CC BY
34
УДК: 617.55-089.844-092.9:615.462
интенсивность формирования спаечного процесса
ПРИ ИНтРААБДОМИНАЛЬНОМ УКРЕПЛЕНИИ БРЮШНОй СтЕНКИ
в эксперименте синтетическими сетчатыми имплантатами, отличающимися физико-химической основой строения
Чистяков Д.Б., Мовчан К.Н., Ященко А.С. Северо-Западный Государственный университет им. И.И. Мечникова, Санкт-Петербург, Россия
Медицинский информационно-аналитический центр, Санкт-Петербург, Россия
В опытах на 60 кроликах изучены возможности интраабдоминальной имплантации в брюшную стенку синтетических протезов с разной физико-химической основой строения. Результаты имплантации протезов оценивали прежде всего в отношении развития (отсутствия) спаечного процесса. В экспериментах (6 групп животных) оценены 4 вида имплантатов, произведенных на основе полипропилена, поливинилиденфторида, поливинилиденфторида со слоем коллаге-нового покрытия и поливинилиденфторида, покрытого карбоксиметилцелюлозой. Выраженное образование спаек (наихудшие результаты) отмечены при укреплении брюшной стенки имплан-татами, созданными из полипропилена. Лучшими (редкое образование сращений в полости брюшины) оказывались результаты при имплантации в брюшную стенку протезов, состоящих из по-ливинилиденфторидных материалов.
Ключевые слова: грыжи живота, герниопластика, сетчатые имплантаты, спаечный процесс.
введение
При устранении наружных вентральных грыж (ВГ) с использованием только биологических тканей в области операции частота рецидивов заболевания может превышать 40% [4-6]. Однако применение во время хирургического вмешательства современных аллоимплантатов позволяет снизить частоту рецидивов данного заболевания до 2%, а в случаях послеоперационных грыж - до 10% [6]. Последнее немало важно, т.к. показатели заболеваемости жителей России грыжами живота (ГЖ) продолжают составлять не менее 4-7% [1-3].
Протезы, внедряемые в брюшную стенку (БС), значительно усиливают её прочность. Размещение имплантатов под апоневрозом -сложная, травматичная (нередко - длительная) операция. В плане минимизации операционной травмы привлекают возможности интраабдо-минальной установки протезов. Контаминация имплантатов, используемых во время гернио-пластики (ГП) с органами брюшной полости (БП), может сопровождаться негативными последствиями - развитием спаечного процесса, образованием кишечных свищей и др. [3, 5, 7].
Вероятно, по причине редкого использования специалистами общехирургических подразделений неспециализированных медицинских организаций имплантатов в БС позитивные и негативные стороны интраабдоминальной постановки сетчатых имплантатов при устране-
нии ГЖ изучены не в полной мере. Отсутствие достоверных данных о преимуществах и недостатках интраабдоминального применения при ГП разных видов имплантатов, укрепляющих БС, побуждает к проведению специальных, в том числе и фундаментальных исследований.
Материалы и методы исследования. Результаты интраабдоминального применения протезов, изготавливаемых ООО «Линтекс» (Санкт-Петербург, Россия) для укрепления БС при устранении ГЖ оценены в формате частоты развития спаечного процесса. Проанализированы данные об использовании протезов, создаваемых на основе модифицированного поливи-нилиденфторидного (ПВДФ) синтетического материала (с коллагеновым (КЛГ) и карбок-симетилцеллюлозным (КМЦ) покрытиями). Результаты сравнивались с таковыми при применении протезов, изготовленных из полипропилена (ПП) и сугубо ПВДФ. Эксперимент проводился на 60-ти животных (кроликах породы «Советская шиншилла», обоих полов, весом 3-4 кг), в соответствии с Европейской конвенцией о защите животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях.
Оценивались 4 вида сетчатых протезов из: ПП «Эсфил», ПВДФ «Унифлекс», ПВДФ со слоем КЛГ покрытия и ПВДФ с покрытием слоем КМЦ. Сформированы 6 групп экспериментов (по 10 животных). В I группе в БС кроликов имплантировался только сетчатый протез,
созданный на основе ПП «Эсфил». У животных II группы в БС внедрялся сетчатый протез на основе ПВДФ «Унифлекс». При эксперименте с кроликами III группы использовался сетчатый протез на основе ПВДФ покрытый КЛГ. В IV группе животных применялся модифицированный сетчатый протез на основе ПФДФ покрытый слоем КМЦ. В V группе эксперимента в БС кроликов устанавливалась комбинация из двух сетчатых протезов (на основе ПП «Эсфил» и на основе ПФДФ «Унифлекс»). В VI группе кроликов в БС имплантировались сетчатые протезы, изготовляемые из ПВДФ «Унифлекс» и модифицированного его варианта, покрытого слоем КМЦ.
До операции, осуществляемой под наркозом, всем животным внутримышечно вводились антибиотики. Выполнялась срединная лапарото-мия протяженностью около 10 см. Имплантаты устанавливали на расстоянии 1,5 см от лапаро-томной раны, в V и VI группах - с двух сторон от разреза (рис. 1). К БС ПП-имплантаты фиксировались ПП - мононитью 3/0, а ПВДФ - эн-допротез - ПВДФ - мононитью 3/0.
Рис. 1. Размещение протезов на БС
В послеоперационном периоде профилактика инфекционных осложнений осуществлялась введением цефалоспоринов, а обезболивание — нестероидными противовоспалительными препаратами. Из эксперимента кролики выводились на 14-е и 90-е сутки после операции. При аутопсии у животных целенаправленно исследовались органы БП с особым акцентом в плане оценки выраженности спаечного процесса (табл. 1) по градации специалистов Вандербильтского университета [8].
Для гистологического исследования препарат БС извлекался вместе с протезом единым блоком, фиксировался в 10% растворе нейтрального формалина, и (после проводки в спиртах) изготавливались парафиновые блоки (толщиной 5 мкм), окрашиваемые гематоксилином и эозином по Ван Гизон.
Таблица 1 Шкала степеней выраженности спаечного процесса в брюшной полости
Критерии оценки
Площадь протеза, покрытая сращениями
(в %)
Прочность сращений
Степени выраженности (в баллах*)
0 - отсутствие спаек;
1 - (1-25%); 2 - (2650%); 3 - (51-75%); 4 - (76-100%)
0 — сращений нет;
1 - рыхлые сращения, разделяемые минимальным усилием без использования инструментов;
2 - плотные сращения, разделяемые посредством инструментов; 3 - очень плотные сращения, разделяемые только острым путем
*- учитывается сумма балов (от 0 до 7).
Результаты и их обсуждения
Среди 10 животных I группы исследования, у которых БС укреплялась протезом изготовленным из ПП, на 14-е сутки при выведении кроликов из эксперимента, во всех случаях на аутопсии констатирован распространенный спаечный процесс - 6 баллов (рис. 2). При микроскопии препаратов БС этих животных вокруг протеза отмечена выраженная нейтрофильная инфильтрация и отек мышечной ткани с фибринозными изменениями (рис. 3). У животных выведенных из эксперимента на 90-е сутки после имплантации, им в БС ПП-протеза (I группа) выраженность спаечного процесса достигла 7 баллов (рис. 4). А при микроскопии в зоне имплантации протезов обнаруживалась плотная соединительная ткань с фибробластами и с обилием новообразованных сосудов (рис. 5).
Рис. 2. Вид БП кролика на 14-е сутки после установки ПП протеза
Рис. 3. Гистограмма БС с имплантированным ПП . 14-е сутки после операции. Окраска по Ван-Гизон. ув. 100
Рис. 4. Вид БП кролика на 90-е сутки после установки в БСПП протеза
Рис. 5. Гистограмма БС кролика. 90-е сутки после внедрения ПП имплантата. Окраска по Ван-Гизон, ув.
100
Среди II группы, которым в БС имплантировался ПВДФ- протез, у кроликов, выведенных из эксперимента на 14-е сутки после операции, в БП отмечен минимальной спаечный процесс -2 балла (рис. 6).
Рис. 6. Вид БП кролика на 14-е сутки после имплантации ПВДФ-протеза
При исследовании препаратов БС через 14 дней после операции в наблюдениях П-ой группы эксперимента выявлена незначительная нейтрофильная инфильтрация (рис. 7) .
Рис. 7. Гистограмма БС, 14-е сутки после имплантации ПВДФ-протеза. Окраска по Ван-Гизон, ув. 100.
На 90-е сутки эксперимента у кроликов II группы спаечный процесс в БП по-прежнему не превышал 2 балла (рис. 8). При гистологическом исследовании БС животных II группы обнаруживалась созревшая плотная соединительная ткань с фибробластами и в большом количестве - новообразованные сосуды (рис. 9).
Рис. 8. Вид БП кролика, 90-е сутки после имплантации в БС ПВДФ-протеза
На 90-е сутки эксперимента у кроликов, подвергшихся имплантации ПВДФ-протеза с КЛГ (III группа), спаечный процесс в БП по своей выраженности достигал 6-7 баллов (рис. 11а), а при гистологическом исследовании тканей препаратов обнаруживалось выраженное скопление лимфоцитов, макрофагов и немногочисленные клетки типа инородных тел (рис. 11б).
Рис. 9. Гистограмма БС кролика, 90-е сутки после имплантации ПВДФ-протеза.
Окраска по Ван-Гизон. ув. 100
Среди животных III группы, которым в БС устанавливался композитный сетчатый протез из ПВДФ покрытый слоем КЛГ, при плановом выведении на 14-е сутки из эксперимента в БП выявлен выраженный спаечный процесс - 5-6 баллов (рис. 10а).
При микроскопии тканей вокруг имплантатов на 14-е сутки после операции у животных III группы определяется значительная нейтрофильная инфильтрация с новообразованными коллагеновыми волокнами в грануляционной ткани (рис. 10б).
б
Рис. 10. 14-е сутки после имплантации ПВДФ+КЛГ: а) вид БП кролика; б) гистограмма БС кролика, окраска по Ван-Гизон, ув. 100
б
Рис. 11. 90-е сутки после имплантации ПВДФ+КЛГ: а) вид БП кролика; б) гистограмма БС кролика, окраска по Ван-Гизон, ув. 100
В IV группе животных, которым в БС имплантировался ПВДФ+КМЦ-протез, при исследовании БП на 14-е сутки спаечный процесс - минимален, не превышает 2 балла (рис. 12а). При микроскопии препаратов передней БС этих животных на 14-е сутки после операции нити имплантированного протеза окружены широкой зоной новообразованной соединительной ткани с реакцией продуктивного воспаления: очаговые инфильтраты состоящие из лимфоцитов и гигантских клеток типа инородных тел (рис. 12б).
В БП кроликов IV группы, выведенных из эксперимента на 90-е сутки после операции, спаечный процесс практически отсутствовал (рис. 13а), а при микроскопии препаратов этих животных в полях зрения определяются оформленные, рыхлые, с отеком и новообразованными сосудами волокна соединительной ткани (рис. 13б).
б
Рис. 12. 14-е сутки после имплантации ПВДФ+КМЦ: а) вид БП кролика; б) гистограмма БС кролика, окраска по Ван-Гизон, ув. 100
б
Рис. 13. 90-е сутки после имплантации ПВДФ+КМЦ: а) вид БП кролика; б) гистограмма БС кролика, окраска по Ван-Гизон. ув. 100.
В V группе животных, у которых БС укреплялась посредством одновременной установки двух вариантов сетчатых протезов (ПВДФ «Унифлек» и ПП «Эсфил»), при ревизии БП животных, выведенных из эксперимента на 14-е сутки после операции, установлено, что спаечный процесс в области имплантации сетчатого протеза из ПВДФ минимален - 2 балла. Однако, в зоне установки протеза, изготовленного из ПП, спаечный процесс по своей интенсивности достигал 6 баллов (рис. 14).
Рис. 14. Вид БП кролика,14-е сутки после установки ПВДФ (слева) и ПП протезов (справа)
При гистологическом исследовании (на 14-е сутки после операции) препаратов кроликов V группы в зоне фиксации ПВДФ-сетки отмечается незначительная нейтрофильная инфильтрация (рис. 15а), а в зоне установки ПП-протеза, выраженная нейтрофильная инфильтрация и отек мышечной ткани с фибринозными изменениями (рис. 15б).
Вт
ш
а
б
Рис. 15. Гистограмма зоны установки протезов из: ПВДФ (а) и ПП (б), 14-е сутки после операции. Окраска по Ван-Гизон, ув. 100
При выведении на 90-е сутки из эксперимента 5 кроликов V группы, перенесших имплантацию алломатериалов в БП, в зоне врастания сетчатого ПВДФ-протеза определялся минимальный спаечный процесс (не более 2 баллов), а в зоне установки ПП- протеза констатированы массивные (до 7 баллов) спайки (рис. 16).
Рис. 16. Вид БП кролика, 90-е сутки после имплантации в БС ПВДФ (слева) и ПП (справа) протезов
При микроскопии препаратов БС кроликов V группы, выведенных из эксперимента на 90-е сутки, в зоне фиксации к ней ПВДФ-протеза видна тонкая соединительнотканная капсула (рис. 17а).
На сетчатых нитях протезов определяется реакция макрофагов и гигантских клеток типа инородных тел. Инфильтрат соединительной ткани состоит из обилия клеток, представленных лимфоцитами, макрофагами, фибробластами. Местами соединительная ткань разрыхлена. Капсула выглядела утонченной. В месте прилежания протеза к БС усматриваются организованные нити фибрина в виде соединительнотканных спаек. При микроскопии зоны имплантации в БС ПП-протеза (V группа кроликов) на 90-е сутки после операции отмечается хроническое воспаление с участком некроза и образовавшейся вокруг него оформленной толстой соединительнотканной капсулой (рис. 17б). Соединительная ткань выражено инфильтрирована нейтрофиль-ными лейкоцитами, обнаруживаются фибробла-сты и обилие новообразованных сосудов.
У экспериментальных животных VI группы, которым в БС одновременно имплантировались два сетчатых протеза на основе ПВДФ (в вариантах с и без покрытия КМЦ) и выведенных из эксперимента на 14-е сутки после операции при ревизии БП, установлено, что на данный период оценки спаечный процесс в зоне имплантации ПВДФ-протеза оказывался минимальным (до 2 баллов). В зоне имплантации ПВДФ+КМЦ-протеза выраженность спаечного процесса также не превышала 2 баллов (рис. 18).
итак
Ч
б
Рис. 17. Гистограмма БС кролика с имплантированными ПВДФ(а) и ПП (б) протезами, 90-е сутки после операции. Окраска по Ван-Гизон, ув. 100
Рис. 18. Вид БП кролика,14-е сутки после имплантации протезов: ПВДФ - (слева) и ПВДФ+КМЦ - (справа)
При гистологическом исследовании зоны фиксации ПВДФ-протеза на 14-е сутки после операции отмечается незначительная нейтро-фильная инфильтрация тканей (рис. 19а).
В месте фиксации ПФДФ+КМЦ-протеза в БС при микроскопии обнаруживается широкая зона новообразованной соединительной ткани с воспалительной реакцией в виде очаговых инфильтратов, состоящих из лимфоци-
а
тов и гигантских клеток типа инородных тел (рис.19б).
б
Рис. 19. Гистограмма БС кролика, 14-е сутки после имплантации ПвДф (а) и ПФДФ+КМЦ (б) - протезов. Окраска по Ван-Гизон, ув. 100
При гистологическом исследовании препаратов животных VI группы на 90-е сутки после операции в зоне имплантации ПВДФ-протеза обнаруживается, что имплантат окружен тонкой соединительнотканной капсулой с фибро-бластами, изобилием новообразованных сосудов и реакцией макрофагов и гигантских клеток типа инородных тел (рис. 21 а).
В зоне имплантации ПВДФ+КМЦ-протеза на 90-е сутки после операции микроскопически определяется реакция на инородную ткань, представленная клеточным инфильтратом, состоящим из лимфоцитов, плазматических клеток, макрофагов и тучных клеток. Волокна соединительной ткани выглядят оформленными, рыхлыми, с отеком и сохранившимися новообразованными сосудами (рис. 21б).
а
При ревизии БП кроликов VI группы, выведенных из эксперимента на 90-е сутки после операции спаечный процесс в зоне имплантации в БС сетчатого протеза из ПВДФ оценен в пределах 3 баллов, а в зоне имплантации ПВДФ+КМЦ-протеза, не более 2 баллов (рис. 20).
Рис. 20. Вид БП кролика, 90-е сутки после имплантации протезов из: ПвДф (справа) и ПВДФ+КМЦ (слева)
б
Рис. 21. Гистограмма БС в зоне имплантации ПВДФ-протеза (а), ПВДФ+КМЦ-протеза (б), 90-е сутки после операции. Окраска по Ван-Гизон, ув. 200
Заключение
Проведенный в ходе экспериментов анализ выраженности спаечного процесса при имплантации в БС синтетических протезов, созданных из материалов с разными физико-химическими свойствам, позволяет считать, что интраабдоминальное размещение ПП-протеза завершается выраженным спаечным процессом
во всех группах исследования, что отражает нецелесообразность применения данного изделия без его дополнительной перитонизации. Реже всего спаечный процесс развивается при имплантации в БС ПВДФ-имплантата, покрытого слоем КМЦ. Незначительным оказывается спайкообразование и при интраабдоминальном размещении протеза, изготовленного сугубо из ПВДФ. Сравнение в эксперименте двух модификаций ПВДФ-протезов, покрытых КМЦ и КЛГ, позволяет констатировать очевидность опасности использования в широкой хирургической практике имплантатов, покрытых КЛГ, по причине высокого риска образования выраженного спаечного процесса уже в первые дни послеоперационного периода. Очевидно, что применение для укрепления БС протезов, изготавливаемых на основе ПВДФ+КМЦ, может быть перспективным в плане дальнейшей разработки их модификаций. Способ фиксации КМЦ на ткани ПВДФ-протеза пока остается несовершенным, что должно побуждать к дальнейшей работе по поиску материалов, востребованных в герниологии.
Литература:
1. Богданов Д.Ю., Матвеев Н.Л., Рутенбург Г.М., Наурбаев М.С., Алишихов Ш.А., Гри-горов Д.П. Сравнительные характеристики герниопластик при послеоперационных вен-
Д.В. Чистяков
Е-mail: [email protected]
тральных грыжах. // Эндоскопическая хирур-гия.-2008.-№ 6-С. 3-13.
2. Борисов А.Е, Митин С.Е., Чистяков Д.Б. Осложнения при лапароскопической гернио-пластики // Хирургия.-2001.-№ 3.-С. 37-42.
3. Тимошин АД,, Юрасов А.В., Шестаков А.Л. Концепция хирургического лечения послеоперационных грыж передней брюшной стенки// Герниология.-2004.-№ 1.-С. 15-18.
4. Богданов Д.Ю., Наурбаев М.С., Алишихов Ш.А., Григоров Д.П. Этапность выполнения эн-довидеохирургических герниопластик при послеоперационных вентральных грыжах // Материалы XII съезда по эндоскопической хирургии. - «Эндоскопическая хирургия».-2009.-№ 1.-С 142 (Приложение).
5. Егиев В.Н. Ненатяжная герниопластика. -М.,: Медпрактика -М, 2002.-204 с.
6. Синеченко Г.И., Гайворонский И.В., Ро-машкин-Тиманов М.В., Курыгин А.А., Жуковский В.А. Послеоперационные грыжи передней брюшной стенки и их хирургическое лечение .-М., Медицина-2009. - 287 с.
7. Борисов А.Е., Кубачёв К.Г., Митин С.Е., Пешехонов С.И., Чистяков Д.Б., Сидоров А.И. Новые технологии в лечении паховых грыж // Амбулаторная хирургия. Стационарзамещаю-щие технологии. - №1(5).- 2002- С. - 36-392.
8. Adhesion Scoring Group. Improvement of interobserver reproducibility of adhesion scoring system // Fertil. Steril. - 1994. - Vol. 62 - №5. -P. 984-988.
Чистяков Д.Б., Мовчан К.Н., Ященко А.С. Интенсивность формирования спаечного процесса при интраабдо-минальном укреплении брюшной стенки в эксперименте синтетическими сетчатыми имплантатами, отличающимися физико-химической основой строения // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. — 2015. — Том 7, № 3. — С. 29—37.
THE INTENSITY OF THE FORMATION OF ADHESIONS IN THE PROCESS OF INRA-POMINALNOM STRENGTHENING OF THE ABDOMINAL WALL IN THE EXPERIMENT SYN-THETIC MESH IMPLANTS, DIFFERENT PHYSICAL-TO-CHEMICAL BASIS OF THE STRUCTURE
Chistyakov D.B.1, Movchan K.N.1,2, Yaschenko A.C.1 1 North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov, St.-Petersburg, Russia 2 Medical Information and Analytical Center, St.-Petersburg, Russia
In the experiments 60 rabbits explored intra-abdominal implantation in the abdominal wall with synthetic prostheses with different physico-chemical basis of the structure. Results of implantation of the prosthesis was assessed primarily in relation to the development or absence of adhesions. In experiments (6 groups of animals were evaluated 4 types of implants made of polypropylene, polyvinylidenef-tuoride, polyvinylideneftuoride layer with a collagen coating and PVDF coated carboximetilcelulosa. The pronounced formation of adhesions (worst results) marked with the strengthening of the abdominal wall implants created from polypropylene. Best of all (rare formation of adhesions in the peritoneal cavity) were the results when implanted in the abdominal wall prostheses, consisting of PVDF materials.
Key words: abdominal hernia, hernia repair, mesh implants, adhesions. Authors
D.B. Chistyakov E-mail: [email protected]
Chistyakov D.B., Movchan K.N., Yaschenko A.C. The intensity of the formation of adhesions in the process of inra-pominalnom strengthening of the abdominal wall in the experiment syn-thetic mesh implants, different physical-to-chemical basis of the structure // Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov. — 2015. — Vol. 7, № 3 - P. 29-37
