Экспериментальная оценка использования серебросодержащего эндопротеза Эсфил

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кемеровский государственный медицинский университет

Областная клиническая больница скорой медицинской помощи им. М.А. Подгорбунского

Экспериментальная оценка использования серебросодержащего эндопротеза Эсфил

В.И. Подолужный

О.В. Шабалина

А.Г. Михеев

О.Н. Егорова

Т.А. Штернис

г. Кемерово

Аннотация

Цель исследования. Изучение реакции тканей передней брюшной стенки крыс на имплантацию серебросодержащего эндопротеза, оценка антимикробных свойств серебросодержащего протеза in vitro и in vivo.

Материал и методы. Исследование биоцидных свойств серебросодержащего протеза Эсфил Ag in vitro. Изучение морфологии препаратов передней брюшной стенки 21 крысы с имплантированным серебросодержащим протезом (опыт) и сетчатым полипропиленовым протезом без напыления серебра (контроль) без угрозы инфицирования на 7,14,21 сутки послеоперационного периода. Макроскопическая оценка участка передней брюшной стенки с Эсфил Ag в условиях инфицирования (10 крыс). Для определения статистически значимых различий показателей использовался непараметрический критерий Манна-Уитни.

Результаты. Выявлены антимикробные свойства Эсфил Ag в отношении S. aureus 6538Р АТСС, E. соЧ 25922 АТСС, Р vulgaris 14 АТСС, P aeruginosa 453 АТСС in vitro. Отмечена более выраженная воспалительная реакция в области локализации протеза в сравнении с полипропиленовым сетчатым протезом без содержания серебра in vivo. При макроскопической оценке участков передней брюшной стенки с Эсфил Ag и полипропиленовым протезом без добавления серебра в условиях инфицирования (S. aureus 6538Р АТСС, E. соЧ 25922 АТСС, Р vulgaris 14 АТСС, P aeruginosa 453 АТСС) выявлены незначительные преимущества серебросодержащего протеза по антимикробным свойствам, однако, нагноение послеоперационной раны прослежено в обоих случаях.

Заключение. Серебросодержащий протез Эсфил Ag не имеет достаточных преимуществ перед полипропиленовым сетчатым протезом по антимикробным свойствам in vivo, вызывает более выраженную воспалительную, фибробластическую реакцию при протезировании передней брюшной стенки и не предотвращает нагноения при инфицировании.

Ключевые слова: грыжа, серебросодержащий эндопротез, имплантат, Эсфил Ag, полипропиленовый сетчатый протез, протезирование передней брюшной стенки, герниопластика.

Abstract

Experimental evaluation of Esfil argentiferous endoprosthesis use

V.I. Podoluzhny¹, O.V. Shabalina¹, A.G. Miheev¹, O.N. Egorova², T.A. Shternis¹ 'Kemerovo State Medical University, Kemerovo 650029, Russian Federation

²M. A. Podgorbunsky Regional Clinical Hospital of Emergency Medical Care 650993, Kemerovo, Russian Federation

The aim of the research is to study rats' anterior abdominal wall tissue reaction to implanted argentiferous endoprosthesis, and to evaluate antimicrobial properties of argentiferous endoprosthesis in vitro and in vivo.

Material and methods. Investigation of biocidal properties of Esfil Ag argentiferous prosthesis in vitro. The study of morphology of anterior abdominal wall preparations in 21 rats with implanted argentiferous prosthesis (experience) and polypropylene net prosthesis without argentiferous deposition (check) without any threat of infection for 7, 14, 21 postoperative day. Macroscopic evaluation of anterior abdominal wall area with Esfil Ag under conditions of infection (10 rats). Nonparametric Mann-Whitney criteria were used to determine statistically significant differences in indicators.

Results. Esfil Ag antimicrobial properties against S. aureus ATCC 6538R, E. coli ATCC 25922, P. vulgaris ATCC No. 14, P. aeruginosa ATCC 453 were identified in vitro. A more pronounced inflammatory reaction in the area of prosthesis localization was detected in comparison with polypropylene net prosthesis without argentiferous composition in vivo. While macroscopic assessing areas of anterior abdominal wall with Esfil Ag and polypropylene prosthesis without adding silver in case of infection (S. aureus ATCC 6538R, E. coli ATCC 25922, P vulgaris ATCC No. 14, P aeruginosa ATCC 453), minor advantages of argentiferous prosthesis due to antimicrobial properties are revealed, however, suppuration of postoperative wound was noted in both cases.

Conclusion. Esfil Ag argentiferous prosthesis has no sufficient advantages over polypropylene net prosthesis due to antimicrobial properties in vivo, it leads to more pronounced inflammatory, fibroblastic reaction in anterior abdominal wall prosthetics and it does not prevent suppuration when infected.

Key words: hernia, argentiferous Esfil Ag endoprosthesis, polypropylene net prosthesis, anterior abdominal wall prosthetics, hernioplasty.

Введение

Наружные грыжи живота встречаются у 3-7% населения Земли [1,2, 3, 4]. При несвоевременном плановом хирургическом лечении у 8-10% грыженосителей развиваются осложнения. Среди них особо опасным является ущемление. В регионах Российской Федерации уровень заболеваемости ущемлёнными грыжами колеблется от 5,5 до 6,8% [3, 5]. По сводным данным, только 35-40% больных с ущемленными грыжами поступают в стационары до 6 ч с момента заболевания, тогда как еще 35-41% пациентов госпитализируются уже спустя сутки [5]. Ущемление осложняет течение заболевания в 10-20% случаев и является одной из частых ургентных хирургических патологий, требующих экстренного оперативного вмешательства с летальностью 3,6-11% [3, 6], тогда как при неосложненных грыжах они равны 0,05-0,09% [1]. У отдельной категории больных смертность достигает 12,5% [7].

Внедрение в хирургическую практику атензион - ной пластики с применением сетчатых протезов позволяет существенно улучшить результаты лечения больных с грыжами передней брюшной стенки, снизить частоту рецидивов и обеспечить хорошие показатели качества жизни оперированных пациентов [8, 9, 10]. Ненатяжная пластика по праву стала основой современной герниологии [11,12,13].

Однако существует мнение о недопустимости применения синтетических материалов при ущемленной грыже, поскольку оперативное вмешательство производится в совершенно других условиях - как местных (бактериальная контаминация раны, ишемия тканей), так и общих (экстренный характер вмешательства, наличие у пациента интоксикации, высокого внутри - брюшного давления, кишечной непроходимости, перитонита, декомпенсированной сопутствующей патологии). В результате, некоторые хирурги по-прежнему используют в таких ситуациях усовершенствованные, авторские варианты аутопластики [14, 15, 16].

Установлено, что риск рецидива зависит от множества факторов, в том числе наследственно обусловленных [17, 18]. Первое место среди причин возникновения рецидива заболевания отдают использованию натяжных способов пластики, что составляет от 5 до 44% [19, 20, 21, 22, 23]. Но также одним из главных производящих факторов рецидива заболевания является развитие гнойно-воспалительных раневых осложнений в послеоперационном периоде, что по литературным данным варьирует от 20,9% до 67% [24, 25, 26]. По данным отдельных авторов, после нагноения послеоперационной раны, лечения инфицированных сером и гематом рецидивы отмечены в 77,9% случаев [26]. Имеется лишь небольшое количество сообщений о том, что наличие полипропиленового имплантата в инфицированных тканях брюшной стенки не влияет на течение раневого процесса и сопровождается развитием рецидивов заболевания в 2,8% [27].

Этими фактами объясняется необходимость применения высокоэффективных современных методов профилактики гнойно-воспалительных раневых осложнений на всех этапах операции. Одни методы профилактики являются универсальными и применяются во всех разделах ургентной абдоминальной хирургии, другие специально разработаны для герниологии. Кроме того, все методы профилактики, используемые при плановом оперативном лечении по поводу грыж передней брюшной стенки, могут с успехом применяться и в ургентной хирургии. Одним из способов профилактики раневых осложнений, рецидивов заболевания является создание универсальных протезов с антимикробными свойствами.

Цель исследования: оценить антибактериальные свойства полипропиленового серебросодержащего эндопротеза (Эсфил Ag) in vitro, провести экспериментальную оценку возможностей использования серебросодержащего протеза при пластике передней брюшной стенки крыс без угрозы инфицирования и в условиях инфицирования.

Материал и методы

Материалом для нашего исследования представлен образец сетчатого протеза с антибактериальным покрытием - «Эсфил Ag». Покрытие сетки состояло из ионов серебра. Образцы имплантатов были предоставлены нам ООО «Линтекс» г. Санкт-Петербург. Эсфил Ag - полипропилен, диаметр нитей - 0,12 мм, толщина протеза - 0,5 мм, поверхностная плотность - 75 г./м², количество серебра - 0,35 г./м², время напыления - 30 сек.

Выполнен посев музейных штаммов следующих микроорганизмов: S. aureus 6538Р АТСС, E. coli 25922 АТСС, Р. vulgaris 14 АТСС, P. aeruginosa 453 АТСС на питательные среды Мюллера-Хинтона. Музейные штаммы, используемые в работе, получены из коллекции музея живых культур ГАУЗ «ОКБСМП им. М.А. Подгорбунского». Приготовлена бактериальная суспензия каждой культуры в концентрации 1,0х10⁸ КОЕ/мл, что соответствует стандарту мутности 0,5 по McFarland. 0,1 мл приготовленной суспензии каждой культуры засеян на 4 чашки Петри, поверх суспензии уложен серебросодержащий протез размером 1х1 см (Эсфил Ag). Чашки Петри помещены в термостат при температуре 37^оС на 24 часа. Через сутки измерен диаметр зон задержки роста каждой культуры с точностью до 1 мм.

Экспериментальная часть работы выполнена на крысах-самцах линии Wistar, одного возраста весом 350-450 г. Экспериментальное исследование проведено в соответствии с морально-этическими принципами проведения экспериментов на животных согласно Международным рекомендациям по проведению медико-биологических исследований с использованием животных. В качестве анестетика применен «Золе - тил-100» в дозе 2-3 мг на одно животное внутримышечно, что позволяло работать в условиях достаточной релаксации в течение 30-60 мин. Сетчатый полипропиленовый протез 1х1 см уложен в слоях передней брюшной стенки крыс подкожно и предбрюшинно. С противоположной стороны аналогично размещён протез с напылением серебра в концентрациях от 1,75 до 2%. Животные выведены из эксперимента на 7, 14, 21 сутки. Всего было выведено из эксперимента 21 животное (по 7 на каждый срок). Для последующего морфологического исследования приготовлены препараты посредством иссечения участков передней брюшной стенки крыс с разными протезами с двух сторон. Окраска гистологических препаратов осуществлена по методу А.Г. Михеева (патент №2408887 от 25.05.2009 г.). Проведена гистоморфологическая оценка тканей в зоне имплантации протезов. Количественный подсчёт клеточных и сосудистых элементов осуществлен в сравнительном аспекте при увеличении 40x10 в 100 полях зрения. Сравнивали клеточный состав тканей в зоне сетки без напыления (контроль) с клеточным составом в зоне экспланта с напылением серебра (опыт) на 7,14 и 21 сутки после размещения протеза. В морфометрических исследованиях в сравнительном аспекте подсчитывалось процентное содержание клеток, характеризующих воспаление, реакцию тканей на инородное тело и фибробластические прцессы в зоне имплантации обычной сетки (контроль) и сетки с напылением (опыт).

В отдельной группе крыс (n=10) после фиксации серебросодержащего эндопротеза на косых мышцах живота справа и полипропиленовой сетки без напыления слева в зону имплантатов введена бактериальная суспензия E. coli 25922 АТСС (1,0х10⁸ КОЕ/ мл) 0,1 мл, S. aureus 6538Р АТСС (1,0х10⁸ КОЕ/мл) 0,1 мл, P. aeruginosa 453 АТСС (1,0х10⁸ КОЕ/мл) 0,1 мл и Р. vulgaris 14 АТСС (1,0х10⁸ КОЕ/мл) 0,1 мл и через 3,7,14,21,30 суток проведена макроскопическая оценка зоны протезирования передней брюшной стенки в условиях инфицирования.

В исследовании использованы методы описательной статистики: объём выборки (n), количественные показатели представлены в виде медианы (Ме), квартилей (Q1; Q3). Для проверки гипотез о статистической значимости различий значений в независимых выборках использован непараметрический критерий Манна-Уитни, т.к. материалы исследования не подчиняются закону нормального распределения. Проверка на нормальность распределения осуществлялась с помощью критерия Шапиро-Уилка. Критический уровень значимости (p) принимался равным 0.05. Статистическая обработка проводилась с использованием пакетов прикладных программ SPSS Statistics.V.24.

При проведении опытов на чашках Петри со средой Мюллера-Хинтона проведено измерение диаметра зон задержки роста S. aureus 6538Р АТСС - 22 мм, E. coli 25922 АТСС - 20 мм, Р. vulgaris 14 АТСС - 18 мм, P. aeruginosa 453 АТСС - 16 мм. Данный результат свидетельствует об антимикробных свойствах серебросодержащего эндопротеза, так как есть задержка роста всех культур.

По результатам морфологического исследования передней брюшной стенки с имплантатами выявлено, что на 7 сутки после операции в области протезов преобладают воспалительные процессы геморрагического и серозного характера. Более выраженная воспалительная и выраженная лимфоцитарная реакция отмечена в присутствии серебросодержащей сетки в связи с интенсивными проявлениями иммунного ответа тканей на присутствие серебра (табл. 1). Воспалительная реакция геморрагического характера выраженнее при предбрюшинном расположении протеза.

Таблица 1.

Table 1. Quantitative composition of cells (%) in implantation zone on 7-th day after surgery