Клініко-експериментальне обґрунтування застосування гідрогелевих пов’язок при лікуванні одонтогенних флегмон та абсцесів

     Слободян Р.В. Клініко-експериментальне обґрунтування застосування гідрогелевих пов’язок при лікуванні одонтогенних флегмон та абсцесів. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.

     Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 221 «Стоматологія» (галузь знань 22 «Охорона здоров'я»). – ДНП «Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького» МОЗ України, Львів, 2025.

 

     Метою даного дослідження було вдосконалення ефективності лікування гнійно-запальних захворювань щелепно-лицевої ділянки шляхом місцевого застосування аплікацій гідрогелевими пов’язками, насиченими іонами срібла та антиоксидантним препаратом.

     Для досягнення вищезазначеної мети було поставлено низку завдань. Перше з них полягало у вивченні в експерименті доцільності застосування гідрогелевих пов’язок, насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом, для місцевого лікування гнійно-запальних ран. Для цього було проведено експериментальне дослідження на 80 статевозрілих щурах-самцях лінії Вістар, яким моделювали інфіковану рану. Візуальна оцінка ефективності застосування гідрогелів полягала у визначенні наявності та характеру перифокального набряку і інфільтрації країв рани, аналізі ексудату, оцінці грануляційної тканини та термінів її появи, початку краєвої епітелізації.

     Отримані результати свідчать про те, що на початкових етапах загоєння, коли переважають процеси гідратації та набряку, більшу роль відіграє дія іонів срібла, які забезпечують локальну антимікробну, протизапальну та бактерицидну дії. На початку процесів дегідратації та грануляції ранової поверхні допоміжну роль відіграє глибока дія в тканини антиоксидантного препарату, який зменшує інтенсивність запального процесу на всіх стадіях, сприяє очищенню рани та швидшому початку продуктивних процесів і досягненню стану прооксидантно-антиоксидантної рівноваги.

     Додатково нами вивчалися зміни морфологічної картини та біохімічних показників у крові піддослідних тварин з модельованими гнійно-запальними захворюваннями, що було другим поставленим завданням.

     Характерні зміни відбуваються на клітинному рівні при розвитку запального процесу. Нами було проведено морфологічне дослідження процесів загоєння біоптатів піддослідних тварин. На третю добу в усіх біоптатах спостерігалися маси тканинного детриту із ексудативною реакцією без ознак організації, на сьому – відбувався розвиток еластичних волокон, що відбувався одночасно з ангіогенезом і корелював з даними, отриманими іншими дослідниками.

     При застосуванні гідрогелевих пов’язок, насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом, відзначено ранній початок формування грануляційної тканини, зокрема, ангіогенез і синтез еластичних волокон розпочався дуже рано, на третю добу. На сьому добу були виявлені ознаки фіброплазії. На 10-ту добу краї рани були епітелізовані, у поверхневих шарах спостерігався рубець клітинного типу із домінуванням фібробластів і фіброцитів, тоді як у глибших шарах відзначалося значне нагромадження колагену, що свідчить про ранній початок регенерації із глибини дерми.

     Досліджуючи динаміку анти-прооксидантного балансу при застосуванні гідрогелевих пов’язок, насичених антиоксидантним препаратом та іонами срібла, встановлено, що активне утворення вільнорадикальних сполук найактивніше відбувається у ранні терміни запального процесу та починає знижуватися до 7-ої доби. Вміст малонового діальдегіду (МДА) на третю добу дослідження статистично достовірно не відрізнявся у тварин, яким застосовували гідрогелі, насичені сріблом (5,95±0,2 мкмоль/л), порівняно з тваринами контрольної групи (6,04±0,28 мкМоль/л). Проте вміст малонового діальдегіду зростав на 70 % порівняно з контрольною групою у 4

 

дослідній групі № 2 (4,21±0,41 мкМоль/л) та дослідній групі № 3 (4,32±0,13 мкМоль/л).

     Співставимі значення концентрації МДА було отримано на 7-му добу експерименту. На 10-ту добу відбувалося поступове зниження вмісту МДА в усіх дослідних групах. У тварин, у яких для місцевого лікування запального процесу застосовували пов’язки з іонами срібла (4,92±0,24 мкМоль/л), не було статистичної відмінності з контрольною групою, так як і між тваринами другої (3,89±0,13 мкМоль/л) та третьої (4,05±0,26 мкМоль/л) дослідних груп.

     Динаміку антиоксидантної активності досліджували за вмістом ферменту каталази, який є важливим маркером антиоксидантної системи організму. Вміст каталази мало відрізнявся у контрольній групі (0,38±0,11 мкКат/л) та першій дослідній групі (0,39±0,04 мкКат/л), тобто, у тих тварин, яким використовували пов’язки без антиоксидантного препарату. У свою чергу, результати між групами, які містять «Кверцетин» також майже не відрізнялися – 0,54±0,14 мкКат/л та 0,55±0,15 мкКат/л відповідно.

     На 10-ту добу спостерігалася тенденція до зниження каталазної активності в усіх групах тварин: в контрольній групі - 0,35±0,08 мкКат/л, а також у тварин, яким застосовували гідрогелеві пов’язки, насичені іонами срібла - 0,35±0,03 мкКат/л. Дещо вищими були результати в другій (0,44±0,05 мкКат/л) та третій дослідній групах (0,42±0,02 мкКат/л) – на 115 % та 110 % відносно групи контролю. На завершальному етапі дослідження на 14-ту добу аналіз вмісту каталази показав, що в усіх тварин з модельованим запальним процесом, показник антиоксидантної активності не мав суттєвих відмінностей між собою та, що важливо, з показниками інтактних тварин (0,33±0,01 мкКат/л).

     Після дослідження показників вільнорадикального окислення та антиоксидантної активності було визначено та проаналізовано їх співвідношення в динаміці ранового процесу. Антиоксидантно-прооксидантний індекс (АПІ) мав чіткі відмінності між тваринами, яким у схему місцевого лікування не було включено антиоксидантний препарат.      Застосування для місцевого лікування антиоксидантних препаратів, які пролонговано виділяються в ранову поверхню, сприяє активації антиоксидантного захисту та пригнічує процеси вільнорадикального утворення.

     Наступними маркерами для дослідження ефективності застосування запропонованої місцевої терапії були прозапальні та протизапальні інтерлейкіни, зокрема інтерлейкін-6 та інтерлейкін-10. Ці цитокіни беруть участь у регуляції запального процесу та перебувають у своєрідній рівновазі.

Аналіз динаміки про- та протизапального балансу показав, що найбільша маніфестація запального процесу та пригнічення компенсаторних реакцій організму спостерігається на третю добу. Найбільш показові дані відносного співвідношення перебігу запального процесу були отримані на сьому добу дослідження. У третій дослідній групі, він був навіть менший (1,093 у.о.), ніж показник норми, що свідчить про переважання протизапальних реакцій організму на пошкодження при застосуванні гідрогелевих пов’язок, насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом.

     На десяту добу відбувається посилення протизапальних захисних механізмів організму з паралельними процесами стихання запальних явищ. У першій (1,740 у.о.), другій (1,777 у.о.) та третій (1,191 у.о) дослідних групах цитокінове про- і протизапальне співвідношення статистично достовірно не відрізнялося від прийнятого показника норми у інтактних тварин. Результати, одержані на 14-ту добу експерименту, статистично достовірно не відрізнялися від показників норми в усіх піддослідних групах тварин.

     Після підтвердження в умовах експерименту високої терапевтичної цінності застосування гідрогелевих пов’язок, насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом, було продовжено дослідження у клінічних умовах. Для цього було обстежено та проліковано 50 пацієнтів з одонтогенними абсцесами та флегмонами підщелепової ділянки, яких було поділено на дві клінічні групи в залежності від проведеного місцевого лікування у післяопераційному періоді. У групу порівняння включали пацієнтів, яким при лікуванні одонтогенних флегмон та абсцесів застосовували стандартне лікування, а в основну - пацієнтів, яким у післяопераційному етапі для перев’язок використовували гідрогелеві пов’язки, насичені іонами срібла та антиоксидантним препаратом «Кверцетин».

     Динамічне спостереження за хворими у післяопераційному періоді виявило очевидні відмінності в клінічному перебігу у обох групах. При візуальному огляді виявлено, що виділення гнійного ексудату припинялося приблизно на 1,5 доби швидше у хворих основної групи (2,5±0,4 доба), ніж у хворих групи порівняння (3,9±0,5 доба). Поодинокі грануляції з’являлися на 4,8±0,3 добу у пацієнтів, яким застосовували для перев’язок гідрогелі, насичені лікарськими речовинами. Виповнення зрілою грануляційною тканиною відбувалося на 5,9±0,6 у основній групі та на 7,8±0,5 добу у групі порівняння. Поява краєвої епітелізації у пацієнтів, яким для місцевого лікувального впливу використовували іони срібла та антиоксидантний препарат, відмічалася на 6,7±0,5 добу, що майже на дві доби швидше, ніж у групі порівняння (8,9±0,3 доба). Можна зробити висновок, що у пацієнтів, яким застосовували запропонований метод місцевої терапії, процеси загоєння скоротилися в середньому на 25 % у порівнянні з класичною терапією, яка застосовується при лікуванні гнійно-запальних захворюваннях щелепно-лицевої ділянки.

     Концентрація епідермального фактора росту у сироватці крові пацієнтів у динаміці післяопераційного періоду слугувала маркером активності процесів епітелізації та проліферації. Отримані результати вмісту епідермального фактора росту в динаміці ранового процесу показали, що показники в двох групах мали стійку тенденцію до зростання впродовж післяопераційного періоду. Показники епідермального фактору росту (EGF) максимальними були на 7-му добу, що доводить позитивну роль у стимуляції процесів загоєння гідрогелів, насичених лікарськими речовинами. Подальше його зростання також корелюється з процесами епітелізації, які швидше почалися в основній групі, що також відмічається в більшій концентрації епідермального фактора росту.

     Наступним завданням дисертаційної роботи було надання характеристики цитологічної картини та вивчення динаміки термометричних показників запальних ран.

     За результатами цитологічного дослідження можна встановити, що застосування для місцевого лікування гнійно-запальних ран одонтогенної етіології гідрогелевих пов’язок, насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом, дозволяє зменшити вираженність місцевих запальних реакцій, прискорити терміни загоєння і початок репаративних процесів на місцевому рівні.

     Дані, отримані при обстежені на 5-у добу (36,3±0,13°С в групі порівняння; 34,8±0,48°С в основній групі) та 7-му - (34,6±0,83°С в групі порівняння; 33,6±0,57°С в основній групі) вказують на стійке зниження середніх температурних показників, з більш вираженим та статистично достовірним результатом в основній групі (p>0,05). На 5-ту та 7-му добу показники локальної термометрії у хворих, які отримували традиційне лікування, починали статистично достовірно відрізнятися від показників пацієнтів основної групи. На 10-ту добу цифрові показники місцевої термометрії практично наблизилися до норми зі статистично кращими показниками у основній групі (33,0±0,33°С) відносно групи порівняння (33,2±0,64°С).

     Використання гідрогелевих пов’язок, насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом, стимулює швидше стихання запальних явищ, очищення післяопераційної рани та нормалізацію обмінних процесів у ній.

Отриманий висновок було підтверджено розпрацьованою прогностичною моделлю ймовірності початку краєвої епітелізації рани у хворих з одонтогенними запальними процесами при застосуванні аплікацій гідрогелевими пов’язками. Для цього було використано метод логістичної регресії. З його допомогою було виокремлено 5 факторів, поєднане значення яких на третю добу післяопераційного періоду, має вірогідний вплив на початок краєвої епітелізації рани. Достовірність обчислених коефіцієнтів перевірено за допомогою методу Вальда, а цілої моделі – за допомогою ксі-квадрату, значення якого становить 142,9 та вказує на те, що модель є достовірною з вірогідністю помилки менше 0,1% (p<0,001). Проаналізовано основні діагностичні параметри опрацьованої прогностичної моделі. Загальна точність становила 92,86 %, при високій чутливості (94,12 %) та специфічності (90,91 %).

     Підсумовуючи усі отримані результати, можна визнати, що розпрацювання та застосування методики місцевого лікування одонтогенних запальних процесів показало себе з позитивного боку. За допомогою експериментального та клінічного дослідження було науково обґрунтовано терапевтичний ефект гідрогелів, насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом «Кверцетин». Доведено, що їх застосування скорочує терміни лікування та реабілітації, сприяє ранньому початку процесів проліферації та регенерації.

     Застосування гідрогелевих пов’язок насичених іонами срібла та антиоксидантним препаратом здійснює позитивний ефект на загоєння одонтогенних абсцесів та флегмон, що достовірно доведено клінічними, морфологічними, біохімічними, цитологічними та термометричними методами дослідження. Поєднана дія обох речовин, якими насичені пов’язки, створює умови для швидшого та якіснішого загоєння, що дозволяє рекомендувати їх для широкого використання в практичній медицині.

 

     Ключові слова: одонтогенні абсцеси та флегмони, гідрогелеві пов'язки, іони срібла, антиоксидантний препарат, загоєння ран, маркери запалення. 9

 

ANNOTATION

     Slobodian R.V. Clinical and experimental justification for the use of hydrogel dressings in the treatment of odontogenic phlegmons and abscesses. Qualification scientific work submitted as a manuscript.

     Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the specialty 221 – Dentistry (field of knowledge 22 'Health Care'). – Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Ministry of Health of Ukraine, Lviv, 2025.

     The aim of this study was to improve the effectiveness of treatment for purulent-inflammatory diseases of the maxillofacial area through the local application of hydrogel dressings saturated with silver ions and an antioxidant preparation.

     To achieve the above-mentioned aim, a number of objectives were set. The first objective was to experimentally assess the feasibility of using hydrogel dressings saturated with silver ions and an antioxidant preparation for the local treatment of purulent-inflammatory wounds. For this purpose, an experimental study was conducted on 80 sexually mature male Wistar rats, in which an infected wound was modeled. The visual assessment of the effectiveness of hydrogel application involved determining the presence and characteristics of perifocal edema and infiltration of the wound edges, analyzing the exudate, evaluating the granulation tissue and the timing of its appearance, and the onset of marginal epithelialization.

     The results obtained indicate that, at the initial stages of wound healing, during the predominance of hydration and edema processes, the action of silver ions plays a major role, providing local antimicrobial, anti-inflammatory, and bactericidal effects. At the beginning of the dehydration and granulation processes of the wound surface, the deep penetration of the antioxidant preparation into the tissues plays a supportive role, reducing the intensity of the inflammatory process at all stages, contributing to wound cleansing, accelerating the onset of productive processes, and achieving pro-oxidant–antioxidant balance.

     Additionally, we studied changes in the morphological pattern and biochemical indicators in the blood of the experimental animals with modeled purulent-inflammatory diseases, which was the second objective set.

     Characteristic changes occur at the cellular level during the development of the inflammatory process. We conducted a morphological study of the healing processes of biopsy specimens from the experimental animals. On the third day, all biopsies contained masses of tissue detritus with an exudative reaction, without signs of organization, while on the seventh day, the development of elastic fibers occurred, simultaneously with angiogenesis, which correlates with data obtained by other researchers.

     When hydrogel dressings saturated with silver ions and an antioxidant preparation were applied, an early onset of granulation tissue formation was observed, specifically, angiogenesis and the synthesis of elastic fibers began very early, on the third day. On the seventh day, signs of fibroplasia were noted. On the tenth day, the wound edges were epithelialized, and a cellular-type scar was observed in the superficial layers with a predominance of fibroblasts and fibrocytes, while in the deeper layers, a significant accumulation of collagen was present, indicating an early onset of regeneration from the deeper dermis.

     By studying the dynamics of the antioxidant–prooxidant balance during the application of hydrogel dressings saturated with an antioxidant preparation and silver ions, it was established that the active formation of free radical compounds occurs most intensively in the early stages of the inflammatory process and begins to decrease by the 7th day. The MDA content on the third day of our study did not significantly differ in the animals treated with hydrogel dressings saturated with silver (5.95±0.2 μmol/l) from those in the control group (6.04±0.28 μmol/l). However, the malondialdehyde content increased by 70% relative to the control group in experimental group number 2 (4.21±0.41 μmol/l) and experimental group number 3 (4.32±0.13 μmol/l).

     Comparable values of MDA concentration were obtained on the 7th day of the experiment. By the 10th day, a gradual decrease in MDA content was observed in all experimental groups. In animals treated with silver ion dressings for local treatment of the inflammatory process, the MDA content (4.92±0.24 μmol/l) showed no statistical difference from the control group, as well as between the animals of the second (3.89±0.13 μmol/l) and third (4.05±0.26 μmol/l) experimental groups.

     The dynamics of antioxidant activity were studied based on the content of the enzyme catalase, which is an important marker of the body's antioxidant system. The catalase content was similar in the control group (0.38±0.11 μKat/l) and the first experimental group (0.39±0.04 μKat/l), i.e., in the animals treated with dressings without the antioxidant preparation. Similarly, the results between the groups containing "Quercetin" also showed no significant difference – 0.54±0.14 μKat/l and 0.55±0.15 μKat/l, respectively.

     By the 10th day, a trend toward a decrease in catalase activity was observed in all animal groups – in the control group (0.35±0.08 μKat/l) and in animals treated with hydrogel dressings saturated with silver ions (0.35±0.03 μKat/l). Results were slightly higher in the second (0.44±0.05 μKat/l) and third experimental groups (0.42±0.02 μKat/l) – 115% and 110% relative to the control group. At the final stage of the study, on the 14th day, the analysis of catalase content showed that in all animals with the modeled inflammatory process, the antioxidant activity levels did not differ significantly from one another and, importantly, from those of intact animals (0.33±0.01 μKat/l).

     After studying the indicators of free radical oxidation and antioxidant activity, their ratio during the wound healing process was determined and analyzed. The API (antioxidant protection index) showed distinct differences between the animals in which the antioxidant preparation was not included in the local treatment regimen. The use of antioxidant preparations, which are gradually released into the wound surface, contributes to the activation of antioxidant protection and suppresses free radical formation processes.

     The next markers for assessing the quality of the proposed local therapy were pro-inflammatory and anti-inflammatory interleukins, specifically interleukin-6 and interleukin-10. These cytokines are involved in regulating the inflammatory process and are in a specific balance.

     The analysis of the dynamics of the pro- and anti-inflammatory balance revealed that the greatest manifestation of the inflammatory process and suppression of the body’s compensatory reactions occurred on the third day. The most indicative data on the relative ratio of the inflammatory process progression was obtained on the seventh day of the study. In the third experimental group, this ratio was even lower (1.093 u.o.) than the normal indicator, indicating a predominance of anti-inflammatory responses of the body to tissue injury when using hydrogel dressings saturated with silver ions and an antioxidant preparation.

By the tenth day, there was an intensification of the body’s anti-inflammatory protective mechanisms, with parallel processes of subsiding inflammatory phenomena. In the first (1.740 u.o.), second (1.777 u.o.), and third (1.191 u.o.) experimental groups, the pro- and anti-inflammatory cytokine ratio did not statistically differ from the normal indicator in intact animals. The results obtained on the 14th day of the experiment did not statistically differ from the normal indicators in all experimental groups of animals.

     After confirming the high therapeutic value of using hydrogel dressings saturated with silver ions and an antioxidant preparation under experimental conditions, the research was continued in clinical settings. For this purpose, 50 patients with odontogenic abscesses and phlegmons of the submandibular region were examined and treated. They were divided into two clinical groups depending on the type of local treatment administered during the postoperative period. The comparison group included patients who received standard treatment for odontogenic phlegmons and abscesses, while the main group consisted of patients who during the postoperative stage, received hydrogel dressings saturated with silver ions and the antioxidant preparation “Quercetin” as part of their wound care regimen.

     Dynamic observation of patients in the postoperative period revealed significant differences in clinical progression between the two groups. Upon visual examination, it was found that the cessation of purulent exudate occurred approximately 1.5 days faster in the main group (2.5±0.4 days) compared to the control group (3.9±0.5 days). Single granulations appeared on the 4.8±0.3 day in patients who used hydrogel dressings saturated with medicinal substances. The filling of the wound with mature granulation tissue occurred on the 5.9±0.6 day in the main group and on the 7.8±0.5 day in the control group. The appearance of edge epithelization in patients who received local treatment with silver ions and the antioxidant preparation was observed on day 6.7 ± 0.5, which is nearly two days earlier than in the comparison group (day 8.9 ± 0.3). It can be concluded that in patients who received the proposed local therapy method, the healing process was shortened by an average of 25% compared to classical therapy used for treating purulent-inflammatory diseases of the maxillofacial area.

     The concentration of epidermal growth factor (EGF) in the serum of patients during the postoperative period served as a marker for the activity of epithelialization and proliferation processes. The obtained results of EGF content during the wound healing process showed that the indicators in both groups had a consistent tendency to increase throughout the postoperative period. The highest levels of EGF were observed on the 7th day, which supports the positive role of hydrogel dressings saturated with medicinal substances in stimulating the healing processes. Further increases in EGF levels also correlate with epithelialization processes, which began earlier in the main group, as reflected in the higher concentration of epidermal growth factor.

     The next objective of the dissertation was to characterize the cytological profile and to study the dynamics of thermometric indicators in inflammatory wounds.

     According to the results of cytological examination, it can be established that the use of hydrogel dressings saturated with silver ions and an antioxidant drug for local treatment of purulent-inflammatory wounds of odontogenic etiology allows for a reduction in the severity of local inflammatory reactions, accelerates healing times, and the onset of reparative processes at the local level. 14

     The data obtained during the examination on the 5th day (36.3±0.13°C in the comparison group; 34.8±0.48°C in the main group) and 7th day (34.6±0.83°C in the comparison group; 33.6±0.57°C in the main group) indicate a steady decrease in average temperature indicators, with a more pronounced and statistically significant result in the main group (p>0.05). On the 5th and 7th days, local thermometry indicators began to differ significantly between patients receiving traditional treatment and those in the main group. On the 10th day, the digital local thermometry indicators almost returned to normal, with statistically better indicators in the main group (33.0±0.33°C) compared to the comparison group (33.2±0.64°C).

     The use of hydrogel dressings saturated with silver ions and an antioxidant preparation stimulates faster resolution of inflammatory phenomena, cleaning of the postoperative wound, and normalization of metabolic processes within it.

The obtained conclusion was confirmed by the developed prognostic model of the likelihood of the onset of wound edge epithelization in patients with odontogenic inflammatory processes when using hydrogel dressings. Logistic regression was used for this purpose. With its help, 5 factors were identified, the combined value of which on the third day of the postoperative period has a significant impact on the onset of wound edge epithelization. The validity of the calculated coefficients was verified using the Wald method, and the entire model was tested with the Chi-square method, which yielded a value of 142.9, indicating that the model is reliable with a probability of error of less than 0.1% (p<0.001). The main diagnostic parameters of the developed prognostic model were analyzed. The overall accuracy was 92.86%, with high sensitivity (94.12%) and specificity (90.91%).

     Summing up all the obtained results, it can be concluded that the development and application of the local treatment method for odontogenic inflammatory processes proved to be positive. Through experimental and clinical research, the therapeutic effect of hydrogel dressings saturated with silver ions and the antioxidant drug "Quercetin" was scientifically substantiated. It has been proven that their application shortens treatment and rehabilitation times, promotes the early onset of proliferation and regeneration processes.

     The use of hydrogel dressings saturated with silver ions and the antioxidant drug has a positive effect on the healing of odontogenic abscesses and phlegmons, which has been reliably proven by clinical, morphological, biochemical, cytological, and thermometric methods. The combined action of both substances that the dressings are saturated with creates conditions for faster and higher-quality healing, making them recommended for widespread use in practical medicine.

 

Key words: odontogenic abscesses and phlegmons, hydrogel dressings, silver ions, antioxidant agent, wound healing, inflammatory markers.

 

https://drive.google.com/file/d/1S3bBsVkrJCj-RfqmN-3IBvgGhYb5Omif/view?usp=sharing