Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время тканевая инженерия и клеточная терапия (которая подразумевает применение стволовых клеток, клеток предшественников и дифференцированных клеток) начинает применяться в клинической практике для лечения дегенеративных заболеваний и пороков развития, при ожогах и травмах, при позднем гидро- и уретерогидронефрозе, а также при стоматологических и косметологических операциях [Аляев Ю.Г., Григорян В.А. и соавт., 2007; Репин В.С., Сухих Г.Т., 1998; Бокерия Л.А. и соавт., 2004; Угрюмов М.В. и соавт., 2004; Strasser H. et al., 2004; Nishida K. et al., 2004; Yoshikawa T. et al., 2004; Schimming R. et al., 2004; Kashiwa N. et al., 2004]. Вместе с тем, существующие протоколы лечения требуют дальнейшего совершенствования и развития. Современные разработки биомедицины, и в частности тканевой инженерии, могут быть использованы с целью повышения результативности лечения при восстановлении утраченных функционально значимых тканей.
Наибольший прогресс в развитии данных направлений достигнут в таких специальностях, как онкология, травматология, стоматология, хирургия, урология и андрология. Оперативная андрология является важной составной частью урологии и представляет собой область знаний о хирургической коррекции органов мужской половой системы при различных заболеваниях или в эстетических целях. В большей части случаев собственной ткани органа при его дефекте или поражении бывает недостаточно, и тогда встает вопрос о поиске материалов и способов, которые могли бы заменить или восстановить недостающую часть органа или ткани.
Анализ заболеваемости и общей распространенности андрологической патологии среди населения России демонстрирует повышение потребности в оперативной помощи андрологическим больным, постоянное увеличение выполнения эстетических корригирующих вмешательств на мужских половых органах.
Традиционно для восстановления и замещения тканей и органов в оперативной андрологии используются аутологичные материалы – кожные лоскуты и трансплантаты, аутологичный жир, препуций, фасциальные лоскуты и т.п., однако при их использовании, особенно это касается неурологических тканей, наблюдаются различные неблагоприятные эффекты. Другим распространенным подходом является использование различных синтетических нерассасывающихся материалов. При использовании вышеупомянутых подходов не всегда достигается клинически благоприятный эстетический и функциональный результат из-за проблем механического, структурного, функционального плана либо по причине биологической несовместимости [Cartwright P.C. et al., 1989; Atala A., 1997].
Основные проблемы при использовании синтетических нерассасывающихся материалов связаны с неотработанной хирургической техникой, формированием камней в областях их использования. В большинстве случаев на месте трансплантации ауто- или аллологичного лоскута возникают контрактуры или происходит его рассасывание (резорбция) вследствие воспалительного ответа или недостатка нормальной регенерации мышечной ткани.
Идеальный материал для замещения любого органа мочеполовой системы должен обладать следующими свойствами: не вызывать фиброза и образования бляшек после операции, не вызывать фиброза подлежащих тканей, обладать хорошей гистосовместимостью, сохранять эластичность в процессе замещения дефекта.
При анализе методик утолщающих фаллопластик отмечается, что при использовании аутологичного жира эстетические результаты являются непредсказуемыми в связи с резорбцией жира; использование сеток из синтетических нерассасывающихся материалов связано с повышением риска воспалительного процесса в послеоперационном периоде; использование перемещенных лоскутов характеризуются высокой технической сложностью.
При повторной имплантации протезов полового члена часто наблюдается недостаточность и слабость белочной оболочки полового члена, что приводит к эрозии протезов, требующей хирургической коррекции. В этом случае при повторной имплантации протезов обеспечить нормальные эстетические и функциональные результаты – значит восстановить структуру белочной оболочки. Использование для этого перемещенных лоскутов, синтетических нерассасывающихся сеток в целом сложно и малоэффективно [Щеплев П.А., Курбатов Д.Г., 2002].
Анализ специальной литературы показал, что существует множество перспективных направлений в реконструкции полового члена при повторной имплантации протезов полового члена и для эстетической коррекции толщины пениса. Однако перспективы повышения функциональной эффективности реабилитации пациентов полностью не исчерпаны. Существующие методы недостаточно эффективны, так как они не позволяют восстанавливать все составляющие элементы органа с использованием однородного (близкого по морфологической, анатомической и функциональной структуре) материала. Идеальным материалом для такого рода операций может стать только собственная ткань органа, а наиболее перспективным методом ее получения является тканевая инженерия. Принцип тканевой инженерии – восстановление нормальной структуры органа или ткани путем использования специальных рассасывающихся полимеров либо в сочетании с аутологичными клетками, либо изолированно.
Поэтому большой интерес как в практическом отношении, так и в научном плане представляет использование специальных синтетических рассасывающихся материалов в эстетической и реконструктивной хирургии полового члена.
При обилии такого рода полимеров в экспериментальных исследованиях наблюдается различная их эффективность, даже при одинаковом строении, а алгоритм оценки полимеров с целью прогнозирования результатов их клинического использования не разработан.
В последние годы появились новые методики получения ткани на трехмерных полимерных матриксах, которые можно использовать при трансплантации с целью восстановления утраченных тканей [Krettek C., 2002; Zimmermann W.H., Eschenhagen T., 2003; Cancedda R. et al., 2003; Bosch U., Garner J.P., 2004]. Биосовместимые матриксы для создания тканеинженерных конструкций должны характеризоваться широким спектром параметров. Для совершенствования существующих и разработки новых материалов для тканевой инженерии необходима разработка модели, которая позволила бы проводить изучение особенностей взаимодействия клеток с трехмерным внеклеточным матриксом в ходе формирования новых тканей. В данной работе мы разработали такую модель и апробировали ряд подходов, которые позволяют изучать пролиферацию клеток и оценивать их функциональное состояние во время культивирования в трёхмерном матриксе. В качестве полимера был использован матрикс из сополимера молочной и гликолевой кислот (ПЛПГ), представляющий собой биодеградируемый синтетический материал, разработанный для тканевой инженерии.
Цель исследования
Обоснование и разработка методики применения тканевой инженерии в оперативной андрологии.
Задачи исследования:
-
Провести экспериментальное исследование взаимодействия культуры клеток HeLa с биополимером полилактогликолевой кислоты, оценить их жизнеспособность при культивировании, уровень окислительного стресса.
-
Выработать методику, показания, противопоказания к использованию тканевой инженерии при эстетическом утолщении полового члена, провести анализ результатов.
-
Сравнить эффективность использования рассасывающегося полимера полилактогликолевой кислоты для утолщения полового члена при изолированном применении и в сочетании с культурой культивированных аутофибробластов.
-
Выработать методику, показания, противопоказания к использованию тканевой инженерии при реконструкции белочной оболочки полового члена при реимплантации протезов полового члена, провести анализ результатов.
-
Оценить стабильность результатов операций по эстетическому утолщению полового члена и реконструкции белочной оболочки полового члена.
Научная новизна
Впервые в оперативной андрологии разрабатывается возможность применения тканевой инженерии в виде имплантации синтетических рассасывающихся полимеров. Проводится экспериментальное обоснование возможности взаимодействия клеток человека с биоматериалами. Проводится исследование по применению указанных принципов в эстетической и реконструктивной хирургии полового члена. В представляемой работе были оценены закономерности прикрепления и пролиферации клеток линии HeLa в полимерах полилактогликолевой кислоты, а также оценены некоторые параметры, отражающие состояние клеток в полимере и развитие в них окислительного стресса.
На основании результатов проведенного клинико-экспериментального исследования разработана и научно обоснована методика реконструкции белочной оболочки полового члена и утолщения полового члена с применением метода тканевой инженерии.
Предложена совершенно новая методика реконструкции белочной оболочки полового члена и утолщения полового члена.
Практическая значимость работы
Разработанная методика оценки биополимерных материалов, используемых в оперативной андрологии, позволяет прогнозировать клинические результаты их использования и разработать подходы для улучшения результатов применения таких материалов.
Разработанная методика реконструкции белочной оболочки полового члена и утолщения полового члена у андрологических больных позволяет восстановить все составляющие элементы органа, а также функционально достаточный объем и форму.
На основе проведенных исследований определены показания и противопоказания к данному методу реконструкции белочной оболочки полового члена и утолщения полового члена.
Представленные результаты исследования могут служить основой для практического применения данного метода в клинической практике, а также позволяют продолжить разработку и усовершенствование методики для реконструкции других органов и тканей, что может быть использовано в других хирургических специальностях.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Для прогнозирования эффективности использования биополимеров в андрологии, они должны быть исследованы на предмет взаимодействия с клетками по универсальной методике культивирования с оценкой жизнеспособности и стрессоустойчивости. Полимеры полилактогликолвой кислоты являются приемлемым субстратом для роста и развития клеток.
-
Операция имплантации рассасывающихся полимеров является эффективной операцией выбора при необходимости выполнения утолщающей фаллопластики и позволяет добиться стабильного увеличения окружности полового члена.
-
Эффективность утолщения полового члена при использовании полимера и полимера в комбинации с культурой аутофибробластов сопоставима и статистически не различается.
-
У пациентов со слабостью белочной оболочки при повторной имплантации протезов полового члена использование трехмерных рассасывающихся полимеров для корпоропластики является эффективным методом укрепления белочной оболочки и позволяет добиться адекватной сексуальной функции.
Внедрение результатов работы в практику
Результаты работы внедрены в практическое здравоохранение Смоленской областной клинической больницы, учреждений здравоохранения Клинского муниципального района; а также в практику ГУ Научный центр биомедицинских технологий РАМН.
Апробация работы
Материалы диссертации доложены на:
-
8 Конгресс Европейского общества по сексуальной медицине. Дания, Копенгаген, 3-5 декабря 2005 г.
-
Международный мастер-класс по хирургической андрологии WORLD OF ANDROLOGY-3, Москва, 20-21 ноября 2006 г., ФГУ КБ УД Президента РФ.
-
Первый конгресс Иорданского общества русскоговорящих врачей, 29-30 ноября 2006, Амман, Иордания.
-
Конференция по поликлинической хирургии кафедры поликлинической хирургии ГОУ ДПО «РМАПО Росздрава», Институт им. Вишневского, Москва, 13 декабря 2006.
-
Международный Конгресс по андрологии, 27-29 апреля 2007, Сочи, ОК «Дагомыс» УД Президента РФ.
-
Симпозиум: Высокотехнологичная помощь в урологии: проблемы и перспективы развития, Москва, 26 сентября 2007, ФГУ НИИ Урологии Росмедтехнологий.
Публикации результатов исследования
По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них три в журналах, включенных в «Перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий…» ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 151 странице, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа снабжена 23 рисунками и 22 таблицами. Литературный обзор содержит 45 отечественных и 181 иностранный источник.
