treatment process of the patients with wounds of different etiology.

ранадефект кожиплазмаплазменный потокчастотно-модулированный сигнал электрического полярепаративная регенерацияwoundskin defectplasmaplasma jetfrequency-modulated electric field signalrestorative regenerationReferencesГригорьян А.Ю., Бежин А.И., Панкрушева Т.А., Суковатых Б.С., Чекмарева М.С., Жиляева Л.А. Многокомпонентное раневое покрытие в лечении экспериментальной гнойной раны. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(3):29–36. doi:10.20538/1682-0363-2019-3-29-36Grigoryan AYu, Bezhin AI, Pankrusheva TA, Sukovatykh BS, Chekmareva MS, Zhilyaeva LA. Multicomponent wound coating in treatment of an experimental purulent wound. Bulletin of Siberian Medicine. 2019;18(3):29–36. (In Russ.). doi:10.20538/1682-0363-2019-3-29-36Парфенов В.Е., Зиновьев Е.В., Туниманов П.Г., Солошенко В.В., Аникин Ю.В., Костяков Д.В. Мультидисциплинарный подход к кожной пластике дефектов черепа, сформировавшихся после установки имплантатов. Нейрохирургия. 2019;21(3):58–65. doi:10.17650/1683-3295-2019-21-3-58-65Parfenov VE, Zinoviev EV, Tunimanov PG, Soloshenko VV, Anikin YuV, Kostyakov DV. A multidisciplinary approach to the skin plastic of skull defects formed after implantation. Russian Journal of Neurosurgery. 2019;21(3):58–65. (In Russ.). doi:10.17650/1683-3295-2019-21-3-58-65Кривощеков Е.П., Аляпышев Г.С., Ельшин Е.Б., Романов В.Е. Применение биопластических, клеточных и биологических материалов для заживления раневых дефектов. Sciences of Europe. 2019;35-2(35):37–9.Krivoshchekov EP, Alyapyshev GS, Yelshin EB, Romanov VE. Application of bioplastic, cellular and biological materials for the healing of the wounds. Sciences of Europe. 2019;35-2(35):37–9. (In Russ.).Барановский Ю.Г., Ильченко Ф.Н., Шаповалова Е.Ю. Применение дермальных фибробластов для ускорения регенерации хронических раневых дефектов кожи. Вестник медицинского института «РЕАВИЗ»: реабилитация, врач и здоровье. 2019;5(41):122–8.Baranovskiy YuG, Ilchenko FN, Shapovalova EYu. Use of dermal fibroblasts to facilitate regeneration of chronic skin wounds. Vestnik meditsinskogo instituta “REAVIZ”: reabilitatsiya, vrach i zdorovye = Bulletin of the Medical Institute “REAVIZ”: rehabilitation, doctor and health. 2019;5(41):122–8. (In Russ.).Xiong W, Ma L, Huang M, Chen Yo, Wu J. Effect of Zaoxiu ointment on wound-healing in experimental second degree burns rats. Trop J Pharm Res. 2019;18(9):1913–7.Xiong W, Ma L, Huang M, Chen Yo, Wu J. Effect of Zaoxiu ointment on wound-healing in experimental second degree burns rats. Trop J Pharm Res. 2019;18(9):1913–7.Barry T, Keidar M, Canady J, Shamai Ye, Tzukerman M. The effect of cold atmospheric plasma treatment on cancer stem cells. Plasma Medicine. 2015;5(1):17–26. doi:10.1615/PlasmaMed.2015015806Barry T, Keidar M, Canady J, Shamai Ye, Tzukerman M. The effect of cold atmospheric plasma treatment on cancer stem cells. Plasma Medicine. 2015;5(1):17–26. doi:10.1615/PlasmaMed.2015015806Cartotto R, Callum J. A review on the use of plasma during acute burn resuscitation. J Burn Care Res. 2019;41(2):433–40. PMID: 31734693. doi:doi.org/10.1093/jbcr/irz184Cartotto R, Callum J. A review on the use of plasma during acute burn resuscitation. J Burn Care Res. 2019;41(2):433–40. PMID: 31734693. doi:doi.org/10.1093/jbcr/irz184Barni R, Dell'Orto E, Riccardi C. Chemical kinetics of the plasma gas-hase in humid air non-thermal atmospheric pressure discharges. International Journal of Plasma Environmental Science and Technology. 2019;12(2):109–13.Barni R, Dell'Orto E, Riccardi C. Chemical kinetics of the plasma gas-hase in humid air non-thermal atmospheric pressure discharges. International Journal of Plasma Environmental Science and Technology. 2019;12(2):109–13.Корчажкина Н.Б., Хан М.А., Червинская А.В., Микитченко Н.А., Лян Н.А. Сочетанные методы галотерапии в медицинской реабилитации детей с заболеваниями органов дыхания. Вестник восстановительной медицины. 2018;3(85):58–62.Korchazhkina NB, Khan MA, Chervinskaya AV, Mikitchenko NA, Lyan NA. Combined methods of halotherapy in the medical rehabilitation of children with respiratory diseases. Journal of Restorative Medicine & Rehabilitation. 2018;3(85):58–62. (In Russ.).Мамаева С.Н., Максимов Г.В., Антонов С.Р., Мунхалова Я.А., Павлов А.Н. Моделирование динамики движения эритроцитов крови под воздействием внешнего электрического поля. Медицинская физика. 2017;3(75):69–76.Mamaeva SN, Maksimov GV, Antonov SR, Munkhalova YaA, Pavlov AN. Modeling the dynamics of erythrocytes motion under the influence of an external electric field. Meditsinskaya fizika = Medical Physics. 2017;3(75):69–76. (In Russ.).Попов А.А., Асадулаев М.С., Арцимович И.В. и др. Возможности применения частотно-модулированного сигнала электрического поля для обработки ожогов и ран. Скорая медицинская помощь. 2019;20(4):71–5. doi:10.24884/2072-6716-2019-20-4-71-75Popov AA, Asadulaev MS, Artsimovich IV, et al. Opportunities for the application of a frequency-modulated electric field signal for treating burns and wounds. Emergency Medical Care. 2019;20(4):71–5. (In Russ.). doi:10.24884/2072-6716-2019-20-4-71-75

The authors declare that there are no conflicts of interest present.