Сравнение поверхностно-активных веществ по стабильности пены при склеротерапии in vitro

Рецепт идеальной пены при пенной склеротерапии зависит от множества факторов, которые активно обсуждаются в информационном поле. Один из этих факторов — использование поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые снижают поверхностное натяжение между газовыми и жидкими ингредиентами, тем самым усиливают пенообразование [1].

За пределами медицины ПАВ используются активно, но есть ли им место для внедрения в рутинную клиническую практику пенной склеротерапии?

Сегодня на разборе статья « A comparison of different surfactants on foam stability in foam sclerotherapy in vitro », цель которого сравнить влияние различных ПАВ на стабильность пены и оценить пригодность их использования в клинической практике [2].

Методика исследования

1. К склерозирующим пенам морруата натрия (2 мл; 0.05 г/мл) или полидоканола (10 mL; 0.01 g/mL)  добавлялись пять различных ПАВ (пропандиол, макрогол 4000, Твин 80, лецитин и полоксамер 188.) для проверки распада и стабильности пены
2. Для каждого ПАВ образцы пены были разделены на 5 экспериментальных групп и 1 контрольную
3. Пену приготавливали при помощи автоматического устройства (рис. 1)  при комнатной температуре с соотношением жидкость/газ 1:4 и стабильной скоростью насоса 275 мм/с.
4. Далее все экспериментальные препараты выдерживались при температуре 25°С в течение 30 минут
5. Оценивали показатели:

• скорость и время дренажа пены;
• период полураспада пены;
• начальный объем пены и объем за период полураспада;
• общее время дренажа воды

Рис. 1 Автоматическое устройство для приготовления пены

Результаты

По результатам авторов период полураспада образцов морруата натрия и полидоканола, не содержащих ПАВ, составил примерно 50 и 40 секунд соответсвенно. Однако, при добавлении ПАВ он значительно увеличился. После добавления ПАВ период полураспада пены морруата натрия составил от 35 до 1000 сек, полидоканола – от 35 до 100 сек.  На морруат натрия наибольше влияние оказали полоксамер 188 и твин 80, на полидоканол — лецитин.

Все используемые ПАВ оказали более сильное влияние на стабильность пены морруата натрия, но добавление полоксамера 188 дополнительно увеличивало объем пены.

Индекс пенообразования оставался практически неизменным при концентрации ПАВ более 4%.  Это связано с тем, что поверхностное натяжение увеличивается с ростом концентрации поверхностно-активного вещества, что в дальнейшем приводит к увеличению объема пены. Чем выше концентрация ПАВ, тем больше растворяется CO₂. В результате объем пены сначала увеличивался с ростом концентрации, а затем уменьшался или даже оставался на прежнем уровне. Чем больше снижается поверхностное натяжение, тем выше будет индекс пенообразования.

Таким образом, пена морруата натрия была относительно более стабильной, чем пена полидоканола, но демонстрировала слабое пенообразование.

Индексы стабильности ПАВ можно расположить следующим образом: полоксамер 188 > Твин 80 > макрогол 4000 > пропандиол > лецитин.

При низких концентрациях ПАВ показатели пенообразования можно расположить в следующем порядке: лецитин > полоксамер 188 > пропандиол > макрогол 4000 > Твин 80.

Вывод

ПАВ, используемые в этих экспериментах, представляют собой распространенные вещества, используемые в мире химической инженерии. Использование ПАВ при пенной склеротерапии может повысить эффективность лечения и уменьшить побочные эффекты, вызванные плохой стабильностью пены. Однако для практикующих флебологов эти выводы не изменят рутинную тактику, поскольку они основаны на ограниченном количестве экспериментов, и необходимо провести дополнительные испытания in vivo, прежде чем эти результаты можно будет использовать в качестве руководства для клинического использования поверхностно-активных веществ. Данное исследование закладывает хорошую экспериментальную и теоретическую основу для дальнейших разработок в области пенотехнологий.

Литература

1. Shah DO, Djabbarah NF, Wasan DT. A correlation of foam stability with surface shear viscosity and area per molecule in mixed surfactant systems. Colloid Polym Sci 1978;256: 1002-8.
2. Bai T, Liu Y, Liu J, Yu C, Jiang W, Fan Y. A comparison of different surfactants on foam stability in foam sclerotherapy in vitro. J Vasc Surg. 2019 Feb;69(2):581-591.e1. doi: 10.1016/j.jvs.2018.02.033. Epub 2018 Jun 25. PMID: 29954633.