Zastosowanie, historia oraz ograniczenia stosowania tlenu hiperbarycznego w medycynie.

Barbara Sławińska; Karolina Kruk; Wojciech Jaworski; Wiktoria Sokołowska; Natalia Zawronek; Maja Kruplewicz

Zastosowanie, historia oraz ograniczenia stosowania tlenu hiperbarycznego w medycynie.

Autorzy

Barbara Sławińska - Studenckie Koło Naukowe im. Zbigniewa Religii przy Katedrze Biofizyki w Zabrzu, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach; Karolina Kruk; Wojciech Jaworski; Wiktoria Sokołowska; Natalia Zawronek; Maja Kruplewicz

Streszczenie

Terapia tlenowa pod ciśnieniem hiperbarycznym (HBOT) polega na wystawieniu pacjenta na czysty tlen pod zwiększonym ciśnieniem atmosferycznym w specjalnie zaprojektowanej komorze. Zwiększone ciśnienie umożliwia łatwiejsze rozpuszczanie tlenu w tkankach i płynach ciała, co zwiększa efekty terapeutyczne. Potencjał terapeutyczny HBOT-u jest rozpoznawany od połowy XX wieku i stosuje się go do leczenia różnych schorzeń, w tym zatrucia tlenkiem węgla, choroby dekompresyjnej i trudno gojących się ran.

Mechanizm działania HBOT-u jest wieloczynnikowy i obejmuje kilka dróg. Jednym z głównych efektów HBOT-u jest zwiększenie ilości tlenu dostępnej dla tkanek ciała, szczególnie w obszarach objętych hipoksjąlub o słabym przepływie krwi. Ta zwiększona dostępność tlenu stymuluje wzrost nowych naczyń krwionośnych, proces znany jako angiogeneza, co usprawnia gojenie uszkodzonych tkanek i promujeregenerację tkanek. Historia HBOT-u sięga, aż XVII wieku i od tego czasu stosuje się go do leczenia szerokiej gamy chorób, w tym oparzeń i owrzodzeń cukrzycowych. Ostatnie badania wykazały również obiecujące wyniki stosowania HBOT-u u pacjentów z COVID-19. Jednak, podobnie jak każde leczenie medyczne, HBOT może wywoływać pewne skutki uboczne i przeciwwskazania. Pomimo tych potencjalnych zagrożeń, udowodnione korzyści HBOT-u uzasadniają dalsze badania nad jego potencjalnymizastosowaniami. To obiecująca terapia, która może mieć korzystny wpływ na leczenie wielu chorób.

Rozdziały

Zastosowanie, historia oraz ograniczenia stosowania tlenu hiperbarycznego w medycynie.

Bibliografia

Dhingra, S., Buckey, J. C., & Cramer, R. A. (2018). Hyperbaric oxygen reduces Aspergillus fumigatus proliferation in vitro and influences in vivo disease outcomes. Antimicrobial agents and chemotherapy, 62(3), e01953-17.

Navarrete-Opazo, A., & Mitchell, G. S. (2014). Therapeutic potential of intermittent hypoxia: a matter of dose. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 307(10), R1181-R1197.Shah, J. (2010). Hyperbaric oxygen therapy. The Journal of the American College of Certified Wound Specialists, 2(1), 9-13.

Lockwood, C. J., & Magriples, U. (2014). Uptodate. Overview of preterm labor and birth, 1-14.

Danesh-Sani, S. A., Shariati-Sarabi, Z., & Feiz, M. R. (2012). Comprehensive review of hyperbaric oxygen therapy. Journal of Craniofacial Surgery, 23(5), e483-e491.

Jain, K. K., & Baydin, S. A. (1990). Textbook of hyperbaric medicine (pp. 408-417). Toronto: Hogrefe & Huber.

Narożny, W., & Siebert, J. (2007). Możliwości i ograniczenia stosowania tlenu hiperbarycznego w medycynie. In Forum Medycyny Rodzinnej (Vol. 1, No. 4, pp. 368-375).

Jones, M. W., Brett, K., Han, N., & Wyatt, H. A. (2022). Hyperbaric Physics. In StatPearls. StatPearls Publishing.

Roeckl-Wiedmann, I., Bennett, M., & Kranke, P. (2005). Systematic review of hyperbaric oxygen in the management of chronic wounds. Journal of British Surgery, 92(1), 24-32.

Kessler, L., Bilbault, P., ORTega, F. R. A. N. C. O. I. S. E., Grasso, C., Passemard, R., Stephan, D., ... & Schneider, F. (2003). Hyperbaric oxygenation accelerates the healing rate of nonischemic chronic diabetic foot ulcers: a prospective randomized study. Diabetes care, 26(8), 2378-2382.

Jones, M. W., & Cooper, J. S. (2022). Hyperbaric therapy for wound healing. In StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing.

Howell, R. S., Criscitelli, T., Woods, J. S., Gillette, B. M., & Gorenstein, S. (2018). Hyperbaric oxygen therapy: indications, contraindications, and use at a tertiary care center: 1.3 www. aornjournal. org/content/cme. AORN journal, 107(4), 442-453.

Tejada, S., Batle, J. M., Ferrer, M. D., Busquets-Cortés, C., Monserrat-Mesquida, M., Nabavi, S. M., Del Mar Bibiloni, M., Pons, A., & Sureda, A. (2019). Therapeutic Effects of Hyperbaric Oxygen in the Process of Wound Healing. Current pharmaceutical design, 25(15), 1682–1693.

Hopf, H. W., Gibson, J. J., Angeles, A. P., Constant, J. S., Feng, J. J., Rollins, M. D., ... & Hunt, T. K. (2005). Hyperoxia and angiogenesis. Wound repair and regeneration, 13(6), 558-564.

Guo S, DiPietro LA. Critical review in oral biology & medicine: Factors affecting wound healing. J. Dent. Res. 2010; 89:219–229. doi: 10.1177/0022034509359125.

Demidova-Rice, T. N., Durham, J. T., & Herman, I. M. (2012). Wound healing angiogenesis: innovations and challenges in acute and chronic wound healing. Advances in wound care, 1(1), 17-22.

Nakatsu, M. N., Sainson, R. C., Aoto, J. N., Taylor, K. L., Aitkenhead, M., Pérez-del-Pulgar, S., ... & Hughes, C. C. (2003). Angiogenic sprouting and capillary lumen formation modeled by human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) in fibrin gels: the role of fibroblasts and Angiopoietin-1☆. Microvascular research, 66(2), 102-112.

Huang, X., Liang, P., Jiang, B., Zhang, P., Yu, W., Duan, M., ... & Huang, X. (2020). Hyperbaric oxygen potentiates diabetic wound healing by promoting fibroblast cell proliferation and endothelial cell angiogenesis. Life Sciences, 259, 118246.

Chen, C. Y., Wu, R. W., Hsu, M. C., Hsieh, C. J., & Chou, M. C. (2017). Adjunctive hyperbaric oxygen therapy for healing of chronic diabetic foot ulcers. Journal of Wound, Ostomy and Continence Nursing, 44(6), 536-545.

Fedorko, L., Bowen, J. M., Jones, W., Oreopoulos, G., Goeree, R., Hopkins, R. B., & O’Reilly, D. J. (2016). Hyperbaric oxygen therapy does not reduce indications for amputation in patients with diabetes with nonhealing ulcers of the lower limb: a prospective, double-blind, randomized controlled clinical trial. Diabetes Care, 39(3), 392-399.

Santema, K. T., Stoekenbroek, R. M., Koelemay, M. J., Reekers, J. A., Van Dortmont, L. M., Oomen, A., ... & Ubbink, D. T. (2018). Hyperbaric oxygen therapy in the treatment of ischemic lower-extremity ulcers in patients with diabetes: results of the DAMO2CLES multicenter randomized clinical trial. Diabetes Care, 41(1), 112-119.

Shpichka, A., Butnaru, D., Bezrukov, E. A., Sukhanov, R. B., Atala, A., Burdukovskii, V., ... & Timashev, P. (2019). Skin tissue regeneration for burn injury. Stem cell research & therapy, 10, 1-16.

[23] Hart, G. B., O'reilly, R. R., Broussard, N. D., Cave, R. H., Goodman, D. B., & Yanda, R. L. (1974). Treatment of burns with hyperbaric oxygen. Surgery, gynecology & obstetrics, 139(5), 693-696.

Cianci, P., Slade Jr, J. B., Sato, R. M., & Faulkner, J. (2013). Adjunctive hyperbaric oxygen therapy in the treatment of thermal burns. Undersea & hyperbaric medicine: journal of the Undersea and Hyperbaric Medical Society, Inc, 40(1), 89-108.

Cianci P.E. Die Infekt. Beim Brand. Steinkopff, Heidelberg; 1993. Hyperbaric oxygen therapy in the treatment of thermal burns; pp. 123–133

Ikeda K., Ajiki H., Nagao H., Karino K., Sugii S., Iwa T., Wada J. Proc. Fourth Int. Congr. Hyperb. Med. Tokyo Igaku Shoin Ltd; 1970. Experimental and clinical use of hyperbaric oxygen in burns.

Wada J., Ikeda T., Kamada K. Oxygen hyperbaric treatment for severe CO poisoning and severe burns in coal mines (Hokutan-Yubari) gas explosion. Igaku Jpn. 1965; 54:68.

Alyafi, T., Al-Marzouki, A. H., & Al Hassani, A. N. (2021). Therapeutic Outcome of Burn Patients Treated With Hyperbaric Oxygen. Cureus, 13(10), e18671. https://doi.org/10.7759/cureus.18671

Weitgasser, L., Ihra, G., Schäfer, B., Markstaller, K., & Radtke, C. (2021). Update on hyperbaric oxygen therapy in burn treatment. Wiener klinische Wochenschrift, 133(3-4), 137–143. https://doi.org/10.1007/s00508-019-01569-w

Buonocore, G., Perrone, S., & Tataranno, M. L. (2010, August). Oxygen toxicity: chemistry and biology of reactive oxygen species. In Seminars in Fetal and Neonatal Medicine (Vol. 15, No. 4, pp. 186-190). WB Saunders.

Dubreuil, M. M., Morgens, D. W., Okumoto, K., Honsho, M., Contrepois, K., Lee-McMullen, B., ... & Bassik, M. C. (2020). Systematic identification of regulators of oxidative stress reveals non-canonical roles for peroxisomal import and the pentose phosphate pathway. Cell reports, 30(5), 1417-1433.

Sunkari, V. G., Lind, F., Botusan, I. R., Kashif, A., Liu, Z. J., Ylä‐Herttuala, S., ... & Catrina, S. B. (2015). Hyperbaric oxygen therapy activates hypoxia‐inducible factor 1 (HIF‐1), which contributes to improved wound healing in diabetic mice. Wound Repair and Regeneration, 23(1), 98-103.

Milovanova, T. N., Bhopale, V. M., Sorokina, E. M., Moore, J. S., Hunt, T. K., Hauer-Jensen, M., ... & Thom, S. R. (2009). Hyperbaric oxygen stimulates vasculogenic stem cell growth and differentiation in vivo. Journal of applied physiology, 106(2), 711-728

Yang, Y., Wei, H., Zhou, X., Zhang, F., & Wang, C. (2017). Hyperbaric oxygen promotes neural stem cell proliferation by activating vascular endothelial growth factor/extracellular signal-regulated kinase signaling after traumatic brain injury. Neuroreport, 28(18), 1232-1238.

Hadanny, A., & Efrati, S. (2020). The hyperoxic-hypoxic paradox. Biomolecules, 10(6), 958.

Maroon, J. C. (2022). The effect of hyperbaric oxygen therapy on cognition, performance, proteomics, and telomere length—The difference between zero and one: A case report. Frontiers in Neurology, 1551

Dwolatzky, T., Whitehead, V., Doniger, G. M., Simon, E. S., Schweiger, A., Jaffe, D., & Chertkow, H. (2003). Validity of a novel computerized cognitive battery for mild cognitive impairment. BMC geriatrics, 3, 1-12.

Hachmo, Y., Hadanny, A., Hamed, R. A., Daniel-Kotovsky, M., Catalogna, M., Fishlev, G., ... & Efrati, S. (2020). Hyperbaric oxygen therapy increases telomere length and decreases immunosenescence in isolated blood cells: a prospective trial. Aging (Albany NY), 12(22), 22445.

Ortega, M. A., Fraile-Martinez, O., García-Montero, C., Callejón-Peláez, E., Sáez, M. A., Álvarez-Mon, M. A., García-Honduvilla, N., Monserrat, J., Álvarez-Mon, M., Bujan, J., & Canals, M. L. (2021). A General Overview on the Hyperbaric Oxygen Therapy: Applications, Mechanisms and Translational Opportunities. Medicina (Kaunas, Lithuania), 57(9), 864. https://doi.org/10.3390/medicina57090864

McFee R. B. (2020). COVID-19: Therapeutics and interventions currently under consideration. Disease-a-mont : DM, 66(9), 101058.

Oliaei, S., SeyedAlinaghi, S., Mehrtak, M., Karimi, A., Noori, T., Mirzapour, P., Shojaei, A., MohsseniPour, M., Mirghaderi, S. P., Alilou, S., Shobeiri, P., Azadi Cheshmekabodi, H., Mehraeen, E., & Dadras, O. (2021). The effects of hyperbaric oxygen therapy (HBOT) on coronavirus disease-2019 (COVID-19): a systematic review. European journal of medical research, 26(1), 96.

Becker, J. H., Lin, J. J., Doernberg, M., Stone, K., Navis, A., Festa, J. R., & Wisnivesky, J. P. (2021). Assessment of cognitive function in patients after COVID-19 infection. JAMA network open, 4(10), e2130645-e2130645.

Bhaiyat, A. M., Sasson, E., Wang, Z., Khairy, S., Ginzarly, M., Qureshi, U., ... & Efrati, S. (2022). Hyperbaric oxygen treatment for long coronavirus disease-19: a case report. Journal of Medical Case Reports, 16(1), 1-5.

Lam, G., Fontaine, R., Ross, F. L., & Chiu, E. S. (2017). Hyperbaric oxygen therapy: exploring the clinical evidence. Advances in skin & wound care, 30(4), 181-190.

Fife, C. E., Eckert, K. A., & Carter, M. J. (2016). An Update on the Appropriate Role for Hyperbaric Oxygen: Indications and Evidence. Plastic and reconstructive surgery, 138(3 Suppl), 107S–116S. https://doi.org/10.1097/PRS.0000000000002714

Salama, S. E., Eldeeb, A. E., Elbarbary, A. H., & Abdelghany, S. E. (2019). Adjuvant Hyperbaric Oxygen Therapy Enhances Healing of Nonischemic Diabetic Foot Ulcers Compared With Standard Wound Care Alone. The international journal of lower extremity wounds, 18(1), 75–80. https://doi.org/10.1177/1534734619829939

Gawdi, R., & Cooper, J. S. (2022). Hyperbaric Contraindications. In StatPearls. StatPearls Publishing.

Simman, R., Mihani, A., Michalak, J., & Heyboer Iii, M. (2022). Pearls in hyperbaric oxygen therapy: a challenging case series. Wounds: a compendium of clinical research and practice, 34(9), E78–E84. https://doi.org/10.25270/wnds/21049

Löndahl, M. (2012). Hyperbaric oxygen therapy as treatment of diabetic foot ulcers. Diabetes/metabolism research and reviews, 28, 78-84.

Jokinen-Gordon, H., Barry, R. C., Watson, B., & Covington, D. S. (2017). A retrospective analysis of adverse events in hyperbaric oxygen therapy (2012-2015): lessons learned from 1.5 million treatments. Advances in Skin & Wound Care, 30(3), 125-129.

Hart, G. B., & Strauss, M. B. (1990). Gas gangrene-clostridial myonecrosis. J Hyperbaric Med, 5(125), e43.

British Thoracic Society Standards of Care Committee. Managing passengers with respiratory disease planning air travel: British Thoracic Society recommendations. Thorax. 2002;57(4):289–304. doi:10.1136/thorax.57.4.289

Včeva, A., Zubčić, Ž., Mihalj, H., Maleš, J., Mendeš, T., & Šestak, A. (2022). Pretreatment hearing grades and hearing recovery outcomes after primary hyperbaric oxygen treatment in patients with idiopathic sudden sensorineural hearing loss. Diving and hyperbaric medicine, 52(3), 191–196. https://doi.org/10.28920/dhm52.3.191-196

Sethuraman, K. N., Smolin, R., & Henry, S. (2022). Is There a Place for Hyperbaric Oxygen Therapy. Advances in Surgery, 56(1), 169-204.