nmpЖурнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь»Russian Sklifosovsky Journal "Emergency Medical Care"2223-90222541-8017“N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine”10.23934/2223-9022-2024-13-2-241-246nmp-1886Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОценка гемостатической активности многокомпонентных полимерных губчатых имплантатов в эксперименте in vitroEvaluation of the Hemostatic Activity of Multicomponent Polymer Sponge Implants in An In Vitro Experimenthttps://orcid.org/0000-0001-6121-7412ЛипатовВ. А.LipatovV. A.

Вячеслав Александрович Липатов, доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры, заведующий лабораторией

Институт экспериментальной медицины; Лаборатория экспериментальной хирургии и онкологии; кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии

305041; ул. К. Маркса, д. 3; Курск

Vyacheslav A. Lipatov, Doctor of Medical Sciences, Full Professor, Professor

Research Institute of Experimental Medicine; Laboratory of Experimental Surgery and Oncology; Department of Operative Surgery and Topographic Anatomy

305041; K. Marx Str. 3; Kursk

drli@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7200-4508ЛазаренкоС. В.LazarenkoS. V.

Сергей Викторович Лазаренко, кандидат медицинских наук, доцент

Институт экспериментальной медицины; Лаборатория экспериментальной хирургии и онкологии; кафедра урологии

305041; ул. К. Маркса, д. 3; Курск

Sergey V. Lazarenko, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor

Research Institute of Experimental Medicine; Laboratory of Experimental Surgery and Oncology; Department of Urology

305041; K. Marx Str. 3; Kursk

dok.lazarenko@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4460-1353СевериновД. А.SeverinovD. A.

Дмитрий Андреевич Северинов, кандидат медицинских наук, доцент

Институт экспериментальной медицины; Лаборатория экспериментальной хирургии и онкологии; кафедра детской хирургии и педиатрии

305041; ул. К. Маркса, д. 3; Курск

Dmitry A. Severinov, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor

Research Institute of Experimental Medicine; Laboratory of Experimental Surgery and Oncology; Department of Pediatric Surgery and Pediatrics

305041; K. Marx Str. 3; Kursk

dmitriy.severinov.93@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5034-8580ДенисовА. А.DenisovA. A.

Артем Александрович Денисов, ассистент

Институт экспериментальной медицины; Лаборатория экспериментальной хирургии и онкологии; кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии

305041; ул. К. Маркса, д. 3; Курск

Artem A. Denisov, Assistant

Research Institute of Experimental Medicine; Laboratory of Experimental Surgery and Oncology; Department of Operative Surgery and Topographic Anatomy

305041; K. Marx Str. 3; Kursk

d.artyom21@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0004-1959-2306ПадалкинаО. В.PadalkinaO. V.

Ольга Владиславовна Падалкина, студентка 6-го курса

Институт экспериментальной медицины; Лаборатория экспериментальной хирургии и онкологии; педиатрический факультет

305041; ул. К. Маркса, д. 3; Курск

Olga V. Padalkina, 6th year student

Research Institute of Experimental Medicine; Laboratory of Experimental Surgery and Oncology; Pediatric faculty

305041; K. Marx Str. 3; Kursk

olga_padalkina2000@mail.ruФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет», Институт непрерывного образования МЗ РФРоссияKursk State Medical University, Institute of Continuing EducationRussian Federation202404092024132241246Copyright © Липатов В.А., Лазаренко С.В., Северинов Д.А., Денисов А.А., Падалкина О.В., 20242024Липатов В.А., Лазаренко С.В., Северинов Д.А., Денисов А.А., Падалкина О.В.Lipatov V.A., Lazarenko S.V., Severinov D.A., Denisov A.A., Padalkina O.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.jnmp.ru/jour/article/view/1886   АКТУАЛЬНОСТЬ

   АКТУАЛЬНОСТЬ. Разработка новых образцов местных гемостатических средств является интенсивно развивающимся направлением современной биотехнологии ввиду высокой потребности клинических баз в таких изделиях и необходимости импортозамещения. Помимо постоянного поиска оптимальных веществ, используемых в качестве основы (коллаген, целлюлоза и ее производные, желатин и пр.) для изготовления местных гемостатических средств, разрабатываются и методы их всестороннего тестирования.

   ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

   ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Оценить гемостатическую активность многокомпонентных полимерных губчатых имплантатов с помощью разработанного авторами коагулометрического способа в эксперименте in vitro.

   МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

   МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ. В качестве материалов исследования использовали новые образцы многокомпонентных полимерных губчатых имплантатов, разработанных на базе лаборатории экспериментальной хирургии и онкологии ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава России. Образцы выполнены на основе морского коллагена, изготовленного из глубоководного кальмара, в разных соотношениях по массе с натриевой солью карбоксиметиллцеллюлозы (15/85, 25/75, 50/50). Оценивали гемостатическую активность указанных изделий в эксперименте in vitro по разработанной методике, основанной на коагулометрическом измерении времени свертывания крови доноров-добровольцев. Статистическую обработку данных проводили с применением методик описательной и вариационной статистики (Ме [25; 75]). Статистическую значимость отличия определяли с помощью критерия Манна–Уитни (p < 0,05).

   РЕЗУЛЬТАТЫ

   РЕЗУЛЬТАТЫ. Время свертывания крови в экспериментальной группе № 2 оказалось на 2,12 с меньше, чем в контрольной (тестируемые образцы кровоостанавливающих средств не вносили). Статистически значимые отличия обнаружены при сравнении значений времени свертывания в экспериментальных группах № 3 (на 2,98 с меньше) и № 4 (на 2,37 с) с значениями контрольной группы (№ 1). Уменьшение времени свертывания крови косвенно доказывает эффективность используемых изделий за счет образования сгустка крови за меньший срок. Это позволяет предположить, что при использовании  кровоостанавливающих средств в условиях кровотечения изделия уменьшат продолжительность и объем кровотечения за счет гемостатической активности.

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В рамках выполненного исследования установлено, что предложенный авторский метод оценки гемостатической активности местных кровоостанавливающих средств, основанный на оценке времени свертывания крови с помощью электрокоагулометрии, после измельчения тестируемых образцов обладает простотой выполнения, доступен для большинства лабораторий и позволяет исследовать эффективность различных форм многокомпонентных полимерных губчатых имплантатов. Разработка многокомпонентных полимерных губчатых имплантатов на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и коллагена представляется перспективным направлением, так как данные изделия ускоряют время свертывания крови в эксперименте in vitro.

   BACKGROUND

   BACKGROUND. The development of new samples of local hemostatic agents is an intensively developing area of the modern industrial biotechnology due to a high need of clinical bases for such products. In addition to constant search for optimal substances used as a basis (collagen, cellulose and its derivatives, gelatin, etc.) for local hemostatic agents, methods for their comprehensive testing are also being developed.

   AIM OF THE STUDY

   AIM OF THE STUDY. To evaluate the hemostatic activity of multicomponent polymer sponge implants using the coagulometer method developed by the authors in an in vitro experiment.

   MATERIAL AND METHODS

   MATERIAL AND METHODS. As research materials, new samples of multicomponent polymer sponge implants developed within the Laboratory of Experimental Surgery and Oncology of the Kursk State Medical University were used. The samples were based on marine collagen made from deep-sea squid in different ratios by weight with carboxymethylcellulose sodium salt (15/85, 25/75, 50/50). The hemostatic activity of these products was evaluated in the in vitro experiment using our method based on coagulometric measurement of blood clotting time of volunteer donors. Statistical processing of the data was carried out using methods of descriptive and variation statistics (Me [25; 75]). The validity of the difference was determined using the Mann–Whitney test (p ≤ 0,05).

   RESULTS

   RESULTS. The blood clotting time in experimental group No. 2 turned out to be 2.12 s less than in the control group (the tested samples of hemostatic agents were not added). Statistically significant differences were found when comparing the values of coagulation time in experimental groups No. 3 (2.98 s less) and No. 4 (2.37 s less) with the values of the control group (No. 1). A decrease in the blood clotting time indirectly proves the effectiveness of the products used, due to the formation of the blood clot in a shorter period of time. This suggests that when the hemostatic agents are used in bleeding conditions, the products will reduce the time and volume of bleeding due to their hemostatic activity.

   CONCLUSION

   CONCLUSION. Within the framework of the completed study, it was established that our method for assessing the hemostatic activity of local hemostatic agents, based on the evaluation of blood clotting time using electrocoagulometry, after grinding the tested samples, is easy to perform, accessible to most laboratories, and allows researchers to investigate the effectiveness of various forms of multicomponent polymer sponge implants. The development of multicomponent polymer sponge implants based on carboxymethylcellulose sodium salt and collagen seems to be a promising direction, since these products accelerate blood clotting time in the in vitro experiment.

гемостазгемостатические губкиполимерыэксперимент in vitroкровотечениеколлагенhemostasishemostatic spongespolymerin vitro experimentbleedingcollagenРабота выполнялась в соответствии с планом научных исследований ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» МЗ РФ. Финансовой поддержки со стороны кампаний-производителей лекарственных препаратов и изделий медицинского назначения авторы не получалиThe work was carried out in accordance with the scientific research plan of the Kursk State Medical UniversityReferencesAbri B, Vahdati SS, Paknezhad S, Maid PS, Alizadeh S. Blunt abdominal trauma and organ damage and its prognosis. Journal of Analytical Research in Clinical Medicine. 2016;4(4):228–232. doi: 10.15171/jarcm.2016.038Abri B, Vahdati SS, Paknezhad S, Maid PS, Alizadeh S. Blunt abdominal trauma and organ damage and its prognosis. Journal of Analytical Research in Clinical Medicine. 2016;4(4):228–232. doi: 10.15171/jarcm.2016.038Будко Е.В., Черникова Д.А., Ямпольский Л.М., Яцюк В.Я. Местные гемостатические средства и пути их совершенствования. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2019;27(2):274–285. doi: 10.23888/PAVLOVJ2019272274-285Budko EV, Chernikova DA, Yampolsky LM, Yatsyuk VY. Local hemostatic agents and ways of their improvement. IP Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2019;27(2):274–285. doi: 10.23888/PAVLOVJ2019272274-285Chiara O, Cimbanassi S, Bellanova G, Chiarugi M, Mingoli A, Olivero G, et al. A systematic review on the use of topical hemostats in trauma and emergency surgery. BMC Surgery. 2018;18(1):68. PMID: 30157821 doi: 10.1186/s12893–018–0398-zChiara O, Cimbanassi S, Bellanova G, Chiarugi M, Mingoli A, Olivero G, et al. A systematic review on the use of topical hemostats in trauma and emergency surgery. BMC Surgery. 2018;18(1):68. PMID: 30157821 doi: 10.1186/s12893–018–0398-zHickman DA, Pawlowski CL, Sekhon UDS, Marks J, Gupta AS. Biomaterials and advanced technologies for hemostatic management of bleeding. Adv Mater. 2018 Jan;30(4):10.1002/adma.201700859. PMID: 29164804 doi: 10.1002/adma.201700859Hickman DA, Pawlowski CL, Sekhon UDS, Marks J, Gupta AS. Biomaterials and advanced technologies for hemostatic management of bleeding. Adv Mater. 2018 Jan;30(4):10.1002/adma.201700859. PMID: 29164804 doi: 10.1002/adma.201700859Li X, Li YC, Chen M, Shi Q, Sun R, Wang X. Chitosan/rectorite nanocomposite with injectable functionality for skin hemostasis. J Mater Chem B. 2018;6(41):6544–6549. PMID: 32254862 doi: 10.1039/c8tb01085dLi X, Li YC, Chen M, Shi Q, Sun R, Wang X. Chitosan/rectorite nanocomposite with injectable functionality for skin hemostasis. J Mater Chem B. 2018;6(41):6544–6549. PMID: 32254862 doi: 10.1039/c8tb01085dHuang H, Chen H, Wang X, Qiu F, Liu H, Lu J, et al. Degradable and bioadhesive alginate-based composites: an effective hemostatic agent. ACS Biomater Sci Eng. 2019;5(10):5498–5505. PMID: 33464069 doi: 10.1021/acsbiomaterials.9b01120Huang H, Chen H, Wang X, Qiu F, Liu H, Lu J, et al. Degradable and bioadhesive alginate-based composites: an effective hemostatic agent. ACS Biomater Sci Eng. 2019;5(10):5498–5505. PMID: 33464069 doi: 10.1021/acsbiomaterials.9b01120Biranje SS, Madiwale PV, Patankar KC, Chhabra R, Dandekar-Jain P, Adivarekar RV. Hemostasis and anti-necrotic activity of wound-healing dressing containing chitosan nanoparticles. Int J Biol Macromol. 2019;121:936–946. PMID: 30342937 doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.125Biranje SS, Madiwale PV, Patankar KC, Chhabra R, Dandekar-Jain P, Adivarekar RV. Hemostasis and anti-necrotic activity of wound-healing dressing containing chitosan nanoparticles. Int J Biol Macromol. 2019;121:936–946. PMID: 30342937 doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.125Липатов В.А., Фрончек Э.В., Григорьян А.Ю., Северинов Д.А., Наимзада М., Закутаева Л.Ю. Оценка эффективности новых образцов местных кровоостанавливающих средств на основе хитозана после резекции печени в эксперименте. Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2023;1(31):89–96. doi: 10.17816/PAVLOVJ108094Lipatov VA, Fronchek EV, Grigor’yan AY, Severinov DA, Naimzada M, Zakutayeva LY. Evaluation of Effectiveness of New Samples of Chitosan-Based Local Hemostatic Agents After Liver Resection in Experiment. IP Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2023;31(1):89–96. doi: 10.17816/PAVLOVJ108094Буркова Н.В., Киричук О.П., Кузнецов С.И., Юдин В.Е., Дресвянина Е.Н., Романчук Е.В. Анализ активационных возможностей и гемолитической активности пленок хитозана при их контакте с клеточными элементами венозной крови человека in vitro. Смоленский медицинский альманах. 2018;(4):207–210.Burkova NV, Kirichuk OP, Kuznetsov SI, Yudin VE, Dresvjanina EN, Romanchuk EV. Analysis of Activation Opportunities and Hemolytic Activity of the Chitosan Films During Their Contact with Cellular Elements of Venous Human Blood In Vitro. Smolensk Medical Almanac. 2018;(4):207–210. (In Russ.)Исмаилов Б.А., Садыков Р.А., Ким О.В. Гемостатический имплантат из производных целлюлозы. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2019;(9):56–61. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-169-9-56-61Ismailov BA, Sadykov RA, Kim OV. Hemostatic implant based on cellulose derivates. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2019;(9):56–61. (In Russ.) doi: 10.31146/1682-8658-ecg-169-9-56-61Chen K, Wang F, Liu S, Wu X, Xu L, Zhang D. In situ reduction of silver nanoparticles by sodium alginate to obtain silver-loaded composite wound dressing with enhanced mechanical and antimicrobial property. Int J Biol Macromol. 2020;148:501–509. PMID: 31958554 doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.01.156Chen K, Wang F, Liu S, Wu X, Xu L, Zhang D. In situ reduction of silver nanoparticles by sodium alginate to obtain silver-loaded composite wound dressing with enhanced mechanical and antimicrobial property. Int J Biol Macromol. 2020;148:501–509. PMID: 31958554 doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.01.156Чарыев Ю.О., Аскеров Э.М., Рыжова Т.С., Муравлянцева М.М. Гемостатические препараты местного действия в современной хирургической практике. Тверской медицинский журнал. 2022;(1):31–41.Charyev YuO, Askerov EM, Ryzhova TS, Muravlyantseva MM. Local Hemostatic Preparations in Modern Surgical Practice. Tverskoy meditsinskiy zhurnal. 2022;(1):31–41. (In Russ.)Земляной А.Б. Средство местного гемостаза - текучая активная гемостатическая матрица. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2019;(5):104–115. doi: 10.17116/hirurgia2019051104Zemlyanoy AB. Local hemostatic agent — fluid active hemostatic matrix. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2019;(5):104–115. (In Russ.) doi: 10.17116/hirurgia2019051104Huang L, Liu GL, Kaye AD, Liu H. Advances in topical hemostatic agent therapies: a comprehensive update. Adv Ther. 2020;37(10):4132–4148. PMID: 32813165 doi: 10.1007/s12325-020-01467-yHuang L, Liu GL, Kaye AD, Liu H. Advances in topical hemostatic agent therapies: a comprehensive update. Adv Ther. 2020;37(10):4132–4148. PMID: 32813165 doi: 10.1007/s12325-020-01467-yTompeck AJ, Gajdhar AUR, Dowling M, Johnson SB, Barie PS, Winchell RJ, et al. A comprehensive review of topical hemostatic agents: The good, the bad, and the novel. J Trauma Acute Care Surg. 2020;88(1):e1–e21. PMID: 31626024 doi: 10.1097/TA.0000000000002508Tompeck AJ, Gajdhar AUR, Dowling M, Johnson SB, Barie PS, Winchell RJ, et al. A comprehensive review of topical hemostatic agents: The good, the bad, and the novel. J Trauma Acute Care Surg. 2020;88(1):e1–e21. PMID: 31626024 doi: 10.1097/TA.0000000000002508

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