Study of the effect of the concentration of sodium carboxymethylcellulose on hemostatic and antiadhesive activity during liver operations in an experiment

Liver surgeries are associated with the risk of bleeding and the development of adhesive disease. Sodium carboxymethylcellulose (Na-CMC) forms an elastic swelling gel and a “lattice” that holds the blood cells.

The aim: determine the concentration of Na-CMC, which has the maximum hemostatic and anti-adhesive effect, during liver surgeries in the experiment.

Materials and methods. The coagulating effect of Na-CMC (from 0.5% to 9%) was studied in vitro. In vivo experiment on 167 male Wistar rats weighing 185–250 g studied the bleeding time and the amount of blood loss, anti-adhesive activity in the model of liver surgery by cutting off the edge of the organ in the standard way: the depth and width of the wound is 1 cm; the height is 3 mm.

Results. In vitro the minimum coagulating effect was obtained in 3% of Na-CMC. In vivo the maximum effect on reducing the bleeding time (–46% compared to the control, p < 0.01) and the amount of blood loss (–27% compared to the control, p < 0.01) had 6% Na-CMC. Then, according to the degree of decrease in the bleeding time, there were: 5% Na-CMC (–40%), 4% Na-CMC (–37%), 3% Na-CMC (–29%), 7% Na-CMC (–27%), 8% Na-CMC (–11%). For the amount of blood loss, a similar pattern of decreasing effect was observed: 5% Na-CMC (–21%), 4% Na-CMC (–14%), 7% Na-CMC (–12%), 3% Na-CMC (–11%), 8% Na-CMC (–5%). When comparing all the studied concentrations of Na-CMC gel with the control group in terms of bleeding time and blood loss, the differences are statistically significant: p < 0.01. Maximum anti-adhesive activity was observed for 6% Na-CMC on days 7 and 14 after surgery: the adhesive process was estimated at 0.497 [0.000–0.497] and 0.962 [0.000–1.301] points vs. 2.457 [2.118–2.457] and 4.071 [3.758–4.602] points in the control group (p < 0.01).

Conclusion. The maximum hemostatic and anti-adhesive effect has 6% Na-CMC.

1. Курдяев И.Г., Умеров А.Х., Гришин А.В. и др. Способ местного гемостаза при поверхностном повреждении паренхиматозных органов живота: экспериментально-клиническое исследование. Медицина катастроф. 2017; 100(4): 51–4.

2. Пархисенко Ю.А., Воронцов А.К., Воронцов К.Е., Безалтынных А.А. Анализ результатов хирургического лечения пациентов с травматическими повреждениями печени. Перспективы науки и образования 2018; 1(31): 245–50.

3. Спиридонов А.А. Опыт применения отечественного гемостатического препарата при травме печени у детей. Практическая медицина. 2017; 4(105): 78–80.

4. Buci S., Torba M., Gjata A., et al. The rate of success of the conservative management of liver trauma in a developing country. World J Emerg Surg. 2017; 12: 24. https://doi.org/10.1186/s13017-017-0135-4 PMID: 28596799

5. Coccolini F., Catena F., Moore E.E., et al. WSES classification and guidelines for liver trauma. World J Emerg Surg. 2016; 10(11): 50. https://doi.org/10.1186/s13017-016-0105-2 PMID: 27766112

6. Аюшинова Н.И., Григорьев Е.Г., Чепурных Е.Е. и др. Спаечная болезнь — нерешенная проблема абдоминальной хирургии. Сибирский медицинский журнал. 2018; 15(2): 5–8.

7. Самарцев В.А., Кузнецова М. В., Гаврилов В. А. и др. Противоспаечные барьеры в абдоминальной хирургии: современное состояние проблемы. Пермский медицинский журнал. 2017; 34(2): 87–93.

8. Attard Jo-Anne P., MacLean A.R. Adhesive small bowel obstruction: epidemiology, biology and prevention. Can. J. Surg. 2007; 50(4): 291–300. PMID: 17897517

9. Вербицкий Д.А., Жуковский В.А., Немилов В.Е. и др. Способ получения геля на основе карбоксиметилцеллюлозы. Патент. Российская Федерация № 2 352 584. 2007. Заявл. 09.06.2007; опубл. 20.04.2009. Бюл. № 11. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet (дата обращения: 12.03.2020).

10. Лазаренко В.А., Суковатых Б.С., Бежин А.И. и др. Первый опыт применения противоспаечного рассасывающегося полимерного средства «Мезогель» при остром аппендиците. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2011; 1: 51–5.

11. Кленкова И.И. Структура и реакционная способность целлюлозы. Л.: Наука, 1976. 367 с.

12. Чернова В.В., Котяшов М.С., Лаздин Р.Ю. и др. Изучение реологических свойств растворов натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. 2020. 20(2): 163–9. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-2-163-169

13. Воробьева В.М., Макарова О.Г. Изучение физико-химических и технологических свойств различных марок кроскармелозы (NA-КМЦ). Научные ведомости Белгородского государственного университета. 2013; 4(147): 219–25.

14. Tkacheva N.I., Morozov S.V., Grigor’ev I.A., et al. Мodification of cellulose as a promising direction in the design of new materials. Polymer science. Ser. B. 2013; 55(7–8): 409–29. https://doi.org/10.1134/S1560090413070063 PMID: 95854641

15. Звягин И.Н., Фролова О.Г., Липатов В.А. и др. Влияние лекарственных препаратов, депонированных в средстве «мезогель», на его противоспаечную активность в эксперименте. Современные проблемы науки и образования. 2018;6. URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=28325 (дата обращения: 20.03.2020).

16. Йулдошов Ш.А., Шукуров А.И., Сарымсаков А.А., Рашидова С.Ш. Получение растворов карбоксиметилцеллюлозы методом замораживания-оттаивания. Universum: химия и биология, 2016; 5(23): 4.

17. Hoffman M., Monroe D.M. 3rd. A cell-based model of h stasis. Thromb Haemost. 2001; 85(6): 958–65. https://doi.org/10.1055/s-0037-1615947 PMID: 11434702

18. Майстренко А.Н., Бежин А.И., Липатов В.А. и др. Сравнительная оценка гемостатической активности новых аппликационных средств при травмах и операциях на печени и селезенке в эксперименте. Курский научно-практической вестник «Человек и его здоровье». 2009; 2: 19–26.

19. Бежин А.И., Солдатова Д.С., Литвиненко И.В., Горпинич А.Б. Экспериментальное обоснование кровоостанавливающего эффекта 3% геля карбоксиметилцеллюлозы. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2018; 4: 72–9. https://doi.org/10.21626/vestnik/2018-4/12

20. Давыденко В.В., Власов Т.Д., Доброскок И.Н. и др. Сравнительная эффективность аппликационных гемостатических средств местного действия при остановке экспериментального паренхиматозного и артериального кровотечения. Вестник экспериментальной и клинической хирургии 2015; 8(2): 186–94. https://doi.org/10.18499/2070-478X-2015-8-2-186-194

21. Мельнова Н.И., Жаворонок И.С., Жук И.Н. и др. Применение нового гемостатического средства «Гамастат» при паренхиматозном кровотечении в эксперименте. Военная медицина. 2013; (2): 62–6.