Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 11
1.1. Современное представление об этиологии и патогенезе послеоперационных спаек брюшной полости 11
1.2. Способы профилактики послеоперационного спаечного процесса брюшной полости и спаечной болезни брюшины 22
1.3. Методы моделирования спаек брюшной полости в эксперименте 34
ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования 42
2.1. Материалы исследования 42
2.2. Методы исследования 45
ГЛАВА 3 Разработка критериев оценки выраженности спаечного процесса брюшной полости и способа его моделирования 58
3.1. Разработка критериев оценки выраженности спаечного процесса брюшной полости 58
3.2. Разработка способа моделирования послеоперационных спаек брюшной полости 67
ГЛАВА 4 Экспериментальное обоснование противоспаечной эффективности геля метилцеллюлозы 73
4.1. Изучение свойств метилцеллюлозы в опытах in vitro 73
4.2. Изучение влияния метилцеллюлозы на интактный организм при ее внутрибрюшном введении 77
4.3. Сравнительная противоспаечная активность геля ме-тилцеллюлозы, натрий-карбоксиметилцеллюлозы и поли-глюкина 84
4.4. Экспериментальное обоснование применения метил-целлюлозы для профилактики интраоперационного высыхания брюшины 93
4.5. Экспериментальное обоснование применения геля метилцеллюлозы для профилактики рецидива спайкообразования 104
Заключение 112
Выводы 118
Практические рекомендации 119
Список литературы 121
- Современное представление об этиологии и патогенезе послеоперационных спаек брюшной полости
- Разработка критериев оценки выраженности спаечного процесса брюшной полости
- Изучение влияния метилцеллюлозы на интактный организм при ее внутрибрюшном введении
- Экспериментальное обоснование применения метил-целлюлозы для профилактики интраоперационного высыхания брюшины
Введение к работе
Актуальность.
Несмотря на современный прогресс в медицинской науке, до настоящего времени проблема послеоперационного спаечного процесса брюшной полости (СПБП) и спаечной болезни брюшины (СББ) остается одной из актуальных проблем общей хирургии. Число больных продолжает увеличиваться пропорционально количеству оперативных вмешательств, а спаечные осложнения занимают одно из первых мест в структуре послеоперационной летальности. Болезнь поражает преимущественно пациентов молодого, трудоспособного возраста, что представляет собой значительную медицинскую и социальную проблему [19, 45, 160, 153, 156]. Некоторые вопросы этиологии и патогенеза послеоперационного СПБП, как указывают многие авторы, мало изучены [1, 58, 67, 180, 182].
По данным Международного общества изучения спаек (International Adhesion Society, Dallas, TX, USA), послеоперационный СПБП является самым частым осложнением хирургических вмешательств на органах брюшной полости. По поводу абдоминальных спаек ежегодно в хирургических отделениях лечится 1% прооперированных ранее больных, у 50-75% этой категории пациентов развивается кишечная непроходимость с высокой летальностью (13-55%). Консервативное лечение СББ малоэффективно, а после оперативных вмешательств ее рецидивы составляют 32-71%о [144], надежные средства профилактики послеоперационного СПБП до настоящего времени, как указывают многие авторы, отсутствуют [29, 65, 120, 156, 160].
Вследствие развития новых технологий, в последние годы активно разрабатываются и внедряются в клиническую практику различные «барьерные» противоспаечные средства. Использование с профилакти-
ческой целью подобных методов является этиопатогенетически обусловленным. С одной стороны, данные препараты разобщают раневые поверхности на время, необходимое для регенерации поврежденной брюшины, препятствуют их консолидации, склеиванию фибрином и спайкообразованию, с другой стороны, поврежденная брюшина покрывается защитным слоем профилактического средства, что способствует ее регенерации. Однако существующие «барьерные» средства обладают недостаточной противоспаечной эффективностью, дорогостоящи и труднодоступны отечественному потребителю. В связи с этим считаем актуальным разработку новых индифферентных рассасывающихся барьерных средств профилактики послеоперационного СПБП и апробацию их в условиях эксперимента.
Целью настоящего исследования послужило экспериментальное обоснование эффективности использования геля метилцеллюлозы (МЦ) для профилактики послеоперационного спаечного процесса брюшной полости.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Разработать адекватный цели исследования способ моделирования спаечного процесса брюшной полости и критерии оценки его выраженности.
В опытах in vitro изучить кинематическую вязкость, уровень рН и осмотическую активность геля МЦ, провести его микробиологические исследование.
Исключить потенциальные негативные влияния геля МЦ на ин-тактный организм при его внутрибрюшном введении в условиях эксперимента.
Провести сравнительные исследования противоспаечной эффективности геля МЦ, геля натриевой соли карбоксиметилцел-люлозы (Na-КМЦ) и полиглюкина.
Изучить эффективность применения геля МЦ для профилактики высыхания брюшины во время лапаротомных вмешательств.
Оценить результаты применения геля МЦ для профилактики рецидива спайкообразования.
Научная новизна.
Впервые для профилактики интраоперационного высыхания брюшины при лапаротомных операциях (патент на изобретение № 2199325), профилактики послеоперационного СПБП (положительное решение о выдачи патента № 2002105340/14) и его рецидивирования (положительное решение о выдаче патента № 2001128330/14) предложено применение МЦ водорастворимой в виде водных растворов и геля. Изучено влияние геля МЦ на интактный организм при его внутрибрюш-ном введении и обоснована возможность внутрибрюшного пути его введения. Впервые в сравнительном аспекте изучена противоспаечная эффективность геля МЦ. Разработан способ моделирования послеоперационного спаечного процесса брюшной полости (удост. на рац. предложение № 1544-03 от 03.03.2003), сконструировано устройство для его осуществления (удост. на рац. предложение № 1550-03 от 12.03.2003). Предложена система оценки выраженности спаечного процесса методом семантического дифференциала (удост. на рац. предложение № 1441-01 от 14.02.2001). В эксперименте на животных использовано устройство для дозированной дачи ингаляционного наркоза мелким лабораторным животным собственной конструкции (удост. на рац. предложение № 1436-01 от 12.02.2001). Разработан и использован в эксперименте способ
8 оценки общего состояния мелких лабораторных животных (удост. на рац. предложение № 1438-01 от 14.02.2001).
Практическая значимость работы.
Использование в клинической практике после соответствующих стандартных доклинических исследований и клинических испытаний геля МЦ в качестве противоспаечного профилактического средства позволит уменьшить выраженность СПБП и осложнений, с ним связанных. В ходе работы созданы: управляемая модель СПБП, которая позволяет проводить экспериментальные исследования противоспаечных средств в стандартных условиях, способ оценки выраженности спаечного процесса, что может быть использовано как в научно-исследовательской работе, так и в практической деятельности лечебно-профилактических учреждений.
Реализация работы.
Полученные в ходе исследований результаты использованы в научно-исследовательской работе и учебном процессе (на практических занятиях и лекциях) на кафедрах оперативной хирургии и топографической анатомии, фармацевтической технологии, общей хирургии, хирургических болезней № 1 и № 2 Курского ГМУ, кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Волгоградской ГМА, кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Санкт-Петербургской ГМА, кафедре госпитальной хирургии Воронежской ГМА. Результаты, полученные в ходе работы, использованы в секционной практике пато-логоанатомического отделения больницы скорой медицинской помощи г. Курска и Курского областного патологоанатомического бюро.
Результаты исследований легли в основу изобретений «Способ профилактики интраоперационного высыхания брюшины», «Способ
9 профилактики образования послеоперационных спаек серозных полостей» и «Способ разделения соединительнотканных сращений (спаек) брюшной полости», а также 6 рационализаторских предложений.
Структура и объем диссертации.
Диссертация написана на русском языке, изложена на 146 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы: 128 отечественных и 117 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 22 таблицами и 43 рисунками, включающими диаграммы, графики, макро и микрофотографии.
Апробация работы.
Основные положения работы доложены на 66-й Научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы медицины и фармации» (Курск, 2001), II Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии, экспериментальной и клинической медицины» (Орел, 2001), Третьей Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2002), 67-й научной сессии КГМУ и отделения медико-биологических наук Центрально-Черноземного научного Центра РАМН (Курск, 2002), Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы видеоэндохирургических вмешательств в хирургии и гинекологии» (Воронеж, 2002), I Всероссийской университетской научно-практической конференции молодых ученых и студентов по медицине (Тула, 2002), Межрегиональной конференции хирургов, посвященной 70-летию профессора В.И. Булынина, (Воронеж, 2002), III Международной научно-практической конференции «Санкт-Петербургский научный форум» (Санкт-Петербург, 2003), IV Международной научно-
10 практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2003), заседании кафедр хирургического профиля Курского ГМУ (Курск, 26.12.2003).
Положения, выносимые на защиту:
Разработанный способ моделирования абдоминальных спаек, позволяющий создать в эксперименте стандартные условия для проведения исследований по профилактике и лечению спаечной болезни брюшины.
Предложенный способ определения выраженности спаечного процесса методом семантического дифференциала, позволяющий объективно описать патоморфологические изменения брюшной полости, обусловленные спаечным процессом, и оценить их выраженность.
Гель МЦ обладающий высокой противоспаечной эффективностью и имеет преимущества перед другими средствами, применяемыми в клинической практике для профилактики послеоперационных спаек брюшной полости.
Гель МЦ может быть использован для профилактики интраоперационного высыхания брюшины.
Современное представление об этиологии и патогенезе послеоперационных спаек брюшной полости
Универсальный защитно-приспособительный механизм, направленный на отграничение патологического процесса, реваскуляризацию и регенерацию поврежденных тканей, зачастую приобретает патологические черты и становится причиной спаечной кишечной непроходимости (СКН). Под влиянием суммы факторов, воздействующих на брюшину во время оперативных вмешательств, происходит ее повреждение с последующей активизацией в послеоперационном периоде стандартных реге-нераторно-репаративных процессов. Как непосредственно сама хирургическая агрессия, так и прочие факторы в своей совокупности служат пусковым механизмом в развитии воспалительного процесса, приводящего к образованию спаек.
Этиологические факторы, ведущие к повреждению брюшины, чрезвычайно разнообразны. Одно из ведущих мест отводится механической травме в результате использования хирургических инструментов, грубых манипуляций во время операции, повреждения мезотелия сухими марлевыми салфетками и т.д. Сама лапаротомия, как бы осторожно она ни производилась, является фактором, предрасполагающим к спайкообразованию. Для возникновения спаек достаточно легкой травматизации серозной оболочки, чего при любой операции избежать практически невозможно. Наблюдения А.А. Заварзина (1976) показали, что спайки и сращения образуются лишь при слущивании мезотелия. М.А. Барон (1980) же считает, что наибольшей потенциальной опасностью развития перитонеальных спаек является нарушение целости базальной мембраны [100]. В связи с внедрением в последнее время в клиническую практику малоинвазивной хирургии, роль этих факторов в развитии СПБП удалось снизить [201]. Тем не менее, и сегодня любое оперативное вмешательство является травматичным и влечет за собой риск развития внут-рибрюшных сращений [105, 176].
Особое значение приобретает влияние высокого давления углекислого газа при создании искусственного пневмоперитонеума в лапароскопической хирургии. По мнению ряда авторов, длительная компрессия органов брюшной полости в условиях повышенного внутрибрюшного давления ухудшает микроциркуляцию брюшины, вследствие сдавления сосудов ее микроциркуляторного русла, и может способствовать спай-кообразованию. Риск возникновения спаек увеличивается, если инсуф-лятор не оснащен кондиционером и подает в брюшную полость не увлажненный и не подогретый до температуры тела газ [245]. Однако клинические исследования показывают, что выраженность спайкообразова-ния при лапароскопическом способе лечения значительно ниже в сравнении с традиционной лапаротомиеи, это, по-видимому, связано с меньшей инвазивностью данного метода [59, 46, 190].
К интраоперационным адгезиогенным факторам относят высыхание брюшины. Эвентрация кишечника на 20 минут и более в последующем влечет за собой образование спаек, что подтвердил в эксперименте еще Walthart в 1893 г. [22, 71,213].
Влияет на спайкообразование и температурный фактор. Способствует этому охлаждение или излишнее обогревание кишечных петель. Использование диатермокоагуляции, электроножа, хирургического лазера во время оперативных вмешательств, ведет к глубокому некрозу брюшины с образованием вокруг него зоны повреждения и развитию СПБП [45]. Различные химические вещества (спирт, йод и др.) при попадании на брюшину вызывают ее химический ожог и могут привести к развитию спаек [77].
В литературе имеются многочисленные указания на инородные тела как на источник спайкообразования. К ним относятся швы, особенно если они накладываются в избытке; дренажи также ведут к местному процессу спайкообразования. К инородным телам, которые ведут к тем же последствиям, следует отнести всевозможные порошки, масла. Тальк из перчаток приводит к образованию гранулем, активации вокруг них продуктивного воспаления и образованию спаек. Роль талька в образовании спаечного процесса настолько очевидна, что он стал одним из основных способов моделирования внутрибрюшных сращений в эксперименте на животных. Сульфаниламиды и сухие антибиотики, примененные в порошках или в недостаточном разведении, ведут к образованию спаек [142, 166].
По наблюдениям многих авторов, хирургическая патология, сопровождающаяся попаданием в брюшную полость инфекционных агентов, является частой причиной СПБП. Так, отмечено, что после перфорации полых органов, перитонита, операций, связанных со вскрытием просвета кишки, спайки развиваются гораздо чаще. Говоря о роле септического фактора, некоторые исследователи приходят даже к противоположным выводам и считают, что инфекция тормозит образование спаек, так как при лизисе микроорганизмов и лейкоцитов выделяются про-теолитические ферменты, которые препятствуют возникновению спаек брюшины [45, 97].
Тем не менее, в настоящее время не подлежит сомнению роль микроорганизмов в патогенезе спаек после перенесенного перитонита. Септическое воспаление брюшины приводит к ее повреждению вследст-вии действия агрессивных эндо- и экзотоксинов патогенной флоры. Не 14 которые авторы придают значение и характеру инфекции: так, колиба-циллярная флора, провоцируя образование экссудата, богатого фибрином, в большей степени способствует формированию спаек, по сравнению со стрептококковой, при которой фибрина в выпотевающей жидкости брюшной полости значительно меньше [76, 162, 183].
Любой хронический процесс в брюшной полости, если он выходит за пределы органа, неизбежно влечет за собой спайкообразование. Таково происхождение перидуоденита, перигастрита, периаппендицнта и т.д., как следствие язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, холецистита, аппендицита. Характерной особенностью спайко-образования при большинстве хронических воспалений является отсутствие наклонности к генерализации спаечного процесса. Процесс ограничивается locus morbi [8, 46, 81].
Иначе обстоит дело при острых хирургических заболеваниях, при которых чем чаще возникает перитонит, местный или разлитой, тем обширнее и с большей тенденцией к генерализации протекает процесс образования спаек. Поскольку среди острых хирургических заболеваний острый аппендицит имеет наибольший удельный вес, а оперируемость в этой группе больных высока, то и спаечный процесс, как следствие ла-паротомии главным образом связан с аппендэктомией [111, 198, 200].
Ишемия тканей замедляет процесс регенерации брюшины. Возникающая гипоксия снижает скорость ремезотелизации и стимулирует рост соединительной ткани [2, 162].
Разработка критериев оценки выраженности спаечного процесса брюшной полости
Учитывая данные обзора литературы, мы посчитали необходимым разработать собственную управляемую модель СГТБП для целей экспериментального изучения эффективности различных противоспаечных профилактических средств.
Предложенная А.А. Воробьевым и А.Г. Бебуришвили (2001) методика моделирования «внутрибрюшной адгезии» заключается в десеро-зировании купола слепой кишки на участке размером 1,0 на 0,5 см и подвздошной кишки на расстоянии 1 см от илеоцекального угла площадью 1,0 на 0,5 см. На боковой стенке живота в области правого бокового канала авторы иссекают участок париетальной брюшины 1,0 на 0,5 см. [29]. В связи с тем, что и с целью адаптированности, воспроизводимости, статистической достоверности и экономичности для моделирования СПБП более рационально использовать в качестве подопытных животных крыс, видим в вышеизложенном способе ряд недостатков. Использование подобной методики у крыс и других мелких лабораторных животных проблематично из-за незначительной величины слепой кишки и высокой вероятности ее перфорации в момент удаления брюшинного покрова. Кроме того, данный способ трудоемок и требует больших затрат времени.
Собственный способ создания асептической модели послеоперационного СПБП основан на травмировании висцеральной и париетальной брюшины механическим способом и заключается в десерозирова-нии внутренней поверхности вентральной стенки подвздошной области и скарификации всей поверхности слепой кишки (рис. 2).
Схема десерозрования внутренней поверхности вентральной стенки в подвздошной области и скарификации поверхности слепой кишки. 1 - участок де-серозированной брюшной стенки, 2 - скарифицированная поверхность слепой кишки.
При этом скарификация полого тонкостенного органа представляет определенную опасность перфорации с последующей гибелью животного или развитием массивного спаечного процесса, что потребует выбраковки животного из экспериментальной серии. В настоящее время предложено множество способов скарификации серозных покровов. Так, способ, предложенный Р.Д. Магалашвили, заключается в травмировании терминального отдела подвздошной кишки зубной щеткой с жесткой ворсиной скребущими движениями на протяжении 2-3 см [66]. Недостатками данного способа являются: сложность стандартизации, т.к. трудно подобрать ворс щетки с одинаковой жесткостью; порча щетки при стерилизации, что значительно уменьшает ценность устройства.
Предложенное нами устройство для моделирования СПБП представляет собой металлическую пластинку с мелко нарезанными зубьями клиновидной формы. К этой пластине прикреплена металлическая ручка, которая, в свою очередь, состоит из двух частей: трубки и небольшой пластинки, для удобства работы (рис. 3). Брюшная стенка после предварительной гидравлической препаровки париетальной брюшины десерозируется на площади 1 см2. Вся поверхность слепой кишки подвергается щадящей скарификации с помощью специального устройства до появления на ее поверхности «кровавой росы».
Таким образом, создаются две раневые поверхности: одна стандартных размеров, другая покрывает всю поверхность слепой кишки, нивелируя индивидуальные различия животных по их величине, что стандартизирует модель.
Способ апробирован на 30 крысах-самцах линии Вистар. В стерильных условиях оперблока кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии Курского государственного медицинского университета производилась срединная лапаротомия. Отступя 1 см от края операционной раны, с помощью шприца под брюшину вентральной стенки с правой подвздошной области вводилось 3 мл изотонического раствора хлорида натрия (рис. 4). После этого надсекался и отсепаровы-вался лоскут брюшины площадью 1 см (рис. 5). Слепая кишка выводилась в рану и подвергалась щадящей скарификации на всей поверхности с помощью специального устройства до появления «кровавой росы» (рис. 6).
Изучение влияния метилцеллюлозы на интактный организм при ее внутрибрюшном введении
Противоспаечная профилактическая активность МЦ изучалась в сравнительном аспекте на собственной модели СПБП.
Все животные выводились из эксперимента на 14 сутки. Их общее состояние не отличалось от состояния интактных животных. При изучении показателей общего анализа крови мы не выявили статистически значимых отличий между разными экспериментальными сериями по количеству лейкоцитов, скорости оседания эритроцитов и индексам лейкоцитарной формулы (табл. 16).
Во время вскрытия трупов выведенных из эксперимента животных патологических изменений органов брюшной и грудной полости (кроме СПБП), в том числе свободной жидкости, ни в одном случае не выявлено.
Выраженность спаечного процесса в разных сериях отражена в таблице 17. При аутопсии животных первой серии (контроль) имел место спаечный процесс, локализованный в правой подвздошной области. При этом чаще конгломерат, состоящий из слепой кишки и прядей сальника был подпаян к вентральной стенке посредством плоскостной спайки в области нанесенного во время моделирования дефекта (рис. 16).
Во 2-ой серии (полиглюкин) спаечный процесс наблюдался также у всех животных, однако его выраженность была значительно ниже по сравнению с контрольной группой. Патоморфологическая картина была представлена в основном в виде разной степени выраженности конгломератов, состоящих из слепой кишки, петель тонкого и толстого кишечника, сальника. В 8 случаях конгломерат был подпаян к вентральной стенке в месте нанесенной во время моделирования перитонеальной травмы, а в 5 случаях - к области срединного послеоперационного рубца (рис. 17).
В сериях с использованием в качестве профилактического средства, после нанесения перитонеальной травмы, полимеров целлюлозы (3 серия -. МЦ и 4 серия - Na-КМЦ) выраженность спаечного процесса оказалась минимальной. У 4 и 9 животных в этих группах лишь сальник оказался подпаянным к срединному послеоперационному рубцу (рис. 18). 16 животных в третьей и 11 животных в четвертой сериях не имели признаков СПБП, а его выраженность составила 0,10±0,05 и 0,35±0,10 баллов соответственно. Следовательно, применение данных средств позволяет в некоторых случаях полностью исключить возможность возникновения СПБП, а также снизить его выраженность в 24,4 (во второй серии) и 10,0 (в третьей серии) раз.
При гистологическом исследовании в препаратах контрольной серии обнаруживалась коллагенизированная соединительная ткань (рис. 19). Основу ее составляла сеть соединительнотканных волокон. Клеточный состав скуден, представлен в основном фибробластами, единичными макрофагами и полиморфноядерными клетками (рис. 20).
Экспериментальное обоснование применения метил-целлюлозы для профилактики интраоперационного высыхания брюшины
Наиболее важной проблемой практической хирургии является профилактика СПБП после рассечения спаек во время оперативных вмешательств, в частности при операциях по поводу СКН. По данным литературы, наиболее часто применяемыми способами разрушения тканей спаек являются их рассечение, тупое разделение (диссекция), рассечение с помощью электроножа и смешанные способы. В связи с этим на первом этапе нами были проведены эксперименты по выбору наиболее оптимального способа разделения спаек.
На 14 сутки после моделирования СПБП собственным способом, в первой серии производилось тупое разделение спаек (диссекция), во второй серии - острое, с использованием скальпеля и ножниц, в третьей серии - адгезиолизис с использованием электроножа, а в четвертой серии применялся смешанный способ, сочетающий элементы острого способа и диссекции.
Адгезиолизис производился с использованием микрохирургической техники под увеличением операционного микроскопа.
На 14 сутки после релапаротомии и разделения спаек общее состояние животных во всех сериях не отличалось от интактных, показатели общего анализа крови и индексы лейкоцитарной формулы в разных сериях не имели статистически значимых отличий и находились в пределах физиологической нормы для данного вида животных.
При аутопсии у всех животных имелись явления повторного образования спаек. В первой серии в большинстве случаев обнаруживался конгломерат, состоящий из петель тонкого и толстого кишечника с незначительной их деформацией и сегментарным подпаиванием к нему прядей сальника. Аналогичная картина наблюдалась в четвертой серии.
Во второй серии СПЕЛ был наименее выражен, при этом конгломерат состоял из слепой кишки и петель тонкого кишечника без видимой деформации органов, вовлеченных в процесс. В ряде случаев во всех сериях отмечалось сращение конгломерата с вентральной стенкой и срединным послеоперационным рубцом. Максимальным рецидивированием СПБП отличалась третья серия. Конгломерат был образован из кишечных петель и сальника, в некоторых случаях в него вовлекались печень, желудок и селезенка. Часто конгломерат был подпаян к вентральной стенке, отмечалась заметная деформация органов, вздутие петель кишечника (рис. 37).
При гистологическом исследовании в первой серии определялась созревающая соединительная ткань, имеющая в своем составе фибриллярные структуры с явлениями отека и лимфоцитарно-макрофагальной инфильтрации. В подслизистой основе слепой кишки отмечалось полнокровие, а также участки организующихся кровоизлияний (рис. 38). Во второй серии в препаратах представлена эволюционирующая соединительная ткань спаек без явлений инфильтрации и отека, зрелось которой соответствовала 14 суткам. В третьей серии отмечалось интенсивное развитие грубоволокнистой соединительной ткани.
