CC BY
90
КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИС РЕГЕНЕРАЦИИ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛС В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ПРИ ИСПОЛЬЗО РАДИОВОЛНОВОГО МЕТОДА ИССЕ
УДК 616.31—018.73—085:615.849 Поступила 8.07.2009 г.
Е.А. Дурново, д.м.н., профессор, зав. кафедрой хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии1;
НА Янова, ассистент кафедры хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии1;
Н.Ю. Орлинская, к.м.н., зам. главного врача по научной работе2;
А.С. Клочков, аспирант кафедры хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии1
1 Нижегородская государственная медицинская академия, Н. Новгород;
2 Нижегородский областной клинический диагностический центр, Н. Новгород
Цель исследования — установление закономерностей (особенностей) заживления ран на слизистой оболочке полости рта в зависимости от характера физического воздействия на изучаемые ткани в эксперименте.
Материалы и методы. Экспериментальное исследование выполнено на 80 крысах-самцах линии Wistar одного возраста, массой 350—420 г. Под местной анестезией (0,4 мл 2% раствора новокаина) у экспериментальных животных производилось иссечение участка слизистой оболочки щечной области размером 0,5х0,7 см.
В эксперименте участвовали 2 группы животных: в 1-й группе рана наносилась с помощью обычного скальпеля; во 2-й группе — с помощью радиоволнового прибора ^^гоп Dentosurg, ф. Ellman), режим №2 (разрез и коагуляция), мощность — 4—4,5 ед. Выведение из эксперимента животных обеих групп осуществлялось под действием эфира, с забором исследуемой среды через 1, 3, 7, 24, 48 и 72 ч после моделирования раны.
Срезы тканей окрашивали гематоксилин-эозином по Ван-Гизону. Период наблюдения составил 3 сут, что обусловлено малой трав-матичностью смоделированных ран и быстрым заживлением (до 3—4 сут).
Для анализа цитологических и гистологических препаратов использовали систему компьютерной количественной морфометрии.
Результаты. При использовании радиохирургического метода в тканях у крыс синтез фибробластов, образование и созревание грануляционной ткани отмечаются на более ранних сроках, а площадь некроза ткани, т.е. повреждающее действие при проводимом исследовании, практически отсутствует.
При применении традиционно используемых режущих инструментов отмечается замедленная регенерация с сохранением явлений отека тканей и расстройствами кровообращения в постоперационном периоде.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения метода радиоволновой хирургии при выполнении хирургических вмешательств на слизистой оболочке полости рта.
Ключевые слова: радиоволновой скальпель, регенерация, компьютерная количественная морфометрия, гистологические препараты.
English
Morphological characteristic of the mouth cavity mucous membrane regeneration processes in experiment at a radiowave method of tissue dissection use
E.A. Durnovo, MD, professor, head of a surgical stomatology and maxillofacial surgery chair1;
NA Yanova, graduate student of a surgical stomatology and maxillofacial surgery chair1;
N.Yu. Orlinskaya, c.m.s., deputy head physician on a scientific work2;
A.S. Klochkov, graduate student of a surgical stomatology and maxillofacial surgery chair1
1 Nizhny Novgorod state medical academy, N. Novgorod;
2 Nizhny Novgorod regional clinical diagnostic center, N. Novgorod
Для информации: Янова Нина Александровна, тел. раб. 8(831)419-83-62, тел. моб. +7 906-368-09-10; e-mail: [email protected]
Aim of investigation is establishment of regularities (peculiarities) of the wound at a mouth cavity mucous membrane healing depending on a character of physical effect on the studied tissues in experiment.
Materials and methods. Experimental investigation is made on 80 rat-males of Wistar line of the same age, with a mass of 350—420 g. A dissection of a buccal area mucous membrane portion, with a 0.5x0.7 cm size, was made in experimental animals under a local anesthesia (0.4 ml of a novocain solution 2%).
Two groups of animals participated in experiment: in the 1st group a wound was applied with a common scalpel; in the 2nd group — with a radiowave device («Surgitron Dentosurg», Ellman firm), mode №2 (dissection and coagulation); a power — 4—4.5 units. The both group animal withdrawal from experiment was made under an ether effect, with investigating medium collection in 1, 3, 7, 24, 48 and 72h after wound simulation.
The tissue sections were stained with hematoxylin-eosin according to Van-Hison. A period of observation was 3 days, which is stipulated by a low traumatism of the simulated wounds and a rapid healing (up to 3—4 days).
A system of computer quantitative morphometry was used for analysis of cytological and histological preparations.
Results. A synthesis of fibroblasts, a granular tissue forming and maturation are observed at the earlier dates, at a radiosurgical method in rat tissues, and an area of tissue necrosis, i.e. a damaging effect at investigation, is practically absent.
A delayed regeneration with the tissue edema phenomenon conservation and the circulation disorders in postoperative period are observed at a traditional use of the cutting tools.
Conclusion. The received results testify to expediency of a radiowave surgery method use at the surgical interventions in a mouth cavity mucous membrane.
Key words: radiowave scalpel, regeneration, computer quantitative morphometry, histological preparations.
Любое хирургическое лечение характеризуется развитием раневого процесса, течение и исход которого зависят от многих факторов: локализации раны, состояния общего и местного иммунитета, степени микробной обсемененности, вирулентности присутствующей микрофлоры, лечебных мероприятий, а также характера и тяжести нанесенной травмы [1—4]. Стандартный метод хирургического лечения с использованием традиционных инструментов достаточно травматичен, нередко осложняется развитием кровотечений и воспалительного процесса, в связи с чем в настоящее время ведется поиск новых методов хирургического лечения, предполагающих более щадящее воздействие на ткани в зоне оперативного вмешательства. Одним из таких методов является радиоволновая хирургия [5—7].
Предпосылками использования радиохирургии являются особенности воздействия радиоволны на биологические ткани: в клетках, воспринимающих радиоволну частотой 3,8 МГц, происходит резкое увеличение молекулярной энергии, которое приводит к резкому повышению температуры, вскипанию и выпариванию внутриклеточной жидкости. Результатом таких изменений служит денатурация белков, разрушение белково-липидных комплексов мембран клетки, параллельно с этим происходят деструкция клеточных элементов и образование микроскопических пузырьков пара, что приводит к резкому возрастанию объема клетки и разрушению клеточной оболочки. Микровзрыв, который сопровождает вышеуказанные процессы, смещает соседние клетки, а освобожденные газы, рассеивая теплоту и образуя зону минимального термического воздействия, предохраняют тем самым окружающие ткани от перегревания [8—10].
В настоящее время эффективность применения радиохирургии показана и обоснована при ряде различных патологических состояний хирургического профиля [7, 11—13].
Однако данных о характере влияния радиоволн на состояние тканей слизистой оболочки полости рта и особенности течения местного раневого процесса нет, что не позволяет научно обоснованно рекомендовать внедрение радиохирургического метода лечения в практическую стоматологию.
Цель исследования — установить закономерности (особенности) заживления ран на слизистой оболочке полости рта в зависимости от характера физического воздействия на изучаемые ткани в эксперименте.
Материалы и методы. Экспериментальная часть исследования по изучению морфологических изменений в тканях при использовании простого скальпеля и радиоволнового скальпеля была выполнена на 80 крысах-самцах линии Wistar одного возраста, массой 350—420 г в условиях экспериментальной операционной ЦНИЛ НижГМА. Условия питания и содержания всех животных были одинаковыми, соответствующими условиям вивария.
Была создана модель послеоперационной раны, аналогичная таковой при оперативных вмешательствах по поводу доброкачественных новообразований на слизистой оболочке полости рта. Моделирование осуществлялось с помощью обычного скальпеля и радиоволнового скальпеля (Surgitron Dentosurg, ф. Ellman). Для этого под местной анестезией (0,4 мл 2% раствора новокаина) со стороны полости рта экспериментальных животных в области жевательной группы зубов с обеих сторон нижней челюсти производилось иссечение участка слизистой оболочки щечной области. Объем оперативного вмешательства составлял
0,5х0,7 см.
Животные были разделены на 2 группы: 1-я группа (контрольная) — рана наносилась с помощью обычного скальпеля со стороны полости рта в области жевательной группы зубов на слизистой оболочке щечной области; 2-я группа — рана наносилась с помощью радиоволнового прибора (Surgitron Dentosurg, ф. Ellman)
42 СТМ J 2009 - 2 Е.А. Дурново, Н.А. Янова, Н.Ю. Орлинская, А.С. Клочков
со стороны полости рта в области жевательной группы зубов на слизистой оболочке щечной области, режим №2 (разрез и коагуляция), мощность — 4—4,5 ед.
Выведение из эксперимента животных обеих групп осуществлялось под действием эфира. Всех животных помещали в емкость с парами эфира до 3-й фазы наркотизации и производили забор исследуемой среды через 1, 3, 7, 24, 48 и 72 ч после моделирования раны. Животные каждой группы были разделены на 6 серий соответственно намеченным срокам окончания эксперимента.
В динамике эксперимента изучались скорость, степень, полнота заживления раны. Срезы тканей окрашивали гематоксилин-эозином для обзорных исследований, по Ван-Гизону — для выяснения степени развития коллагеновых волокон. Морфологические изменения, наблюдавшиеся в обеих группах, описывались по срокам от момента моделирования послеоперационной раны: 1, 3, 7, 24, 48 и 72 ч. Период наблюдения — 3 сут — обусловлен малой травматич-ностью смоделированных ран и быстрым их заживлением (до 3—4 сут).
Для компьютерного анализа цитологических и гистологических препаратов использовали систему анализа изображений, состоящую из микроскопа проходящего света ECLIPS (Nikon, Germany), компьютера Pentium IV, цветной цифровой видеокамеры DS и блока управления DS-U1 (Nikon, Germany), программы ФСТ-2и [14—17].
Основным акцентом морфологического исследования явился впервые использованный метод компьютерной количественной морфометрии [18—21]. Для этого с помощью системы анализа изображений была создана графическая база данных из адекватных для изучения гистологических препаратов, проведена количественная морфометрия структурных компонентов в области заживления раны.
С помощью объект-микрометра и программы блока управления DS-U1 была проведена калибровка системы анализа изображений, при которой найдено соответствие микрометров пикселям на экране монитора
по горизонтальной и вертикальной шкалам для определения площадей и периметров ядер в абсолютных единицах — микрометрах (мкм). Соотношение количества нейтрофильных и круглоклеточных элементов подсчитывалось на 100 исследуемых клеток и на площадь участков соединительной ткани в различные сроки после хирургического воздействия с последующей статистической обработкой полученных данных. Удельная площадь некроза в фокусе воспаления определялась методом точечного счета.
Результаты и обсуждение. Исследования показали, что во время оперативного вмешательства ра-диоволновой разрез не требовал приложения усилий, был точен, формировал точные края и сопровождался одномоментной коагуляцией сосудов в раневой поверхности, что создавало «сухое» операционное поле. Разрез обычным скальпелем сопровождался обильным кровотечением, которое несколько затрудняло обзор раневой поверхности.
Морфологические изменения в течение 1-го часа (см. таблицу) от начала эксперимента: в контрольной группе животных (обычный скальпель) в области раны определенно преобладали острые воспалительные реакции: наблюдалась обширная зона некротизиро-ванных тканей (площадь некроза ткани составила 20,0±1,2%), выраженные расстройства гемодинамики (отек и полнокровие сосудов), выраженная ней-трофильная инфильтрация, синтеза фибробластов не отмечалось. В основной группе (радиоволновое воздействие) отмечена меньшая степень альтерации ткани с образованием некротических масс (площадь некроза составила 5,0±1,4%), что в 4 раза меньше по сравнению с контрольной группой (см. рисунок), незначительная нейтрофильная инфильтрация, причем преобладали инфильтраты очагового характера.
При морфометрическом исследовании материала от животных 2-й группы количество сегментоядерных нейтрофилов, фиксированных в 10 полях зрения, в 6 исследуемых случаях в среднем составило 15,0%. Синтеза фибробластов не отмечалось, участки некро-тизированной ткани составляли до 5% исследуемой
Изменения морфологических параметров в зависимости от характера хирургического воздействия (М±т)
Время от момента хирургического воздействия
1 ч 3 ч 7 ч 1 сут 2 сут 3 сут
Площадь некроза ткани, % 20,0±1,2 5,0±1,4 12,0±2,3 11,0±3,4 3,0±1,4 — —
Нейтрофилы, % 35,0±1,6 15,0±2,5 21,0±2,3 11,0±2,5 — — —
Круглоклеточные элементы, % — 12,0±2,1 15,0±2,1 29,0±1,2 18,0±1,2 33,0±2,4 25,0±2,4 40,0±3,4 31,0±1,7 40±2,1
Площадь соединительнотканных волокон, % — — 5,0±1,3 5,0±1,3 14,0±2,3 15,0±2,3 28,0±2,5 37,0±2,5 46,0±2,6 49,0±2,6
Примечание. В числителе указаны данные для 1-й группы (контроль), в знаменателе — для животных 2-й группы, которым рана наносилась радиоволновым скальпелем.
На следующем этапе — 7 ч от начала эксперимента — во 2-й (основной) группе прослеживалась положительная тенденция течения пролиферативных процессов: достоверное увеличение числа круглоклеточных элементов — на 50% по сравнению с предыдущим этапом — и образование соединительнотканных волокон в пределах 5,0±1,3% — признаки гранулирования раневой поверхности. В группе сравнения отмечалось медленное стихание воспалительной реакции и появление первых признаков пролиферации: площадь некроза ткани снизилась на 10,9% по сравнению с предыдущим этапом исследования, увеличилось количество круглоклеточных элементов и соединительнотканных волокон.
Через 1 сут от начала эксперимента: в основной группе наблюдалось благоприятное течение пролиферативных процессов: площадь соединительнотканных волокон увеличилась приблизительно в 3 раза, количество круглоклеточных элементов — на 40% по сравнению с предыдущим этапом. В контрольной группе отмечены снижение площади некроза ткани, положительная динамика пролиферативных процессов — увеличение в 2,8 раза площади соединительнотканных волокон и на 13,79% по сравнению с предыдущим этапом — круглоклеточных элементов.
Динамика изменения морфологических параметров в зависимости от характера хи- На 2-е сутки в 1-й группе было рургического воздействия: а — обычный скальпель; б — радиоволновой скальпель °тмечен° усиление кров°Т°ка В
мелких венулах и артериолах, контуры сосудов имели извитой характер. Происходило интенсивное образование грануляционной ткани с выраженным синтезом фибробластов, продолжало увеличиваться количество круглоклеточных элементов и расширялась площадь соединительнотканных волокон. Во 2-й группе отмечалась интенсификация образования соединительной ткани по сравнению с 1-й серией: наряду с увеличением общей площади просветов сосудов за счет роста сосудов соединительной ткани увеличивалось число круглоклеточных элементов и площадь соединительнотканных волокон.
Таким образом, на 2-е сутки эксперимента положительная динамика пролиферативных процессов была более выражена в основной группе и, кроме того, впервые отмечалось отсутствие некротизированной ткани в исследуемых препаратах.
площади, что значительно меньше, чем в 1-й экспериментальной группе.
Через 3 ч экспериментального исследования в 1-й группе отмечена общая тенденция к снижению показателей остроты воспалительной реакции: сокращение в исследуемых участках площади некротизированной ткани до 12,0±2,3% и степени нейтрофильной инфильтрации (количества сегментоядерных нейтрофилов) на 38—40% по сравнению с 1-м этапом исследования, появление круглоклеточных элементов в зоне воздействия. Во 2-й группе выявлено полное отсутствие сегментоядерных нейтрофилов и компонентов некро-тизированной ткани в исследуемых участках. Синтеза фибробластов также не отмечалось. Наблюдалось появление круглоклеточных элементов — первых признаков начавшихся процессов пролиферации.
%
н 1 ■ - □ 1= N
1 ч
3 ч
7 ч
24 ч 48 ч
72 ч
50
45
40
35
30
25
210
1 ч
3 ч
7 ч
24 ч 48 ч 72 ч
б
□ — площадь некроза ткани;
■ — нейтрофилы;
□ — круглоклеточные элементы;
■ — площадь соединительнотканных волокон
а
%
уттжтжтжтжттттжтжтжтжтттт^ттттжтттт^ттттиттттт(тттттг/' 44 СТМ | 2009 - 2 Е.А. Дурново, Н.А. Янова, Н.Ю. Орлинская, А.С. Клочков
На 3-и сутки морфологическая картина характеризовалась полным восстановлением дефектов в обеих группах, но степень дифференцировки клеточных элементов была различна: более зрелая соединительная ткань образовалась в основной группе. Площадь соединительнотканных волокон различалась незначительно (см. таблицу).
Заключение. Морфологическое исследование выявило следующие закономерности в динамике заживления раны, нанесенной традиционно используемыми хирургическими инструментами и радиоволновым скальпелем, подтверждающие видимые преимущества последнего: 1) снижение степени альтерации тканей с образованием некротических масс и распространенности воспалительной клеточной реакции, при которой преобладали инфильтраты очагового характера; 2) наиболее ярко выраженная активность макрофагов, направленная на очищение раневой поверхности, быстрая демаркация и отторжение некротических масс с ускоренной эпителизацией раневого дефекта; 3) более длительное сохранение иммуно-компетентных и соединительнотканных клеток, сопровождающих процессы репарации; 4) полная регенерация с минимальным развитием волокнистых структур; 5) заживление ран без образования грубых рубцовых изменений и осложнений.
Результаты экспериментального морфологического исследования процессов регенерации слизистой оболочки полости рта показали, что при использовании радиохирургического метода в тканях у крыс синтез фибробластов, образование и созревание грануляционной ткани отмечаются на более ранних сроках, а площадь некроза ткани, т.е. повреждающее действие при проводимом исследовании — практически отсутствует. Эти результаты свидетельствуют о целесообразности применения метода радиоволновой хирургии при выполнении хирургических вмешательств на слизистой оболочке полости рта.
Литература
1. Боровский Е.В., Леонтьев В.К. Биология полости рта. М: Медицина; 1991; 304 с.
2. Воложин А.И. Патофизиология клетки: Учебное пособие для студентов. М; 1992; 96 с.
3. Кузин М.И., Шимкевич Л.Л. Патогенез раневого процесса. В кн.: Раны и раневая инфекция. М; 1981; с. 114—160.
4. Царев В.Н., Ушаков Р.В. Антимикробная профилактика воспалительных осложнений в хирургической стоматологии. Российский стоматологический журнал 2003; 4: 21—25.
5. Богатов В.В. Оптические квантовые регенераторы
в хирургии лица и челюстей. Автореф. дис. ... докт. мед. наук. М; 1987.
6. Грудянов А.И., Безрукова А.П., Ерохин А.И. Применение радиохирургического метода при хирургическом лечении воспалительных заболеваний пародонта. Стоматология 1996; Спец. вып; с. 51.
7. Pollack S.K Elektrosurgery of the skin. New York; 1991.
8. Драбкин Р.Л. Аналитическое исследование температуры в ткани при моноактивной электрокоагуляции. М: Медтехника; 1973.
9. Лазутиков О.В., Сердюков Ю.П., Пруссакова Ю.Н., Кудинов Ю.А. Опыт применения радиоволнового скальпеля Surgitron DS на амбулаторном хирургическом приеме в стоматологии. В кн.: Материалы междунар. конгресса «Радиоволновая хирургия на современном этапе». М; 2004; с. 257—258.
10. Майстренко Н.А., Юшкин А.С., Калашников С.А., Кольц А.В. Использование радиохирургического прибора для рассечения и коагуляции тканей в эксперименте. В кн.: Сб. тез. докладов научной конференции, посвященной 150-летию клинического отдела Военно-медицинской академии. 1997; с. 447— 448.
11. Brown J.S. Minor surgery. New York; 1997.
12. Hensman C, Baty D., Willis R.G., Cuschieri A. Chemical composition of smoke produced by high-frequency elektrosurgery in a closed gaseous environmental in vitro study. Surg Endosc 1998; 12(8): 1017—1019.
13. Mannes W.L., Roeber F.W., Clarc R.E. et al. Histologic evaluation of electrosurgery with varying frequency and waveform. J Prothet Dent 1978; 40: 304—308.
14. Автандилов Г.Г. Медицинская морфология. М: Медицина; 1990; 382 с.
15. Аничков И.Н., Волкова К.Г., Гаршин В.Г Морфология заживления ран. М: Изд-во АМН СССР; 1951; 127 с.
16. АппельтГ. Введение в методы микроскопического исследования: Пер. с нем. М: Медгиз; 1959; 427 с.
17. Белянин В.Л. Морфологическая диагностика воспалительных процессов в биопсийном, операционном и аутопсийном материале: Учебное пособие для вра-чей-слушателей. 1989; 20 с.
18. Okon K., Tomaszewska R., Nowak K, Strachura J. Anal Cell pathol 2001; 23: 129—136.
19. Tomaszewska R., Okon K, Nowak K. et al. HER-2/new expression as a progression marker in pancreatic intraepi-thelial neoplasia. Pol J Pathol 1998; 49: 83—92.
20. Williams D.W., Ports A.J., Wilson M.J., Matthews J.B., Lewis M.A. Characterisation of the inflammatory cell infiltrate in chronic hyperplastic of the oral mucosa. J Oral Pathol Med 1997; 26(2): 83—89.
21. Zarbo R.J. Monitoring anatomic pathology practice through quality assurance measures. Clin Lab Med 1999; 19: 713—742.
