Метиленовый синий в исследованиях ран: повязки, свет и результаты заживления

Повязка, окрашенная в синий цвет, и флакон с капельницей, содержащий синюю жидкость, выглядят как одно и то же вмешательство. В исследованиях ран это разные вмешательства. Первое представляет собой промышленно изготовленную повязку с фиксированным содержанием красителей, которую испытывают как готовое медицинское изделие. Второе представляет собой раствор, наносимый вручную, при этом концентрация, объём и время контакта меняются при каждом нанесении. Исследования этих двух подходов отвечают на разные вопросы, и их конечные точки соответственно различаются.

В этом обзоре эти подходы рассматриваются отдельно. Он показывает, что исследователи применяли, к чему применяли и что измеряли: площадь раны, скорость её закрытия, количество бактерий или лабораторный косвенный показатель, например закрытие царапины в чашке.

Три направления исследований простыми словами

Исследования ран с использованием метиленового синего делятся на три направления. В каждом из них роль красителя понимается по-своему.

Первое направление: пенные повязки с красителями. В таких изделиях, как пена из поливинилового спирта, пропитанная метиленовым синим и генцианвиолетом и продаваемая как антибактериальная пена Hydrofera Blue, красители связаны с матрицей повязки. Заявленный механизм заключается в антибактериальной активности повязки, которая должна помогать контролировать бактериальную нагрузку в раневой среде, пока пена поглощает экссудат. Решение о лечении с использованием такого изделия принимает медицинский специалист, подбирающий повязку для конкретной раны. Продолжительность её ношения и частоту замены определяет инструкция по применению изделия, а не универсальный рецепт использования синего красителя.

Второе направление: фотодинамическая терапия с метиленовым синим. Здесь раствор метиленового синего наносят как фотосенсибилизатор, а затем облучают, обычно красным светом с длиной волны, близкой к пику поглощения красителя. Свет и кислород участвуют в образовании реакционноспособных частиц, повреждающих микроорганизмы. Этот химический механизм отличается от антиоксидантного действия, которым обосновывают применение красителя в маркетинге средств для ухода за кожей. Это различие также рассматривается в нашем руководстве по метиленовому синему в уходе за кожей. Вмешательство представляет собой сочетание красителя, дозы света и кислорода. Изменение любого из этих трёх компонентов меняет само вмешательство.

Третье направление: метиленовый синий без света в экспериментах на клетках и животных. Такие эксперименты выясняют, влияет ли сам краситель на поведение фибробластов, белки матрикса или закрытие экспериментальных ран. Это исследования механизмов, а не испытания повязок.

Карта моделей исследований: что испытывали, на чём и что изменилось

Используйте эту таблицу как карту статьи. Читайте каждую строку слева направо: материал, модель и конечная точка, выводы о которой позволяет сделать эта строка. Ни одна строка не заимствует конечную точку из другой.

Повязки: готовое медицинское изделие, а не рецепт применения красителя

Пенные повязки, исследуемые для лечения ран, представляют собой промышленно изготовленные медицинские изделия. Линейка Hydrofera Blue, описанная на странице продукции производителя, сочетает два красителя в стерильной пене: вариант CLASSIC из поливинилового спирта содержит не более 0.00025 g каждого красителя на грамм пены, а полиуретановый вариант READY содержит не более 0.00035 g на грамм. Поскольку красители вводят при производстве, каждая повязка содержит известное количество, а в клинических публикациях изделие описывают по названию, продолжительности ношения и графику замены.

Эти медицинские изделия получили разрешение на вывод на рынок, но не являются одобренными лекарственными препаратами. Для исходной повязки выдано разрешение FDA K013462 в 2002 году, для полиуретанового варианта Hydrofera Blue выдано разрешение K130670 в 2014 году, а для варианта READY с окантовкой выдано разрешение K190268 в 2019 году. Разрешение по процедуре 510(k) устанавливает существенную эквивалентность ранее выпущенному изделию; оно не означает одобрения эффективности. Заявления об антимикробном действии в документации изделия в значительной степени опираются на активность внутри повязки и результаты лабораторных испытаний. Их нельзя превращать в утверждение о том, что повязка стерилизует инфицированную ткань, снижая количество микроорганизмов на определённое число логарифмических порядков.

Опубликованный клинический опыт представлен преимущественно небольшими сериями наблюдений без контрольной группы. В проспективном исследовании 29 хронических ран, проведённом Woo и Heil, при замене Hydrofera Blue Classic три раза в неделю в течение четырёх недель средняя площадь раны уменьшилась с 21.4 до 12.3 cm² (снижение на 42.5%), а оценки по шкале PUSH снизились с 13.3 до 10.7. В серии наблюдений 15 ран нижних конечностей, описанной Coutts, Ryan и Sibbald, через четыре недели уменьшение размера отмечалось у 8 из 14 ран, доступных для оценки. У некоторых пациентов уменьшилась боль, особенно у пациентов с диабетическими язвами стопы. В ретроспективной когорте из 53 ран, описанной Lullove, пену сочетали с матриксом из овечьего коллагена, поэтому среднее уменьшение площади на 91.3% через двенадцать недель нельзя приписать только пене. В крупном ретроспективном анализе программы лечения, проведённом Hurd, сообщалось о более быстром заживлении при использовании повязок в составе стандартизированного комплекса ухода. Это также оценка комплекса мер, а не самого красителя.

Во всех этих работах присутствует одно ограничение: бактериальную нагрузку оценивали по клиническим признакам инфекции или полуколичественным результатам исследования мазков, а не по последовательным количественным посевам образцов ткани. Точный итог таков: исследования пены с двумя красителями сообщают об уменьшении площади, улучшении оценок состояния раневого ложа и иногда уменьшении боли, но не устанавливают зависимость эффекта от дозы именно метиленового синего и не измеряют скорость уничтожения бактерий в ткани. Исследования повязок также не подтверждают, что пропитывание марли раствором из флакона с капельницей представляет собой равноценный подход. Концентрация, распределение, скорость высвобождения, стерильность и продолжительность ношения различаются.

Свет и краситель: фотодинамические исследования ран

В фотодинамических исследованиях ран к протоколу добавляют облучение. В исследованиях на людях концентрации метиленового синего обычно находятся в диапазоне от 0.01% до 1%, а красный свет с длиной волны около 635–660 nm применяют при энергетической экспозиции от нескольких джоулей на квадратный сантиметр до более чем ста. Контрольные условия различаются: в одних исследованиях проводят сравнение со стандартным лечением, в других сообщают о количестве бактерий в одних и тех же ранах до и после вмешательства.

Наиболее устойчивые результаты исследований на людях относятся к состоянию и площади раны, а не к количеству бактерий. В контролируемом исследовании 12 диабетических язв, проведённом Carrinho и коллегами, применение 0.01% метиленового синего со светом 660 nm при 6 J/cm² три раза в неделю, всего десять сеансов, привело к статистически значимо большему уменьшению площади, чем контрольное лечение. В серии наблюдений пяти инфицированных ран, описанной Shen и коллегами, сообщалось о полном заживлении в среднем после четырёх сеансов с 1% красителем и светом 635 nm, при этом количественные бактериальные конечные точки не оценивали. В крупнейшем на сегодняшний день рандомизированном исследовании, двойном слепом испытании с участием 94 пациентов с диабетическими язвами стопы, проведённом Chagas и коллегами, при использовании 1% красителя и лазера 660 nm отмечалось улучшение оценок состояния раны по шкале Бейтс-Дженсен начиная с третьего сеанса и вплоть до контрольного наблюдения через тридцать дней. Связанных с лечением нежелательных явлений не отмечалось, однако количественная бактериальная нагрузка вновь не была конечной точкой.

При оценке этой литературы необходимо учитывать две оговорки. Во-первых, впечатляющий результат в отношении ампутаций, который иногда цитируют из работы Tardivo и коллег, получен при использовании метиленового синего в сочетании с толуидиновым синим, поэтому его нельзя приписать одному метиленовому синему. Во-вторых, заживление после сеанса облучения нельзя автоматически объяснять антимикробными фотохимическими процессами, поскольку сам красный свет способен влиять на восстановление тканей. В эксперименте с ранами у крыс, проведённом Sperandio и коллегами, где были группы только красителя, только света, их сочетания и контрольная группа, лазер сам по себе влиял на заживление. Чтобы связать результат с уничтожением бактерий, нужны микробиологические данные и соответствующие контрольные условия. Эксперименты на животных показывают это яснее: в модели инфицированной раны у мышей, использованной Pérez и коллегами, фотодинамическая терапия дала наилучший видимый результат заживления, а мупироцин обеспечил наиболее выраженное снижение количества бактерий. Таким образом, эти две конечные точки были чётко разделены. В нашем обзоре данных о метиленовом синем и красном свете эти протоколы для ран рассматриваются наряду с применением света в других условиях, чтобы общность фотохимического механизма не воспринималась как общность показаний.

Клетки и модели кожи: где появляются первые признаки влияния на заживление

Лабораторной основой утверждения о заживлении ран служит исследование Xiong и коллег 2017 года, выполненное на дермальных фибробластах человека и реконструированной коже. Фибробласты двух доноров, предварительно обработанные метиленовым синим в концентрации 100 nM, через 24 часа заполняли промежуток, созданный царапиной, статистически значимо быстрее, чем необработанные клетки. В полнослойной реконструированной коже более длительное воздействие увеличивало измеряемые увлажнённость и толщину дермы. Среди изменений матрикса отмечалось повышение экспрессии эластина и COL2A1.

Это реальные конечные точки, имеющие отношение к ранам, но они относятся к соответствующим моделям. Тест с царапиной измеряет коллективную миграцию клеток через промежуток в чашке. В нём нет иммунного ответа, бактериальной колонизации, экссудата и повязки. Реконструированная кожа добавляет тканевую архитектуру, но по-прежнему лишена кровообращения и полного каскада процессов заживления. Ни одна из моделей не испытывает пенную повязку или фотодинамический протокол и не позволяет определить концентрацию для домашнего применения.

Метиленовый синий в составе разработанных лекарственных форм также испытывали на ранах у грызунов. Ниосомальный гель с концентрацией 0.005%, исследованный Farmoudeh и коллегами, ускорял раннее закрытие эксцизионных ран у крыс по сравнению со свободным красителем и основой геля без красителя. При этом отмечались более благоприятные гистологические показатели и показатели окислительного стресса. Наноэмульсия с концентрацией 0.1 mg/mL, исследованная Gao и коллегами на мышах с диабетом, ускоряла закрытие ран, сопровождавшееся повышением маркеров ангиогенеза и снижением показателей окислительных процессов и апоптоза. В обоих случаях состав и форма имеют значение; ни один результат нельзя автоматически переносить на простой водный раствор красителя.

Направление эффекта также не является универсальным. В эксперименте с анастомозами у крыс, проведённом Dinc и коллегами, введение 1% метиленового синего в брюшную полость снижало давление разрыва анастомоза и содержание гидроксипролина на третий день. Это свидетельствовало о снижении прочности заживающих тканей на раннем этапе при такой концентрации и способе введения. Результат определяется концентрацией, тканью, составом и способом введения.

Какие вопросы задавать о любом утверждении, касающемся ран

Любое утверждение о метиленовом синем применительно к ранам должно выдерживать четыре вопроса. Первый: что именно применяли: конкретную промышленно изготовленную повязку, определённый протокол сочетания фотосенсибилизатора и света или раствор с неуказанными характеристиками? Второй: к чему применяли: к клеткам, ране у животного или ранам указанного типа у людей? Третий: с чем сравнивали и в течение какого времени? Четвёртый: какую конечную точку измеряли: изменение площади, закрытие раны, количество бактерий или лабораторный косвенный показатель?

Самая распространённая ошибка заключается в утверждениях, которые размывают ответ на первый вопрос. Результат, полученный с пеной, содержащей красители, не подтверждает обоснованность окрашивания раны в синий цвет. Признаки антимикробного действия после фотодинамического сеанса не подтверждают обоснованность нанесения раствора без света. Готовящееся руководство по оценке утверждений о метиленовом синем и ранах будет содержать этот список вопросов и разобранные примеры. Пока ориентиром служит таблица выше.

Глубокие, распространяющиеся, неприятно пахнущие раны, раны, сопровождающиеся лихорадкой, или раны, состояние которых не улучшается, требуют клинической оценки, а не применения красителя. За рассмотренными здесь исследованиями стоит следить именно потому, что в них конкретно описаны материалы, модели и измерения. Указывайте эти три составляющие рядом с каждым утверждением, и результаты исследований в этой области будут понятны.