Научно-практический журнал
[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12,
Институт экспериментальной медицины РАМН
Тел.: (812) 543 52 14, +7 921 984 11 30, +7 921 909 55 49
Факс: (812) 543 52 14
E-mail:
Web: www.cytokines.ru


  


2018 год
1-4 номера

О Журнале

Текущий год
Архив

Рубрики
Подписка

NEW Книжная полка
NEW Стол заказов

Карта сайта
Правила для авторов

Поиск

Контакты
Наши партнеры:

Русский языкEnglish language
Карта сайта Написать письмо, наши координаты

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Журнал 'Цитокины и воспаление', 2018, №№ 1-4

Подписаться на 2019 год

Заказать этот номер

Заказать эту статью в PDF

Краткие сообщения

Номер 1-4'2018

Кинетика гибели микроорганизмов при воздействии гелиевой плазменной струи и атмосферного давления

А.В. Петяева, О.Г.Орлова, О.М. Степанова, О.В. Рыбальченко

Инфицирование сложно заживляемых ран является одним из наиболее распространенных осложнений, сопутствующих таким заболеваниям, как сахарный диабет и др. На сегодняшний день противомикробные препараты не обеспечивают эффективного лечения осложненных ран. Повышенный интерес во всем мире вызывают альтернативные способы ранозаживления, в том числе с применением холодной плазмы атмосферного давления. В работе представлен авторский экспериментальный источник гелиевой плазменной струи атмосферного давления. Определены параметры воздействия (мощность и время) для достижения бактерицидного воздействия гелиевой плазменной струи на бактерии и микроскопические грибы. Понимание клеточных и молекулярных механизмов, лежащих в основе воздействия холодной плазмы, в конечном итоге, позволит оказывать влияние на процесс восстановления и ускорение регенерации ткани в ранах. Воздействие гелиевой холодной плазмы атмосферного давления, возможно, будет полезным для пациентов с тяжелыми незаживающими ранами, особенно в случаях угрозы ампутации пораженных конечностей. (Цитокины и воспаление. 2018. Т. 17. № 1–4. С. 120–123.)

Ключевые слова: гелиевая плазма атмосферного давления, заживление ран, Staphylococcus aureus.

Заживление ран на коже является сложным процессом, включающим несколько этапов: воспаление, свертывание крови, клеточную пролиферацию и восстановление или ремоделирование внеклеточного матрикса. Однако исход заживления кожных ран зависит не только от характера раны (ее местоположения, размера, глубины и типа), но и от наличия отягощающих факторов, таких как хронические заболевания. Причинами развития незаживающих ран могут быть весьма разнообразные факторы: нарушение кровообращения ткани (периферическое сосудистое заболевание), изменение иммунного статуса (например, иммуносупрессия или приобретенный иммунодефицит), наличие метаболических заболеваний (таких, как диабет), прием лекарств или предыдущие местные повреждения ткани (например, лучевая терапия). Незаживающие раны редко встречаются у здоровых людей и обычно связаны с наличием у пациентов хронических заболеваний, таких как диабет или рак. Одна из основных проблем связана с осложненной терапией опасных хронических ран при диабете, возникающих у 15 % пациентов [4].

На сегодняшний день наиболее распространенной профилактикой заживления ран является предотвращение развития бактериальной инфекции, при этом противомикробные препараты назначают, как правило, эмпирически. Чаще всего применяют антимикробные препараты широкого спектра действия, что приводит к развитию полирезистентности бактерий и способствует увеличению заболеваемости и смертности у инфицированных пациентов. Основную этиологическую роль в развитии осложнений при заживлении ран играют: β-гемолитические стрептококки, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa [2]. Так, метициллинустойчивые S. aureus (MRSA) выделяют в 20–50 % случаев у пациентов с инфицированными ранами. При этом распространение штаммов MRSA в медицинских учреждениях увеличивается и в настоящее время составляет около 70 % в большинстве клиник различных стран мира.

В 2014 г. ВОЗ постулировала вхождение человечества в постантибиотиковую эру, в связи с чем приоритетное значение приобрели исследования, направленные на поиск и внедрение новых технологий, позволяющих полностью отойти от использования противомикробных препаратов. Одним из наиболее перспективных считается метод, основанный на применении холодной плазмы атмосферного давления (ХПАД).

В настоящее время в медицине и биологии применяют ХПАД с температурой около 30–40 °С, такую плазму используют для обработки живых клеток, тканей и другого теплочувствительного материала. Обнаружено, что ХПАД достаточно эффективно инактивирует различные микроорганизмы и способна разрушать даже бактериальные биопленки. Описана полная инактивация различных бактерий, включая MRSA, с помощью ХПАД [3]. Особенность низкотемпературной плазмы заключается в том, что в ходе плазменной обработки образуется широкий спектр активных агентов (заряженные частицы, свободные радикалы, активные формы кислорода и азота, ультрафиолетовое излучение и т. д.), которые эффективно инактивируют различные виды микроорганизмов [1]. Полученные данные позволили сформулировать гипотезу о том, что плазма может быть альтернативным решением для антисептического лечения хронических инфицированных ран или дезинфекции хирургических инструментов и катетеров. К настоящему времени имеются установки для генерирования ХПАД, однако исключительно импортного производства. Кроме того, несмотря на широкий опыт применения ХПАД, на сегодняшний день нет четкого представления о механизмах воздействия плазмы на клетки микро- и макроорганизмов. В связи с этим на базе физического и медицинского факультетов СПбГУ была создана авторская экспериментальная установка, генерирующая плазменную струю атмосферного давления на основе гелия.

Цель — определение закономерностей гибели микроорганизмов с качественной и количественной оценкой эффективности бактерицидного действия гелиевой плазменной струи (ГПС) на грамотрицательные и грамположительные бактерии E. coli M17, S. aureus 6, а также микроскопические грибы C. albicans 25.

Задачи:

· определение наличия и диаметра зон подавления роста E. coli M17, S. aureus 6 и C. аlbicans 25 при действии ГПС;

· выявление зависимости размеров (диаметра) зон подавления роста от длительности и мощности ГПС;

· определение числа клеток (КОЕ) микроорганизмов на 1 см2 облученной ГПС площади при мощности разряда 150 и 300 мВт.

Материалы и методы

Для генерирования плазменной струи создан источник высоковольтных импульсов с амплитудой напряжения 1–5 кВ, частотой следования импульсов 50–200 кГц и коэффициентом заполнения 10–80 %. Источник подключается к газоразрядной ячейке. Генератор работает в режиме формирования плазменной струи. Для этого разработано и изготовлено несколько различных газоразрядных ячеек с коаксиальной системой электродов «внутренний стержень – внешнее кольцо» с разными размерами газоразрядной ячейки и параметрами электродной системы. Формирующая поток плазмы кварцевая трубка служит в качестве диэлектрического барьера. В дальнейшем, по результатам исследований, возможно изменение геометрии ячейки и принципов формирования струи плазмы. Расход газа регулируется с помощью ротаметра РМА-0.25 ГУЗ.

Бактериальные культуры Escherichia coli М17; Staphylococcus aureus 6 и микроскопические грибы Candida albicans 25 из коллекции ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России. Суспензии бактериальных культур и микроскопические грибы наносили на поверхность плотной питательной среды колумбийский агар («HiMedia», Индия) и облучали низкотемпературной плазменной струей на основе барьерного разряда. Для исследования выбрали 40- и 90 % плазменную струю. Время воздействия составляло от 1 до 6 мин. Через сутки инкубирования культур определяли диаметр зоны подавления их роста и определяли количество жизнеспособных микроорганизмов по подсчету колониеобразующих единиц (КОЕ).

Результаты и обсуждение

Читайте статью целиком
в печатной версии журнала
!

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Подпишитесь на журнал "Цитокины и Воспаление" он-лайн!


Начата подписка на 2019 год!

Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2008 год.

© 2002-2019 Цитокины и Воспаление