Effects of photodynamic therapy with photosensitizer complexed with amphiphilic polymers at the microflora of experimental gunshot wounds

Purpose. To evaluate effects of photodynamic therapy with microencapsulated form of Photoditazine, complexed with amphiphilic polymers with hydroxyapatite, at the microflora of experimental gunshot wounds. Materials and methods. 70 nonlinear rats were in the experiment. The animals were divided into four groups. In the control group, dressings with antiseptics were used to treat soft-tissue gunshot wounds. In the experimental Group 1, laser PDT session with aqueous solution of 0.5% Photoditazine on a gunshot wound was made. In the experimental Group 2, laser PDT session with 0.5% Photoditazine complexed with amphiphilic polymers in a gel form was made. In the experimental Group 3, laser PDT session with gel, microencapsulated form of 0.1% Photoditazine complexed with amphiphilic polymers and hydroxyapatite was performed. Microbiological testing was made too. Results. The conducted studies showed that on the third day, microbial contamination on gunshot wound surface which was treated with PDT plus Photoditazine in microencapsulated or gel form, was much less comparing to another experimental group and, especially, to the control group. In most cases, the number of microbial bodies in 1 ml of wound secretion was 1х10⁶ CFU with a clear tendency to decrease to the safe level on the fifth day of observations (1х10⁵ CFU in 1 ml of wound secretion) and did not increase thereafter. On day 10 of the treatment, index of microbial contamination on wound surface was significantly lower, in most cases, than the critical level (1х10⁴ CFU in 1 ml of wound secretion). Conclusion. Photodynamic therapy with microencapsulated form of Photoditazine complexed with amphiphilic polymers and hydroxyapatite has a pronounced antimicrobial effect, contributes to a rapid decrease in microbial contamination of the wound surface on the 5th day of treatment up to 1х10⁵ CFU/1 ml which is below the critical level.

фотодинамическая терапия, гнойная рана, раневая микрофлора, фотосенсибилизатор, photodynamic therapy, purulent wound, wound microflora, photosensitizer

1. Буравский А.В., Баранов Е.В., Третьяк С.И. Целесообразность использования комбинированной локальной светодиодной фототерапии в лечении пациентов с наружными раневыми дефектами // Медицинский журнал. - 2016. - № 1 (55). - С. 86-92.

2. Дуванский В.А., Попова Е.А. Первый опыт применения фотодинамической терапии в комплексном лечении дуоденальных язв // Лазерная медицина. - 2004. - Т. 8. - № 3. - С. 138.

3. Дуванский В.А., Елисеенко В.И. Эндоскопическая фотодинамическая терапия дуоденальных язв // Лазерная медицина. -2006. - Т. 10. - № 2. - С. 10-14.

4. Корабаев У.М., Тепляшин А.С., Странадко Е.Ф. и др. Способ лечения гнойных заболеваний мягких тканей с использованием фотосенсибилизатора «Фотосенс» и источников света - лазерного и нелазерного // Лазерная медицина. - 1999. - Т. 3. -№ 3-4. - С. 80-82.

5. Кулешов И.Ю., Шин Е.Ф. Исследование возможностей фотодинамической терапии при лечении гнойных, ожоговых и огнестрельных ран у крыс в эксперименте // Теоретические и практические аспекты фотодинамической терапии ран различного генеза. Пролегомены / Под ред. П.И. Толстых, Э.В. Луцевича. - М.: Альтаир, 2012. - С. 71-154.

6. Патент RU № 2530589 Российской Федерации на изобретение «Средство для лечения гнойных ран, способ его получения и способ лечения гнойных ран» // Толстых П.И., Сорокатый А. А., Соловьева А.Б. и др. Опубликован 10.10.2014. Бюллетень № 28. - С. 7-10.

7. Сорокатый А.А. Фотохимическая терапия гнойных ран комплексом «Фотодитазин» - амфифильный полимер: автореф. дис.. канд. мед. наук. - М., 2011. - 20 с.

8. Соловьева А.Б., Спокойный А.Л., Руденко Т.Г. и др. Влияние водорастворимых полимеров на активность фотодитазина при фотодинамической терапии гнойных ран мягких тканей в эксперименте // Клиническая практика. - 2016. - № 2. - С. 43-48.

9. Странадко Е.Ф. Фотодинамическая терапия - новая медицинская технология лечения рака и неопухолевых заболеваний // Российский биотерапевтический журнал. - 2016. - Т. 15. -№ 1. - С. 104-105.

10. Толстых П.И., Соловьева А.Б., Дербенев В.А. и др. Сравнительная эффективность лекарственных форм сенсибилизаторов, применяемых при фотодинамической терапии гнойных ран // Лазерная медицина. - 2014. - Т. 18. - № 2. - С. 8-12.

11. Шин Е.Ф., Дуванский В. А., Елисеенко В.И. Фотодинамическая терапия экспериментальных огнестрельных ран мягких тканей // Лазерная медицина. - 2017. - Т. 21. - № 1. - С. 33-38.

12. Katayama B., Ozawa T., Morimoto K. et al. Enhanced sterilization and healing of cutaneous pseudomonas infection using 5-ami-nolevulinic acid as a photosensitizer with 410-nm LED light. J. Dermatol Sci. 2018 Jun; 90 (3): 323-331.

13. Mendoza-Garcia J., Sebastian A., Alonso-Rasgado T., Bayat A. Optimization of an ex vivo wound healing model in the adult human skin: Functional evaluation using photodynamic therapy. Wound Repair Regen. 2015 Sep; 23 (5): 685-702.

14. Percival S.L., Suleman L., Francolini I., Donelli G. The effectiveness of photodynamic therapy on planktonic cells and biofilms and its role in wound healing. Future Microbiol. 2014; 9 (9): 1083-1094.

15. Torchinov A.M., Umakhanova M.M., Duvansky R.A. et al. Photodynamic therapy of background and precancerous diseases of uterine cervi with photosensitisers of chlorine raw. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2008; 5 (S1): 45.

16. Ullah A., Zhang Y., Iqbal Z. et al. Household light source for potent photo-dynamic antimicrobial effect and wound healing in an infective animal model. Biomed Opt. Express. 2018 Feb 6; 9 (3): 1006-1019.

17. Wang C., Huang S., Zhu T. et al. Efficacy of photodynamic antimicrobial therapy for wound flora and wound healing of pressure sore with pathogen infection. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2014 Aug 19; 94 (31): 2455-2459.