CC BY
47
2015
ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Сер. 11
Вып. 4
ХИРУРГИЯ
УДК 617.55-089.844
Д. Б. Чистяков1, К. Н. Мовчан1,2, А. С. Ященко1
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ РЕАКЦИИ БРЮШИНЫ НА СЕТЧАТЫЕ ПРОТЕЗЫ
1 Северо-Западный государственный университет им. И. И. Мечникова, Российская Федерация, 191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41
2 Медицинский информационно-аналитический центр, Российская Федерация, 198095, Санкт-Петербург, ул. Шкапина, 30
На 60 кроликах изучена эффективность интраабдоминального внедрения в брюшную стенку животных протезов, изготовленных из разных биологических материалов (полипропилена, поливинилиденфторида, поливинилиденфторида со слоем коллагенового покрытия и поливи-нилиденфторида со слоем покрытия из карбоксиметилцеллюлозы). Главным критерием позитивного результата внедрения этих имплантатов в брюшную стенку животных считалось отсутствие спаечного процесса. Эксперименты проведены на животных 6 групп. Негативные результаты (выраженное образование спаек) отмечаются при укреплении брюшной стенки имплантатами, созданными на основе полипропилена. При имплантации в брюшную стенку протезов, состоящих из поливинилиденфторидных материалов, формирование сращений в полости брюшины происходило редко. Библиогр. 7. Табл. 1. Ил. 9.
Ключевые слова: вентральные грыжи, пластика брюшной стенки, аллоимплантаты, спаечный процесс.
THE RESULTS OF EXPERIMENTAL STUDY OF THE REACTION OF THE PERITONEUM TO MESH PROSTHESES
D. B. Chistyakov1, K. N. Movchan^, A. S. Уа$скепко1
1 North-Western State Medical University named after I. I. Mechnikov, 41, ul. Kirochnaya, St. Petersburg, 191015, Russian Federation
2 Medical Information and Analytical Center,
30, ul. Shkapina, St. Petersburg, 198095, Russian Federation
In 60 experimental animals (rabbits) we have studied the effectiveness of in-treadmilling introduction into the abdominal wall of animals prostheses, made from different biological materials (polipropyl-ene, polyvinylidenftuoride, polyvinylidenftuoride layer with a collagen coating and polyvinylidenftuo-ride with a coating layer of carboximetilcellulose). The absence of adhesions was considered a major assessment criterium of safe introduction of a foreign body in the tissue of the abdominal wall. The experiments used 4 types of prostheses for 6 groups of animals. Unsatisfactory results (expressed by the formation of adhesions) were observed in the strengthening of the abdominal wall polypropylene implants. When prosthesis that was implanted into the abdominal wall had been created on the basis of PVDF material, the adhesions in the peritoneal cavity were rare. Refs 7. Table 1. Figs 9. Keywords: ventral hernia, abdominal wall plasty, alloplasty, adhesions.
Введение
Грыжи живота по-прежнему выявляются не менее чем у 4-7% жителей России [1-3]. При устранении наружных вентральных грыж (ВГ) с использованием местных тканей частота случаев возврата заболевания может достигать 40% [5]. Использование при пластике брюшной стенки (БС) современных сетчатых импланта-тов обеспечивает снижение возможностей формирования рецидивов ВГ до 1-2%.
Большинство аллопластических материалов, имплантируемых в БС, обладает надлежащим укрепляющим ее эффектом. Имплантация сетчатых протезов — непростое, травматичное (нередко — трудновыполнимое) мероприятие. Необходимость минимизации хирургической травмы привлекает особое внимание к возможности установки протезов интраабдоминально. Однако имплантаты, внедряемые в БС внутрибрюшинно, могут обусловливать повреждение органов брюшной полости, вызывать формирование кишечных свищей, а чаще всего — развитие спаечного процесса [3, 4, 6]. Поэтому изучение позитивных и негативных сторон интраабдоминальной постановки сетчатых имплантатов при герниопластике (ГП) представляет особый интерес для медицинской науки и практики.
Материалы и методы исследования
В эксперименте на 60 животных (кролики обоего пола, массой 3-4 кг) оценены результаты интраабдоминальной установки протезов ООО «Линтекс» (Санкт-Петербург, Россия), изготовленных для укрепления БС во время ГП. В 6 группах экспериментальных животных (по 10 кроликов в каждой) применялись 4 вида протезов, изготовленных из: полипропилена (ПП) «Эсфил», поливинилиденфторида (ПВДФ) «Унифлекс», ПВДФ со слоем коллагена (ПВДФ+КЛГ), ПВДФ с покрытием слоем карбоксиметилцеллюлозы (ПВДФ+КМЦ). Животным I группы в БС имплантировался протез, созданный только на основе ПП «Эсфил». Кроликам II группы в БС внедрялся сетчатый протез на основе ПВДФ «Унифлекс». В III группе животных использовался сетчатый протез, изготовленный из ПВДФ+КЛГ. У кроликов IV группы применялся модифицированный сетчатый протез из ПВДФ, покрытый КМЦ. В V группе животных в БС имплантировалась комбинация двух протезов (ПП «Эсфил» и ПВДФ «Унифлекс»). В БС кроликов VI группы внедрялись протезы из ПВДФ «Унифлекс» и модифицированного его варианта с КМЦ. За 2 часа перед операцией животным внутримышечно вводились цефалоспорины. Кролики оперированы под наркозом. После срединной лапаротомии имплантаты устанавливались с одной стороны от раны на расстоянии 1,5 см от ее краев (справа или слева). Животным V и VI экспериментальных групп протезы имплантировались в БС одновременно с двух сторон от разреза. К БС имплантаты фиксировали через отдельные аппертуры, для чего использовался шовный материал, соответствующий виду протезов (мононить ПП 3/0 и мононить ПВДФ 3/0). Лапаротомная рана ушивалась наглухо.
В послеоперационном периоде животным вводились цефалоспорины и нестероидные противовоспалительные средства. Из эксперимента кролики выводились на 14-е и 90-е сутки после операции. При аутопсии (посредством П-образного раз-
реза БС) животных макроскопически (по специальной шкале [7]) изучалась выраженность спаечного процесса (табл. 1).
Таблица 1. Шкала выраженности спаечного процесса в брюшной полости*
Маркер оценки Степень выраженности (в баллах**)
Площадь протеза, покрытая сращениями, в % 0 — отсутствие спаек; 1 — (1-25%); 2 — (26-50%); 3 — (5175%); 4 — (76-100%)
Прочность сращений 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
* — по методике Вандербильтского университета, ** — учитывается сумма балов (от 0 до 7)
Для гистологических исследований единый блок тканей из БС (вместе с протезом) подвергался типовой обработке (фиксировался в 10%-ном нейтральном формалине, проводился в спиртах, формировался в парафиновые блоки толщиной
5 мкм, которые после изготовления срезов окрашивали гематоксилином и эозином по Ван-Гизон). Микроскопически особо оценивали выраженность воспалительной реакции в зоне приживления имплантатов и особенности строения соединительной ткани вокруг него.
Результаты исследований и их обсуждение
У животных I группы, у которых БС укреплялась ПП-протезом, на аутопсии на 14-е сутки эксперимента констатировали распространенный спаечный процесс —
6 баллов (рис. 1, а). При микроскопии препаратов БС вокруг ПП-протеза отмечены выраженная нейтрофильная инфильтрация и отек мышечной ткани с фибринозными изменениями (рис. 1, б).
На 90-е сутки после имплантации в брюшную стенку ПП-протеза отмечен выраженный (7 баллов) спаечный процесс (рис. 2, а). По данным гистологического
Рис. 1. Результат макро- и микроскопического исследования на 14-е сутки после установки в БС кролика ПП-протеза:
а — вид брюшной полости, б — гистограмма БС. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
а б
Рис. 2. Макро- и микрокартины на 90-е сутки после установки в БС ПП-протеза: а — вид брюшной полости, б — гистограмма БС. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
Рис. 3. Архитектоника тканей на 14-е сутки после постановки ПВДФ-протеза: а — вид брюшной полости, б — гистограмма БС. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
Рис. 4. Результаты, полученные на 90-е сутки после имплантации в БС ПВДФ-протеза: а — вид брюшной полости, б — гистограмма БС. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
исследования препаратов в зоне имплантации протезов в полях зрения обнаруживалась созревшая плотная соединительная ткань с фибробластами и обилием новообразованных сосудов (рис. 2, б).
Среди 10 кроликов II группы, которым в БС имплантировался ПВДФ-протез, при ревизии брюшной полости на 14-е сутки после операции отмечен минимальный спаечный процесс — 2 балла (рис. 3, а), а при гистологическом исследовании выявлена незначительная нейтрофильная инфильтрация (рис. 3, б).
На 90-е сутки эксперимента у кроликов II группы выраженность спаечного процесса в брюшной полости по-прежнему не превышала 2 баллов (рис. 4, а), а при гистологическом исследовании БС обнаруживалась созревшая плотная соединительная ткань с фибробластами и, в большом количестве, новообразованные сосуды (рис. 4, б).
На 14-е сутки у кроликов III группы, подвергшихся имплантации в БС сетчатого ПВДФ-протеза, покрытого КЛГ, в брюшной полости выявлен выраженный спаечный процесс (5-6 баллов), а при микроскопии тканей вокруг имплантатов определялась значительная нейтрофильная инфильтрация с новообразованными коллагеновыми волокнами в грануляционной ткани. На 90-е сутки у кроликов III группы выраженность спаечного процесса в брюшной полости достигала 6-7 баллов, при этом микроскопически в тканях, окружающих ПВДФ+КЛГ-протез, обнаруживалось скопление лимфоцитов, макрофагов и немногочисленных клеток типа инородных тел.
В IV группе животных, которым в БС имплантировался ПВДФ+КМЦ-протез, на 14-е сутки спаечный процесс представлялся минимальным и не превышал 2 баллов. При микроскопии препаратов БС этих животных можно было констатировать окружение нитей имплантированного протеза широкой зоной новообразованной соединительной ткани с реакцией продуктивного воспаления (очаговые инфильтраты, состоящие из лимфоцитов и гигантских клеток типа инородных тел). В брюшной полости кроликов IV группы, выведенных из эксперимента на 90-е сутки после операции, спаечный процесс практически отсутствовал, а при микро-
Рис. 5. Макро- и микрокартины области имплантации протезов на 14-е сутки после операции: а — вид БС; гистограммы зоны установки: б — ПВДФ- и в — ПП-протезов. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
а б в
Рис. 6. Вид зоны хирургического вмешательства на 90-е сутки после имплантации в БС протезов: а — вид БС; гистограммы зоны установки: б — ПВДФ- и в — ПП-протезов. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
скопии препаратов этих животных в полях зрения определялись оформленные, рыхлые, с отеком и новообразованными сосудами волокна соединительной ткани.
В V группе животных, у которых БС укреплялась одновременной установкой двух вариантов сетчатых протезов (на основе ПВДФ «Унифлекс» и ПП «Эсфил»), на 14-е сутки после операции спаечный процесс в области имплантации сетчатого протеза из ПВДФ оказывался минимальным (2 балла). Однако в зоне установки протеза, изготовленного из ПП, спаечный процесс по своей интенсивности доходил до 6 баллов (рис. 5, а).
Во время гистологического исследования препаратов кроликов V группы в зоне фиксации ПВДФ-сетки отмечалась незначительная нейтрофильная инфильтрация (рис. 5, б), а в зоне установки ПП-протеза — выраженная нейтрофильная инфильтрация и отек мышечной ткани с фибринозными изменениями (рис. 5, в).
При выведении кроликов V группы из эксперимента на 90-е сутки после операции в зоне врастания сетчатого ПВДФ-протеза определялся минимальный спаечный процесс (не более 2 баллов), а в зоне установки ПП-протеза — массивные (до 7 баллов) спайки (рис. 6, а).
По данным микроскопии препаратов БС кроликов V группы, выведенных из эксперимента на 90-е сутки после операции, в зоне фиксации к БС ПВДФ-протеза определялась тонкая соединительнотканная капсула (рис. 6, б). На сетчатых нитях протезов отмечалась реакция макрофагов и гигантских клеток типа инородных тел. Инфильтрат соединительной ткани состоял из обилия клеток, представленных лимфоцитами, макрофагами, фибробластами. Местами соединительная ткань оказывалась разрыхленной. В протяжках капсула выглядела утонченной. В месте контакта протеза с брюшной полостью усматривались организованные нити фибрина в виде соединительнотканных спаек. При гистологическом исследовании в БС на 90-е сутки после операции в зоне имплантации ПП-протеза (V группа кроликов) отмечалось хроническое воспаление с участком некроза и образовавшейся вокруг него оформленной толстой соединительнотканной капсулой (рис. 6, в). Соединительная ткань выражено инфильтрирована нейтрофильными лейкоцитами, обнаружены фибробласты и обилие новообразованных сосудов.
Рис. 7. Анатомо-гистологические картины зон имплантации сетчатых протезов на 14-е сутки после операции:
а — вид БС; гистограммы зоны установки: б — ПВДФ- и в — ПВДФ+КМЦ-протезов. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
У животных VI группы (5 кроликов), которым в БС одновременно имплантировались два сетчатых протеза на основе ПВДФ (с покрытием КМЦ и без него), при выведении животных из эксперимента на 14-е сутки после операции спаечный процесс в зоне имплантации ПВДФ-протеза оказался минимальным (до 2 баллов) и в зоне имплантации ПВДФ+КМЦ-протеза выраженность спаечного процесса также не превышала 2 баллов (рис. 7, а). При микроскопии препаратов зоны фиксации ПВДФ-протеза отмечалась незначительная нейтрофильная инфильтрация тканей (рис. 7, б).
При ревизии брюшной полости животных VI группы, выведенных из эксперимента на 90-е сутки после операции, установлено, что спаечный процесс в зоне имплантации в брюшную стенку сетчатого ПВДФ-протеза может быть оценен в пределах 3 баллов, а в зоне имплантации ПВДФ+КМЦ-протеза интенсивность спайкообразования не превышает 2 баллов (рис. 8, а).
Рис. 8. Результаты, полученные на 90-е сутки после имплантации протезов:
а — вид БС; гистограммы зоны установки: б — ПВДФ- и в — ПВДФ+КМЦ-протезов. Окраска по Ван-Гизон, ув. х 100
Баллы
Рис. 9. Выраженность образования спаек при укреплении БС синтетическими материалами, разными по своей биоинертности
При гистологическом исследовании препаратов животных VI группы на 90-е сутки после операции в зоне имплантации ПВДФ-протеза обнаруживалось, что имплантат окружен соединительнотканной капсулой с фибробластами, новообразованными сосудами в изобилии, а также отмечалась реакция макрофагов и гигантских клеток типа инородных тел (рис. 8, б).
В зоне имплантации ПВДФ+КМЦ-протеза на 90-е сутки после операции микроскопически определялась реакция на инородную ткань, представленная клеточным инфильтратом, состоящим из лимфоцитов, плазматических клеток, макрофагов и тучных клеток. Волокна соединительной ткани выглядели оформленными, рыхлыми, с отеком и сохранившимися новообразованными сосудами (рис. 8, в).
По данным экспериментов проведена попытка выявить корреляцию выраженности спаечного процесса при имплантации в БС укрепляющих синтетических материалов с неоднозначной биологической инертностью (рис. 9). Очевидно, что имплантация ПП-протеза интраабдоминально, как правило, завершается выраженным образованием спаек. Минимальный спаечный процесс формируется при имплантации в БС ПВДФ-имплантата, покрытого слоем КМЦ. Не сильно выражены спайки и при внутрибрюшинном размещении ПВДФ-протеза. Из модификаций ПВДФ-протезов, покрытых КМЦ и КЛГ, в плане риска образования выраженного спаечного процесса имплантаты, покрытые коллагеном, оказываются наиболее спайкогенными, а использование для укрепления БС ПВДФ+КМЦ-протезов возможно с учетом разработки их новых вариантов. Технология нанесения КМЦ на ткань ПВДФ-протеза пока не совсем совершенна, поэтому работы по поиску материалов, востребованных в герниологии, должны продолжаться.
Заключение
Таким образом, при интраабдоминальном укреплении БС во время герниопла-стики большие возможности применения имплантатов, изготовленных на основе поливинилиденфторида, не вызывают сомнений. Перспективным может оказаться
создание протезов, сочетающих в себе позитивные свойства ПВДФ и ПП. Биологически индуцированная воспалительная реакция в ответ на имплантацию в БС этих протезов сопровождается минимальным спаечным процессом в зоне внедрения ПВДФ-материала и более выраженным в зоне ПП-протеза. Имплантаты с такими свойствами, несомненно, окажутся востребоваными при устранении паховых грыж, так как при этом окажется возможным минимизировать воздействие инородной ткани на элементы семенного канатика.
Литература
1. Богданов Д. Ю., Матвеев Н. Л., Рутенбург Г. М., Наурбаев М. С., Алишихов Ш. А., Григо-ров Д. П. Сравнительные характеристики герниопластик при послеоперационных вентральных грыжах // Эндоскопическая хирургия. 2008. № 6. С. 3-13.
2. Чистяков Д. Б., Ященко А. С. Эндовидеохирургичесие и традиционные технологии в лечении пациентов с послеоперационными и первичными вентральными грыжами // Материалы международного форума «Многопрофильная клиника XXI века. Экстремальная медицина». 2015. С. 309-310.
3. Тимошин А. Д., Юрасов А. В., Шестаков А. Л. Концепция хирургического лечения послеоперационных грыж передней брюшной стенки // Герниология. 2004. № 1. С. 15-18.
4. Егиев В. Н. Ненатяжная герниопластика. М.: Медпрактика, 2002. 204 с.
5. Синеченко Г. И., Гайворонский И. В., Ромашкин-Тиманов М. В., Курыгин А. А., Жуковский В. А. Послеоперационные грыжи передней брюшной стенки и их хирургическое лечение. М.: Медицина, 2009. 287 с.
6. 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. Стационарзамещающие технологии. №1(5). 2002. С. 36-392.
7. Adhesion Scoring Group. Improvement of interobserver reproducibility of adhesion scoring system // Fertil. Steril. 1994. Vol. 62, № 5. P. 984-988.
References
1. Bogdanov D. Iu., Matveev N. L., Rutenburg G. M., Naurbaev M. S., Alishikhov Sh. A., Grigorov D. P. Sravnitel'nye kharakteristiki gernioplastik pri posleoperatsionnykh ventral'nykh gryzhakh [Comparative characteristics of hernioplasties in case of postoperative ventral hernias]. Endoskopicheskaia khirurgiia [Endoscopicsurgery], 2008, no. 6, pp. 3-13. (In Russian)
2. Chistiakov D. B., Iashchenko A. S. Endovideokhirurgichesie i traditsionnye tekhnologii v lechenii patsientov s posleoperatsionnymi i pervichnymi ventral'nymi gryzhami [Endovideosurgical and traditional technologies in the treatment of patients with primary and postoperative ventral hernias]. Materialy mezhdunarodnogo foruma «Mnogoprofil'naia klinika XXI veka. Ekstrimal'naia meditsina» [Proceedings of the international forum «Multidisciplinary clinic, XXI century. Extreme medicine»], 2015, pp. 309-310. (In Russian)
3. Timoshin A. D., Iurasov A. V., Shestakov A. L. Kontseptsiia khirurgicheskogo lecheniia posleoperatsionnykh gryzh perednei briushnoi stenki [The Concept of surgical treatment of postoperative hernias of anterior abdominal wall]. Gerniologiia [Herniology], 2004, no. 1, pp. 15-18. (In Russian)
4. Egiev V. N. Nenatiazhnaia gernioplastika [Tension-free hernioplasty]. Moscow, Medpraktika Publ., 2002. 204 p. (In Russian)
5. Sinechenko G. I., Gaivoronskii I. V., Romashkin-Timanov M. V., Kurygin A. A., Zhukovskii V. A. Posleoperatsionnye gryzhi perednei briushnoi stenki i ikh khirurgicheskoe lechenie [Postoperative hernia of the anterior abdominal wall and its surgical treatment]. Moscow, Meditsina Publ., 2009. 287 p. (In Russian)
6. Borisov A. E., Kubachev K. G., Mitin S. E., Peshekhonov S. I., Chistiakov D. B., Sidorov A. I. Novye tekhnologii v lechenii pakhovykh gryzh [New technologies in the treatment of inguinal hernias]. Ambulatornaia khirurgiia. Statsionarzameshchaiushchie tekhnologii [Outpatient Surgery. Stationer technology], no. 1(5), 2002, pp. 36-392. (In Russian)
7. Adhesion Scoring Group. Improvement of interobserver reproducibility of adhesion scoring system. Fertil. Steril., 1994, vol. 62, no. 5, pp. 984-988.
Статья поступила в редакцию 3 июня 2015 г.
Контактная информация
Чистяков Дмитрий Борисович — кандидат медицинских наук, доцент; [email protected] Мовчан Константин Николаевич — доктор медицинских наук, профессор; заведующий организационно-методическим отделом медицинского качества медицинской деятельности; [email protected]
Ященко Алексей Сергеевич — лаборант; [email protected] Chistyakov Dmitry B. — PhD, Associate Professor; [email protected]
Movchan Konstantin N. — Doctor of Medicine, Professor; Head of the Organizational-methodical Department of Monitoring the Quality of Medical Practice; [email protected] Yaschenko Aleksey S. — Laborant; [email protected]
