inovmedИнновационная медицина КубаниInnovative Medicine of Kuban2541-9897Scientific Research Institute – Ochapovsky Regional Clinical Hospital No. 110.35401/2541-9897-2024-9-4-85-92inovmed-991Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯЕXPERIMENTAL RESEARCHПеревязочный материал с галохромным красителем как информационный ресурс в мониторинге раневого процессаDressing Material With Halochromic Dye as an Information Source in Wound Healing Monitoringhttps://orcid.org/0000-0002-5039-5384ГригорьянА. Ю.GrigoryanA. Yu.

Григорьян Арсен Юрьевич - к. м. н., доцент, доцент кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии.

305041, Курск, ул. К. Маркса, 3

Arsen Yu. Grigoryan - Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Operative Surgery and Topographic Anatomy, Kursk State Medical University.

ulitsa K. Marksa 3, Kursk, 305041

grigorjanau@kursksmu.nethttps://orcid.org/0000-0003-3835-0594МишинаЕ. С.MishinaE. S.

Мишина Екатерина Сергеевна - к. м. н., доцент, доцент кафедры гистологии, эмбриологии, цитологии.

Курск

Ekaterina S. Mishina - Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Histology, Embryology, Cytology, Kursk State Medical University.

Kursk

https://orcid.org/0000-0003-1009-3004КудрявцеваТ. Н.KudryavtsevaT. N.

Кудрявцева Татьяна Николаевна - к. х. н., руководитель научно-исследовательской лаборатории органического синтеза.

Курск

Tatyana N. Kudryavtseva - Cand. Sci. (Chem.), Head of the Research Laboratory of Organic Synthesis, Kursk State University.

Kursk

https://orcid.org/0000-0001-5971-0654ЕфановС. A.EfanovS. A.

Ефанов Сергей Анатольевич - старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории органического синтеза.

Курск

Sergey A. Efanov - Senior Researcher, Research Laboratory of Organic Synthesis, Kursk State University.

Kursk

https://orcid.org/0000-0001-7171-7744КлимоваЛ. Г.KlimovaL. G.

Климова Людмила Григорьевна - к. м. н., доцент, доцент кафедры микробиологии, вирусологии, иммунологии.

Курск

Lyudmila G. Klimova - Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Microbiology, Virology, Immunology, Kursk State Medical University.

Kursk

https://orcid.org/0000-0003-2197-8756СуковатыхБ. С.SukovatykhB. S.

Суковатых Борис Семенович - д. м. н., профессор, заведующий кафедрой общей хирургии.

Курск

Boris S. Sukovatykh - Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the General Surgery Department, Kursk State Medical University.

Kursk

https://orcid.org/0000-0002-4102-1516ГригорьевН. Н.GrigorievN. N.

Григорьев Николай Николаевич - д. м. н., профессор кафедры хирургических болезней Института непрерывного образования.

Курск

Nikolay N. Grigoriev - Dr. Sci. (Med.), Professor at the Department of Surgical Diseases, Institute of Continuing Education, Kursk State Medical University.

Kursk

Курский государственный медицинский университетРоссияKursk State Medical UniversityRussian FederationКурский государственный университетРоссияKursk State UniversityRussian Federation202430122024048592Copyright © Григорьян А.Ю., Мишина Е.С., Кудрявцева Т.Н., Ефанов С.A., Климова Л.Г., Суковатых Б.С., Григорьев Н.Н., 20242024Григорьян А.Ю., Мишина Е.С., Кудрявцева Т.Н., Ефанов С.A., Климова Л.Г., Суковатых Б.С., Григорьев Н.Н.Grigoryan A.Y., Mishina E.S., Kudryavtseva T.N., Efanov S.A., Klimova L.G., Sukovatykh B.S., Grigoriev N.N.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/991Актуальность

Актуальность: На сегодняшний день процент инфицирования чистых ран остается достаточно высоким (2–5%), в связи с этим мониторинг раневого процесса является актуальной задачей современной хирургии.

Цель

Цель: Разработка и апробация перевязочного материала с галохромным красителем для определения нагноения чистой раны кожи и мягких тканей.

Материалы и методы

Материалы и методы: Эксперимент выполнен на 30 крысах породы Вистар, которым моделировали чистую рану и далее укрывали перевязочным материалом, функционализированным галохромным красителем. В ходе эксперимента осуществляли измерение рН раны, площади раневого дефекта, определяли качественный и количественный составы микрофлоры раны. Статистическую обработку проводили с помощью критерия Вилкоксона, критический уровень значимости принимали равным 0,05.

Результаты

Результаты: Было выявлено, что исходная площадь ран составляла 253 (248; 257) мм2, а рН раневой поверхности – 5,80 (5,55; 5,90). Чистые раны, укрытые перевязочным материалом, не подвергались медикаментозной обработке, что привело к их инфицированию, и вызвало изменение цвета перевязочного материала в среднем на 4 (4; 5) сут. эксперимента. После удаления перевязочного материала отметили, что показатель рН ран находился на уровне 7,79 (7,68; 7,88), а площадь ран – 238 (234,3; 242,5) мм2, различия с первыми сутками были статистически достоверными. При анализе степени контаминации ран после удаления перевязочного материала было обнаружено, что в ране содержались аэробные, анаэробные микроорганизмы, и микроскопические грибы, чей уровень статистически значимо превышал предельно допустимый, что также подтверждало развитие инфекционного процесса в ране.

Заключение

Заключение: Применение перевязочного материала с галохромным красителем, который реагирует изменением цвета в ответ на изменение рН раны, способствует своевременному обнаружению развития инфекционного процесса в ране.

Background

Background: The percentage of clean-wound infection remains fairly high so far: 2% to 5%. Therefore, monitoring wound healing is a critical task in modern surgery.

Objective

Objective: To develop and test a dressing material with halochromic dye in order to determine the suppuration of a clean wound of the skin and soft tissues.

Material and methods

Material and methods: The experiment was conducted on 30 Wistar rats: clean wounds were formed and then covered with a dressing soaked in halochromic dye. During the experiment, we measured the pH of the wounds and wound area and determined the qualitative and quantitative composition of the wound microflora. Statistical analysis was conducted using the Wilcoxon test; the level of significance was taken at 0.05.

Results

Results: We found that the initial wound area was 253 (248; 257) mm2 and the surface pH, 5.80 (5.55; 5.90). Clean wounds covered with a dressing material were not treated with medication. It led to their infection and a change in the color of the dressing material on average on day 4 (4; 5) of the experiment. After removal of the dressing material, we noted that the pH of the wounds was 7.79 (7.68; 7.88) and the wound area, 238 (234.3; 242.5) mm2; the differences compared with the data on day 1 were statistically significant. When analyzing the degree of wound contamination after removal of the dressing material, we found that the wound contained aerobic and anaerobic microorganisms and microscopic fungi, the level of which statistically significantly exceeded the maximum permissible level, confirming development of the wound infection.

Conclusions

Conclusions: The use of a dressing material with halochromic dye, which changes its color in response to the pH of the wound, facilitates timely detection of the development of the wound infection.

галохромный красительмониторинг раневого процессаранарН ранhalochromic dyewound healing monitoringwoundpH of woundsИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-25-00021, https://rscf.ru/project/23-25-00021/.The study was supported by grant No. 23-25-00021 from the Russian Science Foundation (https://rscf.ru/project/23-25-00021/).ReferencesBurnham JP, Kollef MH. Treatment of severe skin and soft tissue infections: a review. Curr Opin Infect Dis. 2018;31(2):113– 119. PMID: 29278528. PMCID: PMC6200137. https://doi.org/10.1097/QCO.0000000000000431Burnham JP, Kollef MH. Treatment of severe skin and soft tissue infections: a review. Curr Opin Infect Dis. 2018;31(2):113– 119. PMID: 29278528. PMCID: PMC6200137. https://doi.org/10.1097/QCO.0000000000000431Golan Y. Current treatment options for acute skin and skin-structure infections. Clin Infect Dis. 2019;68(Suppl 3):S206–S212. PMID: 30957166. PMCID: PMC6451992. https://doi.org/10.1093/cid/ciz004Golan Y. Current treatment options for acute skin and skin-structure infections. Clin Infect Dis. 2019;68(Suppl 3):S206–S212. PMID: 30957166. PMCID: PMC6451992. https://doi.org/10.1093/cid/ciz004Морозов А.М., Сергеев А.Н., Кадыков В.А. и др. О развитии антибиотикорезистентности в аспекте поликлинической службы. Вестник современной клинической медицины. 2021;14(5):43–50. https://doi.org/10.20969/VSKM.2021.14(5).43-50Morozov AM, Sergeev AN, Kadykov VA, et al. Development of antibiotic resistance in the aspect of outpatient services. The Bulletin of Contemporary Clinical Medicine. 2021;14(5):43–50. (In Russ.). https://doi.org/10.20969/VSKM.2021.14(5).43-50Каторкин С.Е., Быстров С.А., Лисин О.Е., Розанова А.А., Безбородов А.И. Оценка эффективности применения современных перевязочных материалов в комплексном лечении гнойных ран. Амбулаторная хирургия. 2019;(1–2):146– 152. https://doi.org/10.21518/1995-1477-2019-1-2-146-152Katorkin SE, Bystrov SA, Lisin OE, Rozanova AA, Bezborodov AI. Evaluation of the efficacy of modern wound care dressings in the complex treatment of purulent wounds. Ambulatornaya khirurgiya. 2019;(1–2):146–152. (In Russ.). https://doi.org/10.21518/1995-1477-2019-1-2-146-152Brooker C, Tronci G. A collagen-based theranostic wound dressing with visual, long-lasting infection detection capability. Int J Biol Macromol. 2023;236:123866. PMID: 36870632. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123866Brooker C, Tronci G. A collagen-based theranostic wound dressing with visual, long-lasting infection detection capability. Int J Biol Macromol. 2023;236:123866. PMID: 36870632. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123866Bazbouz MB, Tronci G. Two-layer electrospun system enabling wound exudate management and visual infection response. Sensors (Basel). 2019;19(5):991. PMID: 30813559. PMCID: PMC6427107. https://doi.org/10.3390/s19050991Bazbouz MB, Tronci G. Two-layer electrospun system enabling wound exudate management and visual infection response. Sensors (Basel). 2019;19(5):991. PMID: 30813559. PMCID: PMC6427107. https://doi.org/10.3390/s19050991Trovato V, Sfameni S, Rando G, et al. A review of stimuli-responsive smart materials for wearable technology in health-care: retrospective, perspective, and prospective. Molecules. 2022;27(17):5709. PMID: 36080476. PMCID: PMC9457686. https://doi.org/10.3390/molecules27175709Trovato V, Sfameni S, Rando G, et al. A review of stimuli-responsive smart materials for wearable technology in health-care: retrospective, perspective, and prospective. Molecules. 2022;27(17):5709. PMID: 36080476. PMCID: PMC9457686. https://doi.org/10.3390/molecules27175709Gupta A, Mumtaz S, Li CH, Hussain I, Rotello VM. Combatting antibiotic-resistant bacteria using nanomaterials. Chem Soc Rev. 2019;48(2):415–427. PMID: 30462112. PMCID: PMC6340759. https://doi.org/10.1039/c7cs00748eGupta A, Mumtaz S, Li CH, Hussain I, Rotello VM. Combatting antibiotic-resistant bacteria using nanomaterials. Chem Soc Rev. 2019;48(2):415–427. PMID: 30462112. PMCID: PMC6340759. https://doi.org/10.1039/c7cs00748eChen J, Andler SM, Goddard JM, Nugen SR, Rotello VM. Integrating recognition elements with nanomaterials for bacteria sensing. Chem Soc Rev. 2017;46(5):1272–1283. PMID: 27942636. PMCID: PMC5339056. https://doi.org/10.1039/c6cs00313cChen J, Andler SM, Goddard JM, Nugen SR, Rotello VM. Integrating recognition elements with nanomaterials for bacteria sensing. Chem Soc Rev. 2017;46(5):1272–1283. PMID: 27942636. PMCID: PMC5339056. https://doi.org/10.1039/c6cs00313cYan Z, Shi P, Ren J, Qu X. A “sense-and-treat” hydrogel used for treatment of bacterial infection on the solid matrix. Small. 2015;11(41):5540–5544. PMID: 26313759. https://doi.org/10.1002/smll.201501958Yan Z, Shi P, Ren J, Qu X. A “sense-and-treat” hydrogel used for treatment of bacterial infection on the solid matrix. Small. 2015;11(41):5540–5544. PMID: 26313759. https://doi.org/10.1002/smll.201501958Wang XD, Meier RJ, Wolfbeis OS. Fluorescent pH-sensitive nanoparticles in an agarose matrix for imaging of bacterial growth and metabolism. Angew Chem Int Ed Engl. 2013;52(1):406– 409. PMID: 23047845. https://doi.org/10.1002/anie.201205715Wang XD, Meier RJ, Wolfbeis OS. Fluorescent pH-sensitive nanoparticles in an agarose matrix for imaging of bacterial growth and metabolism. Angew Chem Int Ed Engl. 2013;52(1):406– 409. PMID: 23047845. https://doi.org/10.1002/anie.201205715Doussineau T, Trupp S, Mohr GJ. Ratiometric pH-nanosensors based on rhodamine-doped silica nanoparticles functionalized with a naphthalimide derivative. J Colloid Interface Sci. 2009;339(1):266–270. PMID: 19679316. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.07.044Doussineau T, Trupp S, Mohr GJ. Ratiometric pH-nanosensors based on rhodamine-doped silica nanoparticles functionalized with a naphthalimide derivative. J Colloid Interface Sci. 2009;339(1):266–270. PMID: 19679316. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.07.044Mohr GJ, Trupp S, Schulz A, Doussineau T. Nanosensors for biotechnological and medical research. tm – Technisches Messen. 2010;77(3). (In German). https://doi.org/10.1524/teme.2010.0020Mohr GJ, Trupp S, Schulz A, Doussineau T. Nanosensors for biotechnological and medical research. tm – Technisches Messen. 2010;77(3). (In German). https://doi.org/10.1524/teme.2010.0020Липатов В.А., Северинов Д.А., Крюков А.А., Саакян А.Р. Этические и правовые аспекты проведения экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть II. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2019;27(2):245–257. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ2019272245-257Lipatov VA, Severinov DA, Kryukov AA, Saakyan AR. Ethical and legal aspects of in vivo experimental biomedical research of the conduct. Part II. IP Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2019;27(2):245–257. (In Russ.). https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ2019272245-257de Almeida ÉJR, Dilarri G, Corso CR. Evaluation of the toxicity of azo dyes by Allium cepa and study to remove these compounds in aqueous solution by Saccharomyces cerevisiae. In: Bidoia E, Montagnolli R, eds. Toxicity and Biodegradation Testing. Humana Press; 2018:297–309.de Almeida ÉJR, Dilarri G, Corso CR. Evaluation of the toxicity of azo dyes by Allium cepa and study to remove these compounds in aqueous solution by Saccharomyces cerevisiae. In: Bidoia E, Montagnolli R, eds. Toxicity and Biodegradation Testing. Humana Press; 2018:297–309.Ефанов С.А., Кудрявцева Т.Н., Григорьян А.Ю., Кузнецов Д.Н., Климова Л.Г., Кометиани И.Б. Исследование индикаторных свойств и биологической активности целлюлозных перевязочных материалов, окрашенных галохромными азопроизводными стильбенового ряда. Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2023;(6):91–99.Efanov SA, Kudryavtseva TN, Grigoryan AYu, Kuznetsov DN, Klimova LG, Kometiani IB. Study of indicator properties and biological activity of cellulose dressing materials dyed with halocrome azo derivatives of the stilbene series. Proceedings of Higher Education Institutions. Textile Industry Technology. 2023;(6):91–99. (In Russ.).

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