Антибактериальная фотодинамическая терапия при хроническом тонзиллите у детей

Наумов С.А., Чанков И.И., Хлусов И.А., Вовк С.М., Тучин В.В., Воловоденко А.В.
(Техноцентр “Лазерная диагностика и чистые технологии” НИКИЭТ, г. Заречный, Свердловская область Саратовский государственный университет)

Введение

В настоящее время, в связи с развитием устойчивости патогенных микробов к антибиотикотерапии, большим количеством осложнений при применении препаратов данного класса (аллергические реакции, ототоксичность, гепато-, нефро-, кардиотоксичность и др.), Большое внимание уделяется поиску и разработке новых методов антибактериальной терапии с использованием физических или комбинированных - физико-фармакологических факторов. В конце 80-х и начале 90-х годов была показана высокая эффективность фототерапии при широком круге заболеваний, в том числе вызываемых микроорганизмами – отиты, тонзиллиты, пиодермии, гнойные раны и т.д. За рубежом экспериментально доказано, что некоторые пигменты при воздействии света обладают выраженным антибактериальном действием (1-4). Появилось новое научное направление – фотофармакология.

Целью настоящего исследования было проведение клинических исследований эффективности фотодинамической терапии у детей, больных хроническим тонзиллитом.

Материалы и методы

Лечение проведено в группе включающей 90 больных с хронической формой тонзиллита. В качестве фотосенсибилизатора использовались метиленовый синий, хлорофиллипт, Контрольную группу составили пациенты, которым проводилась антибиотикотерапия.

Подсчет количества лейкоцитов и формулы крови производили по общепринятым методикам. Иммуноглобулины определяли методом простой радиальной иммунодиффузии по Манчини (5). Субпопуляции Т-лимфоцитов и В-лимфоциты определяли в периферической крови. Количество Т-лимфоцитов определяли по методу спонтанного розеткообразования с эритроцитами барана. Количество В- клеток проводили по методу комплементарного розеткообразования (8).

Эксперименты in vitro проводили на эталонном, патогенном штамме 209 Staphylococcus а ureus , который по паспорту характеризуется типичными морфологическими, биохимическими, гемолитическими и плазмокоагулирующими свойствами. В стерильных условиях в пенициллиновых флаконах готовили взвесь микробов в воде для инъекций ( 4 х 106 микробных тел/мл) по стандарту мутности, полученному из ГИСК им. Тарасевича. Смешивали с метиленовым синим на воде в соотношении 1:1 таким образом, чтобы конечные концентрации красителя составляли 0,02 % и 0,1 %, культивировали в течение 1 мин. Контрольная культура микробов разводилась растворителем (вода для инъекций).

Спектральные исследования были выполнены на кафедре оптики Саратовского государственного университета им.Чернышевского, заведующий кафедрой В.В.Тучин.

Для облучения миндалин использовался физиотерапевтический прибор фирмы «Дюны», разрешенный к применению МЗ РФ. Источниками излучения в данном приборе являются светодиоды. На рисунке 1 приведены спектры излучения аппараты «Дюны», видно, что максимумы излучения в красной области спектра от 650 до 670 нм, а в инфракрасной области спектра 940 до 960 нм.

Рис.1. Спектральные характеристики светодиодного физиотерапевтического устройства.

С целью фотодинамического воздействия были использованы пигментсодержащие фармакологические препараты, разрешенные для клинического применения: раствор метиленового синего и хлорофиллипта. На рис. 2-4 приведены спектры поглощения метиленового синего и хлорофиллипта из которых хорошо видно, что максимумы поглощения метиленового синего в красной области спектра находится в области от 640 до 670 нм, а в инфракрасной два пика от 820 до 830 нм и от 900 до 940 нм. Максимум поглощения хлорофиллипта расположен в красной части спектра 640 – 660 нм – рис.4

Рис.2. Спектр поглощения метиленового синего

Рис.3. Спектр поглощения метиленового синего.

Рис.4. Спектр поглощения хлорофиллипта.

Таким образом, если сравнить спектры излучения светодиодного аппарата и спектры поглощения используемых пигментов, то следует отметить, что максимумы спектров поглощения и метиленового синего и хлорофиллипта в красной части спектра совпадают с максимумом излучения прелагаемого для терапии светодиодного прибора, однако спектр поглощения метиленового синего значительно интенсивнее спектра хлорофиллипта, поэтому следует ожидать, что противомикробный фотодинамический эффект при использовании метиленового синего будет значительно выше, чем хлорофиллипта.

Методика промывания небных миндалин

Промывание лакун нёбных миндалин проводилось иглой Гартмана, непосредственным вводом в лакуну миндалины, 20-ти граммовым шприцом.

После промывания лакун нёбных миндалин 0,1% раствором метиленового синего больной полоскал горло 0,9% физиологическим раствором в количестве 100мл. После полоскания больному производилось облучение каждой нёбной миндалины в 2-х минутном режиме светодиодным матричным аппаратом для фототерапии со специально изготовленной для этой цели насадки в виде тубуса

Рис.5. Промывания небных миндалин раствором метиленового синего

Рис.6. Промывание ротоглотки физиологическим раствором.

Рис.9. Облучение небных миндалин светодиодным аппаратом

Рис.10. Фарингоскопическая картина после курса фотодинамической терапии

Таблица 1. Динамика показателей периферической крови

После проведённой фотодинамической терапии у больных на 10-е сутки отмечается незначительное, но достоверное снижение содержания эритроцитов и гемоглобина (Р < 0,05), что свидетельствует об усилении процессов ПОЛ, обусловленных увеличением интенсивности фотохимических реакций в присутствии фотосенсибилизаторов (гемоглобин + метиленовый синий).

У пациентов также отмечается достоверное увеличение количества сегментоядерных нейтрофилов, данный факт является также косвенным признаком активации микрофагального звена неспецифической резистентности организма. Из данных таблицы также видно, что реакция СОЭ имеет тенденцию к снижению, что является благоприятным прогностическим признаком.

ДИНАМИКА ЧАСТОТЫ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ТЕМПЕРАТУРНОЙ КРИВОЙ ТЕЛА

Как интегральный показатель интенсивности воспалительного процесса, протекающего в организме, была исследована динамика такого параметра, как температура тела, изучена также динамика частоты сердечных сокращений, так как этот показатель имеет жёсткую прямую зависимость от температуры тела и свидетельствует об активации симпато-адреналовой системы, одной из двух главных стресс - реализующих систем. На рисунке 11 приведена характерная температурная кривая. Статистическая обработка полученных результатов показала, что при лечении отмечается достоверное снижение температуры тела и частоты сердечных сокращений (Р<0,05), что хорошо коррелирует с благоприятными клиническими параметрами (положительная динамика картины фарингоскопии – рис.13).

Был изучен спектр микроорганизмов, наиболее частых возбудителей хронического тонзиллита (рис. 12).

Рис. 13. Динамика состояния небных миндалин в ходе лечения

Рис. 14. Состав микрофлоры небных миндалин до и после лечения

График убедительно показывает, что наиболее частым возбудителем хронического тонзиллита являются стафилококки. Действительно, Staphylococcus aureus – активный патогенный агент в развитии бронхитов и пневмонии, гнойничковых заболеваний кожи и слизистых (7).

Предложенный метод лечения снижает уровень обсемененности стафилококком, являющимся абсолютно патогенным микроорганизмом для миндалин. Другие виды сапрофитных и условно патогенных видов микробов практически не реагируют на фотодинамическую терапию, что, в отличие от классической антибиотикотерапии, не вызывает угрозы развития дисбактериоза.

Для микробной клетки гибель означает необратимую потерю способности к репродукции (росту и делению). Она считается погибшей, если не в состоянии образовывать колонию (клон дочерних клеток) на твердой питательной среде (7).

В связи с этим мы сопоставили клинические данные с влиянием красного света и различных концентраций метиленового синего на рост и размножение золотистого стафилококка in vitro – в твердой питательной среде, которая в определенной степени может моделировать контаминацию кожных и слизистых покровов организма.

Результаты показали, что метиленовый синий оказывает ингибирующее влияние на рост и размножение патогенного штамма 209 Staphylococcus aureus в агаровой культуре. Комбинация метиленового синего с монохроматическим светом красного спектра усиливает в 2 раза эффективность химиотерапии (табл.3).

Таблица 3. Результаты тестирования роста Staphylococcus aureus штамм 209 в агаровой культуре

На рис. 15-17 наглядно продемонстрировано бактерицидное действие красного света в комбинации с хромофором на рост патогенного стафилококка in vitro .

Рис.15. Контрольный рост агаровой культуры стафилококков

Рис. 16. Рост стафилококков после обработки мет. синим в концентрации 0,02%

Рис.17. Рост стафилококков в культуре после комбинированного воздействия 0,02% метиленового синего и красного света

Заключение

Таким образом, представленные данные убедительно доказывают высокую клиническую эффективность антибактериальной терапии, основанной на фотодинамических эффектах, вызванных одновременным воздействием на патогенную микрофлору физическим и химическим фактором. Клинические данные хорошо коррелируют с результатами бактериологических исследований in vivo и in vitro .

Благодарности

Авторы выражают искреннюю благодарность генеральному директору ЗАО МЭкЦ «Дюны», доктору технических наук Дирину Владимиру Николаевичу за любезно предоставленные светодиодные физиотерапевтические аппараты «Дюна-Т» для проведения клинических и экспериментальных исследований.