vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2021-2-191-196vguit-2761Research ArticleХимическая технологияFundamental and Applied chemistry, chemical technologyПротивоспаечные мембраны на основе сшитой карбоксиметилцеллюлозыAnti-adhesive membranes based on crosslinked carboxymethyl cellulosehttps://orcid.org/0000-0001-7092-9155ЖуковскийВ. А.ZhukovskiyV. A.

д.т.н., профессор, кафедра наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А.И. Меоса, ул. Большая Морская, д. 18, Санкт-Петербург, 191186, Россия

Cand. Sci. (Engin.), professor, nanostructured, fiber and composite materials. A.I. Meosa department, Bolshaya Morskaya Street, 18, Saint-Petersburg, 191186, Russia

rdd.lintex@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4500-1862НемиловВ. Е.NemilovV. E.

ведущий инженер, НИИ Спецматериалов, ул. Большая Морская, д. 18, Санкт-Петербург, 191186, Россия

leading engineer, Research Institute of Special Materials, Bolshaya Morskaya Street, 18, Saint-Petersburg, 191186, Russia

vyachnem@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7878-6371ФилипенкоТ. С.FilipenkoT. S.

к.т.н., директор Центра сопровождения научных разработок, НИИ Спецматериалов, ул. Большая Морская, д. 18, Санкт-Петербург, 191186, Россия

Cand. Sci. (Engin.), director of the center for support of scientific developments, Research Institute of Special Materials, Bolshaya Morskaya Street, 18, Saint-Petersburg, 191186, Russia

tanek-f@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9266-0756АнущенкоТ. Ю.AnuschenkoT. Y.

ведущий инженер, НИИ Спецматериалов, ул. Большая Морская, д. 18, Санкт-Петербург, 191186, Россия

leading engineer, Research Institute of Special Materials, Bolshaya Morskaya Street, 18, Saint-Petersburg, 191186, Russia

atu0106@ya.ruСанкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайнаРоссияSaint-Petersburg State University of Industrial Technologies and DesignRussian Federation202107062021832191196Copyright © Жуковский В.А., Немилов В.Е., Филипенко Т.С., Анущенко Т.Ю., 20212021Жуковский В.А., Немилов В.Е., Филипенко Т.С., Анущенко Т.Ю.Zhukovskiy V.A., Nemilov V.E., Filipenko T.S., Anuschenko T.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2761

В последние годы разрабатываются и активно внедряются в хирургическую практику новые противоспаечные средства, в том числе на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), обладающие «барьерным» эффектом. «Барьер» должен полностью рассасываться по истечении срока, необходимого для восстановления морфофункциональной целостности поврежденной брюшины, быть экономически доступным и простым в применении (включая лапароскопические технологии). Но время пребывания КМЦ в организме недостаточно для профилактики образования спаек, в частности в присутствии нерассасывающихся ригидных имплантатов. Наличие в карбоксиметилцеллюлозе реакционноспособных функциональных групп позволяет преобразовывать макромолекулы КМЦ в пространственную структуру. Для этого требуется использование бифункциональных (бикарбоновых или аминокарбоновых) кислот, а также перевод части карбоксильных групп из Na-формы в труднорастворимую Н-форму, т. е. необходимо осуществить сшивку макромолекул КМЦ. С этой целью в качестве сшивающих агентов были использованы адипиновая и глутаровая, аминоуксусная и аминокапроновая кислоты. Изучено влияние параметров модификации на степень набухания полимеров в воде. Таким образом, для получения мембран, предназначенных для лечения спаечной болезни, рекомендовано применять добавки в КМЦ бифункциональных соединений.

In recent times, new anti-adhesion devices including devices based on carboxymethyl cellulose (CMC), which have “barrier” effect are being developed and actively introduced into surgical practice. The “barrier” should be completely resorbed after the time required to healing the morphofunctional integrity of the injured peritoneum, be economically available and easy to use (including laparoscopic technologies). But the time when the CMC is in the body is insufficient to prevent the formation of adhesions, particularly in the presence of non-absorbable rigid implants. The reactive functional groups in CMC allow to transform the CMC-macromolecule into a spatial structure. For this are required the using of bifunctional (bicarboxylic or aminocarboxylic) acids and the transform of a part of the carboxyl groups from the Na-form to the hardly soluble H-form, i.e., it is necessary to crosslink CMC-macromolecules. Adipic acid and glutaric acid, aminoacetic acid and amino capronic acid used are linking agents. The influence of modification parameters on the degree of polymers swelling in water is studied. As a result, to obtain membranes designed for the treatment of adhesive disease, it is recommended to use additives in CMC of bifunctional compounds.

антиадгезивный барьеркарбоксиметилцеллюлозаадипиноваяаминокапроноваяглутароваяаминоуксусная кислотаanti-adhesion barriercarboxymethyl celluloseadipicaminocaproicglutaricaminoacetic acidsReferencesWinny M., Maegel L., Grethe L.V. et al. Treatment of de-peritonealized intestine with 4DryField® PH prevents adhesions between non-resorbable intra-peritoneal hernia mesh and bowel // American journal of translational research. 2016. V. 8. №. 12. P. 5706.Winny M., Maegel L., Grethe L.V. et al. Treatment of de-peritonealized intestine with 4DryField® PH prevents adhesions between non-resorbable intra-peritoneal hernia mesh and bowel. American journal of translational research. 2016. vol. 8. no. 12. pp. 5706.Bl?zquez R., S?nchez-Margallo F.M., ?lvarez V. Fibrin glue mesh fixation combined with mesenchymal stem cells or exosomes modulates the inflammatory reaction in a murine model of incisional hernia // Acta biomaterialia. 2018. V. 71. P. 318-329. doi: 10.1016/j.actbio.2018.02.014Bl?zquez R., S?nchez-Margallo F.M., ?lvarez V. Fibrin glue mesh fixation combined with mesenchymal stem cells or exosomes modulates the inflammatory reaction in a murine model of incisional hernia. Acta biomaterialia. 2018. vol. 71. pp. 318-329. doi: 10.1016/j.actbio.2018.02.014Chen C.H., Chen S.H., Mao S.H. et al. Injectable thermosensitive hydrogel containing hyaluronic acid and chitosan as a barrier for prevention of postoperative peritoneal adhesion // Carbohydrate polymers. 2017. V. 173. P. 721-731. doi: 10.1016/j.carbpol.2017.06.019Chen C.H., Chen S.H., Mao S.H. et al. Injectable thermosensitive hydrogel containing hyaluronic acid and chitosan as a barrier for prevention of postoperative peritoneal adhesion. Carbohydrate polymers. 2017. vol. 173. pp. 721-731. doi: 10.1016/j.carbpol.2017.06.019Беженарь В.Ф., Цыпурдеева А.А., Байлюк Е.Н. Спаечная болезнь органов малого таза у гинекологических больных: от патогенеза к практике // Онкогинекология. 2014; № 4. С. 68-74.Bezhenar V.F., Tsyputdeeva A.A., Bajlyuk E.N. Pelvic adhesive disease in gynecologic patients: from pathogenesis to practice. Oncogynecology. 2014. no. 4. pp.68-74. (in Russian).Тихомиров А.Л., Манухин И.Б., Казенашев В.В. и др. Профилактика спаечного процесса и его осложнений в оперативной гинекологии // Российский вестник акушера-гинеколога. 2016. № 16(5). С. 100-105.Tikhomirov A.L., Manukhin I.B., Kazenashev V.V. et al. Prevention of a commissural process and its complications in operative gynecology. Russian bulletin of obstetrician-gynecologyst. 2016. no. 16(5). pp. 100-105. (in Russian).Попов А.А., Мананникова Т.Н., Колесник Н.А., Рамазанов М.Р. и др. Применение противоспаечных препаратов в программе хирургического лечения трубно-перитонеального бесплодия // Журнал акушерства и женских болезней. 2012. № 61 (4). С. 97-103.Popov A.A., Manannikova T.N., Kolesnik N.A., Ramazanov M.R. et al. Antiadhesion barriers application in infertil patients with pelvic adhesions. Journal of obstetrics and and women’s diseases. 2012. no. 61 (4). pp. 97-103. (in Russian).Ткаченко Л.В., Свиридова Н.И., Веровская Т.А., Хохлова?Р.Р. Профилактика спаечной болезни как этап ранней реабилитации репродуктивной функции после миомэктомии // Акушерство и Гинекология. 2019. № 1. С. 118-124.Tkachenko L.V., Sviridova N.I., Verovskaya T.A., Khokhlova R.R. Prevention of peritoneal adhesions as a stage of early rehabilitation of reproductive function after myomectomy. Obstetrics and Gynecology. 2019. no. 1. pp. 118-124. (in Russian).Лазаренко В.А., Липатов В.А., Бежин А.И. и др. Пути поиска эффективных методик профилактики и лечения послеоперационного спаечного процесса брюшной полости // Экспериментальная и клиническая хирургия: проблемы и решения. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Курск: КМГУ, 2016. С. 125-127.Lazarenko V.A., Lipatov V.A., Bezhin A.I. et al. Ways to find of effective methods of prevention and treatment of postoperative abdominal adhesions. Experimental and clinical surgery: problems and solutions. Collection of materials of the Russian Scientific and Practical Conference with international participation. Kursk, KMSU, 2016. pp. 125-127. (in Russian).Мешкова О.А., Богданов Д.Ю., Матвеев Н.Л., Курганов И.А. Применение современных противоспаечных препаратов в хирургии. Эндоскопическая хирургия. 2015. № 21(3). С. 37-42.Meshkova O.A., Bogdanov D. Yu., Matveev N.L., Kurganov I.A. Application of modern anti-adhesive agents in surgery. Endoscopic surgery. 2015. no. 21(3). pp. 37-42. (in Russian).Адамян Л.В., Козаченко А.В., Кондратович Л.М. Спаечный процесс в брюшной полости: история изучения, классификация, патогенез (обзор литературы) // Проблемы репродукции. 2013. № 19(6) С. 7-13.Adamyan L.V., Kozachenko A.V., Kondratovich L.M. Peritoneal adhesions: the history of research, classification and pathogenesis (a review). Russian Journal of Human Reproduction. 2013. no. 19(6). pp. 7-13. (in Russian).Кондратович Л.М. Основы понимания формирования спаечного процесса в брюшной полости. Интраоперационная профилактика противоспаечными барьерными препаратами (обзор литературы) // Вестник новых медицинских технологий. 2014. № 21 (3). С. 169-172.Kondratovich L.M. The basics for comprehension of adhesive process formation in abdominal cavity. Perioperative prevention by means of anti-adhesive drugs (review of literature). Journal of New Medical Technologies. 2014. no. 21 (3). pp. 169-172. (in Russian).Звягин И.Н., Фролова О.Г., Липатов В.А. и др. Влияние лекарственных препаратов, депонированных в средстве «МЕЗОГЕЛЬ», на его противоспаечную активность в эксперименте // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 6. С. 89.Zvyagin I.N., Frolova O.G., Lipatov V.A. et al. Influence of pharmaceuticals products deposited in the MEZOGEL on its anti-adhesive activity in the experiment. Modern problems of the Science and Education. 2018. no. 6. pp. 89. (in Russian).Алиев С.Р., Силуянов С.В. Первый опыт применения противоспаечной коллагеновой мембраны при операциях на органах брюшной полости и малого таза // Русский медицинский журнал. 2015. № 13. С. 789-796.Aliev S.R., Siluyanov S.V. The first experience of using anti-adhesive collagen membrane in operations on the abdominal cavity and pelvic organs. Russian Medical Journal. 2015. no. 13. pp.789-796. (in Russian).Park H., Baek S., Kang H., Lee D. Biomaterials to Prevent Post?Operative Adhesion // Materials. 2020. V. 13. №. 14. P. 3056. doi: 10.3390/ma13143056Park H., Baek S., Kang H., Lee D. Biomaterials to Prevent Post?Operative Adhesion. Materials. 2020. vol. 13. no. 14. pp. 3056. doi: 10.3390/ma13143056Липатов В.А., Пучкова Е.Л., Наимзада М.Д.З. Измерение физико-механических характеристик медицинских изделий для оценки их манипуляционных свойств // Хирургия и онкология: эксперимент и клиника. Сборник научных трудов и материалов научно-практической конференции с международным участием. 2020. С. 28-30.Lipatov V.A., Puchkova E.L., Naimzada M.D.Z. Measurement of physical and mechanical characteristics of medical devices to evaluate their manipulative properties. Surgery and oncology: experiment and clinic. Collection of scientific works and materials of a Scientific-Practical Conference with international participation. 2020. pp. 28-30. (in Russian).Насонова М. В., Ходыревская Ю. И., Бураго А. Ю. и др. Противовоспалительные биодеградируемые мембраны для профилактики образования послеоперационных спаек // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2014. № 131(8). С. 54-59Nasonova M.V., Khodyrevskaya Yu. I., Burago A. Yu. et al. Anti-inflammatory effects of biodegradable membranes in prevention of postoperative adhesion formations. Siberian Medical Journal (Irkutsk). 2014. no. 131(8). pp. 54-59. (in Russian).Суковатых Б.С., Жуковский В.А., Липатов В.А., Блинков Ю.Ю. Современные технологии профилактики послеоперационного спайкообразования // Вестник хирургии. 2014. Т. 173. № 5. С. 98-102.Sukovatykh B.S., Zhukovsky V. A., Lipatov V. A., Blinkov Yu. Yu. Modern technologies of prevention of postoperative adhesive formations. The Bulletin of Surgery. 2014. vol. 173. no. 5. pp. 98-102. (in Russian).Жуковский В.А., Немилов В.Е., Полянский А.В., Скворцова К.Е. Противоспаечные хирургические материалы с прогнозируемыми сроками рассасывания // Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии. XIX Международный научно-практический форум SMARTEX-2016. Иваново, 2016. С. 134-142.Zhukovsky V.A., Nemilov V.E., Polyansky A.V., Skvortsova K.E. Anti-adhesive surgical materials with predicted terms of resorption. Physics of fibrous materials: structure, properties, high-tech technologies. XIX International Scientific-Practical Forum SMARTEX-2016. Ivanovo, 2016. pp. 134-142. (in Russian).Затолокина М.А., Инархов М.А., Липатов В.А., Ярмамедов Д.М. Изучение особенностей реактивных изменений тканей на подкожную имплантацию новых рассасывающихся мембран на основе карбоксиметилцеллюлозы в экспериментах «in vivo» // Современные проблемы науки и образования. 2016. № 5. С. 52.Zatolokina M.A., Inarkhov M.A., Lipatov V.A., Yarmamedov D.M. Study of the features of reactive tissue changes on subcutaneous implantation of new absorbable membranes based on carboxymethylcellulose in experiments "in vivo". Modern Problems of Science and Education. 2016. no. 5. pp. 52. (in Russian).Baek S., Park H., Park Y. et al. Development of a Lidocaine-Loaded Alginate/CMC/PEO Electrospun Nanofiber Film and Application as an Anti-Adhesion Barrier // Polymers. 2020. V. 12. №. 3. P. 618. doi: 10.3390/polym12030618Baek S., Park H., Park Y. et al. Development of a Lidocaine-Loaded Alginate/CMC/PEO Electrospun Nanofiber Film and Application as an Anti-Adhesion Barrier. Polymers. 2020. vol. 12. no. 3. pp. 618. doi: 10.3390/polym12030618

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