Experimental evidence for the use of high-intensity pulsed broadband irradiation in the treatment of infected wounds

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Infections in surgical practice remain one of the most pressing challenges in modern medicine.

AIM: The study aimed to evaluate the effectiveness of high-intensity pulsed broadband irradiation for infected wounds in an experimental setting using cytological monitoring.

METHODS: The experiment was conducted on 90 male Wistar rats using a model of infected skin wounds created with a mixed culture of Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, and Candida albicans. All animals were randomly divided into three groups of 30 animals each. In group 1, the wounds and the surrounding area were treated with high-intensity pulsed broadband irradiation using an experimental device with a pulsed xenon lamp operating in a pulsed-periodic mode at a frequency of 5 Hz and an average ultraviolet C (UV-C) emission power of 200–280 nm. Group 2 used conventional UV irradiation with a mercury bactericidal lamp emitting in the UV-C spectrum of 180–275 nm. Both groups received irradiation for 10 days, followed by only local wound treatment. In group 3, the wounds were treated with antiseptic only. Cytological examination of wound scrapings was performed. Cytological samples were evaluated qualitatively by cytogram type and quantitatively by counting cellular elements. Non-parametric statistical methods were applied, including the Shapiro–Wilk and Friedman tests with calculation of the concordance correlation coefficient, Wilcoxon signed rank test with Bonferroni correction, and Pearson’s chi-square (χ²) test.

RESULTS: Before treatment, cytological profile corresponded to the degenerative/necrotic or inflammatory degenerative types, with no significant differences between the groups. On day 7, 12 (40%) animals in group 1 exhibited regenerative-type cytograms, whereas 18 (60%) animals demonstrated inflammatory-regenerative-type cytograms. The distribution of animals in group 1 by cytogram type was significantly different from other groups (p < 0.0001; χ² = 31.2; p < 0.0001; χ² = 42.0). By day 14, regenerative-type cytograms were observed in the majority of animals in groups 1 and 2 (90% and 63.3%, respectively), whereas in group 3, most animals (66.7%) maintained the inflammatory-regenerative cytogram type (p < 0.0001; χ² = 49.56; p < 0.0001; χ² = 31.6 compared with groups 1 and 2).

CONCLUSION: The use of broadband pulsed high-intensity irradiation for treating infected wounds, as compared with traditional UV irradiation and local drug therapy, enables earlier suppression of inflammation and accelerates reparative processes.

About the authors

Vladimir S. Egorov

Moscow Clinical Research Center named after A.S. Loginov; Russian University of Medicine

Email: v.yegorov@mknc.ru
ORCID iD: 0000-0002-0661-9985
SPIN-code: 7153-6877

surgeon

Russian Federation, Moscow; Moscow

Aleksey Yu. Filimonov

Moscow Clinical Research Center named after A.S. Loginov

Email: a.filimonov@mknc.ru
ORCID iD: 0009-0002-6330-7467
SPIN-code: 5497-4232

Cand. Sci. (Biol.), Surgeon

Russian Federation, Moscow

Sergey M. Chudnykh

Moscow Clinical Research Center named after A.S. Loginov; Russian University of Medicine; Tver State Medical University

Email: chudnykh61@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6677-7830
SPIN-code: 3612-3251

MD, Dr. Sci. (Med.), Prof., Head of the Faculty Surgery Depart., Prof. of the Faculty Surgery Depart. N. 2, Deputy Chief Physician for Inpatient Care

Russian Federation, Moscow; Moscow; Tver

Elena V. Spiryakina

Central Clinical Hospital with Polyclinic of the Presidential Administration of the Russian Federation

Email: allena6895@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-3629-4955

Physician, Clinical Laboratory Diagnostics Department

Russian Federation, Moscow

Khurshed A. Abduvosidov

Moscow Clinical Research Center named after A.S. Loginov; Tver State Medical University; Russian Biotechnological University

Author for correspondence.
Email: sogdiana99@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5655-338X
SPIN-code: 7534-0320

MD, Dr. Sci. (Med.), Assoc. Prof., Head of the Depart. of Human Morphology, Prof., Depart. of Anatomy, Histology, and Embryology, Ultrasound Diagnostics Physician

Russian Federation, Moscow; Tver; 11 Volokolamsk Highway, 125080 Moscow

References

  1. Kotiv BN, Barinov OV, Suborova TN, et al. Secretion of bacillus cereus in wound infection. International Research Journal. 2023;135(9). doi: 10.23670/IRJ.2023.135.84
  2. Yarets Y, slavnikov I, Dundarov Z. Microbiota of acute and chronic wounds with respect to clinical condition and the stage of infection process. Surgery Eastern Europe. 2022;11(3):329–344. EDN: INWMMX doi: 10.34883/PI.2022.11.3.014
  3. Anikin AI, Zavyalov BG, Larichev SE, et al. Complex surgical treatment of patients with necrotic soft tissue infections. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2023;(6):34–41. doi: 10.17116/hirurgia202306134
  4. Kothari A, Kherdekar R, Mago V, et al. Age of Antibiotic Resistance in MDR/XDR Clinical Pathogen of Pseudomonas aeruginosa. Pharmaceuticals. 2023;16(9):1230. doi: 10.3390/ph16091230
  5. Tabaldyev A. Modern Methods for the Treatment of Purulent Wounds and Their Efficiency. Bulletin of Science and Practice. 2022;8(12):311–319. EDN: PIZINU doi: 10.33619/2414-2948/85/36
  6. Chepurnaya YL, Melkonyan GG, Gulmuradova NT, Sorokin AA. Improving the results of treatment of patients with purulent diseases of fingers and hands using laser irradiation and photodynamic therapy. Laser Medicine. 2021;25(2):28–40. doi: 10.37895/2071-8004-2021-25-2-28-40
  7. Chekmareva IA, Blatun LA, Paskhalova IuS, et al. Morphological justification of the effectiveness of ultrasonic cavitation with 0.2%. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2019;(7):63–70. doi: 10.17116/hirurgia201907163
  8. Arkhipov VP, Bagrov VV, Byalovsky YY, et al. The organization of pre-clinical studies of bactericidal and wound healing effects of the impulse photoherapy device “Zarya”. Problems of Social Hygiene, Public Health and History of Medicine. 2021;29(5):1156–1162. (In Russ.) EDN: FBFVYZ doi: 10.32687/0869-866X-2021-29-5-1156-1162
  9. Fila G, Kawiak A, Grinholc MS. Blue light treatment of Pseudomonas aeruginosa: Strong bactericidal activity, synergism with antibiotics and inactivation of virulence factors. Virulence. 2017;8(6):938–958. doi: 10.1080/21505594.2016.1250995
  10. Kuzin MI, Kostyuchenok BM, editors. Wounds and wound infection: a guide for doctors. 2nd ed., reprint. and additional. Moscow: Meditsina; 1990. (In Russ.) EDN: RPMDSS
  11. Zyuzya EV, Kaluckij PV, Ivanov AV. The effect of the combined use of the blood substitute perfluorane and the antibiotic cefotaxime on the state of immunological parameters of peripheral blood in conditions of modeling an infected wound and exposure to a constant magnetic field on the body. Bulletin of new medical technologies. Electronic edition. 2013;1:80. (In Russ.)
  12. Narita K, Asano K, Morimoto Y, et al. Disinfection and healing effects of 222-nm UVC light on methicillin-resistant Staphylococcus aureus infection in mouse wounds. J Photochem Photobiol B. 2018;178:10–18. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2017.10.030
  13. Narita K, Asano K, Morimoto Y, et al. Chronic irradiation with 222-nm UVC light induces neither DNA damage nor epidermal lesions in mouse skin, even at high doses. PLoS One. 2018;13(7):e0201259. doi: 10.1371/journal.pone.0201259
  14. Bagrov VV, Bukhtiyarov IV, Volodin LY, et al. Preclinical Studies of the Antimicrobial and Wound-Healing Effects of the High-Intensity Optical Irradiation “Zarnitsa-A” Apparatus. Applied Sciences. 2023;13(19):10794. doi: 10.3390/app131910794
  15. Menchisheva Y, Mirzakulova U, Yui R. Use of platelet-rich plasma to facilitate wound healing. Int Wound J. 2019;16(2):343–353. doi: 10.1111/iwj.13034

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Dynamics of the percentage of animals by type of cytogram (%) in group 1 using high-intensity broadband pulse irradiation.

Download (221KB)
3. Fig. 2. Dynamics of the percentage of animals by type of cytogram (%) in group 2, with traditional UV irradiation of wounds.

Download (223KB)
4. Fig. 3. Dynamics of the percentage of animals by type of cytogram (%) in group 3 using only antiseptic.

Download (227KB)

© 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».