A new silver dressing StopBac in surgical wounds: an observational study
OLIVERIUS, Martin 1; DROZD, Jan1; BRATKA Petr2; MOHLENIKOVA DUCHONOVA, Beatrice 3, GÜRLICH Robert 1.
.jpg)
doc. MUDr. Martin Oliverius, Ph.D., FEBS, autor studie o krytí StopBac
1Chirurgická klinika, Fakultní nemocnice Královské Vinohrady a třetí lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze, Česká republika
2Fakulta biomedicínského inženýrství ČVUT v Praze, Česká republika
3Ústav molekulární a translační medicíny, Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci, Česká republika
4 Oddělení toxikogenomiky, Státní zdravotní ústav, Praha, Česká republika
Abstract
Ideální krytí operačních ran jak aseptických, tak potenciálně infikovaných musí splňovat několik požadavků. Mezi hlavní patří vytvoření antiseptického prostředí pro hojení. Jako optimální se považuje vlhké a polo – prodyšné prostředí. K dalším požadavkům patří komfort pro nemocné, který je daný nealergizujícím efektem, možností pohybu a udržování hygieny. Z hlediska personálu pak možnost vizuálního sledování rány bez nutnosti opakovaného sejmutí obvazu. To zvyšuje pohodlí nemocného a zároveň významně snižuje ekonomické náklady.
Aktivní antimikrobiální a antimykotický efekt kationtů stříbra na hojení ran byl prokázán mnoha studiemi. V naší observační studii jsme se soustředily na posouzení významu nového typu krytí StopBac, které využívá unikátní technologii imobilizace stříbra s využitím organicko-anorganického hybridního oligomeru organosilikátu. Výchozí sol-gel ve vysokém stupni konverze je deponován na polštářek precizní metodou pro tvorbu tenkých vrstev tzv. sprejovou atomizací. Výsledkem je nanovrstva polymerní matrice s prodlouženou kinetikou uvolnění iontů stříbra. Tento polštářek je součástí voděodolné nealergizující průsvitné náplasti. Krytí bylo prospektivně použito v souboru elektivně operovaných 34 nemocných. Nemocní byli sledováni do plného zhojení rány, ke kterému došlo u všech nemocných. Primárním cílem bylo sledování výskytu surgical site infection. Sekundárními cílem bylo porovnání ekonomických nákladů a posouzení vlastností tohoto nového materiálu.
Klíčová slova: kationty stříbra, sol-gel, chirurgické krytí, pooperační rány, surgical site infection, ekonomické náklady.
ÚVOD
Současné možnosti krytí operačních ran jsou velmi široké. Standardním způsobem krytí pooperačních ran na naší klinice je použití sterilních gázových kompresů (STERILKOMPRES, Batist Medical, CZ) v kombinaci s neprůhlednou, elastickou náplastí (OPSITE FLEXIFIX, SMITH&NEPHEW CONSUMER, Velká Británie).
V naší prospektivní observační studii jsme se zaměřili na posouzení vlivu nového typu krytí operační rány pomocí materiálu StopBac. Tento materiál využívá unikátních vlastností matrice tvořené organicko-anorganickým hybridním oligomerem, zajišťující prodloužené uvolňování kationtů stříbra (Ag+). Význam stříbrných iontů pro léčbu chronických a zejména infikovaných ran byl prokázán mnoha studiemi (Woodmansey & Roberts, 2018) (Cooper & Kirketerp-Moller, 2018; Dissemond et al., 2017; Li, Zhang, Chen, Zheng, & Zhu, 2017; Walker & Parsons, 2014). V laboratorních podmínkách stříbrné ionty prokazují vysokou antimikrobiální aktivitu jak proti bakteriím, tak proti virům a houbám (McDonnell & Russell, 1999). Antibakteriální efekt krytí StopBac, zajištěný řízeným uvolňováním iontů stříbra, je dále lokálně umocněn vysokou hydrofobicitou vrstvy hybridní polymerní matrice, která vytváří prostředí nevhodné pro množení bakterií. Cílem naší studie bylo prokázat vliv tohoto materiálu na vznik surgical site infections (SSI). Vedlejšími sledovanými parametry bylo snížení celkového množství převazů a ekonomická náročnost.
POUŽITÉ MATERIÁLY A METODY
Do studie byly prospektivně zařazeni všichni nemocní, kteří byli indikováni k velkým chirurgickým výkonům v hepatopankreatobiliární oblasti, kolorektální chirurgii a 3 pacienti s tříselnou kýlou. Celkem zařazeno 34 nemocných. Dva pacienti byli vyřazeni z hodnocení pro nemožnost získání komplexních dat z důvodů překladu do jiného zařízení.
Vstupně jsme zaznamenávaly faktory, které se obecně považují jako negativní pro hojení ran (přítomnost diabetu, ICHS, hypertenze, ICHDK, chronického žilního onemocnění, poruchu metabolismu tuků, kouření a abusus alkoholu). Tabulka 1. Tři nemocní před operací užívali antikoagulační terapii a sedm mělo v anamnéze předoperační neoadjuvantní chemoterapii. Ani jeden pacient při přijetí neužíval antibiotika. V hodnoceném souboru 32 nemocných byla převaha žen 19: 13. Průměrný věk nemocných byl 66 roků (medián 67 let; 50–84). S výjimkou čtyř bylo všech 28 nemocných operováno pro zhoubné onemocnění.
Převahu tvořili pacienti operovaní pro onemocnění slinivky břišní. Z těchto 18 nemocných bylo pro karcinom pankreatu operováno 17 pacientů, jeden pro chronickou pankreatitidu. Zbylí pacienti byli operováni pro nádory jater 8, jeden pro nádor žlučových cest, 3 s kýlou, jeden pro karcinom konečníku a jeden s nádorem ledviny.
Jedenáct pacientů podstoupilo HPD, z toho jeden v kombinaci s rozšířenou pravostrannou hepatektomií pro karcinom žlučových cest. Jeden totální pankreatektomii a jeden pouze exploraci dutiny břišní. Všichni tito nemocní měli předoperačně provedeno ERCP s drenáží žlučových cest. Dva nemocní měli distální pankreatektomii se splenektomií. Čtyři nemocní s CaP s inoperabilním nálezem prodělali pouze paliativní gastroenteroanastomozu. 9 pacientů podstoupilo resekci jater (z nich jeden v kombinaci s uvedenou HPD). Jeden nemocný měl pouze explorativní laparotomii, jeden pacient nefrektomii a tři pacienti byli operováni s tříselnou kýlou.
VÝSLEDKY TESTOVÁNÍ
Průměrný počet nutných převazů činil 1,8 na jednoho nemocného (medián 2; 1-3). První převaz po operaci vycházel v průměru na 3,75 dne (medián 4 pooperační den; 1-6). Druhý převaz byl proveden průměrně 7. pooperační den (medián 7; 4-11). Tři převazy vyžadovali pouze 4 nemocní a to mezi 7–13 pooperačním dnem (v průměru 9 den, medián 8).
Všichni nemocní byli operování v chráněném koagulu. V souladu s antibiotickou situací na oddělení byl u všech použit k profylaxi ampicilin potencovaný sulabactamem [Ampicillin and Sulbactam IBI 1G/0,5G INJ PLV SOL 10 I; Istituto Biochimico Italiano G. Lorenzini S.p.A., Aprilia, Itálie] v dávce 1G/0,5 G podaný 30 minut před začátkem výkonu. V souboru nebyl žádný nemocný alergický, a proto byla profylaxe u všech jednotná. V případě delšího výkonu byla dávka opakována po 4 hodinách a ukončena s koncem operace. U 9 nemocných byla antibiotika podána i po výkonu. U čtyř pacientů byl lék podán v průběhu prvních 24 hodin na žádost operatéra z důvodu potenciálně infikované rány.
U zbylých pěti byla léčba nasazena z jiných příčin (2x infekce močových cest, u 3 nemocných z důvodů abdominální komplikace). Průměrná délka pooperační antibiotické léčby u těchto pacientů byla 4, 44 dnů (medián 2; 1-9). SSI se vyskytla pouze u jednoho nemocného po HPD pro CaP. Tento nemocný měl od 3.POD pankreatický leak grade B a od 3.POD měl nasazen meropenem 4G/ 24 hod po dobu 9 dnů [Meronem Kabi; Fresenius Kabi s.r.o., Praha]. 7 POD drenáž kolekce pod CT s odstraněním drainu a zhojením 30.POD. U toho nemocného se pro průkaz SSI s kultivací (E.coli, Enteroccoccus faecium) prováděly denně převazy s proplachem rány PRONTOSAN SOLUTIO (BBraun Medical AG, DE) a sterilním krytím do 12. POD. Rána plně zhojena 16.POD.
U tří nemocných jsme řešili podkožní hematom v ráně. Jeden z nich užíval antikoagulační terapii pro fibrilaci síní před výkonem Fraxiparin 0,6ml á 12 hod [Aspen Pharma Trading Limited, Ireland] a jeden byl po NAT s Gemcitabinem 3 dávky a radioterapií 36Gy/ 15 frakcí následovanou mFOLFIRINOX 5 sérií. U jednoho nemocného po amputaci rekta byl ambulantně vypuštěn serom z oblasti rány na perineu. U všech zbylých 22 pacientů se rána zhojila per primam.
U většiny nemocných po velkých operacích (pankreas, játra, CRCa) s délkou rány 30 ± 5 cm (oboustranný subkostální řez nebo prodloužená střední laparotomie) bylo průměrně použito 1,8 převazů (medián 2; 1-3) krytím StopBac STERILE (10x30 cm a 10x10 cm přes sebe). První převaz byl načasován v průměru na 3,8 den (medián 4; 1-6) a druhý převaz na 7 den (medián 7; 4-11). Pokud byla rána klidná a suchá, bez známek retence a zánětu byla dále kryta pouze tekutým obvazem Opsite [OPSITE FLEXIFIX, SMITH&NEPHEW CONSUMER, Velká Británie]. Čtyři nemocní vyžadovali tři převazy se StopBac STERILE v průměru 9. pooperační den (medián 8; 7–13) pro drobnou serosní a jednou sanquinolentní sekreci. Jak bylo zmíněno, jeden nemocný byl z důvodu pankreatického leaku a následně vzniklé SSI od druhého převazu (3.pooperační den) převazován otevřenou cestou s proplachy rány a krytím sterilní gázou.
Standardním postupem na našem oddělení jsou převazy 1. nebo 2.POD, podle vzhledu obvazu. Následně pak 3-5. POD a 7.POD. Pak je opět rána – pokud nedochází k sekundárnímu hojení kryta Opsite do vyjmutí stehů. Klasické převazy se provádí: první až třetí převaz pomocí sterilního krytí kompresy [STERILKOMPRES, Batist Medical, ČR]
(10x20 cm 4ks v balení), náplastí Mefix (cca 50 cm) [Mölnlycke Health Care s.r.o., Švédsko]
Je-li rána při druhém či třetím převazu bez známek SSI a sekundárního hojení je kryta pouze náplastí Elastpor s polštářkem [ELASTOPORE+PAD, Batist Medical, ČR] (2ks 10x20cm).
Celkově tak vychází cena krytí s použitím StopBac STERILE v hepatopankreatobiliární oblasti na jednoho nemocného při dvou až třech převazech mezi 110–164,- Kč (4,04 – 6,03 EUR či 4,80 – 7,15 USD). Cena při klasickém způsobu krytí (pravidelně 2-3 převazy se sterilními kompresy a jeden s elastoporem) na 122–179,- Kč (4,48 - 6,58 EUR či 5,32 - 7,80 USD), při kurzu EUR/CZK 27,21 Kč a USD/CZK 22,94 dne 25.10.2020). Do nákladů navíc není započítána práce personálu, použití desinfekčních tampónů a nástrojů ani snížená nutnost analgetické terapie při převazech.
DISKUZE NAD VÝSLEDKY TESTOVÁNÍ
Kompozitní materiál polštářku StopBac zajišťuje účinný odvod exsudátu do savé vrstvy, oddělené od rány specificky perforovanou folií zabraňující jeho opětovnému uvolnění do rány. Povrch vnější vrstvy polštářku je pokryt nanovrstvou tvořenou matricí z organicko-anorganického hybridního oligomeru vysokého stupně konverze, která zajišťuje kontrolované uvolnění iontů stříbra (antibakteriální účinek) a zároveň díky vysoké hydrofobicitě minimalizuje riziko přilnutí k ráně.
Materiál StopBac tak vytváří prostředí vhodné pro hojení, v němž je zároveň kontrolována nežádoucí mikrobiální kontaminace pomocí prodlouženého uvolňování iontů stříbra.
Krytí využívající stříbro jako antimikrobiální agens jsou při správném použití vhodná pro krytí ran s bakteriální infekcí (Slamborova, Zajicova, Karpiskova, Exnar, & Stibor, 2013). Ionty stříbra mají prokázaný inhibiční účinek jak vůči grampozitivním tak gramnegativním bakteriálním kmenům (Abbaszadegan et al., 2017). Princip antibakteriálního účinku stříbrných iontů spočívá mj. ve vysokém potenciálu narušení transportu a uvolňování draselných (K+) iontů z bakteriálních buněk a blokování syntézy adenosintrifosfátu (ATP)(Yamanaka, Hara, & Kudo, 2005). Ionty stříbra se navíc snadno váží s celou řadou biomolekul, jako jsou DNA, RNA, peptidy za vzniku nerozpustných sloučenin, a tak brání dělení a reprodukci bakteriálních buněk(Lopez-Carballo, Higueras, Gavara, & Hernandez-Munoz, 2013).
Hybridní nanovrstvy připravené metodou sol-gel na základě TMSPM (3- (trimethoxysilyl) propylmethakrylát) obsahující iontově vázané kationty stříbra, vnesené formou roztoku dusičnanu stříbrného, vykazují vysoké antibakteriální účinky a jsou vhodné pro medicínské aplikace (Slamborova et al., 2013).
Naše prospektivní observační studie byla primárně zaměřena na pooperační rány, které byly aseptické (operace kýl) a potenciálně kontaminované (operace HPB oblasti s otevřením žlučových cest, kolorektální chirurgie, nefrektomie, apod.). Je známou skutečností, že ERCP a zavedení stentu před operací významně zvyšuje riziko intraabdominální infekce a kontaminace rány (Fang et al., 2013; Wu et al., 2019). Ani další rizikové faktory neměly vliv na vznik SSI. 28 pacientů bylo operováno s nádorovým onemocněním, z toho 7 mělo neoadjuvantní chemoterapii.
Devět nemocných mělo diabetes. Na rozdíl od jiných studií používajících stříbro v obvazech jsme se nezabývali jeho vlivem na hojení ran, ale na vliv působení při prevenci vzniku SSI. V rámci studie jsme obvaz, pokud nebyl porušen nebo neprosakoval mimo své okraje na ráně ponechali do plánovaného převazu 3. nebo 4.pooperační den. K sejmutí obvazu nedocházelo ani v případech, že byl obvaz prokrvácený nebo prosáklý sekretem. Obrázek 1, 2. To byl zásadní rozdíl od běžné praxe, kdy je klasický obvaz z gázy měněn kdykoli, je-li prokrvácen nebo nasáklý raným sekretem. Přítomnost krve pod obvazem nepochybně vytváří biofilm, který v kombinaci s potenciálně kontaminovaným raným terénem tvoří ideální podmínky pro vznik SSI. Přesto překvapivě nedošlo k infekci rány ani v jednom případě. Příčinou SSI u jednoho nemocného byl pankreatický leak, který se drénoval částečně operační ranou.
Z pohledu nemocných je nepochybné, že rozměrově menší, elastické a tenké krytí umožňuje lepší mobilizaci. Vzhledem k povrchové zevní vodoodpudivosti dovoluje časnou celkovou hygienu. Alergickou reakci, zarudnutí či podráždění kůže jsme nepozorovali ani v jednom případě.
Dalším přínosem využití krytí StopBac byla redukce celkového množství převazů, jak z hlediska traumatu pro pacienty, tak možnosti kontaminace operační rány. Dokonce ani obvaz, který byl prosáklý nevyžadoval jeho bezprostřední výměnu.
Porovnání ekonomických nákladů klasického způsobu převazovaní a redukovaných převazů se StopBac vyšlo mírně ve prospěch krytí StopBac, přičemž vezmeme-li do úvahy navíc úsporu práce personálu a náklady na sterilizaci, tak toto krytí vychází nákladově ještě výhodněji.
Na základě doporučení expertního týmu z hlediska teoreticky možného vzniku rezistence, který ale dosud nebyl popsán, je otázkou, zda toto krytí používat i u primárně aseptických, např. ortopedických výkonů (Leaper, 2012). Na druhou stranu tam je požadavek na minimalizaci rizika SSI prvořadý.
Naše observační studie potvrdila vhodnost použití obvazu StopBac u rizikových nemocných a pacientů s potenciálně infikovanými operačními ranami. Vzhledem k malému počtu nemocných a nehomogennímu souboru bude nezbytné tyto výsledky nyní verifikovat kvalitní randomizovanou studií. Přesto se zdá, že použití StopBac v této indikaci bude vhodným, bezpečným a ekonomicky výhodným způsobem krytí, které zvyšuje pohodlí nemocných z hlediska snížení počtu převazů, možnosti snadné mobilizace a včasné hygieny.
Studie z testování chirurgického krytí ran StopBac byla publikována v prestižním mezinárodním časopise zaměřením na léčbu a prevenci ran International Wound Journal. K nahlédnutí zde.
Studie byla podpořena grantem Ministerstva zdravonictví České republiky:
This work was supported by the Ministry of Health of the Czech Republic (16-28375A to B.M.-D.); the Czech Ministry of Education (LO1304 to B.M.-D. and LO1503 to P.S.); Palacky University (IGA_LF_2018_010 toD.F.); National Institutes of Health, USA (CA 103314 to I.O.) and Charles University (UNCE/MED/006 to P.S.).
REFERENCES
Abbaszadegan, A., Gholami, A., Abbaszadegan, S., Aleyasin, Z. S., Ghahramani, Y., Dorostkar, S., . . . Sharghi, H. (2017). The Effects of Different Ionic Liquid Coatings and the Length of Alkyl Chain on Antimicrobial and Cytotoxic Properties of Silver Nanoparticles. Iran Endod J, 12(4), 481-487. doi:10.22037/iej.v12i4.17905
Cooper, R., & Kirketerp-Moller, K. (2018). Non-antibiotic antimicrobial interventions and antimicrobial stewardship in wound care. J Wound Care, 27(6), 355-377. doi:10.12968/jowc.2018.27.6.355
Dissemond, J., Bottrich, J. G., Braunwarth, H., Hilt, J., Wilken, P., & Munter, K. C. (2017). Evidence for silver in wound care - meta-analysis of clinical studies from 2000-2015. J Dtsch Dermatol Ges, 15(5), 524-535. doi:10.1111/ddg.13233
Fang, Y., Gurusamy, K. S., Wang, Q., Davidson, B. R., Lin, H., Xie, X., & Wang, C. (2013). Meta-analysis of randomized clinical trials on safety and efficacy of biliary drainage before surgery for obstructive jaundice. Br J Surg, 100(12), 1589-1596. doi:10.1002/bjs.9260
Leaper, D. (2012). Appropriate use of silver dressings in wounds: international consensus document. Int Wound J., 9(5), 461- 464. doi:10.1111/j.1742-481X.2012.01091.x.
Li, H. Z., Zhang, L., Chen, J. X., Zheng, Y., & Zhu, X. N. (2017). Silver-containing dressing for surgical site infection in clean and clean-contaminated operations: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J Surg Res, 215, 98-107. doi:10.1016/j.jss.2017.03.040
Lopez-Carballo, G., Higueras, L., Gavara, R., & Hernandez-Munoz, P. (2013). Silver ions release from antibacterial chitosan films containing in situ generated silver nanoparticles. J Agric Food Chem, 61(1), 260-267. doi:10.1021/jf304006y
McDonnell, G., & Russell, A. D. (1999). Antiseptics and disinfectants: activity, action, and resistance. Clin Microbiol Rev, 12(1), 147-179. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9880479
Slamborova, I., Zajicova, V., Karpiskova, J., Exnar, P., & Stibor, I. (2013). New type of protective hybrid and nanocomposite hybrid coatings containing silver and copper with an excellent antibacterial effect especially against MRSA. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 33(1), 265-273. doi:10.1016/j.msec.2012.08.039
Walker, M., & Parsons, D. (2014). The biological fate of silver ions following the use of silver-containing wound care products - a review. Int Wound J, 11(5), 496-504. doi:10.1111/j.1742-481X.2012.01115.x
Woodmansey, E. J., & Roberts, C. D. (2018). Appropriate use of dressings containing nanocrystalline silver to support antimicrobial stewardship in wounds. Int Wound J, 15(6), 1025-1032. doi:10.1111/iwj.12969
Wu, J. M., Ho, T. W., Yen, H. H., Wu, C. H., Kuo, T. C., Yang, C. Y., & Tien, Y. W. (2019). Endoscopic Retrograde Biliary Drainage Causes Intra-Abdominal Abscess in Pancreaticoduodenectomy Patients: An Important But Neglected Risk Factor. Ann Surg Oncol, 26(4), 1086-1092. doi:10.1245/s10434-019-07189-y
Yamanaka, M., Hara, K., & Kudo, J. (2005). Bactericidal actions of a silver ion solution on Escherichia coli, studied by energy-filtering transmission electron microscopy and proteomic analysis. Appl Environ Microbiol, 71(11), 7589-7593. doi:10.1128/AEM.71.11.7589-7593.2005