CC BY
112
УДК 617-089, 616.611, 61:57.086
А. Н. Митрошин, А. В. Баулин, А. В. Нестеров, Г. А. Зюлькин, С. А. Мозеров, Д. В. Никишин
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭНДОПРОТЕЗОВ ИЗ ПОЛИЭФИРА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И КЛИНИЧЕСКОЕ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ГЕРНИОВЕНТРОПЛАСТИКЕ
Проведена экспериментальная работа на 72 крысах по имплантации эндопротезов из полиэфира и полипропилена в ткани передней брюшной стенки животных. Анализ полученных результатов позволил сделать выводы о преимуществе полиэфирных имплантатов перед полипропиленовыми по ряду требований, предъявляемых к материалам для пластики грыж.
Введение
Результаты многочисленных способов устранения дефектов брюшной стенки не удовлетворяют ни оперирующих хирургов, ни пациентов [1-8]. Несмотря на то, что «золотым» стандартом в герниологии на сегодняшний день стала ненатяжная пластика вне зависимости от локализации дефекта и данное обстоятельство уже не вызывает никаких сомнений даже у противников ал-лопластических методик, продолжаются споры о предпочтительности тех или иных материалов для пластики [9-13]. Получившие наибольшее распространение эндопротезы из полипропилена не лишены ряда недостатков, главные из которых - ощущение инородного тела и длительный болевой синдром -отмечаются многими пациентами сразу после операции и сохраняются в течение длительного времени, в ряде случаев требуют удаления эндопротеза.
Целью настоящей работы было улучшение результатов хирургического лечения грыж брюшной стенки аллопластическими методами путем выбора оптимального материала для имплантации. Для реализации данной цели необходимо решить следующие задачи:
1) провести серию экспериментов по имплантации различных синтетических материалов (полипропиленовая сетка, полиэфирная сетка двух видов -полиэфирная сетка с диаметром ячейки 1220x1340 мк - основной испытуемый материал - и ПОВМ-30 с ячейкой менее 75 мк) в ткани передней брюшной стенки экспериментальных животных (крыс);
2) изучить реакцию тканей передней брюшной стенки крыс в ответ на имплантацию указанных материалов;
3) провести сравнительный анализ полученных результатов исследований;
4) определить преимущества и недостатки исследуемых имплантатов;
5) изучить возможности применения полиэфирной сетки для пластики передней брюшной стенки при грыжах в клинике.
Характеристика основного испытуемого материала.
Полиэфир (полиэтилентерефталат) - это продукт поликонденсации двухатомного спирта этиленгликоля НО-СН2СН2-ОН и двухосновной кислоты - терефталевой (1,4-бензолдикарбоновой) НООС-С6Н4-СООН. Является линейным полиэфиром. Наличие регулярно расположенных по цепи макромолекул полярных групп -О-СО- приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий, придавая полимеру жесткость. Прядение волокна на основе
полиэфира осуществляется из расплава с последующей вытяжкой нитей при 80-120 °С. Волокно обладает высокой механической прочностью и устойчивостью к действию повышенных температур, света, окислителей. Полиэфир является полноценным заменителем натуральной шерсти. Пленки из него при очень малой толщине обладают большой прочностью. В лаборатории высокомолекулярных соединений Академии наук СССР полиэфир синтезирован в 50-е гг. прошлого столетия и известен в хирургической практике как «лавсан» - аббревиатура названия лаборатории.
Зарубежные аналоги, такие как полиэстер, мерсилен, дакрон, дагрофил, сюржидак, астрален, являются наиболее широко применяемыми из нерасса-сывающихся шовных материалов. Данные материалы отличаются высокой биологической инертностью, прочностью, эластичностью, надежно фиксируются хирургическим узлом и нашли применение для швов апоневроза, кожи, подкожной клетчатки, мышц, фасций, слизистых оболочек, сухожилий, сосудов, а также в качестве лигатурных материалов [14-16].
В последнее время рядом фирм анонсированы полиэфирные сетки для герниопластики (НПО «Линтекс», г. Санкт-Петербург). НПП «МедИнж» (г. Пенза) предложено два вида полотна (сетки) для экспериментальной апробации. Полиэфирное полотно ПОВМ-30 нашло применение в кардиохирургической практике для фиксации имплантируемого сердечного клапана. С учетом его прочности и эластичности, данный материал, имеющий диаметр ячейки менее 75 мк, вместе с полотном из полиэфира с более крупным диаметром ячейки - 1220x1340 мк (рис. 1), был предложен производителем для применения в герниологии, что потребовало проведения экспериментальной работы.
х40
Рис. 1 Сетка 1220x1340 мк
Экспериментальная работа осуществлялась в соответствии с Правилами гуманного обращения с лабораторными животными и методическими указаниями МЗ РФ «Деонтология медико-биологического эксперимента» (1987) на 72 половозрелых самцах крыс-альбиносов породы вистар, весом
180-200 г в возрасте от 3 месяцев до полугода [17]. Всего проведено три серии экспериментальных исследований (таблица 1).
Таблица1
Распределение животных по сериям исследований
Номер серий Наименование серии Дата эксперимента Количество животных
1 Эксплантация 14.09.2005 15 26
полипропиленовой сетки 19.09.2005 11
2 Эксплантация ПОВМ-30 16.09.2005 22.09.2005 10 10 20
3 Эксплантация полиэфирной сетки 26.12.2005 12.04.2006 16 10 26
Перед операцией у крыс выбривали волосяной покров передней брюшной стенки в зоне вмешательства. В операционной обрабатывали кожу дважды раствором йодоперона и дважды 70 % раствором спирта. Усыпление животного производили посредством помещения его в специальную стеклянную колбу, в которой создавали повышенную концентрацию паров эфира. Процесс погружения в наркоз контролировали визуально и по истечении фазы возбуждения животное извлекали из колбы. Поддержание общей анестезии осуществляли проведением масочного эфирного наркоза по открытому контуру. Достигнув хирургической стадии наркоза, выполняли срединный продольный разрез кожи передней брюшной стенки и подлежащих тканей. Тупо препарировали предбрюшинное пространство на участке квадратной формы с длиной стороны порядка 1,3 см. В образованное пространство помещали заранее приготовленный имплантат (полипропиленовая сетка, ПОВМ-30, полиэфирная сетка) размером 1x1 см. Имплантат не фиксировали к окружающим тканям. Послойное восстановление рассеченных тканей непрерывным рассасывающимся (викрил 6/0) швом с подкожным расположением последнего. Кожу в области раны обрабатывали раствором йода. По завершении вмешательства мягкие ткани в окружности операционной раны инфильтрировали раствором антибиотика широкого спектра действия из расчета 0,01 г на 0,1 кг веса животного. Из состояния наркотического сна крыс выходили спустя 10-15 минут после прекращения масочной подачи эфира. Осложнений в раннем послеоперационном периоде, связанных с наркозом, отмечено не было. У восьми крыс в поздние сроки (30-45 дней) сотрудниками лаборатории были отмечены простудные заболевания, две крысы погибли, при аутопсии диагностирована пневмония.
Для изучения отобраны все 72 животных. Результаты исследований погибших животных также вошли в опыт. Выведение животных из опыта производили на 14-е, 28-е и 90-е сутки и через 12 месяцев путем усыпления хлороформом до достижения IV стадии наркоза с остановкой дыхания и сердечной деятельности.
Для последующего гистологического изучения забиралась вся масса ткани передней брюшной стенки животного в зоне операционного рубца и имплантата с последующей фиксацией в растворе формалина. Из сделанных блоков готовили микропрепараты толщиной 10 мкм с их последующим окрашиванием и изучением.
Методы исследования экспериментальных животных
Клиническое исследование заключалось в оценке общего состояния животных, их подвижности, аппетита, наличия деформации в зоне вмешательства, болезненности при пальпации, отека и гиперемии мягких тканей.
В группе экспериментальных животных, которым производили имплантацию ПОВМ-30, отмечено отторжение имплантата через операционную рану в ближайшие 14 суток после операции у двух крыс, что явилось неприемлемым условием эксперимента.
При морфологическом исследовании окраску соединительной ткани производили гематоксилин-эозином с последующим обзорным гистологическим исследованием по общепринятым критериям: количественная и качественная оценка характеристики клеточных элементов и гистологических проявлений процессов репарации в области имплантата (реакция на имплантат, выраженность воспалительной реакции на чужеродную ткань, преобладающий вид ткани в зоне имплантата). Гистологическому исследованию подверглись целлоидиновые микропрепараты, изготовленные из фрагментов передней брюшной стенки, содержащих имплантат. Оценку стандартных участков ткани из центральной зоны имплантата проводили с использованием окулярной измерительной сетки (Г. Г. Автандилов, 1984). Учитывали объемную плотность зоны имплантата (объем новообразованной соединительной ткани в виде процентного соотношения к другим видам ткани), относительную площадь, занимаемую соединительной тканью. Изучались основные клинико-морфологические параметры реакции передней брюшной стенки на использование различных видов имплантатов при восстановлении ее целостности и восстановление ее прочности.
Сравнительное экспериментально-морфологическое исследование имплантации полотна основовязаного ворсового медицинского (полиэфирной сетки)
и полипропиленовой сетки в ткани передней брюшной стенки
В серии экспериментов по имплантации полиэфирной сетки с диаметром ячейки 1220x1340 мк отторжения материала отмечено не было. Все имплантаты прочно фиксировались к передней брюшной стенке за счет прорастания соединительнотканных элементов. Интерпозиции сальника или петель кишечника не отмечено. Смещения имплантированных протезов не произошло. Полиэфирные имплантаты были окружены тонким и нежным слоем соединительной ткани. При макроскопическом исследовании имплантаты можно было увидеть через этот слой у всех оперированных животных.
В серии экспериментов по имплантации полипропиленовой сетки реакции отторжения материала не было. Фиксация имплантатов прочная, за счет прорастания соединительной ткани. Смещения имплантатов за пределы зоны пластики не отмечено. Во всех наблюдениях сальник фиксирован к передней брюшной стенке в зоне пластики. Вокруг полипропиленовой сетки отмечено интенсивное образование соединительной ткани. При осмотре сетка не была видна через слой соединительной ткани уже на 14-е сутки после имплантации. Соединительная ткань, окружающая сетку, имела вид грубой манжеты. Толщина восстановленной брюшной стенки в данной группе больше на 30 %, чем в группе с полиэфирной сеткой.
В связи с развившейся реакцией отторжения на первом этапе эксперимента из дальнейшей разработки исключена сетка ПОВМ-ЗО.
Серийные срезы брюшной стенки проводили в поперечном направлении с целью сохранения всех ее слоев. Окраску производили гематоксилином и эозином. Микроскопию осуществляли при увеличении 10x10 и 10x40.
Результаты
Через 14 дней в тканях, окружающих полиэфирные имплантаты, наблюдали умеренную инфильтрацию. В тканях, непосредственно прилежащих к имплантату, отек был умеренным. Клеточная реакция была диффузной, преимущественно лимфогистиоцитарной, свидетельствующей о раннем начале продуктивной фазы воспаления. Фрагменты сетки были окружены формирующейся соединительнотканной капсулой (коллагеновыми волокнами), в которой отмечено незначительное скопление макрофагов. В целом, изменения в тканях определяли воспалительные изменения, характерные для фибропластической фазы (рис. 2).
к
• . • ‘ Волокна сетки
9 ЧГ “ <•
х40
Рис. 2 Полиэфирная сетка. 14-е сутки после имплантации.
Окраска гематоксилин-эозином
В эти же сроки вокруг полипропиленовой сетки наблюдали явления полнокровия и отека. Причем отек наблюдался как вокруг нитей полипропилена, так и в отдалении. Клеточный компонент воспаления был представлен лейкоцитами, маркеры продуктивной фазы воспаления были слабо выражены. Фиксация полипропиленовых нитей в тканях брюшной стенки крыс была непрочной, при выполнении среза они выпадали из препарата, и зоны расположения их выглядели как пустоты (рис. З).
Спустя 28 суток в зоне имплантации полиэфирной сетки наблюдали умеренно выраженную продуктивную реакцию, представленную фибробла-стами (рис. 4).
х10
Рис. 3 Полипропиленовая сетка. 14-е сутки после имплантации. Окраска гематоксилин-эозином
х40
Рис. 4 Полиэфирная сетка. 28-е сутки после имплантации.
Окраска гематоксилин-эозином
В зоне полиэфирного имплантата в меньшей степени были выражены кровоизлияния. Вокруг полипропиленового протеза продолжалась фаза воспаления, наблюдалась инфильтрация тканей, представленная лимфогистио-цитарными элементами, моноцитами, макрофагами и единичными эозинофи-лами (рис. 5).
Коллагеновые волокна выявлялись неравномерно. К исходу 28 суток в одном наблюдении вокруг полипропиленового имплантата как исход бурной воспалительной реакции образовалась гранулема инородного тела, представленная мононуклеарными фагоцитами с гигантскими многоядерными клетками (рис. 6).
х40
Рис. 5 Полипропиленовая сетка. 28-е сутки после имплантации. Окраска гематоксилин-эозином
х20
Рис. 6 Гранулема инородного тела. Окраска гематоксилин-эозином
В те же сроки вокруг полиэфирного имплантата преимущественно обнаруживали гистиоциты, фибробласты и коллаген, что свидетельствовало об образовании молодой соединительной ткани (рис. 7).
В отдаленные сроки (90 суток) вокруг нитей полипропиленового имплантата регистрировали образование грубой соединительной ткани (рис. 8), очаговые инфильтраты, состоящие из лимфоцитов и гистиоидных клеток.
В других случаях находили зрелую грануляционную ткань, большое количество капилляров, макрофаги, образование фиброзной капсулы вокруг полипропиленовых нитей с продолжающимися признаками воспаления, расцененной нами как реакция на инородное тело (рис. 9).
х20
Рис. 7 Полиэфирная сетка. 28-е сутки после имплантации. Формирование молодой соединительной ткани. Окраска гематоксилин-эозином
х40
Рис. 8 Полипропиленовая сетка. 90-е сутки после имплантации. Окраска гематоксилин-эозином
Вокруг полиэфирных имплантатов наблюдали единичные фибробла-сты, утратившие ядро, и нежные коллагеновые волокна, ориентированные в разных направлениях. Волокна сетки были окружены толстыми коллагеновыми волокнами (рис. 10).
Вокруг нитей полипропиленовой сетки в ряде препаратов присутствовал массивный фиброз, остатки грануляционной ткани, единичные макрофа-гальные гранулемы. В это же время в шести микропрепаратах с полипропиленовой сеткой в зоне ее расположения отмечено утолщение и разрастание нервных волокон, проходящих в зоне сетки, которые, возможно, были повреждены во время операции с формированием микроневрином.
х40
Рис. 9 Полипропиленовая сетка. 90-е сутки после имплантации. Скопление макрофагов. Окраска гематоксилин-эозином
х20
Рис. 10. Полиэфирная сетка 90-е сутки после имплантации. Формирование коллагеновой оболочки вокруг волокон сетки. Окраска гематоксилин-эозином
На гистотопографических срезах передней брюшной стенки спустя 12 месяцев после имплантации полиэфирной сетки отмечено правильное ана-томо-топографическое соотношение слоев брюшной стенки, сохранность и полноценное строение мышечной ткани, относительная упорядоченность волокон соединительной ткани, полноценных в функциональном отношении (рис. 11).
Вокруг полипропиленовых имплантатов сформировалось толстая соединительнотканная капсула. В зоне имплантации отмечена атрофия мышц.
Анализ результатов микроскопического исследования спустя год после эксперимента показал следующие результаты. В области полипропиленовой сетки отмечен сформированный грубый соединительнотканный рубец. Как и
в ранние сроки наблюдения, прочной фиксации отдельных нитей полипропилена, входящих в состав сетки, не было. На препарате зоны расположения сетки в большинстве случаев выглядели как пустоты (рис. 12).
Рпплі/ио г*сіті/і/і
х20
Рис. 11 Полиэфирная сетка. 12 месяцев после имплантации. Окраска гематоксилин-эозином
Пустот,ы в зоне расположения полипропиленовой
сетки 1
1 V'' ії .г^^
\ '
Ш-/ - Шг?/; ■
г * \т 1 Л'З ■ г/Ш \ І 7 V и
и! * х^ШЕУГ ) Ля! с к щНЧ
Vі К*.
х20
Рис. 12 Полипропиленовая сетка. 12 месяцев после имплантации.
Окраска гематоксилин-эозином
В препаратах, содержащих полиэфирную сетку, отмечено формирование соединительной ткани, напоминающей по строению сухожильное волокно. Нити имплантата прочно фиксированы в окружающих тканях, окружены коллагеновыми волокнами.
Выводы
1. При использовании полиэфирной сетки производства НПО «МедИнж» в эксперименте для закрытия дефектов брюшной стенки подопытных животных (крыс) при соблюдении правил асептики и антисептики послеоперационный период протекает без осложнений. Отторжения полиэфирного имплантата отмечено не было. В ранние сроки (до 30-х суток) при гистологическом исследовании наблюдается классическая стадийная воспалительная реакция.
2. К 90-м суткам отмечено прорастание имплантата соединительной тканью и коллагеновыми волокнами - вокруг нитей сетки начинает формироваться соединительнотканная капсула.
3. Через 12 месяцев после имплантации полиэфирной сетки формируется соединительная ткань, напоминающая по строению сухожильное волокно.
4. Макро- и микроскопическая картина при использовании полиэфирной сетки, особенно в поздние сроки, в большей степени, чем при использовании полипропиленовой сетки, удовлетворяет запросам, предъявляемым к имплантатам.
5. По ряду параметров материал соответствует требованиям, предъявляемым к так называемому идеальному протезу.
6. В зоне имплантации полипропиленовой сетки обнаружены микро-невриномы. Данное обстоятельство отчасти объясняет длительный болевой синдром в послеоперационном периоде.
7. При использовании полипропиленовой сетки отсутствует полноценная фиксация имплантата в окружающих тканях, что, по нашему мнению, способствует избыточному образованию соединительной ткани.
8. Принимая во внимание положительные результаты проведенной экспериментальной работы, считаем, что использование полотна основовязаного ворсового медицинского с крупной ячейкой вполне обосновано в герниологии.
9. Положительные результаты экспериментальных исследований позволяют рекомендовать применение ПОВМ как материала для аллопластики грыж в клинической практике.
Для использования в клинике выбран полиэфирный эндопротез «Фтор-экс» производства Санкт-Петербургской фирмы «Линтекс», со сходным плетением ячейки, а за счет фторполимерной обработки волокна сводится к минимуму риск возможных инфекционных осложнений имплантации, обусловленный фитильными свойствами нити. Первая операция в клинике выполнена 15 января 2007 г. у пациентки М., 52 лет, страдающей рецидивной вентральной грыжей эпимезогастрия средних размеров (MW2R2 по классификации I. СЬеуге1). Выполнена комбинированная герниовентропластика по
В. И. Белоконеву в модификации. Послеоперационное течение без осложнений. Пациентка осмотрена через один, три, шесть, двенадцать месяцев. Рецидива грыжи не отмечено. Субъективных ощущений, связанных с наличием эндопротеза, нет. Пациентка довольна результатом вмешательства.
При паховых грыжах нами выполняется оригинальная пластика с комбинированным расположением полиэфирной сетки. У одного пациента выполнена оригинальная реконструкция паховой связки после пересечения последней во время операции по поводу ущемленной бедренной грыжи с формированием в послеоперационном периоде значительного дефекта. Течение послеоперационного периода у всех больных без осложнений.
Всего оперировано с использованием полиэфирной сетки 23 больных, выполнено 24 операции. Больных с паховыми грыжами - 11, со срединными вентральными грыжами средних и больших размеров - 12. Средний срок наблюдения составил шесть месяцев. Оперированные пациенты осматриваются в сроки один, три, шесть, 12 и 24 месяцев после вмешательства. Среди оперированных и осмотренных на сегодняшний день больных, которым была произведена имплантация сетки-эндопротеза из полиэфира, осложнений нет. Субъективно ни один из 23 оперированных пациентов не предъявляет жалоб, связанных с ощущением инородного тела в зоне пластики. Все пациенты взяты под амбулаторное наблюдение. Планируется продолжить изучение отдаленных результатов.
Заключение
Экспериментальная работа по изучению реакции на имплантацию различных материалов для герниопластики продолжается и по сей день. В настоящее время апробируется полиэфирная сетка с полигидроксибутиратным покрытием - биодеградируемым полимером. Первые результаты позволяют сделать вывод о предпочтительности именно данной комбинации полиэфир-ПГБ для максимального уменьшения риска возможных негативных последствий использования полиэфирной сетки. Что касается клинического применения последней, то результаты первых операций с использованием полиэфирных эндопротезов вселяют надежду на благополучное и спокойное течение не только планируемого периода наблюдения, но и всей жизни оперированных пациентов.
Списко литературы
1. Борисов, А. Е. Анализ показателей лечения больных с острыми хирургическими заболеваниями органов живота в Санкт-Петербурге за 50 лет (1946-1996 гг.) / А. Е. Борисов, А. П. Михайлов, В. П. Акимов // Вестн. хир. - 1997. - № 3. - С. 35-39.
2. Малиновский, Н. Н. Результаты хирургического лечения пациентов с наруж-
ными грыжами передней брюшной стенки // Материалы симпозиума «Актуальные вопросы герниологии» / Н. Н. Малиновский, В. П. Золотов, В. Н. Сацукевич
[и др.]. - М., 2001. - С. 6-8.
3. Amid, P. K. A 1-stage surgical treatment for posthemiorrhaphy neuropathic pain: triple neurectomy and proximal end implantation without mobilization of the cord / P. K. Amid // Arch Surg. - 2002. - Vol. 137. - С. 100-104.
4. Amid, P. K. The Lichtenstein repair in 2002: an overview of causes of recurrence after Lichtenstein tension-free hernioplasty / P. K. Amid // Hernia. - 2003. - Vol. 7. -Р. 13-16.
5. Cunningham, J. Cooperative hernia study. Pain in the postrepair patient / J. Cunningham, W. J. Temple, P. Mitchell [et al.] // Ann Surg. - 1996. - Vol. 224. - Р. 598-602.
6. Delikoukos, S. Late-onset deep mesh infection after inguinal hernia repair / S. De-likoukos, G. Tzovaras [et al.] // Hernia . - 2007. - Vol. 11. - Р. 58-62.
7. Parviz, K. Surgical Treatment for postherniorrhaphy neuropathic inguinodynia: Triple neurectomy with proximal end implantation / K. Parviz // Contemporary Surgery. -2003. - Vol. 59. - № 6 (June). - Р. 276-280.
8. Scandalakis, J. E. Testicular atrophy and neuropathy in herniorraphy / J. E. Scan-dalakis, L. J. Scandalakis, G. L. Colborn // Am Surg. - 1996. - Vol. 62. - Р. 775-782.
9. Борисов, А. Е. Новые технологии в лечении паховых грыж / А. Е. Борисов, К. Г. Кубачёв, С. Е. Митин [и др.] // Амбулаторная хирургия. Стационарзамещаю-щие технологии. - № 1 (5). - С. 36-39.
10. Ненатяжная герниопластика / под общей редакцией В. Н. Егиева. - М. : Медпракти-ка-М, 2002.
11. Dorairajan, N. Inguinal hernia-yesterday, today and tomorrow / N. Dorairajan // Indian J. Surg. - 2004. - Vol. 66. - Р. 137-139.
12. O’Dwyer, P. J. Factors involved in abdominal wall closure and subsequent incisional hernia / P. J. O’Dwyer // Educational Review. Surg J R Coll Surg, Edinburgh Ireland. - 2003. - Vol. 1 (February). - Р. 17-22.
13. De Vries Reilingh T. Repair of large midline incisional hernias with polypropylene mesh: Comparsion of three operative techniques / T. de Vries, H. van Goor, R. Bleichrodt Reilingh // Hernia. - 2004. - Vol. 8. - Р. 56-59.
14. Abul-Husn, S. The use of polyester mesh in hernia repair / S. Abul-Husn // Lebanese Med J. - 1974. - Р. 27-437.
15. Cameron, A. Carbon-fibre versus Marlex mesh in the repair of experimental abdominal wall defects in rats / A. Cameron // Taylor. Br J Surg. - 1985. - Р. 72-648.
16. Minus, R. J. Structural and mechanical aspects of prosthetic herniorrhaphy / R. J. Minus, L. F. Tinckler // Journ Biomech. - 1976. - Р. 9-35.
17. Rothwell, N. Animal experiments and the development of surgical therapies / N. Rothwell, C. Richmond, B. Daevis // International Journal of Surgery. - 2005. - Vol. 3. -Р. 17-20.
