ksmaКубанский научный медицинский вестникKuban Scientific Medical Bulletin1608-62282541-9544Kuban State Medical University10.25207/1608-6228-2022-29-4-53-74ksma-2811Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИORIGINAL ARTICLES. MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCESМикроциркуляторный статус и метаболическая активность тканей после локального введения аутологичной плазмы на модели взрывной раны мягких тканей у крысMicrocirculatory Status and Metabolic Activity of Tissues after Local Administration of Autologous Plasma on the Model of Explosive Soft Tissue Wound in Ratshttps://orcid.org/0000-0002-6134-809XШулеповА. В.ShulepovA. V.

 Шулепов Александр Васильевич — кандидат медицинских наук; научный сотрудник научно-исследовательского испытательного центрател.: +7 (921) 753-94-65 

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

 Aleksandr V. Shulepov — Cand. Sci. (Med.); Researcher at the Scientific Research Test Center 

 +7 (921) 753-94-65;Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

soash@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7029-8602ШперлингИ. А.ShperlingI. A.

Шперлинг Игорь Алексеевич — доктор медицинских наук, профессор; заместитель начальника научно-исследовательского испытательного центра 

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

 Igor A. Shperling — Dr. Sci. (Med.), Prof.; Deputy Head of the Scientific Research Test Center 

Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

gniiivm_2@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9385-7104ЮркевичЮ. В.YurkevichYu. V.

Юркевич Юрий Васильевич — доктор медицинских наук, профессор; старший научный сотрудник научно-исследовательского  испытательного центра  

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

 Yuri V. Yurkevich — Dr. Sci. (Med.), Prof.; Senior Researcher at the Scientific Research Test Center  

Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

gniiivm_2@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7865-486XШперлингН. В.ShperlingN. V.

Шперлинг Наталья Владимировна — доктор медицинских наук; научный сотрудник научно-исследовательского испытательного центра 

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

Nataliya V. Shperling — Dr. Sci. (Med.), Researcher at the Scientific Research Test Center 

Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

gniiivm_2@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5826-6061ВиноградовМ. В.VinogradovM. V.

Виноградов Михаил Владимирович — соискатель ученой степени кандидата медицинских наук; начальник хирургического отделения филиала № 2

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

 Mikhail V. Vinogradov — Applicant for Cand. Sci. (Med.), Head of the Surgical Department, Branch No. 2 

Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

gniiivm_2@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6905-2501КоуровА. С.KourovA. S.

Коуров Антон Сергеевич — соискатель ученой степени кандидата медицинских наук; начальник хирургического отделения филиала № 2

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

 Anton S. Kourov — Applicant for Cand. Sci. (Med.), Head of the Surgical Department, Branch No. 2  

Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

gniiivm_2@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6839-8324РомановП. А.RomanovP. A.

Романов Павел Алексеевич — кандидат медицинских наук; начальник отдела научно-исследовательского испытательного центра

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

 Pavel A. Romanov — Cand. Sci. (Med.), Head of the Department of the Scientific Research Test Center 

Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

gniiivm_2@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0633-8585ВасильевС. Б.VasilievS. B.

 Васильев Станислав Борисович — научный сотрудник научно-исследовательского испытательного центра 

 ул. Лесопарковая, д. 4, г. Санкт-Петербург, 195043, Россия 

 Stanislav B. Vasiliev — Researcher of the Scientific Research Test Center 

Lesoparkovaya str., 4, Saint-Petersburg, 195043, Russia

gniiivm_2@mil.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияState Scientific Research and Test Institute of Military Medicine, Ministry of Defence of the Russian FederationRussian Federation2022290820222945374Copyright © Шулепов А.В., Шперлинг И.А., Юркевич Ю.В., Шперлинг Н.В., Виноградов М.В., Коуров А.С., Романов П.А., Васильев С.Б., 20222022Шулепов А.В., Шперлинг И.А., Юркевич Ю.В., Шперлинг Н.В., Виноградов М.В., Коуров А.С., Романов П.А., Васильев С.Б.Shulepov A.V., Shperling I.A., Yurkevich Y.V., Shperling N.V., Vinogradov M.V., Kourov A.S., Romanov P.A., Vasiliev S.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ksma.elpub.ru/jour/article/view/2811

Введение. В настоящее время особый интерес представляет возможность локального применения аутологичной плазмы крови (АУП) при повреждениях мягких тканей.Цель исследования — оценить эффекты околораневого (перифокального) введения АУП на показатели красной крови, микроциркуляцию и кислородное обеспечение мягких тканей конечности при экспериментальной взрывной ране (ВР) у крыс.Методы. Моделирование ВР проводили на крысах-самцах линии Вистар (n = 146) с использованием петарды с пиротехнической смесью (патент RU № 2741238 от 22.01.2021). Животные были распределены на 4 группы: контрольные (2), сравнения (1), основную (1). Объем кровопотери при взрывной ране составлял 8 и 15% расчетного объема циркулирующей крови (ОЦК) животного. Для получения АУП производили забор крови из хвоста крысы. Через 3 ч после повреждения внутримышечно в область взрывной раны вводили АУП или 0,9% раствор натрия хлорида в объеме 2,0 мл/кг массы животного. Через 3, 7, 14, 28 сут в крови определяли количество эритроцитов, содержание гемоглобина, гематокрит, а в скелетных мышцах области повреждения — показатели микроциркуляции и окислительного метаболизма. Полученные данные обработаны с помощью пакета прикладных программ Мicrosoft Excel 2013 (Мicrosoft, США) в среде программы Statistica 10.0 (StatSoft Inc., США).Результаты. Кровопотеря 8% ОЦК у травмированных животных не приводила к изменению количественного состава периферической красной крови. После нанесения взрывной раны с кровопотерей 15% ОЦК отмечалось умеренное снижение количества эритроцитов (с 8,3 до 6,5×1012/л, p < 0,02), уровня гемоглобина (со 149,5 до 118 г/л, p < 0,01), гематокрита (с 43,8 до 33,6%, p < 0,01) с восстановлением к 7 сут наблюдения. Взрывная рана мягких тканей характеризовалась выраженными посттравматическими нарушениями микрокровотока независимо от объема кровопотери. Перифокальное внутримышечное введение АУП животным с взрывной раной и кровопотерей 15% ОЦК снижало выраженность посттравматических нарушений микроциркуляции и окислительного метаболизма преимущественно в ранний посттравматический период, о чем свидетельствовало повышение коэффициента вариации перфузии Kv в 1,2–1,3 раза (p < 0,05), показателя тканевого потребления кислорода U на 20–22% (p < 0,05) и флуоресцентного показателя потребления кислорода ФПК на 48% (p < 0,05).Заключение. У крыс при экспериментальной взрывной ране мягких тканей бедра однократное раннее (через 3 ч после травмы) околораневое внутримышечное введение АУП снижает выраженность локальных посттравматических нарушений микроциркуляции и метаболизма в скелетных мышцах.

Background. The possibility of local application of autologous blood plasma (ABP) in soft tissue injuries is currently of particular interest.Objectives. Evaluation of the effects of peri-wound (perifocal) administration of ABP on red blood parameters, microcirculation and oxygen supply of soft tissues of the limb in experimental explosive wound (EW) in rats.Methods. EW was simulated on male Wistar rats (n=146) using a firecracker with a pyrotechnic mixture (patent RU No. 2741238 dated 22.01.2021). Animals were divided into 4 groups: control (2), comparison (1), main (1). The volume of blood loss in explosive wounds was 8 and 15% of the estimated circulating blood volume (CBV) of the animal. Blood was drawn from the rat tail to obtain ABP. 3 hours after the injury, ABP or 0.9% sodium chloride solution was injected intramuscularly into the explosive wound area at a rate of 2.0 ml/kg of animal weight. After 3, 7, 14, 28 days, the number of red blood cells, haemoglobin content, haematocrit were determined in the blood, and microcirculation and oxidative metabolism parameters were determined in the skeletal muscles of the injured area. The data were processed using Microsoft Excel 2013 (Microsoft, USA) and Statistica 10.0 (StatSoft Inc., USA).Results. Blood loss of 8% of the CBV in injured animals did not lead to changes in the quantitative composition of peripheral red blood. After an explosive wound with a blood loss of 15% of the CBV, there was a moderate decrease in the number of red blood cells (from 8.3×1012/l to 6.5×1012/l, p < 0.02), haemoglobin level (from 149.5 g/l to 118 g/l, p < 0.01), haematocrit (from 43.8% to 33.6%, p < 0.01) with recovery by day 7 of observation. The explosive soft tissue wound was characterized by marked post-traumatic microcirculatory disorders irrespective of the amount of blood loss. Perifocal intramuscular administration of ABP in animals with an explosive wound and blood loss of 15% CBV reduced the severity of post-traumatic microcirculatory and oxidative metabolic disorders mainly in the early post-traumatic period, as evidenced by an increase in the perfusion variation coefficient Kv by 1.2–1.3 times (p < 0.05), tissue oxygen consumption U by 20–22% (p < 0.05) and fluorescent oxygen consumption by FPC by 48% (p < 0.05).Conclusion. With an experimental explosive wound of the soft tissues of the thigh in rats, a single early (3 hours after the injury) peri-wound intramuscular administration of ABP reduces the severity of local post-traumatic microcirculatory and metabolic disorders in skeletal muscle.

взрывная ранаострая кровопотерямикроциркуляцияокислительный метаболизмexplosive woundacute blood lossmicrocirculationoxidative metabolismИсследование проведено согласно плану исследовательской работы ФГБУ «ГНИИИ ВМ» МО РФ без привлечения сторонних источников финансирования.The study was carried out in accordance with the plan of research work of the State Scientific Research and Test Institute of Military Medicine, Ministry of Defence, Russia, without any third-party sources of funding.ReferencesParlak S., Beşler M.S. Ankara bombing: distribution of injury patterns with radiological imaging. Pol. J. Radiol. 2020; 85(2): e90–e96. DOI: 10.5114/pjr.2020.93394Parlak S., Beşler M.S. Ankara bombing: distribution of injury patterns with radiological imaging. Pol. J. Radiol. 2020; 85(2): e90–e96. DOI: 10.5114/pjr.2020.93394Dunham M.P., Sartorius B., Laing G.L., Bruce J.L., Clarke D.L. A comparison of base deficit and vital signs in the early assessment of patients with penetrating trauma in a high burden setting. Observational Study Injury. 2017; 48(9): 1972–1977. DOI: 10.1016/j.injury.2017.06.011Dunham M.P., Sartorius B., Laing G.L., Bruce J.L., Clarke D.L. A comparison of base deficit and vital signs in the early assessment of patients with penetrating trauma in a high burden setting. Observational Study Injury. 2017; 48(9): 1972–1977. DOI: 10.1016/j.injury.2017.06.011Bemelmans Y., Van Haaren E., Boonen B., Hendrickx R., Schotanus M. Low blood transfusion rate after implementation of tranexamic acid for fast- track hip- and knee arthroplasty. An observational study of 5205 patients. Acta Orthop. Belg. 2021; 87(1): 9–16.Bemelmans Y., Van Haaren E., Boonen B., Hendrickx R., Schotanus M. Low blood transfusion rate after implementation of tranexamic acid for fast- track hip- and knee arthroplasty. An observational study of 5205 patients. Acta Orthop. Belg. 2021; 87(1): 9–16.Шперлинг И.А., Виноградов М.В., Семакин Р.В., Шперлинг Н.В., Шулепов А.В., Ростовцев С.О., Коуров А.С., Баженов М.В. Микроциркуляторные и метаболические изменения в мягких тканях в динамике раневого процесса при взрывной травме в эксперименте. Сибирский научный медицинский журнал. 2021; 41(5): 16–24. DOI: 10.18699/SSMJ20210502Shperling I.A., Vinogradov M.V., Semakin R.V., Shperling N.V., Shulepov A.V., Rostovtsev S.O., Kourov A.S., Bazhenov M.V. Microcirculatory and metabolic changes in soft tissues in the dynamics of the wound process in explosive trauma with acute blood loss in an experiment. Siberian Scientific Medical Journal. 2021; 41(5): 16–24 (In Russ.). DOI: 10.18699/SSMJ20210502Latroche C., Gitiaux C., Chrétien F., Desguerre I., Mounier R., Chazaud B. Skeletal muscle microvasculature: A highly dynamic lifeline. Physiology (Bethesda). 2015; 30(6): 417–427. DOI: 10.1152/physiol.00026.2015Latroche C., Gitiaux C., Chrétien F., Desguerre I., Mounier R., Chazaud B. Skeletal muscle microvasculature: A highly dynamic lifeline. Physiology (Bethesda). 2015; 30(6): 417–427. DOI: 10.1152/physiol.00026.2015Everts P., Onishi K., Jayaram P., Lana J.F., Mautner K. Platelet-rich plasma: new performance understandings and therapeutic considerations in 2020. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(20): 77–94. DOI: 10.3390/ijms21207794Everts P., Onishi K., Jayaram P., Lana J.F., Mautner K. Platelet-rich plasma: new performance understandings and therapeutic considerations in 2020. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(20): 77–94. DOI: 10.3390/ijms21207794Mosca M.J., Rodeo S.A. Platelet-rich plasma for muscle injuries: game over or time out? Curr. Rev. Musculoskelet. Med. 2015; 8(2): 145–153.Mosca M.J., Rodeo S.A. Platelet-rich plasma for muscle injuries: game over or time out? Curr. Rev. Musculoskelet. Med. 2015; 8(2): 145–153.Gentile P., Calabrese C., De Angelis B., Dionisi L., Pizzicannella J., Kothari A., De Fazio D., Garcovich S. Impact of the different preparation methods to obtain autologous non-activated platelet-rich plasma (A-PRP) and activated platelet-rich plasma (AA-PRP) in plastic surgery: wound healing and hair regrowth evaluation. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(2): 431–440. DOI: 10.3390/ijms21020431Gentile P., Calabrese C., De Angelis B., Dionisi L., Pizzicannella J., Kothari A., De Fazio D., Garcovich S. Impact of the different preparation methods to obtain autologous non-activated platelet-rich plasma (A-PRP) and activated platelet-rich plasma (AA-PRP) in plastic surgery: wound healing and hair regrowth evaluation. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(2): 431–440. DOI: 10.3390/ijms21020431Creaney L., Hamilton B. Growth factor delivery methods in the management of sports injuries: the state of play. Br. J. Sports Med. 2008; 42(5): 314–320. DOI: 10.1136/bjsm.2007.040071Creaney L., Hamilton B. Growth factor delivery methods in the management of sports injuries: the state of play. Br. J. Sports Med. 2008; 42(5): 314–320. DOI: 10.1136/bjsm.2007.040071Shahidi M., Vatanmakanian M., Arami M.K., Sadeghi Shirazi F., Esmaeili N., Hydarporian S., Jafari S. A comparative study between platelet-rich plasma and platelet-poor plasma effects on angiogenesis. Med. Mol. Morphol. 2018; 51(1): 21–31. DOI: 10.1007/s00795-017-0168-5Shahidi M., Vatanmakanian M., Arami M.K., Sadeghi Shirazi F., Esmaeili N., Hydarporian S., Jafari S. A comparative study between platelet-rich plasma and platelet-poor plasma effects on angiogenesis. Med. Mol. Morphol. 2018; 51(1): 21–31. DOI: 10.1007/s00795-017-0168-5Yang L., Ma J., Gan S., Chu S., Maldonado M., Zhou J., Ma L., Tang S. Platelet poor plasma gel combined with amnion improves the therapeutic effects of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells on wound healing in rats. Mol. Med. Rep. 2017; 16(3): 3494–3502. DOI: 10.3892/mmr.2017.6961Yang L., Ma J., Gan S., Chu S., Maldonado M., Zhou J., Ma L., Tang S. Platelet poor plasma gel combined with amnion improves the therapeutic effects of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells on wound healing in rats. Mol. Med. Rep. 2017; 16(3): 3494–3502. DOI: 10.3892/mmr.2017.6961Chio C.C., Hsu C.C., Tian Y.F., Wang C.H., Lin M.T., Chang C.P., Lin H.J. Combined hemorrhagic shock and unilateral common carotid occlusion induces neurological injury in adult male rats. Int. J. Med. Sci. 2017; 14(13):1327–1334. DOI: 10.7150/ijms.21022Chio C.C., Hsu C.C., Tian Y.F., Wang C.H., Lin M.T., Chang C.P., Lin H.J. Combined hemorrhagic shock and unilateral common carotid occlusion induces neurological injury in adult male rats. Int. J. Med. Sci. 2017; 14(13): 1327–1334. DOI: 10.7150/ijms.21022Конторщикова К.Н., Шахова К.А., Янченко О.С., Тихомирова Ю.Р., Булат В.В., Булат А.В. Определение тромбоцитарных факторов роста в необогащенной тромбоцитами плазме. Медицинский альманах. 2018; 2(53): 41–44.Kontorschikova K.N., Shakhova K.A., Yanchenko O.S., Tikhomirova Yu.R., Bulat V.V., Bulat A.V. Determination of platelet-derived growth factors in platelet unenriched plasma. Medicinskiy Almanah. 2018; 2(53): 41–44 (In Russ.).Sengupta D., Pratx G. Imaging metabolic heterogeneity in cancer. Mol. Cancer. 2016; 15: 4–16. DOI: 10.1186/s12943-015-0481-3Sengupta D., Pratx G. Imaging metabolic heterogeneity in cancer. Mol. Cancer. 2016; 15: 4–16. DOI: 10.1186/s12943-015-0481-3Мороз В.В., Рыжков И.А. Острая кровопотеря: регионарный кровоток и микроциркуляция: обзор. Ч. I. Общая реаниматология. 2016; 12(2): 66–89. DOI: 10.15360/1813-9779-2016-2-56-65Moroz V.V., Ryzhkov I.A. Acute Blood Loss: Regional Blood Flow and Microcirculation. General Reanimatology. 2016; 12(2): 66–89 (In Russ.). DOI: 10.15360/1813-9779-2016-2-56-65Васильев А.Г., Хайцев Н.В., Балашов А.Л., Балашов Л.Д., Кравцова А.А., Трашков А.П., Пахомова М.А. О патогенезе синдрома острой кровопотери. Педиатр. 2019; 10(3): 93–100. DOI: 10.17816/PED10393-100Vasil’ev A.G., Haitsev N.V., Balashov A.L., Balashov L.В., Kravtsova A.A., Trashkov A.P., Pahomova M.A. Pathogenesis of acute hemorrhage syndrome. Pediatrician (St. Petersburg). 2019; 10(3): 93–100 (In Russ.). DOI: 10.17816/PED10393-100Крупаткин А.И. Колебания кровотока — новый диагностический язык в исследовании микроциркуляции. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2014; 13(1): 83–99. DOI: 10.24884/1682-6655-2014-13-1-83-99Krupatkin A.I. Blood flow oscillations — new diagnostic language in microvascular research. Regional blood circulation and microcirculation. 2014; 13(1): 83–99 (In Russ.). DOI: 10.24884/1682-6655-2014-13-1-83-99Kisrieva Y.S., Petushkova N.A., Samenkova N.F., Kuznetsova G.P., Larina O.V., Teryaeva N.B., Zgoda V.G., Karuzina I.I., Usachev D.U., Belyaev A.Y. Analysis of blood plasma protein composition in patients with cerebral ischemia. Bull. Exp. Biol. Med. 2018; 165(1): 22–26. DOI: 10.1007/s10517-018-4090-1Kisrieva Y.S., Petushkova N.A., Samenkova N.F., Kuznetsova G.P., Larina O.V., Teryaeva N.B., Zgoda V.G., Karuzina I.I., Usachev D.U., Belyaev A.Y. Analysis of blood plasma protein composition in patients with cerebral ischemia. Bull. Exp. Biol. Med. 2018; 165(1): 22–26. DOI: 10.1007/s10517-018-4090-1Haaga J., Rahim S., Kondray V., Davidson J., Patel I., Nakamoto D. Comparison of local injection of fresh frozen plasma to traditional methods of hemostasis in minimally invasive procedures. Acad. Radiol. 2018; 25(12): 1617–1623. DOI: 10.1016/j.acra.2018.03.001Haaga J., Rahim S., Kondray V., Davidson J., Patel I., Nakamoto D. Comparison of local injection of fresh frozen plasma to traditional methods of hemostasis in minimally invasive procedures. Acad. Radiol. 2018; 25(12): 1617–1623. DOI: 10.1016/j.acra.2018.03.001Haaga J., Rahim S. Direct injection of blood products versus gelatin sponge as a technique for local he mostasis. Cardiovasc. Intervent. Radiol. 2017; 40(2): 231–235. DOI: 10.1007/s00270-016-1494-zHaaga J., Rahim S. Direct injection of blood products versus gelatin sponge as a technique for local hemostasis. Cardiovasc. Intervent. Radiol. 2017; 40(2): 231–235. DOI: 10.1007/s00270-016-1494-zКонторщикова К.Н., Алейник Д.Я., Эрастов Е.Р., Булат В.В., Булат А.В., Конторщиков М.М., Булат А.А. Содержание факторов роста тромбоцитов в плазме и их влияние на диплоидные фибробласты в культуре. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2021; 55 (4-2): 147–153. DOI: 10.24412/2500-1000-2021-4-2-147-153Kontorshchikova K.N., Aleinik D.Ya., Erastov E.R., Bulat V.V., Bulat A.V., Kontorshchikov M.M., Bulat A.A. Content of plate growth factors in plasma and their influence on diploid fibroblasts in culture. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2021; 55 (4-2): 147–153 (In Russ.). DOI: 10.24412/2500-1000-2021-4-2-147-153Taghavi S., Jackson-Weaver O., Abdullah S., Goldberg A., Lawicki S., Killackey M., Duchesne J., Pociask D., Steele C., Kolls J. A Comparison of growth factors and cytokines in fresh frozen plasma and never frozen plasma. J. Surg. Res. 2021; 264: 51–57. DOI: 10.1016/j.jss.2021.02.002Taghavi S., Jackson-Weaver O., Abdullah S., Goldberg A., Lawicki S., Killackey M., Duchesne J., Pociask D., Steele C., Kolls J. A Comparison of growth factors and cytokines in fresh frozen plasma and never frozen plasma. J. Surg. Res. 2021; 264: 51–57. DOI: 10.1016/j.jss.2021.02.002

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