Application of a new improved model of a urethral catheter in the treatment and prevention of major pathological conditions of the urinary system

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

From the time of the first clinical application to the present day, the urethral catheter is one of the most sought-after medical devices. Whether short-term catheterization or prolonged drainage of the bladder, the urethral catheter is an integral part of the treatment process in almost all nosologies. With all the potential benefits, finding a urethral catheter in the bladder cavity can lead to the formation of bacterial colonization, the formation of stones and secondary bacteremia, and to promote the growth of resistance to antibacterial drugs. The continuing high rate of nosocomial infection due to bladder drainage involves a number of requirements for the urethral catheter: it should be easy to use, convenient for patient and medical personnel, and, if possible, reduce the potential risk of infection of the urinary system. The introduction of urethral catheters impregnated with antibacterial, antimicrobial and antiseptic drugs significantly contributed to a decrease in the incidence of catheter-associated infection. This article describes the experience of using new models of the urethral catheter in reducing the risk and preventing the development of catheter-associated infection of the urinary system

Full Text

Введение Первые упоминания об использовании «специальной трубки» для отведения мочи из мочевого пузыря относят к 30-м годам до н.э. В то время при изготовлении уретральных катетеров использовали шкуру животных и стебли растений, чуть позже в производстве стали применять различные металлы (свинец, бронза, медь, олово и др.). Жесткие уретральные катетеры, выполненные из серебра, пользовались большой популярностью вплоть до середины XIX в. Получение патента на вулканизацию резины в 1851 г. привело к массовому производству «изогнутых» катетеров из пластичных материалов [1]. Используя технологию, впервые описанную E.Ballenger, в 1929 г. F.Foley (1891-1966) разработал мягкий латексный самоудерживающийся катетер, который поначалу применялся лишь с гемостатической целью после ряда урологических операций [2]. Внедрение новых современных пластичных материалов привело к созданию широкого спектра урологических катетеров, тем не менее базовая конфигурация катетера Foley осталась неизменной. В конце 1960-х годов C.Bard был представлен латексный урологический катетер с тефлоновым покрытием, а также силиконовый катетер, обеспечивающий, по мнению автора, низкую частоту инкрустации солями. Опыт клинического применения показал, что чистые силиконовые катетеры были жесткими, а внутрипузырные баллоны легко разрушались из-за недостаточной эластичности. В качестве альтернативы были введены силиконовые катетеры с эластомерным покрытием латекса, обладающие гибкостью и прочностью латекса, а также долговечностью силикона [1]. В настоящее время широкое применение находят уретральные катетеры, изготовленные из силикона, поливинилхлорида, пластика, латекса, покрытого политетрафторэтиленом или гидрогелем, и др. Несмотря на широкий выбор клинически доступных уретральных катетеров, риск катетер-ассоциированной инфекции мочевыводящих путей (КАИМП) по-прежнему высокий. Начиная с 2016 г. на кафедре урологии ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И.Евдокимова» при участии ФГБУ «НМИЦ АГП им. акад. В.И.Кулакова» ведется активная работа по внедрению в клиническую практику разработанных новых моделей уретрального катетера с возможностью контролируемого орошения слизистой оболочки мочеиспускательного канала [3, 4]. Полученные промежуточные данные показали хорошую переносимость, а также эффективность новой модели уретрального катетера в снижении риска КАИМП у пациентов с кратковременным и длительным дренированием мочевого пузыря [5, 6]. В этой статье описан опыт применения усовершенствованной модели уретрального катетера с возможностью интенсивного орошения слизистой оболочки мочеиспускательного канала растворами антисептических средств и/или отведения экссудата (рис. 1) за счет увеличенного числа перфоративных отверстий. Материалы и методы В исследование по изучению эффективности предложенной модели уретрального катетера были включены 56 человек. Критериями включения явились пациенты: а) мужского пола старше 40 лет; б) у которых мочевой пузырь был дренирован на срок 5 дней и более; в) подписавшие информированное согласие. Критериями исключения явились пациенты: а) с цистостомой; б) принимающие уросептики (в том числе растительного происхождения); в) имевшие в течение календарного месяца, предшествующего данному исследованию, урогенитальную инфекцию или инвазивное вмешательство на органах мочевыделительной системы; г) с аллергической реакцией на силикон и/или применяемый в ходе ирригации антисептический раствор. Средний возраст больных составил 68,5±3,5 года. Из общего числа пациентов, включенных в исследование, в 26 случаях дренирование мочевого пузыря было обусловлено перенесенным оперативным лечением, в 18 - в связи с развитием острой или хронической задержки по поводу гиперплазии предстательной железы, у 12 - с целью контроля за диурезом. В основной группе (n=30) дренирование мочевого пузыря осуществлялось при помощи новой модели уретрального катетера, в контрольной (n=25) - стандартного двух- или трехпросветного уретрального катетера. Во всех случаях уретральный катетер был выполнен из 100% силикона. В качестве антисептического раствора для орошения был использован 0,1% водный раствор хлоргексидина биглюконата. Орошение проводилось не реже 2 раз в день путем одномоментного введения 20 мл раствора по специальному «рабочему» каналу уретрального катетера. Возможность механического удаления бактериальных частиц из мочеиспускательного канала предопределила цель проводимого исследования - оценку степени формирования биопленки на наружной поверхности уретрального катетера. Для этого в стерильных условиях осуществляли забор сегмента уретрального катетера (поперечный срез толщиной 0,1-0,15 см); после промывания в изотоническом растворе и высушивания при комнатной температуре полученный сегмент был размещен на питательной среде чашки Петри (рис. 2, 3). Для выделения бактерий нами была применена универсальная питательная среда CLED, поддерживающая рост как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий. Благодаря ингибированию феномена роения протеев и изменению цвета среды CLED проводилось разделение полученных изолятов по степени ферментирования лактозы. Инокулированные чашки Петри были инкубированы в условиях обычной атмосферы при температуре 37ºС в течение 24 ч. В 3 случаях из основной и 5 - из контрольной группы был отмечен слабый рост микроорганизмов, препятствующий оценке и выделению культур в чистом виде, в связи с чем инкубация была продлена до 36 и 48 ч соответственно. После окончания инкубации посевов осуществлялся учет результатов с определением морфологических типов выделенных культур и их концентрации на площади 1,5 см2. Результаты и обсуждения Уретральный катетер является одним из основных источников внутрибольничной инфекции. После его установки на внутренней и наружной поверхности прибора может происходить бактериальная адгезия, предусматривающая постепенный рост и миграцию бактерий вдоль стенок катетера и приводящая к образованию биологической пленки. По мнению J.Сosterton [7], более 65% инфекций в настоящее время обусловлено биопленками - скоплением микроорганизмов и их внеклеточных продуктов, формирующих структурное сообщество на какой-либо поверхности. В урологической практике формирование биопленки может происходить на уретральных катетерах, мочеприемниках, пенильных протезах, инородных телах в мочевом пузыре и др. Биопленка состоит из 3 слоев: 1) связующий - плотно прикрепленный к поверхности ткани или биоматериалу, например уретральному катетеру; 2) основной слой компактных микроорганизмов; 3) поверхностный - обращенный в просвет, из которого происходит освобождение свободно мигрирующих (планктонных) микроорганизмов (рис. 4). Микробные клетки внутри биопленки хорошо защищены от механического смывания потоком мочи, а также от антисептиков и антибиотиков [8]. Разработка новых современных материалов и методов покрытия уретрального катетера, а также пероральный прием антибактериальных препаратов позволили снизить адгезию свободно циркулирующих бактериальных частиц и как следствие - уменьшить частоту КАИМП [10, 11]. По мнению B.Niel-Weise и P. van den Broek, развитие местной воспалительной реакции чаще фиксируется при использовании уретральных катетеров из природной резины, реже - латексных и силиконовых катетеров [12]. Риск развития аллергической реакции чаще наблюдается при дренировании мочевого пузыря уретральным катетером из латекса, чем при применении уретрального катетера из силикона, являющегося более биосовместимым. Выбор силиконового катетера также предпочтителен при длительной катетеризации за счет снижения риска инкрустации солями [13]. К дополнительным мерам профилактики риска развития КАИМП следует отнести использование биоцидов и антибиотиков в составе материалов, из которых изготовлен уретральный катетер. Тонкий слой полимерного матрикса, покрывающий поверхность катетера, может способствовать дозированному высвобождению препарата в мочу. По данным J.Brosnahan и соавт. [14], применение уретрального катетера с антибактериальным покрытием в срок до 7 дней снижает частоту развития бактериурии. Покрытие из оксида серебра также может снижать частоту развития бактериурии при кратковременном дренировании за счет преципитации белков мембран бактерий и замедления процессов колонизации. Вместе с тем массовое внедрение в клиническую практику уретральных катетеров, покрытых антисептическими или антимикробными препаратами, побудило ряд клиницистов провести исследования по оценке сравнительной эффективности клинически доступных катетеров. Полученные в ходе работы результаты оказались противоречивыми. Самыми масштабными из всех существующих на сегодняшний день следует считать опубликованные в 2012 г. R.Pickard и соавт. [15, 16] данные многоцентрового рандомизированного контролируемого исследования (the CATHETER trial), в котором описывается частота развития КАИМП у пациентов при использовании разных типов уретральных катетеров с антимикробным покрытием. В исследование были включены 7102 пациента, из которых 2097 установлен латексный уретральный катетер, покрытый серебром (1-я группа), 2153 - мочевой пузырь был дренирован силиконовым уретральным катетером, покрытым нитрофураном (2-я группа), у 2144 человек - латексный уретральный катетер, покрытый политетрафторэтиленом (3-я группа, контрольная). Длительность дренирования мочевого пузыря не превышала 14 дней. Нахождение уретрального катетера 14 дней и более, по мнению авторов, связано с увеличением скорости развития симптоматической КАИМП во всех 3 группах, однако разница была статистически незначимой: p=0,83 и p=0,19 для 1 и 2-й групп соответственно. Во 2-й группе отмечена более низкая скорость развития бактериурии (p=0,001). Авторами сделан вывод, согласно которому использование катетеров с серебряным покрытием не приводит к уменьшению числа случаев симптоматической КАИМП. D.Desai и соавт. [17], исследуя адгезивную способность Escherichia coli при применении уретральных катетеров, покрытых оксидом серебра и фурацилином, пришли к выводу, что эффективность их использования достигается лишь в первые 5 дней, а снижение адгезии E. coli к поверхности уретрального катетера не приводит к значимому уменьшению числа симптоматической КАИМП. По мнению S.Rani и соавт. [18], Proteus mirabilis уже в течение первых 48 ч образует на внутренней поверхности уретрального катетера кристаллическую биопленку. Благодаря биосинтезу штамма BS-1 бактерии Kocuria rosea в 2014 г. C.Kumar и P.Sujitha [19] удалось разработать «антибиопленку» c включением серебряных гликонаночастиц (AgNPs) размером до 12 нм. Данное покрытие проявило эффективную антиадгезивную и антимикробную активность в отношении E. coli и Staphylococcus aureus. D. de Ridder и соавт. [20] была доказана эффективность уретральных катетеров с гидрофильным покрытием в снижении частоты инфицирования мочевыводящих путей при интермиттирующей катетеризации (64% по сравнению с 82% в контрольной группе). Однако при более поздних исследованиях не было получено статистически значимых различий в отношении симптоматической КАИМП при длительном (6 нед) дренировании мочевого пузыря уретральным катетером с гидрофильным покрытием [21]. Ряд клинически доступных уретральных катетеров, покрытых гепарином, гендином (горечавка фиолетовая + хлоргексидин) или триклозаном, также могут быть использованы для снижения риска КАИМП. Проведенные исследования in vitro и in vivo на животных моделях показали хорошую антиадгезивную активность перечисленных компонентов, однако их эффективность ставится многими авторами под сомнение [22, 23]. Анализ результатов применения усовершенствованной модели уретрального катетера показал хорошую переносимость, отсутствие аллергических реакций и дизурических явлений после удаления уретрального катетера. Средний срок нахождения уретрального катетера в обеих группах составлял 5 дней и более. После удаления прибора в обеих группах восстановлено самостоятельное мочеиспускание; объем остаточной мочи не превышал 20 мл. Частота дизурии (малообъемное мочеиспускание, учащенное мочеиспускание, жжение и резь при мочеиспускании) в первые сутки после удаления катетера была выше в контрольной группе. Данный факт может трактоваться как положительное воздействие, оказываемое орошением слизистой уретры. Статистически значимой разницы в группах больных с восстановленным мочеиспусканием не выявлено (p>0,05). Проведенный бактериологический анализ показал, что установка уретрального катетера в контрольной группе пациентов сопровождалась более сильной контаминацией (p<0,05) его поверхности по сравнению с основной группой (рис. 5). Новая модель уретрального катетера наряду с меньшей колонизацией бактериями лучше противостояла формированию биопленки, состоящей из 2 и более видов микроорганизмов. В большинстве случаев колонизация была отмечена у Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa и E coli. Помимо E. faecalis наиболее сильными продуцентами биопленок при бактериологическом исследовании явились P. mirabilis и Candida tropicalis. Колонизация уретрального катетера патогенными микроорганизмами в последующем имела решающее значение при развитии КАИМП в исследованных группах больных. Симптоматическая КАИМП (лихорадка 38°С и выше, боль и дизурические явления) имела место у 3 (10%) больных из основной и 7 (28%) - из контрольной группы (р<0,05). В данной группе превалировали бактерии из группы первичных патогенов 104 КОЕ/мл для E. coli, а выделенные патогенные бактерии не превышали диагностически значимый титр. Клинически значимым уровнем бактериурии в мочевых путях считался титр 103 КОЕ/мл. Выводы Проведенный анализ показал, что в настоящее время нет общего мнения по поводу того, какой уретральный катетер использовать в каждой конкретной ситуации. Выбор уретрального катетера зависит от индивидуальных предпочтений, а подчас от наличия того или иного катетера в отделении стационара или поликлиники. Разработанные и внедренные в клиническую практику меры, снижающие риск инфицирования мочевыводящих путей, позволили сократить частоту КАИМП. Тем не менее частота инфекционных осложнений по-прежнему остается высокой. Сложность терапии катетер-ассоциированной инфекции заключается в том, что микроорганизмы образуют биологические пленки, что позволяет им быть более устойчивыми к антибактериальным средствам. В настоящее время совместно с ФГБУ «НМИЦ АГП им. акад. В.И.Кулакова» в рамках гранта Российского научного фонда ведется активная работа по внедрению в клиническую практику разработанной и усовершенствованной модели уретрального катетера для профилактики и лечения катетер-ассоциированных инфекций. Уже сейчас можно отметить, что применение новой модели уретрального катетера позволяет сократить процент внутрибольничной инфекции, снизить послеоперационный койко-день и, как следствие - уменьшить экономические затраты.
×

About the authors

A. O Vasilyev

A.I.Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: alexvasilyev@me.com
127473, Russian Federation, Moscow, ul. Delegatskaia, d. 20, str. 1

A. V Govorov

A.I.Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: dr.govorov@gmail.com
127473, Russian Federation, Moscow, ul. Delegatskaia, d. 20, str. 1

M. G Schneiderman

V.I.Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: innamike@lmi.net
117997, Russian Federation, Moscow, ul. Akademika Oparina, d. 4

P. I Bykov

A.I.Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: dr.bykov.pavel@gmail.com
127473, Russian Federation, Moscow, ul. Delegatskaia, d. 20, str. 1

Yu. A Kim

A.I.Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: dockimyura@gmail.com
127473, Russian Federation, Moscow, ul. Delegatskaia, d. 20, str. 1

D. Yu Pushkar

A.I.Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: pushkardm@mail.ru
127473, Russian Federation, Moscow, ul. Delegatskaia, d. 20, str. 1

References

  1. Carr H.A. A short history of the Foley catheter: from handmade instrument to infection-prevention device. J Endourol 2000; 14 (1): 5-8.
  2. Foley F.E.B. Cystoscopic prostatectomy: a new procedure: preliminary report. J Urol 1929; 21: 289-306.
  3. Пушкарь Д.Ю., Сухих Г.Т., Шнейдерман М.Г. и др. Патент, регистрационный номер 2015105711 «Способ лечения и профилактики воспалительных процессов мочеиспускательного канала в раннем или позднем послеоперационном периодах».
  4. Пушкарь Д.Ю., Сухих Г.Т., Шнейдерман М.Г. и др. Патент, регистрационный номер 2015105715 «Урологический катетер».
  5. Васильев А.О., Говоров А.В., Рева И.А. и др. Альтернативные подходы к профилактике и лечению послеоперационных осложнений путем внедрения в практику новых моделей урологического катетера. Урология. 2016; 6: 5-10
  6. Васильев А.О., Говоров А.В., Ширяев А.А. и др. Роль уретрального катетера в развитии катетер-ассоциированной инфекции мочевыводящих путей. Урология. 2017; 6: 107-11.
  7. Сosterton J.W. Cystic fibrosis pathogenesis and the role of biofilms in persistent infection. Trends Microbiol 2001; 9 (2): 50-2.
  8. Tenke P, Kovacs B, Bjerklund Johansen T.E. et al. European and Asian guidelines on management and prevention of catheter-associated urinary tract infections. Int J Antimicrob Agents 2008; 31 (1): 68-78.
  9. Перепанова Т.С. Значение инфекций, обусловленных образованием биопленок, в урологической практике. Эффективная фармакотерапия. 2013; 37 (4): 18-27.
  10. Denstedt J.D, Wollin T.A, Reid G. Biomaterials used in urology: Current issues of biocompatibility, infection, and encrustation. J Endourol 1998; 12 (6): 493-500.
  11. Nickel J.C, McLean R.J.C. Bacterial biofilms in urology. Infect Urol 1998; 11: 169-75.
  12. Niel-Weise B.S, van den Broek P.J. Urinary catheter policies for long-term bladder drainage. Cochrane Database Syst Rev 2005; 25: CD004201.
  13. Stickler D.J. Biomaterials to prevent nosocomial infections: is silver the gold standard? Curr Opin Infect Dis 2000; 13: 389-93.
  14. Brosnahan J, Jull A, Tracy C. Types of urethral catheters for management of short-term voiding problems in hospitalised adults. Cochrane Database Syst Rev 2004; 1: CD004013.
  15. Pickard R, Lam T, MacLennan G et al. Antimicrobial catheters for reduction of symptomatic urinary tract infection in adults requiring short-term catheterisation in hospital: a multicentre randomised controlled trial. Lancet 2012; 1 (9857): 1927-35.
  16. Pickard R, Lam T, Maclennan G et al. Types of urethral catheter for reducing symptomatic urinary tract infections inhospitalised adults requiring short-term catheterisation: multicentrera domised controlled trial and economic evaluationof antimicrobialand antiseptic-impregnated urethral catheters (the CATHETER trial). Health Technol Assess 2012; 16 (47): 1-197.
  17. Desai D.G, Liao K.S, Cevallos M.E. Silver or nitrofurazone impregnation of urinary catheters has a minimal effect on uropathogen adherence. J Urol 2010; 184 (6): 2565-71.
  18. Rani S.A, Celeri C, Najafi R et al. Irrigation with N,N- dichloro-2,2-dimethyltaurine (NVC-422) in a citrate buffer maintains urinarycatheter patency in vitro and prevents encrustation by Proteus mirabilis. Urolithiasis 2016; 44 (3): 247-56.
  19. Kumar C.G, Sujitha P. Green synthesis of Kocuran-functionalized silver glyconanoparticles for use as antibiofilm coatings on silicone urethral catheters. Nanotechnology 2014; 25 (32): 325101.
  20. De Ridder D.J, Everaert K, Ferná́ndez L.G et al. Intermittent catheterisation with hydrophilic-coated catheters (SpeediCath) reduces the risk of clinical urinary tract infection in spinal cord injured patients: a prospective randomised parallel comparative trial. Eur Urol 2005; 48 (6): 991-5.
  21. Sarica S, Akkoc Y, Karapolat H et al. Comparison of the use of conventional, hydrophilic and gel-lubricated catheters with regard to urethral micro trauma, urinary system infection, and patient satisfaction in patients with spinal cord injury: a randomized controlled study. Eur J Phys Rehabil Med 2010; 46 (4): 473-9.
  22. Lange D, Elwood C.N, Choi K et al. Uropathogen interaction with the surface of urological stents using different surface properties. J Urol 2009; 182 (3): 1194-200.
  23. Hachem R, Reitzel R, Borne A et al. Novel antiseptic urinary catheters for prevention of urinary tract infections: correlation of in vivo and in vitro test results. Antimicrob Agents Chemother 2009; 53 (12): 5145-9.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-63969 от 18.12.2015. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 69134 от  24.03.2017.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies