Оценка тканевой реакции на полипропиленовый герниоэндопротез при использовании депротеинизированного диализата из крови телят (экспериментальное исследование)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка тканевой реакции на полипропиленовый герниоэндопротез при использовании депротеинизированного диализата из крови телят (экспериментальное исследование)

Данная статья посвящена исследованию регенераторного и воспалительного процессов при добавлении в зону имплантации герниоэндопротеза препарата «Солкосерил». Авторы моделировали грыжевой дефект на 80 крысах линии Wistar с последующим закрытием его герниоэндопротезом «Эсфил», разработанным совместно с фирмой ООО «Линтекс» (г. Санкт-Петербург), имитируя методику on-lay. Формировалось две экспериментальные группы: без обработки веществом «Солкосерил» (№ 1) и с обработкой (№ 2), по 40 животных в каждой. После этого производилось выведение крыс из эксперимента на 10, 30, 60 и 90-е сутки с последующим микроскопическим исследованием зоны имплантации на увеличениях x250 и x400. Статистическая обработка производилась с помощью программ Statistica (версия 6.0) и Biostatistics (версия 4.03). Изучали процентное соотношение фибробластов, макрофагов, лимфоцитов, нейтрофилов. Согласно полученным данным следует, что при добавлении вещества «Солкосерил» к импланту наблюдается лучшая регенераторная способность, нежели без его добавления: существенно сокращается период экссудативного воспаления; одновременно с этим увеличивается синтетическая активность фибробластов, что ускоряет процесс формирования прочной соединительнотканной структуры вокруг импланта и снижает вероятность несостоятельности эндопротеза.

Research of the indicators of biosocompatibility of a new sample of hernioendoprothesis when together use with deproteinized dialysis from blood of dairy calves

Вопрос послеоперационных вентральных грыж традиционно актуален для современной хирургической практики: проблема их эффективного лечения все еще актуальна. Также не разрешена проблема подбора экономически целесообразной методики лечения вентральных грыж [1; 2]. Существует более чем 150 способов пластики грыжевых дефектов, но даже такое количество методов не гарантирует отсутствие рецидивов, возникающих в 13-35% случаев [3].

Послеоперационные вентральные грыжи в структуре грыж передней брюшной стенки находятся на втором месте после паховых грыж. Возникновение их наблюдается примерно в 8-16% случаев после осуществления лапаротомных операций, проводимых по поводу иных патологий в брюшной полости. Большое количество клинических исследований, осуществленных за последние пятнадцать лет, обозначают количество послеоперационных вентральных грыж в пределах от 53 до 79% от общего количества вентральных грыж. Причиной этого является не только увеличение общего количества хирургических вмешательств на органах брюшной полости, но и увеличение количества работ, посвященных системному анализу всех имеющихся сведений [4; 5].

Так как материал, из которого изготавливаются герниоэндопротезы, является чужеродным для организма, то в зоне имплантации возникает локальное асептическое воспаление, препятствующее процессу нормального заживления послеоперационной раны и надежной фиксации импланта [6].

Несмотря на использование материалов, применение которых раньше в хирургии не представлялось возможным, исходы лечения грыж передней брюшной стенки сложно назвать удовлетворительными. Значительность воспалительных явлений в области грыжевых ворот выражается в результатах, которые не дают нам право называть аутопластику эффективным методом лечения данной патологии [4; 7; 8].

Первоначально введенные в хирургическую практику искусственные материалы вызывали чрезмерный иммунный ответ, что, по всей видимости, можно объяснить неудовлетворительными характеристиками самого материала, служившего основой эндопротеза, и одновременно отсутствием технической и теоретической баз выполнения операций с использованием имплантов [2; 5]. Хотя отрицательные результаты способствовали некоторому затиханию интереса научного сообщества к такого рода способу решения проблемы, исследования не были прекращены, и с момента первого применения герниоэндопротезы претерпели значительные изменения. Производители имплантов с учетом клинической практики совершенствуют имеющиеся эндопротезы, улучшая их характеристики и свойства [2; 8]. Имплант нового поколения представлен разработкой компании Covidien - эндопротез Parietene ProGrip. Он представляет собой полурассасывающийся, самофиксирующийся герниоэндопротез с размером пор, обеспечивающим оптимальное прорастание его соединительной тканью [7; 9; 10].

Концепция нарушения синтеза коллагена является базовой в современном представлении научного сообщества о грыжеобразовании. Диспропорция между коллагеном I и III типов является причиной ухудшения прочностных характеристик брюшной стенки, что негативно сказывается на ее механической функции [5; 6; 8].

Таким образом, конечного результата, удовлетворяющего потребностям современной абдоминальной хирургии, до сих пор не получено. Поиск способов превентивного лечения грыж передней брюшной стенки, а также разработка эффективного герниоэндопротеза для этих целей остаются актуальными целями [2]. Параллельно с этим существует задача поиска лекарственного препарата, имеющего способность к уменьшению экссудативных проявлений и ускорению наступления пролиферативной фазы воспалительной реакции в месте имплантации герниоэндопротеза для ускорения регенерации и улучшения качества прочности соединительной ткани; изучения и внедрения способа коррекции коллагенообразования, необходимого для стимуляции образования зрелого соединительного волокна [11; 12]. Решение перечисленных вопросов даст возможность снизить количество рецидивов и улучшить прогноз лечения вентральных грыж.

Целью данного исследования являлась оценка гистологических изменений в зоне имплантации герниоэндопротеза «Эсфил» с обработкой препаратом «Солкосерил».

Материал и методы исследования. Экспериментальная часть исследования выполнялась на 80 мышах мужского пола линии Vistar (по 40 мышей в каждой группе) средним весом 30 граммов. Исключение самок было необходимо для предотвращения беременности и исключения возможной разницы в гормональном фоне.

В эксперименте проводилась имплантация герниоэндопротеза «Эсфил», разработанного совместно с фирмой ООО «Линтекс» (г. Санкт-Петербург), при этом производилось деление на группы:

группа № 1 - без использования препарата «Солкосерил» (контрольная группа);

группа № 2 - с использованием препарата «Солкосерил».

«Эсфил» - сетка-эндопротез, предназначенная для укрепления мягких тканей, испытывающих максимальную нагрузку, при оперативном лечении грыж различных локализаций, после удаления опухолей, при повреждениях грудной стенки и в других областях пластической хирургии. Имплантированные эндопротезы-сетки служат каркасом для прорастания тканей и придают им дополнительную прочность во время и после заживления.

«Солкосерил» - препарат, представляющий собой депротеинизированный гемодиализат, содержащий широкий спектр низкомолекулярных компонентов клеточной массы и сыворотки крови молочных телят с молекулярной массой 5000 D, изготовленный компанией MEDA Pharmaceuticals Switzerland GmbH (Швейцария).

Эксперимент осуществлялся на базе НИИ экологической медицины ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» в операционной лабораторного блока. Экспериментальное исследование на лабораторных животных проводилось в полном соответствии с Конвенцией Совета Европы от 1986 г. (Страсбург). Помимо этого выполнялись все Директивы Совета 86/609/ЕЕС от 24.11.86. по согласованию законов, правил и административных распоряжений стран-участниц в отношении защиты животных, применяемых в экспериментальных исследованиях.

Крысам по переднебоковой поверхности производился разрез кожи длиной 15 мм, после чего при помощи сосудистого зажима производилось разделение кожи и подкожножировой клетчатки от нижележащих мышц передней брюшной стенки. В образовавшемся пространстве размещали имплант размерами 10*5 мм, без его фиксации, таким образом, чтобы его края не попадали в рану. Это условие было необходимо для предупреждения повреждения импланта животными. Имплантация осуществлялась исследователями таким образом с целью моделирования пластики по методике on-lay. После имплантации рана ушивалась тремя или четырьмя узловыми швами (шовный материал - крученая капроновая нить). Животным интраоперационно 50%-ным раствором депротеинизированного гемодиализата обрабатывался имплант, а также область вокруг протеза. После этого раствор вводился интраперитонеально по 0.1 мл с помощью инсулинового шприца. Введение препарата производилось в течение 90 дней один раз в двое суток. Животные выводились из эксперимента на 10, 30, 60 и 90-е сутки. На указанных сроках после передозировки эфирного наркоза выполнялось иссечение тканей передней брюшной стенки, вместе с мышцами и имплантом. Полученный фрагмент размерами 15*15 мм помещали в емкость с 10%-ным раствором формалина. Данный материал заключали в парафиновые блоки, из которых получали срезы толщиной 4-5 мкм. Для определения характера и количества клеточных элементов применялась окраска гематоксилин-эозином.

Для выяснения микроструктурных характеристик нами был использован микроскоп «Альтами ПОЛАР 2» (ООО «Альтами», Российская Федерация, г. Санкт-Петербург), увеличение объективов которого составляло х25 и х40; увеличение окуляра х10. Окуляр имел вставку размерами 1*1 мм, ограничивающую поле зрения. Микрофотографии были получены с помощью цифровой окулярной камеры Altami USB 3150R6 1/2CMOS (CMOS матрица 3 Мпикс). При исследовании гистологических срезов в каждом изучали 10 «стандартных полей зрения». На каждом этапе выводили от 6 до 7 экспериментальных животных. Это было необходимо для получения статистически достоверных (p<0,05) результатов исследования. Для установления точного клеточного состава ткани в околопротезной капсуле подсчитывали следующие клетки: макрофагов, фибробластов, нейтрофилов и лимфоцитов. Изучение данных клеточных элементов и выражение их количества в относительных единицах давали возможность определить тип и фазу воспалительного процесса, его интенсивность, что позволяет судить о биосовместимости конкретного импланта, а также влиянии на этот процесс добавляемого лекарственного вещества. В качестве программной среды для обработки статистических данных использовали программы Statistica (версия 6.0) и Biostatistics (версия 4.03), с помощью которых производился подсчет среднего арифметического числа и среднеквадратичного отклонения.

Результаты исследования и их обсуждение. Характеристика клеточного состава в области расположения импланта из группы № 1 представлена в таблице 1.

Таблица 1. Клеточный состав области расположения герниоэндопротеза из группы № 1

Примечание: * - критерий достоверности р<0,05 при сравнении c предыдущим сроком эксперимента между одним и тем же типом клеток.

На 10-е сутки качественное соотношение клеточного состава отражает процесс перехода экссудативной стадии воспаления в пролиферативную. Фибробласты составляют основное вещество соединительной ткани, образуются тонкие соединительнотканные волокна в стенках пор и около них. Новые соединительнотканные структуры врастают в толщу протеза между его нитями, формируя ячейки.

На 30-е сутки происходит дальнейшее снижение количества лимфоцитов (16,3±0,65 против 18,0±1,08) и нейтрофилов (15,2±0,74 против 20,4±0,61). Такое отношение элементов морфологической картины свидетельствует о продолжающемся окончании экссудативной фазы воспаления в области расположения импланта. Отмечается возрастание количества фибробластов (66,2±1,08 против 63,1±1,15), что говорит о дальнейшем развитии пролиферации в месте имплантации герниоэндопротеза. При гистологическом исследовании определяются новообразовывающиеся соединительнотканные волокна и зрелые фибробласты в стенках пор, имеются единичные воспалительные клеточные инфильтраты, скопления гигантских многоядерных клеток инородных тел (рис. 1). Был отмечен значительный отек, имеющий тенденцию к уменьшению, а также рыхлое сращение молодой соединительной ткани с окружающими гистологическими структурами, ведущие к их разделению.

К 60-м суткам в морфологической картине тканей около герниоэндопротеза преобладают зрелые фибробласты (70,2±1,34), количество которых достоверно растет в сравнении с предыдущими сроками, достоверно уменьшается относительное количество нейтрофилов (8,0±0,42). Обнаруживаются гигантские клетки инородных тел.

Морфологическая картина капсул, состоящих из соединительной ткани, около нитей герниоэндопротеза представлена внутренним слоем немногочисленных фибробластов и различной толщины и зрелости изоморфными соединительнотканными тяжами, многослойно лежащими вокруг. Внешний слой капсул состоит из самых крупных и сформированных волокон. Межъячеечное пространство занято слабоструктурированной соединительной тканью с весомым количеством разной степени зрелости фибробластов, что может говорить о развитом процессе организации в месте имплантации протеза.

Рис. 1. Световая микроскопия места размещения герниоэндопротеза группы № 1 на 30-е сутки: соединительнотканные волокна и фибробласты в стенках ячеек, очаговые скопления воспалительных клеток. Окр. Г+Э. Световая микроскопия. Ув. х250

К 90-м суткам морфологическая картина продолжает меняться в сторону уменьшения количества экссудативно-воспалительных и увеличения количества соединительнотканных клеточных и межклеточных структур (рис. 2). «Клетки воспаления» представлены малочисленными нейтрофилами (6,1±0,59); тем не менее удельное количество лимфоцитов достоверно не уменьшается (16,6±0,52), что наряду с наличием гигантских клеток инородных тел свидетельствует о продолжающейся иммунной реакции на импланты группы № 1. Гистологическая картина свидетельствует о развитии соединительнотканной капсулы вокруг места имплантации - организации ткани внутреннего и внешнего слоев, наличии единичных зрелых фибробластов.

Рис. 2. Световая микроскопия места размещения герниоэндопротеза № 1 на 90-е сутки: плотная волокнистая соединительная ткань формирует капсулы вокруг нитей герниоэндопротеза, единичные гигантские клетки инородных тел. Окр. Г+Э.

Световая микроскопия. Ув. х400

Таким образом, к 90-м суткам не достигнуты удовлетворительные показатели иммунного ответа организма подопытного животного на герниоэндопротез.

Характеристика клеточного состава в области расположения импланта из группы № 2 представлена в таблице 2.

Таблица 2 Клеточный состав области расположения герниоэндопротеза из группы № 2

Примечание: * - критерий достоверности р<0,05 при сравнении c предыдущим сроком эксперимента между одним и тем же типом клеток.

К 10-м суткам ячейки имеют полностью оформленную, круглую форму. Контуры ячеек вокруг волокон импланта без интервалов (рис. 3), ячейки сформированы из тонких стенок, состоящих из внутреннего (фибробласты) и наружного (молодые волокна соединительной ткани) слоев.

Рис. 3. Световая микроскопия места размещения герниоэндопротеза № 2 при применении депротеинизированного гемодиализата на 10-е сутки: непрерывные контуры ячеек, фибробласты во внутреннем слое стенок ячейки, большое скопление фибробластов в окружающей ячейки ткани. Окр. Г+Э. Световая микроскопия. Ув. х250

Рис. 4. Световая микроскопия места размещения герниоэндопротеза № 2 при применении депротеинизированного гемодиализата на 90-е сутки: прочная сетчатая соединительнотканная структура создает каркас для нитей эндопротеза. Окр. Г+Э.

Световая микроскопия. Ув. х400

имплантация солкосерил герниоэндопротез регенераторный

Выводы

На основании полученных данных можно с уверенностью сказать, что в группе животных № 2 (с применением депротеинизированного диализата из крови молочных телят) степень выраженности и продолжительность экссудативной фазы воспалительной реакции достоверно меньше, что выражается в количестве клеток на различных этапах процесса заживления (поэтапное уменьшение количества макрофагов и нейтрофилов более чем в 2 раза на каждом из исследуемых сроков). Одновременно с этим пролиферативная и синтетическая активность фибробластов значительно выше, что обусловливает более раннее формирование прочных соединительнотканных капсул вокруг волокон герниоэндопротеза. Такие результаты говорят нам о том, что использование препаратов, стимулирующих коллагеногенез, оправдывается лучшим результатом лечения и снижением вероятности развития постоперационных осложнений. Одновременно с этим необходим дальнейший поиск лекарственных средств, способных продемонстрировать еще лучший результат при их применении.

Список литературы

1. Ботезату А.А. Аутодермопластика как альтернатива аллопластическому протезированию передней брюшной стенки // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. 2012. Т. 171. № 1. С. 102-106.

2. Куликовский В.Ф., Битенская Е.П., Солошенко А.В., Ярош А.Л. Анализ непосредственных результатов лечения больных при протезирующей пластике с использованием сетчатых эндопротезов с наноразмерным алмазоподобным углеродным покрытием // Фундаментальные исследования. 2014. № 4-1. С. 91-95.

3. Anurov M.V., Titkova S.M., Oettinger A.P. Biomechanical compatibility of surgical mesh and fascia being reinforced: Dependence of experimental hernia defect repair results on anisotropic surgical mesh positioning. Hernia. 2012. V. 16, N. 2. P. 199-210.

4. Kцhler G. Median incisional hernias and coexisting parastomal hernias: new surgical strategies and an algorithm for simultaneous repair. Der Chirurg. 2014. V. 85, № 8. P. 697-704.

5. Егиев В.Н., Лядов В.К., Богомазова С.Ю. Сравнительная оценка материалов для внутрибрюшинной пластики вентральных грыж: экспериментальное исследование // Хирургия. Журнал им. Пирогова. 2010. № 10. С. 36-41.

6. Иванова В.Ф. Солкосерил в комплексном лечении глазной патологии у детей // Офтальмология. Восточная Европа. 2010. № 3. С. 104-108.

7. Ярош А.Л., Должиков А.А., Колпаков А.Я., Битенская Е.П.,, Молчанова А.С., Герасименко Д.В. Исследование биосовместимости хирургических имплантатов нового поколения для пластики передней брюшной // Фундаментальные исследования. 2011. № 10. С.186-189.

8. Деметрашвили З.М., Магалашвили Р.Д., Лобжанидзе Г.В., Хуцишвили К.Р, Лабаури Л.З. Лечение послеоперационных вентральных грыж // Хирургия. Журнал им. Пирогова. 2008. № 11. С. 44-46.

9. Henriksen N.A., Yadete D.H., Sorensen L.T., Agren M.S., Jorgensen L.N. Connective tissue alteration in abdominal wall hernia. The British Journal of Surgery. 2011. V. 98. P. 210-219.

10. Р.А. Мамедов. Морфологическая оценка местной реакции организма при применении сетчатых материалов для протезирования передней брюшной стенки // Новости хирургии. 2013. № 1. С. 23-28.

11. Eker H.H., Van Ramshorst G.H., De Goede B., Tilanus H.W., Metselaar H.J., De Man R.A., Lange J.F., Kazemier G. A prospective study on elective umbilical hernia repair in patients with liver cirrhosis and ascites. Surgery. 2011. V. 150. P. 542-546.

12. Иванов С.В., Лазаренко В.А., Иванов И.С., Парфенов И.П., Цуканов А.В., Тарабрин Д.В., Объедков Е.Г. Влияние оротата калия на неоколлагеногенез при имплантации полипропиленового эндопротеза и эндопротеза из полипропилена с полимолочной кислотой в эксперименте // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017. № 3. С. 50-54.

Размещено на Allbest.ru