В последние годы появились сообщения об изобретении новых лекарств – отбеливателей кровоподтеков, которые обеспечивают экстренное медикаментозное обесцвечивание кожи в области синяков [6,7,9,12,13,14,15]. Родиной этого научного направления стала Россия. Именно в России были изобретены первые средства и способы экстренного отбеливания кожи в области кровоподтеков [22]. К сожалению, на сегодняшний день все они основаны на принципе инъекционной инфильтрации кожи и инфильтрационного «отмывания» ее от крови и остатков эритроцитов и/или гемоглобина [12]. Дело в том, что инъекции лекарств опасны. В частности, такой способ выведении синяков под глазами может сам стать причиной появления колотой раны, локального воспаления, гипертермии, гиперемии, отечности, кровоподтека, кровотечения и даже абсцесса [2,3,4,5,8,11,17,19,20,24,25].
В связи с этим предполагается продолжить исследования в этом направлении и разработать рецептуру косметического отбеливающего средства для накожного применения, которое будет обладать оригинальной физико-химической и фармакологической активностью, обеспечивающей отбеливание крови, пятен крови, сгустков крови и ее остатков [1,10]. Ожидается, что восстановить естественный цвет кожи в области синяка можно будет с помощью раствора, представляющего собой комбинацию известных лекарственных средств в неизвестных сочетаниях и в оригинальных соотношениях [21,23,26].
Цель исследования – улучшение эстетического состояния кожи лица.
Материалы и методы исследования
Был проведен анализ патентной и научной литературы по проблеме обесцвечивания кожи в области кровоподтеков, были выявлены аналоги и прототипы разрабатываемого отбеливающего средства и нового способа отбеливания синяков, выявлены недостатки у лучших мировых решений и определен путь их устранения.
Лабораторные исследования были проведены в аккредитованной и лицензированной лаборатории «МедЛабЭкспресс» (Ижевск). Опыты по изучению динамики цвета крови были проведены in vitro. Для этого была использована просроченная и гемолизированная донорская кровь. Динамика цвета крови изучалась на специальных (принятых в лабораторной диагностике крови) пластиковых «плашках» при температуре +25°С. При этом на плашку предварительно помещалась кровь в объеме по 0,5 мл, а затем в каждую порцию крови вливался раствор исследуемого лекарственного средства в объеме также по 0,5 мл. Каждое лекарственное средство приливалось по отдельности к «своему» объему крови и перемешивалось затем с ним тут же с помощью стеклянной палочки до гомогенного состояния. Фиксировалось время, после чего начинался мониторинг цвета смеси крови с лекарством при искусственном рассеянном освещении. Динамику цвета смеси крови с лекарством исследовали 5 минут, выдавали предварительной заключение, а затем наблюдали за состоянием крови еще 15 минут и выдавали окончательное заключение. В каждой серии опытов определялась продолжительность локального взаимодействия, которая приводила к существенному или к полному отбеливанию крови.
Исследование обесцвечивающего действия каждого лекарства проводилось с 5–ю изолированными порциями крови одновременно. При этом в каждую порцию крови вводился раствор лекарственного средства, взятый каждый раз из разных ампул (флаконов). Такая методическая особенность была применена для исключения ошибки, поскольку качество лекарств и их физико-химические свойства в каждой ампуле и в каждой серии могут быть разными. Указанная особенность технологии экспериментов была применена для повышения объективности и повторяемости получаемых результатов. После опытов результаты каждой серии суммировались и из суммы вычислялись средние значения.
Всего было поставлено 250 опытов in vitro в модельных условиях с гемолизированной донорской кровью. Первоначально было изучено влияние 25 оригинальных и качественных лекарственных средств.
Процесс отбеливания кровоподтеков был исследован в модельных условиях. На первом этапе моделью ткани, пропитанной кровью, служили ватно-марлевые тампоны. Для этого в центр ватно-марлевых тампонов вводилось по 3 капли гемолизированной бычьей крови. Ватно-марлевые тампоны с кровью были помещены на дно чашек Петри с плоскостью тампонов, расположенной горизонтально. Опыты были проведены при разной локальной температуре: +25, +37 или +45°С. Через 10 минут после введения в тампоны разведенной крови в центр каждого кровавого пятна с помощью шприца объемом 20 мл с инъекционной иглой для внутрикожных инъекций вводился испытуемый раствор при температуре соответственно +25, 37 и 45°С в объеме 20 мл в течение 60 с. После этого наблюдали за изменением цвета окровавленных тампонов. В каждой серии опытов было использовано по 5 тампонов, пропитанных кровью. Всего было поставлено 15 опытов.
Исследования проводились с использованием фотографирования и видеосъемки в видимом и в инфракрасном спектрах излучения тканей с помощью тепловизора термо Трейсер TH9100XX (NEC, USA) [16,18,22].
Результаты исследования и их обсуждение
Установлено, что причиной появления пигментных кругов под глазами может быть травма твердым тупым предметом, кровоизлияние в ткани, венозное полнокровие и локальное воспаление [22]. Опираясь на эти данные, мы предположили, что причиной окраски кожи во всех этих случаях является повышенное содержание крови в коже. В связи с этим для разработки абсолютно нового средства нами было решено провести исследование способности лекарств изменять цвет крови. Для этого первоначально были проведены лабораторные исследования с изолированной кровью. При этом первую серию лабораторных исследований было решено посвятить изучению возможности обесцвечивания крови с помощью известных лекарств из различных фармакологических групп.
Так как в доступной нам литературе мы не нашли результатов подобных исследований, мы исходили из того, что на сегодняшний день отсутствуют предварительные данные о способности определенных лекарств обесцвечивать кровь. Поэтому исследования были начаты с лекарствами из разных фармакологических групп сразу. При этом для скрининга группа испытуемых средств была составлена методом случайной выборки. Именно этим объясняется то, что в группу средств, подвергнутых скринингу на возможность отбеливания крови, вошли следующие лекарственные средства: Амоксиклав (лиофилизированный порошок), раствор Аскорбиновой кислоты 5 % в ампулах по 2 мл, раствор Дексаметазона 4 мг/мл в ампулах по 1 мл, раствор Кавинтона 0,5 % в ампулах по 5 мл, раствор Кальция хлорида 10 % в ампулах по 10 мл, раствор Кальция глюконата 10 % в ампулах по 10 мл, Вода для инъекций в ампулах по 10 мл, раствор 0,9 % Натрия хлорида в ампулах по 10 мл, раствор Кеторолака 3 % в ампулах по 1 мл, раствор Мексидола 5 % в ампулах по 2 мл, раствор 3 % Перекиси водорода во флаконах по 100 и 1000 мл, раствор 10 % Натрия хлорида во флаконах по 1000 мл, раствор 5 % Натрия хлорида во флаконах по 1000 мл, раствор Хлоргексидина 0,12 % во флаконах по 200 мл, раствор Хлоргексидина 0,2 % во флаконах по 200 мл, раствор Сульфацила натрия 20 % капли глазные 10 мл, раствор Супрастина 2 % в ампулах по 1 мл, раствор Транексама 50 мг в ампулах по 5 мл, раствор Фурацилина 0,02 % во флаконах по 180 мл, раствор Хлоргексидина биглюконата 0,05 % во флаконах по 100 мл, раствор Церекарда 50 мг/мл в ампулах по 5 мл, раствор Энапа 1,25 мг/мл в ампулах по 1 мл, раствор Этамзилата 12,5 % в ампулах по 2 мл, раствор Натрия гидрокарбоната 4 % во флаконах по 200 мл и раствор Эуфиллина 2,4 % в ампулах по 5 мл.
При этом весь расчет был на СЛУЧАЙНОЕ выявление способности некоторых лекарств изменять цвет крови при локальном взаимодействии с ней за счет особой физико-химической активности.
Полученные результаты показали, что большинство лекарств не обесцвечивает кровь, но некоторые лекарства способны уменьшить интенсивность окраски крови. Показано, что эффективно осветляют кровь следующие лекарственные средства: раствор 0,5 % Кавинтона, раствор 3 % Кеторолака, раствор 20 % Сульфацила натрия, раствор 12,5 % Этамзилата, раствор 4 % Натрия гидрокарбоната, раствор 2,4 % Эуфиллина и раствор 3 % Перекиси водорода. Причем, экстренно и полностью обесцвечивает кровь только одно средство – раствор 3 % перекиси водорода. Однако это средство вызывает бурное вспенивание крови. Поэтому оно не может быть использовано в этой концентрации для обесцвечивания крови и кровоподтеков.
Далее мы предположили, что бурное вспенивание крови может быть снижено путем уменьшения концентрации перекиси водорода. В связи с этим мы провели исследования местного действия на кровь растворов 2 % и 1 % перекиси водорода при +25°С. Результаты показали, что раствор 1 % перекиси водорода обладает умеренной пенообразующей и отбеливающей активностью, которая, по нашему мнению, может отвечать требованиям местного накожного действия в перспективе. Одновременно с этим мы предположили о возможности сохранения выраженной отбеливающей активности раствора 1 % перекиси за счет комбинации с иными лекарствами, которые не образуют газ и не усиливают образование пены. Именно поэтому решено было исследовать отбеливающую активность комбинаций раствора 1 % перекиси водорода с иными лекарственными средствами, не образующими газ. С этой целью мы изучили динамику крови при взаимодействии ее с растворами, представляющими собой 25 комбинаций известных лекарств с раствором 1 % перекиси водорода. При этом по существу был использован раствор 1 % перекиси водорода в сочетании с каждым из лекарств, концентрация которого была уменьшена на 1/3.
В результате исследований было выявлено, что эуфиллин наиболее эффективно потенцирует отбеливающую активность перекиси водорода. Второе место по активности занимают 2 лекарства: натрия гидрокарбонат и натрия сульфацил.
Был проведен анализ кислотности использованных нами средств по данным научной литературы. Оказалось, что общим свойством большинства исследованных нами средств является их выраженная кислотная активность (очень многие растворы качественных лекарств имеют кислотность со значением рН менее 7.0). Только растворы эуфиллина, натрия гидрокарбоната и натрия сульфацила имеют выраженную щелочную активность (имеют рН более 7.0). Причем, раствор 2,4 % эуфиллина обладает очень высокой щелочностью (имеет щелочность в разных номерах серии и у разных производителей со значением рН 9.0 – 11.0), тогда как растворы 1 – 10 % натрия гидрокарбоната и 13 % натрия сульфацила обладают умеренной щелочностью (имеют щелочность со значением рН менее 9.0).
Следовательно, отбеливающая активность раствора 1 % перекиси водорода потенцируется лекарственными средствами, обладающими щелочной, а не кислотной активностью.
Затем мы провели изучение научной литературы по острой токсичности выявленных нами щелочных средств. Оказалось, что наименьшей токсичностью обладает натрия гидрокарбонат. Диапазон широты его терапевтического действия почти в 50 раз превышает диапазоны терапевтических доз эуфиллина и натрия сульфацила. Свидетельством этому является также величина объема готового раствора натрия гидрокарбоната, допустимая для инъекционного (внутривенного) введения в клинической практике: растворы 5 % натрия гидрокарбоната выпускаются во флаконах объемом до 500 мл и могут применяться для инфузионного введения. В свою очередь, растворы 2,4 % эуфиллина и растворы 20 % натрия сульфацила выпускаются для инъекций в объемах, не превышающих 10 мл.
Кроме этого, натрия гидрокарбонат – это вещество, присутствующее в крови человека в норме, обеспечивающее нормальную щелочность и буферность плазмы крови. Оно представляет собой мягкое поверхностно-активное вещество, которое имеет установленный профиль безопасности при общем (резорбтивном) действии на человека. Натрия гидрокарбонат обладает детергентной активностью, высоким гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) и высокой способностью разрушать межбелковые и белковолипидные связи, включая связи гемоглобина с тканью кожи. Поэтому раствор натрия гидрокарбоната обладает хорошей моющей и проникающей активностью, оно способно отмывать поверхность кожи, ссадин и ран от свежих и старых пятен крови, от сгустков крови и кровавых корочек. Дополнительно к этому оно способно отмывать от эритроцитов и их остатков ткань кожи. Поэтому для разработки безопасного отбеливателя кожи в области синяка под глазом последующие исследования решено было посвятить особенностям локального действия именно раствора перекиси водорода и натрия гидрокарбоната.
Для выявления диапазона температуры, ускоряющего отбеливание крови раствором перекиси водорода, мы провели предварительные исследования in vitro c бычьей кровью. Исходя из того, что нормальная температура тела человека находится в пределах +37°С, а кожа на лице может иметь локальную температуру, равную комнатной температуре (то есть +25°С), решено было уменьшить температуру до +25°С. С другой стороны, поскольку кожа лица может остаться живой и невредимой при локальной температуре +45°С, решено было увеличить температуру именно до +45°С. При этом, для выявления возможности раствора перекиси водорода отбеливать кровь в меньших концентрациях решено было уменьшить концентрацию перекиси водорода в 10 раз. Именно поэтому было запланировано изучить динамику цвета крови под влиянием раствора 0,1 % перекиси водорода.
Данная серия опытов была проведена с использованием ватно-марлевых тампонов, пропитанных бычьей кровью. При этом были получены следующие результаты.
В первой серии опытов (при температуре +25°С) в каждом тампоне центр кровавого пятна (имевшего красный цвет) после введения в него раствора 0,1 % перекиси водорода начал светлеть со слабым образованием пузырьков газа и пены. Образовавшиеся пузыри сохранялись в кровавой пене 12,5 ± 0,6 минут (n = 5, P ≥ 0,05), после чего образование пузырьков газа прекратилось. Центр кровавого пятна оказался практически полностью бесцветным (площадь бесцветного участка составила 48 мм2). Периферическая зона пятна крови в тампоне приобрела светло-желтый цвет.
Во второй серии опытов (при температуре +37°С) в каждом из 5 тампоном центр кровавого пятна (имевшего красный цвет) после введения в него раствора 0,01 % перекиси водорода при +37°С начал светлеть с умеренным образованием пузырьков газа и пены. Образовавшиеся пузыри сохранялись в кровавой пене 11,3 ± 0,5 минут (n = 5, P ≥ 0,05), после чего образование пузырьков газа прекратилось. Центр кровавого пятна оказался практически бесцветным (площадь бесцветного участка составила 58 мм2). Периферическая зона пятна крови приобрела светло-желтый цвет.
В третьей серии опытов (при +45°С) в тампонах центр кровавого пятна (имевшего красный цвет) после введения в него раствора 0,1 % перекиси водорода при +45°С начал светлеть с умеренным образованием пузырьков газа и пены. Образовавшиеся пузыри сохранялись в виде кровавой пены на протяжении 10,3 ± 0,4 минут (n = 5, P ≥ 0,05). Центр кровавого пятна оказался бесцветным (площадь его составила 64 мм2). Периферическая зона пятна крови приобрела светло-желтый цвет.
Как следует из полученных результатов, повышение локальной температуры с 25 до 45°С прямо пропорционально ускоряет процесс отбеливания крови и повышает эффективность отбеливания с помощью раствора 0,1 % перекиси водорода. Следовательно, локальная гипертермия и согревание области взаимодействия раствора перекиси водорода с кровью до +45°С потенцирует отбеливающую активность средства.
Исходя из поставленной задачи далее мы предположили, что локальная гипертермия может усилить местное отбеливающее действие комбинации перекиси водорода с натрием гидрокарбонатом. Более того, предполагалось, что потенцирование накожного отбеливающего действия может быть достигнуто по пути локального гипертермического щелочного распаривания кожи в области синяка при одновременном отбеливании крови.
Мы провели теоретическое исследование особенностей локального физиотерапевтического и локального медикаментозного воздействия, применяющегося традиционно на кожу в области ушибов мягких тканей твердыми тупыми предметами, и пришли к убеждению, что локальные воздействия на кожу в области синяка могут быть безопасными при нагревании кожи до температуры +45°С. При этом, у некоторых пострадавших может появиться чувство жжения и/или боли в области ссадин, ушибов и синяков. Поэтому для устранения этого нежелательного ощущения мы решили дополнить состав создаваемого нами накожного средства местным анестетиком. При этом применили не просто местный анестетик, а анестетик, легко поникающий в кожу. Анализ научной литературы показал, что такому требованию отвечает раствор лидокаина гидрохлорида.
В связи с этим в состав разрабатываемого нами средства мы включили натрия гидрокарбонат, перекись водорода, лидокаина гидрохлорид и воду для инъекций при следующем соотношении указанных компонентов, масс. %:
Перекись водорода – 3 ± 0,3
Лидокаина гидрохлорид – 2,0
Натрия гидрокарбонат – в количестве, обеспечивающем сохранение осадка при температуре +45°С.
Вода для инъекций – остальное.
Помимо этого, были проведены теоретические исследования, результаты которых показали, что предложенный состав ингредиентов и соотношение их концентрации в водном растворе являются оптимальными для накожного применения в виде теплого компресса, примочки и/или припарки. Перспективность и оригинальность данной рецептуры обоснована тем, что нагретый до +45°С водный раствор 3 % перекиси водорода, 2 % лидокаина гидрохлорида и натрия гидрокарбоната, содержащегося в количестве, обеспечивающем сохранение нерастворенного порошка в виде осадка при нагревании раствора до +45°С, представляет собой щелочной раствор с отбеливающей, моющей, местной анестезирующей и выраженной внутрикожной проникающей активностью без местного раздражающего и прижигающего действия.
Предполагалось, что при аппликации на кожу такого раствора с такой фармакологической активностью при такой температуре средство будет распаривать кожу, очень эффективно разрыхлять и обесцвечивать находящиеся на ее поверхности кровавые корочки, смывать пятна и сгустки крови, быстро пропитывать собой кожу и отбеливать внутри нее кровь. При этом кожа будет обесцвечиваться за счет физико-химического взаимодействия средства с эритроцитами и с их остатками и за счет гидродинамического удаления их вместе со средством за пределы кожи, а именно – вглубь подкожно-жировой клетчатки и в кровеносное русло.
Помимо этого данные научной литературы показывают, что за счет наличия 2 % лидокаина гидрохлорида разработанное нами средство обеспечивает быстро наступающую местную анестезию кожи. Дело в том, что лидокаина гидрохлорид обладает высокой проникающей способностью и легко проникает в толщу кожи, поэтому быстро лишает ее чувствительности. Именно поэтому оно повсеместно используется для терминальной и поверхностной анестезии. Анестезия, в свою очередь, обеспечивает болеутоляющее действие при наличии не только синяка, но и ушиба мягких тканей, который сопровождается локальным воспалением и ощущается пострадавшим за счет чувства боли. Причем, местное анестезирующее действие лидокаина гидрохлорида обеспечивает ему помимо болеутоляющего действия способность устранять другие симптомы воспаления, то есть оказывать противовоспалительное действие. Поэтому разработанное нами средство может обладать еще и локальным противовоспалительным действием.
Полученные результаты легли в основу изобретения «Средство для прижизненного отбеливания кожи в области синяков под глазами» (Заявка на выдачу патента на изобретение № 2017102080 (003647) от 23.01.2017) и «Отбеливатель крови» (Заявка на выдачу патента на изобретение № 2016142838 (068611) от 31.10.2016).
Исследование проведено при поддержке гранта Фонда поддержки инноваций по проекту 24398, заявка С1–19369 «Разработка средства для обесцвечивания кожи лица при синяках под глазами».