Современный биологически активный шовный материал: проблемы и перспективы

Целью настоящего исследования было выявление ключевых проблем и перспектив развития биологически активных шовных материалов. Проведѐн анализ современных отечественных и зарубежных литературных источников по данной теме. Одной из основных трудностей остаѐтся создание универсального шовного материала, который сочетал бы преимущества существующих решений при отсутствии их недостатков. Текущие разработки, такие как «Тверан» («Волоть», Россия) или сочетание полипропилена и полигликоевой кислоты с фторхинолонами, показывают высокую эффективность, однако их использование сопряжено с риском развития антибиотикорезистентности. Данная проблема становится всѐ более актуальной вследствие появления устойчивых штаммов микроорганизмов. Дополнительные ограничения включают гидрофобность нитей, а также отсутствие функциональных групп для иммобилизации активных соединений на поверхности шовного материала. Решение данных вопросов может значительно повысить эффективность и безопасность шовных материалов.

1. Khil M. S., Cha D. I., Kim H. Y., Kim I. S., Bhattarai N. Electrospun nanofibrous polyurethane membrane as wound dressing // Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials: An Official Journal of The Society for Biomaterials, The Japanese Society for Biomaterials, and The Australian Society for Biomaterials and the Korean Society for Biomaterials. 2003. Vol. 67 (2). P. 675–679. doi: 10.1002/jbm.b.10058.

2. Морозов А. М., Сергеев А. Н., Сергеев Н. А., Рыжова Т. С., Пахомов М. А. Диагностика и профилактика инфекционных осложнений области хирургического вмешательства // Вестник Ивановской медицинской академии. 2021Т. 1. С. 54–58. doi: 10.52246/1606-8157_2021_26_1_54.

3. Kurtz S. M., Lau E., Watson H., Schmier J. K., Parvizi J. Economic burden of periprosthetic joint infection in the United States // The Journal of arthroplasty. 2012. Vol. 27 (8). P. 61–65. e1. doi: 10.1016/j.arth.2012.02.022.

4. Сергеев А. Н., Морозов А. М., Аскеров Э. М., Сергеев Н. А., Армасов А. Р., Исаев Ю. А. Методы локальной антимикробной профилактики инфекции области хирургического вмешательства // Казанский медицинский журнал. 2020. Т. 2. С. 243–248. doi: 10.17816/KMJ2020-243.

5. Edmiston C. E. J., Spencer M., Lewis B. D., Brown K. R., Rossi P. J., Henen C. R., Smith H. D., Seabrook G. R. Reducing the risk of surgical site infections: did we really think that SCIP was going to lead us to the promised land? // Surgical Infections. 2011. Vol. 12 (3). P. 169–177. doi: 10.1089/sur.2011.036.

6. Фѐдоров П. Г., Аршакян В. А., Гюнтер В. Э., Штофин С. Г., Самарцев В. А. Современные шовные материалы (обзор литературы) // Acta Biomedica Scientifica. 2017. Vol. 6. P. 157–162. doi: 10.12737/article_5a0a8e626adf33.46655939.

7. Ford H. R., Jones P., Gaines B., Reblock K., Simpkins D. L. Intraoperative handling and wound healing: controlled clinical trial comparing coated VICRYL® Plus antibacterial suture (coated polyglactin 910 suture with triclosan) with coated VICRYL® suture (coated polyglactin 910 suture) // Surgical Infections. 2005. Vol. 6 (3). P. 313– 321. doi: 10.1089/sur.2005.6.313.

8. Labhasetwar V., Bonadio J., Goldstein S., Chen W., Levy R. J. A DNA controlled-release coating for gene transfer: Transfection in skeletal and cardiac muscle // Journal of Pharmaceutical Sciences. 1998. Vol. 87. P. 1347– 1350. doi: 10.1021/js980077+.

9. Loh A. Controlled Release of Drugs from Surgical Suture // Massachusetts: Institute of Technology. 1987. P. 9–39. doi: 1721.1/14960.

10. Shibuya T. Y., Wei W.-Z., Zormeier M., Ensley J., Sakr W., Mathog R. H., Meleca R. J., Yoo G., June C. H., Levine B., Lum L. G. Anti-CD3/anti-CD28 monoclonal antibody – coated suture enhances the immune response of patients with head and neck squamous cell carcinoma // Archives of Otolaryngology – Head and Neck Surgery. 1999. Vol. 125. P. 1229–1234. doi:10.1001/archotol.125.11.1229.

11. Shibuya T. Y., Kim S., Nguyen K., Parikh P., Wadhwa A., Brockardt C., Do J. Covalent linking of proteins and cytokines to suture: Enhancing the immune response of head and neck cancer patients // Laryngoscope. 2003. Vol. 113. P. 1870–1884. doi: 10.1097/00005537-200311000-00004.

12. Lee J. S., Lu Y., Baer G. S., Markel M. D., Murphy W. L. Controllable protein delivery from coated surgical sutures // Journal of Materials Chemistry. 2010. Vol. 20. P. 8894–8903. doi: 10.1039/C0JM01389G.

13. Horvathy D. B., Vacz G., Cseleny ak A., Weszl M., Kiss L., Lacza Z. Albumin-coated bioactive suture for cell transplantation // Surgical Innovation. 2013. Vol. 20. P. 249–255. doi: 10.1177/1553350612451353.

14. Cummings S. H., Grande D. A., Hee C. K., Kestler H. K., Roden C. M., Shah N. V., Razzano P., Dines D. M., Chahine N. O., Dines J. S. Effect of recombinant human platelet-derived growth factor-BB-coated sutures on Achilles tendon healing in a rat model: A histological and biomechanical study // Journal of Tissue Engineering. 2012. Vol. 3. P. 1–9. doi: 10.1177/2041731412453577.

15. Blaker J., Nazhat S., Boccaccini A. Development and characterisation of silver-doped bioactive glass-coated sutures for tissue engineering and wound healing applications // Biomaterials. 2004. Vol. 25. P. 1319–1329. doi: 10.1016/j.biomaterials.2003.08.007.

16. Мелешко А. А., Афиногенова А. Г., Афиногенов Г. Е., Спиридонова А. А., Толстой В. П. Антибактериальные неорганические агенты: эффективность использования многокомпонентных систем // Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10 (4). С. 639–654. doi: 10.15789/2220-7619-AIA-1512.

17. Довнар Р. И., Васильков А. Ю., Соколова Т. Н., Бутенко И. Е., Смотрин С. М., Иоскевич Н. Н. Антибактериальное действие наночастиц серебра // Новости хирургии. 2022. Т. 30 (1)ю С. 38–45. doi: 10.18484/2305-0047.2022.1.38.

18. Кабешев Б. О. Серебро и нанотехнологии при профилактике развития инфекции области хирургического вмешательства // Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2021. Т. 2 (26). С. 13–21.

19. Rothenburger S., Spangler D., Bhende S., Burkley D. In vitro antimicrobial evaluation of Coated VICRYL* Plus Antibacterial Suture (coated polyglactin 910 with triclosan) using zone of inhibition assays // Surgical Infections. 2002. Vol. 3. P. 79–87. doi: 10.1089/sur.2002.3.s1-79.

20. Шарков С. М., Исханова С. Р. Использование шовного материала с триклозановым покрытием как профилактика инфекций области хирургического вмешательства (обзор литературы). Раны и раневые инфекции // Журнал имени профессора Б. М. Костючѐнка. 2021. Т. 2. С. 28–32. doi: 10.25199/2408-9613-2021-8-2-28-32.

21. Edmiston C. E., Seabrook G. R., Goheen M. P., Krepel C. J., Johnson C. P., Lewis B. D., Brown K. R., Towne J. B. Bacterial adherence to surgical sutures: can antibacterial-coated sutures reduce the risk of microbial contamination // Journal of The American College of Surgeons. 2006. Vol. 203 (4). P. 481–489. doi: 10.1016/j.jamcollsurg.2006.06.026.

22. Grau J. M. S., Crespo M. T., Durántez F. D., Chaves C. R., Cartes J. A. M., Pérez F. D. Prevention of surgical infection using reabsorbable antibacterial suture (Vicryl Plus) versus reabsorbable conventional suture in hernioplasty. An experimental study in animals // Cirugia Espan. 2007. Vol. 86 (6). P. 324–329. doi: 10.1016/s0009-739x(07)71331-3.

23. Indhumathi M., Kumar S. Application of antibacterial suture materials in oral and maxillofacial surgery // Drug Invention Today. 2019. Vol. 12 (1). P. 108–113.

24. Sh M. E., Rahgozar S., Tajmiri G., Alizargar J., Mirsatari S. A. Microbiological Evaluation of the Antibacterial Vicryl Suture in the Mandibular Third Molar Extraction Surgery // Journal Orofacial Science. 2022. Vol. 14. P. 120–127. doi: 10.4103/jofs.jofs_131_22.

25. Nadafpour N., Montazeri M., Moradi M., Ahmadzadeh S., Etemadi A. Bacterial Colonization on Different Suture Materials Used in Oral Implantology: A Randomized Clinical Trial // Frontiers in Dental Medicine. 2021. Vol. 18 (25). P. 1–7. doi: 10.18502/fid.v18i25.6935.

26. Isik I., Selimen D., Senay S., Alhan C. Efficiency of antibacterial suture material in cardiac surgery: A double-blind randomized prospective study // Heart Surgery Forum. 2012. Vol. 15. P. 40–45. doi: 10.1532/HSF98.20111106.

27. Nakamura T., Kashimura N., Noji T., Suzuki O., Ambo Y., Nakamura F., Kishida A. Triclosan-coated sutures reduce the incidence of wound infections and the costs after colorectal surgery: A randomized controlled trial // Surgery. 2013. Vol. 153. P. 576–583. doi: 10.1016/j.surg.2012.11.018.

28. Zhang Q., Zhang C., Fang X., Luo X., Guo J. Biomaterial suture Vicryl Plus reduces wound-related complications // Therapeutics and Clinical Risk Management. 2018. Vol. 14. P. 1417–1421. doi: 10.2147/TCRM.S164658.

29. Кабешев Б. О., Бонцевич Д. Н., Васильков А. Ю., Шевченко Н. И. Антибактериальная активность шовного материала на основе капрона, модифицированного наночастицами серебра // Здравоохранение (Минск). 2012. Т. 5. С. 13–15.

30. Кабешев Б. О., Зиновкин, Д. А., Бонцевич, Д. Н., Надыров, Э. А. Влияние хирургического шовного материала, модифицированного наночастицами серебра, на течение воспалительного раневого процесса in vivo в условиях микробной контаминации // Проблемы здоровья и экологии. 2014. Т. 2 (40). С. 109–115. doi: 10.51523/2708-6011.2014-11-2-23.

31. Кабешев Б. О., Бонцевич Д. Н., Васильков А. Ю. Исследование токсического воздействия шовного материала, модифицированного наночастицами серебра // Проблемы здоровья и экологии. 2011. Т. 4 (30). С. 151–154. doi: 10.51523/2708-6011.2011-8-4-29.

32. Ho C. H., Odermatt E. K., Berndt I., Tiller J. C. Long-term active antimicrobial coatings for surgical sutures based on silver nanoparticles and hyperbranched polylysine // Journal of Biomaterial Science, Polymer Edition. 2013. Vol. 24. P. 1589–1600. doi: 10.1080/09205063.2013.782803.

33. De Simone S., Gallo A., Paladini F., Sannino A., Pollini M. Development of silver nano-coatings on silk sutures as a novel approach against surgical infections // Journal of Material Science: Materials in Medicine. 2014. Vol. 25. P. 2205–2214. doi: 10.1007/s10856-014-5262-9.

34. Ramos A. F. N., Miranda J. D. Propolis: a review of its anti-inflammatory and healing actions // Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases. 2007. Vol. 13 (4). P. 697–710. doi: 10.1590/S1678-91992007000400002.

35. do Nascimento T. G., Silva A. D. S., Lessa Constant P. B., da Silva S. A. S., Fidelis de Moura M. A. B., de Almeida C. P., Silva V. D. C., Wanderley A. B., Basílio Júnior I. D., Escodro P. B. Phytochemical screening, antioxidant and antibacterial activities of some commercial extract of propolis // Journal of Apicultural Research. 2018. Vol. 57 (2). P. 246–254. doi: 10.1080/00218839.2017.1412563.

36. Airen B., Sarkar P. A., Tomar U., Bishen K. A. Antibacterial effect of propolis derived from tribal region on Streptococcus mutans and Lactobacillus acidophilus: An in vitro study // Journal of Indian Society of Pedodontics and Preventive Dentistry. 2018. Vol. 36 (1). P. 48–52. doi: 10.4103/JISPPD.JISPPD_1128_17.

37. Baygar T. Characterization of silk sutures coated with propolis and biogenic silver nanoparticles (AgNPs); an eco-friendly solution with wound healing potential against surgical site infections (SSIs) // Turkish Journal of Medical Sciences. 2020. Vol. 50 (1). P. 258–266. doi: 10.3906/sag-1906-48.

38. Pryjmaková J., Vokatá B., Šlouf M., Hubáček T., Martínez-García P., Rebollar E., Slepička P., Siegel J. Silver-enriched microdomain patterns as advanced bactericidal coatings for polymer-based medical devices // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2024. Vol. 242. P. 114067. doi: 10.1016/j.colsurfb.2024.114067.

39. Sheiko N., Kékicheff P., Marie P., Schmutz M., Jacomine L., Perrin-Schmitt F. PEEK (polyether-etherketone)-coated nitinol wire: Film stability for biocompatibility applications // Applied Surface Science. 2016. Vol. 389. P. 651–665. doi: 10.1016/j.apsusc.2016.07.159.

40. Ma R., Tang T. Current strategies to improve the bioactivity of PEEK // International Journal of Molecular Sciences. 2014. Vol. 15 (4). P. 5426–5445. doi: 10.3390/ijms15045426.

41. Злобина О. В., Бугаева И. О., Глухова И. В., Глухова А. В., Пичхидзе С. Я. Экспериментальная модификация и исследование антибактериального хирургического шовного материала // Сибирское медицинское обозрение. 2023. Т. 1. С. 51–56. doi: 10.20333/25000136-2023-1-51-56.

42. Chen X., Hou D., Wang L., Zhang Q., Zou J., Sun G. Antibacterial surgical silk sutures using a highperformance slow-release carrier coating system // ACS Applied Materials & Interfaces. 2015. Vol. 7. P. 22394–22403. doi: 10.1021/acsami.5b06239.

43. Зырянов С. К., Голуб А. В., Козлов Р. С. Доксициклин в современной клинической практике // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020. Т. 2. С. 21–28. doi: 10.36488/cmac.2020.1.21-28.

44. Тер-Аветисьянц И. А., Мирошниченко П. В., Хатхакумов С. С., Панфилкина Е. В. Влияние гентамицина на факторы резистентности иммунного организма // Евразийский союз ученых. 2016. Т. 3–5 (24). С. 143–146.

45. Скальская Н. Т., Дарвин В. В. Применение шовного материала с антибактериальным покрытием при резекции тонкой и толстой кишки // Вестник СурГУ. Медицина. 2024. Т. 17 (2). С. 8–16. doi: 10.35266/2949-3447-2024-2-1.

46. Антропова Г. А., Оконенко Т.И. Фармацевтическое информирование: фокус на фторхинолоны // Вестник Новгородского государственного университета. 2021. Т. 3 (124). С. 65–72. doi: 10.34680/2076-8052.2021.3(124).65-72.

47. Мохов Е. М., Сергеев А. Н., Кадыков В. А., Аскеров Э. М., Армасов А. Р., Любский И. В., Серов Е. В., Сахаров А. А., Сухов А. Д. Использование нового биологически активного хирургического шовного материала в клинической практике // Современные проблемы науки и образования. 2016. Т. 5. С. 159.

48. Князюк А. С., Бонцевич Д. Н., Шевченко Н. И. Сравнительная характеристика антибактериальной активности нового биологически активного шовного материала // Проблемы здоровья и экологии. 2017. Т. 4. С. 106–110.

49. Князюк А. С., Лызиков А. Н., Зиновкин Д. А., Надыров Э. А., Бонцевич Д. Н. Влияние нового антибактериального шовного материала на течение раневого процесса в эксперименте // Проблемы здоровья и экологии. 2015. Т. 1. С. 48–53. doi: 10.51523/2708-6011.2015-12-1-9.

50. Чубовский А. И. Обзор современных шовных материалов в абдоминальной хирургии // Colloquiumjournal. 2020. Vol. 2 (54). P. 109–111. doi: 10.24411/2520-6990-2019-11239.

51. Мосолова А. В., Климова Л. Г., Суковатых Б. С., Затолокина М. А., Семыкин Д. А., Затолокина Е. С. Оценка биоцидной активности нового шовного материала, импрегнированного мирамистином // Вестник ВолГМУ. 2021. Т. 1 (77). С. 31–35. doi: 10.19163/1994-9480-2021-1(77)-31-35.

52. Суковатых Б. С., Назаренко П. М., Мосолова А. В., Пашков В. М. Влияние антисептического покрытия мирамистином на прочность и растяжимость шовного материала // Вестник Национального медикохирургического центра имени Н. И. Пирогова. 2023. Т. 18 (4). С. 103–105. doi: 10.25881/20728255_2023_18_4_103.

53. Суковатых Б. С., Мосолова А. В., Затолокина М. А., Дубонос А. А., Жуковский В. А., Анущенко Т. Ю. Экспериментально-клиническое обоснование применения шовного материала, импрегнированного мирамистином, в условиях распространенного перитонита // Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2021. Т. 14 (4). С. 252–259. doi: 10.18499/2070-478X-2021-14-4-252-259.

54. Contreras A., Raxworthy M. J., Wood S., Tronci G. Hydrolytic degradability, cell tolerance and on-demand antibacterial effect of electrospun photodynamically active fibres // Pharmaceutics. 2020. Vol. 12 (8)/ P. 711. doi: 10.3390/pharmaceutics12080711.

55. Маянский Н. А., Алябьева Н. М., Пономаренко О. А., Куличенко Т. В., Артемова И. В., Лазарева А. В., Бржозовская Е. А., Шамина О. В., Катосова Л. К. Динамика распространенности серотипов и антибиотикорезистентности носоглоточных пневмококков, выделенных у детей в 2010–2016 гг.: результаты ретроспективного когортного исследования // Вопросы современной педиатрии. 2017. Т. 5. С. 413–423. doi: 10.15690/vsp.v16i5.1806.

56. Намазова-Баранова Л. С., Баранов А. А. Антибиотикорезистентность в современном мире // Педиатрическая фармакология. 2017. Т. 5. С. 341–354. doi: 10.15690/pf.v14i5.1782.

57. Subedi D., Vijay A. K., Kohli G. S., Rice S. A., Willcox M. Association between possession of ExoU and antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa // PLoS ONE. 2018. Vol. 13 (9). e0204936. doi: 10.1371/journal.pone.0204936.

58. Ефименко Т. А., Терехова Л. П., Ефременкова О. В. Современное состояние проблемы антибиотикорезистентности патогенных бактерий // Антибиотики и химиотерапия. 2019. Т. 64. С. 5–6. doi: 10.24411/0235-2990-2019-10033.

59. Бочанова Е. Н., Бучко Е. О., Головина Н. И., Копытко Л. Н., Курц Е. М., Орлова К. Э., Сарматова Н. И., Торгунакова М. С. Антибиотикорезистентность Pseudomonas aeruginosa в ожоговом и гнойно-септическом центрах Красноярска // Современные проблемы науки и образования. 2019. Т. 2. С. 128.

60. Степин А. В. Структура возбудителей и основные проблемы антибиотикорезистентности при инфекции области хирургического вмешательства в кардиохирургии // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2021. Т. 4. С. 359–366. doi: 10.36488/cmac.2021.4.359-366.

61. Сергевнин В. И., Кудрявцева Л. Г., Пегушина О. Г. Частота выявления и антибиотикорезистентность возбудителей гнойно-септических инфекций у пациентов кардиохирургического стационара // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2022. Т. 1. С. 74–80. doi: 10.31631/2073-3046-2022-21-1-74-80.

62. Маркелова Н. Н., Семѐнова Е. Ф. Возможные пути преодоления антибиотикорезистентности нозокомиальных патогенов Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia // Антибиотики и химиотерапия. 2018. Т. 63. С. 11–13.

63. Schairer D. O., Chouake J. S., Nosanchuk J. D., Friedman A. J. The potential of nitric oxide releasing therapies as antimicrobial agents // Virulence. 2012. Vol. 3 (3). P. 271–279. doi: doi.org/10.4161/viru.20328.

64. Chaudhary S., Mehta S. K. Selenium nanomaterials: applications in electronics, catalysis and sensors // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2014. Vol. 14 (2). P. 1658–1674. doi: 10.1166/jnn.2014.9128.

65. Цибизова А. А., Ясенявская А. Л., Тюренков И. Н., Озеров А. A., Самотруева М. А. Оценка противомикробной активности пиримидинового соединения 2-метил-3-(2-фенил-2-оксоэтил) хиназолин-4(3H)- он в отношении Klebsiella pneumoniae в условиях in vivo // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2023. Т. 38 (1). С. 175–180. doi: 10.29001/2073-8552-2023-38-1-175-180.

66. Григорьева М. В. Полимерные системы с контролируемым высвобождением биологически активных соединений // Биотехнология. 2011. Т. 2. С. 9–23.

67. Gofman I. V., Buyanov A. L., Bozhkova S. A., Gordina E. M., Khripunov A. K., Ivan’kova E. M., Vlasova E. N., Yakimansky A. V., Baranchikov A. E., Ivanov V. K. New cellulose-polyacrylamide hydrogels containing nano-cerium oxide as new promising nanocomposite materials for biomedical applications // Cellulose. 2024. Vol. 31 (12). P. 7661–7683. doi: 10.1007/s10570-024-06088-0.

68. Князюк А. С., Бонцевич Д. Н., Поликарпов А. П., Пригожаева Л. М., Шевченко Н. И. Физические свойства нового антибактериального хирургического шовного материала // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2015. Т. 1. С. 94–97.

69. Стеблюк А. Н., Колесникова Н. В., Гюнтер В. Э., Церковная А. А., Гюнтер С. В., Кокорев О. В., Аникеев С. Г. Уровень локальной продукции цитокинов в условиях использования шовного материала из никелида титана при гипотензивных операциях в эксперименте // Кубанский научный медицинский вестник. 2016. Т. 3. С. 121–125.

70. Аршакян В. А., Гюнтер В. Э., Штофин С. Г., Фѐдоров П. Г., Самарцев В. А., Морозов Д. В. Пути совершенствования шовного материала в хирургии // Acta Biomedica Scientifica. 2017. Vol. 2, no. 6 (118). P. 193– 197. doi: 10.12737/article_5a0a910977eca1.04637486.

71. Бондарев А. Б. Нитинол-никелид титана-сплавы с памятью формы: свойства, производство, применение // Научный аспект. 2019. Т. 3 (3). С. 351–361.

72. Медведев Ю. А., Шестакова Л. А., Усатов Д. А. Применение волокнистого никелида титана для заполнения остаточных костных полостей // Голова и шея. 2018. Т. 1. С. 15–17. doi: 10.25792/HN.2018.6.1.15–17.