Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Современное состояние проблемы стрессового недержания мочи у женщин 9
1.2 Биологическое действие коллагена 28
Глава 2. Материалы и методы
2.1 Схема постановки эксперимента 38
2.2 Гистологические методы исследования 42
2.3 Иммуногистохимические методы 43
2.4 Методы электронной микроскопии 44
2.5 Морфометрические методы 45
2.6 Магнитно-резонансная томография 46
2.7 Математическая обработка материала 48
Глава 3. Результаты собственных исследований
3.1 Анатомо-гистологическая характеристика зоны имплантации 50
3.2 Ангиогенез в условиях репаративной регенерации 61
3.3 Особенности ангиогенеза при имплантации Коллоста в шейку мочевого пузыря 65
3.4 Влияние Коллоста на окружающие клетки, ткани и ангиогенез через 10 дней от начала эксперимента 67
3.5 Влияние Коллоста на окружающие клетки, ткани и ангиогенез через 3 месяца от начала эксперимента 75
3.6 Влияние Коллоста на окружающие клетки, ткани и ангиогенез через 6 месяцев от начала эксперимента 79
3.7 Исследование зоны имплантации Коллоста в области шейки
мочевого пузыря с помощью магнитно - резонансной томографии 87
Заключение 89
Выводы 101
Практические рекомендации 102
Список литературы
- Современное состояние проблемы стрессового недержания мочи у женщин
- Биологическое действие коллагена
- Гистологические методы исследования
- Анатомо-гистологическая характеристика зоны имплантации
Введение к работе
Актуальность проблемы:
В настоящее время недержание мочи является одной из наиболее частых причин обращения женщин к урологу или гинекологу.
Недержание мочи у женщин - широко распространенное заболевание, частота которого среди женского населения, согласно статистическим данным, достигает от 36% до 45% (Кан Д.В. 1978-1986, Пушкарь Д.Ю. 1996, Colomb J. et al 1994). Основными причинами недержания мочи у женщин являются тяжелые затяжные или стремительные роды, особенно сопровождающиеся повреждением мышц тазового дна, и различные акушерские пособия, непосильный физический труд, травма промежности.
Проблема оптимизации лечения недержания мочи у женщин занимает одно из ведущих мест в урогинекологии. Международное общество по удержанию мочи (ICS) определило эту задачу как основную проблему, требующую углубленного изучения. Особую злободневность данной теме придает ряд обстоятельств: чрезвычайная распространенность, клинические проявления, причиняющие психологические и социальные страдания, снижение качества жизни больных.
В настоящее время предложено более 200 методов и способов оперативного лечения недержания мочи (Daral Е. et al.1994., Пушкарь Д.Ю. 1996г., Лоран О.Б. и соавт. 2001г.). Большинство из них предусматривает сужение просвета уретры, либо транспозицию дна мочевого пузыря, либо создание обструкции в области его шейки и укрепление тазового дна.
В последнее время отмечается тенденция к минимизации и упрощению техники оперативных вмешательств. Приоритет отдается слинговым (петлевым) операциям, наиболее надежным среди многочисленных оперативных вмешательств при стрессовом недержании мочи. Петлевая пластика позволяет сократить длительность операции, уменьшить объем хирургической травмы, добиться быстрой социальной адаптации пациенток.
Наиболее перспективным направлением в решении этой задачи является поиск новых биоматериалов, которые могли бы использоваться при слинговых операциях. В 1951 году впервые был применен нейлон, до этого периода использовали мерсилен, марлекс, силастик. Широкое применение при слинговых операциях в мировой практике получил полипропилен. Однако в силу несовершенства материалов их применение зачастую оказывалось неэффективным и вызывало различные осложнения.
Цель исследования:
Целью данной работы является определение возможности применения коллагена (Коллоста) в качестве материала для слинговых операций на основании экспериментальных данных.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи.
Задачи исследования:
Определить изменения соединительной ткани в шейке мочевого пузыря и уретре после имплантации коллагена (Коллоста).
Изучить иммуноморфологическую реактивность фибробластов и тканевых макрофагов в шейке мочевого пузыря и уретре до и после имплантации коллагена (Коллоста).
Изучить содержание коллагеназы в шейке мочевого пузыря и уретре до и после имплантации коллагена (Коллоста).
Оценить возможности использования коллагена (Коллоста) в качестве альтернативного материала для слинговых операций.
7 Научная новизна:
Впервые дано гистологическое обоснование применению Коллоста в качестве материала для слинговых операций при недержании мочи у женщин.
Методами иммуногистохимии показана пролиферация клеток соединительной ткани в месте имплантации Коллоста.
Впервые изучена система микроциркуляторного русла и скорость ангиогенеза в зоне имплантации Коллоста.
Исследована активность коллагеназы, а также клеток иммунной защиты при имплантации Коллоста.
Впервые изучено состояние Коллоста после его имплантации методами электронной микроскопии и МРТ.
Практическая значимость: Результаты проведенного исследования позволяют выявить преимущества коллагена по сравнению с другими биоматериалами, обосновать его использование в слинговых операциях, дать практические рекомендации по его применению. Внедрение биоматериала Коллост в клинической практике позволит избежать осложнений, возникавших при использовании синтетических материалов, таких как инфекционно-воспалительные, эрозии и другие. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о возможности и целесообразности применения Коллоста у женщин, страдающих стрессовым недержанием мочи.
Апробация работы: Результаты проведенного исследования доложены на:
Кафедральном заседании кафедры урологии и хирургической андрологии РМАПО, доклад: «Стрессовое недержание мочи, современный взгляд на проблему», Москва, 2004.
Четвертой московской ассамблее «Здоровье столицы», доклад: «Применение биоматериалов в лечении стрессового недержания мочи», Москва, 2005.
8 - Заседании кафедры урологии и хирургической андрологии РМАПО, апробация «Возможности применения коллагена (Коллоста) в качестве материала для слинговых операций по поводу стрессового недержания мочи у женщин», Москва, 2006.
Публикации: По теме диссертации опубликовано и подано в печать 6 научных работ, 2 из них - в центральной печати.
Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из: введения, обзора литературы, описания материалов и методов, главы, содержащей собственные исследования и их результаты, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего отечественных (74), зарубежных (57) авторов.
Работа изложена на 116 страницах машинописного текста, иллюстрирована 3 таблицами, 33 рисунками.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Имплантация Коллоста не приводит к развитию воспалительных изменений в тканях, повышает иммунную активность лимфоцитов и макрофагов, которые в свою очередь регулируют процессы репаративной регенерации после имплантации Коллоста.
Коллост вызывает активацию процессов неоангиогенеза, что свидетельствует об отсутствии формирования грубой рубцовой ткани в зоне имплантации.
Имплантация Коллоста в зону шейки мочевого пузыря через 6 месяцев создает соединительно-тканный жом, «манжетку», которая способствует сужению просвета шейки мочевого пузыря. Таким образом, формируется анатомический субстрат, участвующий в механизме удержания мочи, и создаются условия, уменьшающие риск непроизвольной потери мочи у женщин.
Современное состояние проблемы стрессового недержания мочи у женщин
Недержание мочи является одной из самых частых жалоб при обращении женщин к гинекологу или урологу. Частота недержания мочи у женщин в возрасте от 30 до 60 лет составляет 24%, повышаясь после 60 лет свыше 50% (2, 4, 17). Следствием данных нарушений являются серьезные физические и психологические страдания, нередко сказывающиеся на трудоспособности и приводящие к социальной дезадаптации пациенток, в связи с чем, лечение и реабилитация таких больных имеет большое медицинское и социальное значение (32, 43, 76).
Недержание мочи, проявляющееся непроизвольным выделением мочи из мочевого пузыря без позыва на мочеиспускание даже при незначительном повышении внутрибрюшного давления, является одним из приоритетных направлений научного поиска в урогинекологии (2, 40, 43). Вопросы " недержания мочи у женщин постоянно обсуждаются в печати, на пленумах, съездах и других медицинских форумах (134).
Несмотря на значительный прогресс в изучении недержания мочи у женщин, остается много нерешенных вопросов относительно причин и механизмов развития данного заболевания (1, 43, 51, 93). Согласно современным представлениям, наиболее частой причиной непроизвольного выделения мочи является нарушение функции сфинктерной системы мочевого пузыря, ослабление мышц тазового дна, снижение максимального внутриуретрального давления, смещение или дислокация проксимального отдела уретры и уретровезикального сегмента (53, 62, 64, 102). Этиологическими факторами недержания мочи наиболее часто являются роды, причем одноплодная беременность ведет к недержанию у 3,4% женщин, в то время как многоплодная является этиологическим фактором у 10% (53). Другими причинами могут служить различные хирургические вмешательства на тазовых органах, длительные хронические воспалительные заболевания мочевого пузыря и уретры, инородные тела пузыря, воспалительные инфильтраты в малом тазу, опухоли гениталий, гормональные изменения в организме женщины, а также различные травмы, переломы костей таза (3, 57, 67, 95).
Международный комитет по удержанию мочи (ICS) выделяет четыре вида недержания мочи у женщин: стрессовое, моторное, сенсорное, рефлекторное. Стрессовое недержание мочи в зависимости от степени тяжести имеет три типа: I тип характеризуется выделением мочи без видимого напряжения мышц брюшного пресса, II тип - при внезапных движениях и III тип - больные теряют мочу в положении лежа (52, 103).
В клинической практике широко используется классификация, предложенная Мс Guire (1986), в которой выделяют три типа недержания мочи: первый тип - дислокация неизмененной уретры и шейки мочевого пузыря; второй тип - дислокация неизмененной уретры и шейки мочевого пузыря в сочетании с цистоцеле и ректоцеле; третий тип - нарушение структуры уретры и шейки мочевого пузыря, связанные с множественными вмешательствами по поводу стрессового недержания мочи или после уретропластик. Данная классификация удобна для выбора метода оперативной коррекции недержания мочи (14, 75).
Несмотря на достигнутые успехи в консервативном лечении недержания мочи (15, 41, 59, 73, 104), в настоящее время основным методом лечения стрессового недержания мочи у женщин остается оперативный, эффективность которого в ближайшие 2 года после операции достигает 80% (11, 63, 65). Консервативная терапия может быть успешной только при лечении идиопатической нестабильности детрузора, в тоже время при сложных и комбинированных формах недержания мочи она не приносит желаемого результата (46, 58). Предложено более 200 оперативных пособий по коррекции недержания мочи, большинство из которых представляют лишь исторический интерес и в современной урогинекологии не используются. Это связано с обширностью вмешательств, травматичность которых порой превосходит результаты, приводит к инкурабельным состояниям. Зачастую больные, перенесшие подобные операции, оставались тяжелыми инвалидами (56, 86).
Несмотря на расширение знаний в области патофизиологии и анатомии механизмов удержания мочи в норме, вопрос о выборе наиболее эффективной операции для лечения недержания мочи остаётся спорным. Д.В. Кан (1978), различал четыре группы операций: 1. операции, восстанавливающие нормальную пузырно-уретральную анатомию чрезвлагалищным доступом; 2. различные виды позадилобковой уретропексии; 3. операции, корригирующие пузырно-уретральную анатомию и фиксирующие мышечно-связочный аппарат комбинированным доступом; 4. различные модификации слинговых (петлевых) операций.
Наиболее простой операцией, выполняющейся трансвагинально, является передняя кольпорафия. В 1913 г. Н.А. Kelly опубликовал работу, являющуюся классическим описанием данной операции, применявшейся им в течение 12 лет. Имеются многочисленные указания, что различные методы кольпоперинеорафии недостаточны для лечения стрессового недержания мочи (35, 69).
Биологическое действие коллагена
Из множества описанных хирургических методов коррекции недержания мочи в настоящее время наиболее часто применяемыми являются минимально агрессивные модификации слинговых операций и использование уретральных вдавливающих средств (50, 114, 130).
Существует широкий выбор материалов для проведения подобных операций, включающий ауто-, алло - и ксеногенные трансплантаты, а также синтетические материалы. Аутогенные материалы наименее дорогостоящие и менее склонны к инфекции и эрозии, чем другие материалы, однако необходимость больших и дополнительных разрезов, существенное увеличение продолжительности вмешательства и выраженная послеоперационная боль значительно ограничивают их применение (90, 130).
Об использовании трупного имплантата, как поддерживающего материала, впервые было сообщено в 1996 г. Аллогенные трансплантаты можно получить необходимого размера (при заборе трансплантата). Однако их инфекционный потенциал остается неизвестным (111).
В пятидесятых годах прошлого столетия, благодаря интенсивному развитию химии полимеров, появилось большое количество материалов, доступных к применению в медицине, и, в частности, в коррекции недержания мочи. Некоторые из синтетических поддерживающих материалов включают полиэтилен (Mersiline), политетрафлуороэтилен (Gore - Тех), полипропилен (Marlex), полиэстер с бычьей коллагеновой матрицей (ProteGen), Teflon, и Silastic. Положительные качества синтетических материалов заключаются в доступности, легкости изготовления, прочности, простоте стерилизации, относительной биологической инертности. Главный недостаток синтетических изделий - то, что они никогда не станут полностью интегрированными внутри организма. Не рассасываясь, они являются постоянным инородным телом в организме и могут служить потенциальным источником инфекции (23, 24, 25). Имеются сообщения о формировании специфических гранулем, абсцедировании, развитии стойкой дизурии (123). При инъецировании тефлона и подобных материалов в парауретральные ткани очень высока вероятность миграции имплантата с развитием различных видов эмболии. В связи с высоким риском применения синтетических материалов уделяется большое внимание рассасывающимся материалам, которые в процессе регенерации постепенно замещаются собственными тканями (27).
В этом отношении перспективен природный коллаген гидробионтов и наземных животных, сочетающий только положительные качества - синтетических полимеров и тканевых трансплантатов (70).
К преимуществам использования ксенотрансплантатов относятся: отсутствие необходимости в дополнительном оперативном вмешательстве на больном с целью получения аутотрансплантата; ликвидация риска заражения через чужеродный трансплантат; минимальная частота инфекционных осложнений. Не происходит эрозирования и инкапсуляции как при использовании синтетического материала.
Использование коллагена для лечения недержания мочи получило широко распространенную популярность, так как была продемонстрирована безопасность, надежность и эффективность полученных от его применения результатов. По сообщениям ряда авторов процент успеха от применения инъецируемого коллагена варьирует от 88 % - 100 %.
Достоинством коллагена и полученных на его основе коллагеновых материалов для медицины является отсутствие токсических и канцерогенных свойств, слабая антигенность, высокая механическая прочность и устойчивость к тканевым ферментам, регулируемая скорость лизиса в организме, способность образовывать комплексы с биологически активными веществами, стимуляция регенерации собственных тканей организма (70).
Материалы на основе коллагена уже сейчас активно используются во многих сферах врачебной деятельности, таких как стоматология, ожоговая хирургия, косметология и многих других. Коллагеновыми материалами лечат раны, ожоги, трофические язвы, пульпиты, их используют для пластики сосудов, клапанов, трахеи, закрытия дефектов кожи ожоговой или травматической этиологии, дефектов кости, твердой мозговой оболочки, роговицы, барабанной перепонки, печени и селезенки, а также в качестве шовного рассасывающегося материала и гемостатических средств и тампонов для заполнения костных полостей и т.д.
Нашли свое применение коллагены и в урогинекологии. Последнее — десятилетие активно обсуждается применение коллагена в лечении стрессового недержания мочи у женщин. Полученные первые результаты показывают высокую эффективность и безопасность данного метода. Однако небольшое количество наблюдений и быстро развивающийся рынок новых материалов требуют дальнейшего, более тщательного изучения данного вопроса (20, 24, 112).
В своем обзоре мы считаем необходимым более подробно остановиться на вопросах синтеза, биологических свойствах и функциях коллагена в организме.
Коллаген представляет собой фибриллярный белок, являющийся компонентом внеклеточного матрикса соединительных тканей. Это самый распространенный белок в организме человека, на его долю приходится примерно 30% от общего количества белков.
Гистологические методы исследования
С целью выявления пролиферативной активности фибробластов, макрофагов, плазматических клеток использовали моноклональные антитела PCNI, а также определяли уровень коллагеназы в клетках фибробластического ряда с помощью моноклональных антител (mc) С4 (коллагеназа 4).
Слово иммуногистохимия образовано из нескольких понятий, а именно: иммунология, гистология и химия и, точно так же как и составившие его понятия, включает в себя сложный процесс окраски тканей моноклональными антителами, которые обладают уникальной способностью специфически взаимодействовать с различными частями тканей и клеток.
Фиксированные в метакарне образцы отмывали в метаноле и хлороформе и заливали в парапласт ("Polyscienc Inc.", США). Срезы с парапластовых блоков получали на микротоме "Autocut" ("Reichert-Jung", Австрия), депарафинировали в толуоле и регидратировали в метаноле нисходящей концентрации и воде.
Затем обрабатывали 3% перекисью водорода в течение 30 минут для инактивации эндогенной пероксидазной активности. После этого срезы промывали фосфатно-солевым буфером (0,1М рН 7,4) с 0,05% Tween-20. На приготовленные срезы наносили раствор первых моноклональных антител ковалентных ядерному антигену кроличьих пролиферирующих клеток (PCNI).
Для уменьшения неспецифической сорбции первых антител срезы обрабатывали 2% неиммунной животной сывороткой, в которой были получены биотинилированные антитела против первых антител (в данном случае кролика). Неиммунную сыворотку вносили в раствор первых антител. Срезы инкубировали с первыми антителами в течение одного часа и трижды промывали 0,1% раствором бычьего сывороточного альбумина (БСА) ("Reanal", Венгрия) на 0,1М фосфатно - солевыми буфере (ФСБ). Выявление связавшихся антител проводили с помощью иммуно - ферментного метода с использованием стрептовидин - биотиновых конъюгатов с пероксидазой хрена.
Для этого на срезы, обработанные моноклональными первыми антителами, наносили вторые биотинилированные IgG ("Amersham International ріс", Великобритания). После одночасовой инкубации с противовидовыми антителами срезы промывали 0,1% раствором БСА и обрабатывали в течение 30 минут стрептовидин - биотиновым комплексом, связанным с пероксидазой хрена ("Amersham International ріс"). Затем для выявления пероксидазной активности на срезы на 10-15 минут наносили хромогенный субстрат, состоящий из одной части 3% перекиси водорода и 100 частей 0,05% раствора 3,3-диаминобензидина ("Serva", ФРГ) на 0ДМ фосфатно - солевом буфере. По окончании хромогенной реакции с образованием окрашенного продукта срезы промывали дистиллированной водой, докрашивали метиленовым зеленым, обезвоживали, просветляли в толуоле. Полученные препараты изучали в микроскопе "Биолам-ИЗ" (Россия). Проводили подсчет окрашенных моноклональными антителами клеток в 10 полях зрения при увеличении объектива х 40, затем вычисляли среднее количество окрашенных клеток в одном поле зрения, разделив полученное число на 10.
В настоящее время сканирующая электронная микроскопия, на наш взгляд, является адекватной методикой морфологического исследования, поскольку на одном и том же препарате возможно исследование всех его конструктивных характеристик в широком диапазоне увеличения и на больших площадях.
Для морфологического исследования мы использовали методику сканирующей электронной микроскопии нативных препаратов (СЭМНП). СЭМНП. Для приготовления нативных препаратов ткань шейки мочевого пузыря в месте имплантации Коллоста отмывали от крови с помощью гепаринизированной среды 199 и фиксировали 2,5% раствором глютарового альдегида на среде 199, дофиксировали в том же фиксаторе, обрабатывали 1% раствором осмиевой кислоты, обезвоживали в этаноле восходящей концентрации. Из 96% этанола образцы замораживали в жидком азоте и раскалывали. После оттаивания в 96% этаноле процесс обезвоживания продолжался, препараты высушивали путем перехода в критическую точку СО2 и напыляли золотом или платиной. В ряде случаев раскалывание образцов не проводили, а исследовали препараты, резанные свежим лезвием бритвы после дофиксации. Анализ нативных препаратов проводили в сканирующем электронном микроскопе Phillips PSEM - 500х со съемкой на коммерческую широко - и узкоформатную пленку.
Плотность лимфо - гемомикроциркуляторного русла в месте имплантации Коллоста определяли с помощью методов СЭМНП. Полученные с помощью СЭМНП негативы проецировали с фотоувеличителя на бумагу "в клетку" при стандартном увеличении и обводили контуры микрососудов. Площадь сосудов определяли в процентах от общей площади препарата, которая измеряется в условных единицах.
Анатомо-гистологическая характеристика зоны имплантации
Крупные артериальные стволы диаметром в 70 мкм располагаются в мышечном слое пузыря. От данного артериального ствола по направлению к слизистой идут более мелкие артерии диаметром до 30 - 40 мкм, которые в слизистой оболочке пузыря делятся на капилляры. Диаметр капилляров, образующих данную сеть, равен 5-6 мкм. Сосудистая сеть серозной оболочки представлена в виде отдельных сосудов диаметром до 10 - 12 мкм. Нервный аппарат стенки мочевого пузыря кролика.
В наружном слое стенки мочевого пузыря имеется обширное интрамуральное нервное сплетение, состоящее из крупных стволов и ганглиозных образований. Нервные клетки ганглия диаметром 3-4 мкм, структура их зернистая из - за интенсивного расположения гранул. Клетки округлой и грушевидной формы. Подходящие к ганглию нервные стволы образуют сложное сплетение среди ганглиозных клеток. Волокна преимущественно тонкие, безмякотные. Удается проследить и тонкие миелиновые волокна, дихотонически делящиеся между ганглиозными клетками. По ходу сосудов наблюдаются проходящие тонкие нервные волоконца (рис.14). образований (2). Окраска по Бельшовского - Гросс, микрофото, увеличение х 56.
В мышечном слое стенки пузыря отчетливо видны гладкомышечные клетки, среди которых определяется интрамуральное нервное сплетение, состоящее из тонких волоконец, расположенных по ходу мышечных клеток. Иногда удается проследить ветвление этих тонких волоконец на порядковые ветви. Нервные стволы состоят из тонких, гладких, четко контурирующихся нервных волоконец.
Поскольку при обеспечении хирургического доступа в зоне шейки мочевого пузыря происходит травматизация не только рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, но и кровеносных микрососудов, нами были изучены процессы неоангиогенеза, как показатель отсутствия формирования грубой рубцовой ткани в зоне имплантации. 3.2 Ангиогенез в условиях репаративной регенерации.
В настоящее время сложились представления о механизмах ангиогенеза, последовательности событий в ранние и поздние сроки этого процесса, об ультраструктурной организации вновь образованных микрососудов. Неоангиогенез начинается с миграции эндотелиальных клеток, которая проявляется образованием на базальной плазмолемме псевдоподий, проникающих через разрушенную протеазами базальную мембрану. Миграция в свою очередь инициирует начало синтеза ДНК и пролиферацию эндотелиоцитов. Последняя обеспечивает как бы накопление потенциала роста, являющегося в дальнейшем строительным материалом для нового сосуда. После образования капиллярной почки происходит ее канализация и установление циркуляции в ней крови. Новообразованные микрососуды характеризуются сниженными барьерными свойствами стенок. Участие в процессе созревания стенок перицитов делает сосуды менее проницаемыми и блокирует их дальнейший рост.
Регенерационный ангиогенез происходит при заживлении ран. Во всех случаях регенерационного ангиогенеза росток капилляра, составленный эндоплазматической клеткой, внедряется в экстракапиллярный матрикс соединительной ткани. Регенерация и рост кровеносных капилляров в окружении соединительной ткани протекают параллельно, что сопровождается дифференциацией клеточного состава и фиброзных элементов. Темпы пролиферации капилляров возрастают по мере увеличения концентрации фибробластов. Насыщение интерстиция коллагеновыми фибриллами и развитие базальной мембраны приводят к упорядочению распределения капилляров, их канализации и формированию сетей.
Свертывание крови содействует заживлению раны и стимулирует рост сосудов. Заживление раны в подавляющем большинстве случаев сопровождается воспалением.