Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы
1.1. Этиопатогенез наружных грыж живота.
1.2. Современные принципы хирургического лечения вентральных грыж
1.3. Характеристика современных эндопротезов для герниопластики
1.4. Влияние эндопротеза на ткани брюшной стенки после имплантации .
ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования
2.1. Материалы исследования.
2.2. Методы исследования
ГЛАВА 3 Результаты исследования
3.1. Макроскопическое исследование и биомеханическое испытание изучаемых эндопротезов
3.2. Морфологические изменения мышц брюшной стенки после имплантации изучаемых эндопротезов
3.3. Гистологическое исследование реакции местных тканей на имплантацию облегченных эндопротезов..
Заключение
Выводы
Практические рекомендации
Список литературы
- Современные принципы хирургического лечения вентральных грыж
- Влияние эндопротеза на ткани брюшной стенки после имплантации
- Методы исследования
- Морфологические изменения мышц брюшной стенки после имплантации изучаемых эндопротезов
Введение к работе
Актуальность исследования. Проблема хирургического лечения наружных грыж различных локализаций остается актуальной до настоящего времени. По статистическим данным 2-4% населения имеют грыжи передней брюшной стенки; послеоперационные грыжи возникают у 4-11% больных, подвергшихся лапаротомии (Мясников А.Д. и др., 2005; Heniford B.T.et al., 2003). Ежегодно операции по поводу грыжевых дефектов брюшной стенки выполняются у 180 тысяч пациентов в России, в Германии – у 280 тысяч; в США – более чем у 500 тысяч (Федоров В.Д. и др., 2000; Mathonnet M. et al., 1998; Zheng H. et al., 2002). Долгое время наиболее распространенными являлись операции с применением пластики собственными тканями. Однако частота рецидивов при данных видах пластики составляет от 10-15% до 40% (Воскресенский П.К. и др., 2002; Anthony T. et al., 2000).
В последнее десятилетие доказала свои неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными аутопластическими методиками герниопластика без натяжения с применением для закрытия дефекта брюшной стенки эндопротезов. По литературным данным произошло снижение частоты рецидивов с 10-30% до 0,1-1%, уменьшение операционной травмы, появилась возможность отказа от наркотических анальгетиков и сокращение времени пребывания больного в стационаре, произошло упрощение операционной техники (Егиев В.Н. и др., 2000; Тимошин А.Д. и др., 2003; Зотов В.А. и др., 2006). Однако по мере накопления клинического опыта и получения новых данных фундаментальных исследований выяснилось, что стандартные, наиболее часто применяемые в настоящее время, эндопротезы из монофиламентного полипропилена имеют для многих клинических случаев избыточную прочность, а соответственно и массу (Klosterhalfen B. et al., 1998; Schumpelic V. et al. 2004; Conze J. et al., 2005). Использование таких материалов в хирургической практике приводит к развитию у пациентов осложнений в виде нарушений функции брюшного пресса, болей в области послеоперационного рубца, появлению парестезий и чувства инородного тела (Славин Л.Е. и др., 2005; Klinge U. et al., 1998; Schug-Pass C. et al., 2009). Морфологической основой данных осложнений служат изменения мышечно-апоневротических структур брюшной стенки (Белоконев В.И. и др., 2009). Учитывая то, что брюшная стенка представляет собой единый мышечно-апоневротический орган (Белоконев В.И. и др., 2000; Шумпелик Ф. и др., 2001), можно предположить, что эндопротез будет оказывать влияние не только на ткани в месте его локализации, но и на другие отделы брюшной стенки, расположенные вне области его имплантации.
Поскольку выраженность морфологических изменений напрямую коррелирует с выраженностью воспалительной реакции, а степень воспаления зависит от количества инородного тела, введенного в ткани, одним из путей решения этой проблемы является создание облегченных материалов со сниженным количеством «инородного тела» (Егиев В.Н. и др., 2006). Это достигается увеличением размера ячейки в структуре сетчатого эндопротеза и/или использованием нитей меньшего диаметра (легкие эндопротезы), а так же уменьшением поверхностной плотности материала путем введения в структуру материала рассасывающихся нитей (композитные материалы) (Жуковский В.А., 2011). Результаты исследований композитных материалов Vypro, Vypro II и Ультрапро (Johnson& Johnson, USA) показывают надежный клинический результат и минимум вероятности имплантат-ассоциированных осложнений (Holzheimer R.G., 2004; Celik A. et al., 2009). Клиническое применение зарубежных эндопротезов в условиях лечебно-профилактических учреждений Российской Федерации сдерживается их высокой стоимостью.
Сравнительных исследований стандартных и облегченных материалов между собой показали преимущества последних (Дубова Е.А. и др., 2005; Bringman S. et al., 2006; Chunlin Zhong et al., 2013). Однако сравнение различных вариантов облегченных эндопротезов между собой, что может быть важным в выборе материала для пластики брюшной стенки, до настоящего времени не произведено.
Все вышеизложенное послужило поводом к проведению нашего исследования, для которого нами были выбраны эндопротезы отечественного производства: стандартные – Эсфил стандартный и Унифлекс стандартный, легкие – Эсфил легкий и Унифлекс легкий, композитные – ПВДФ-М. Кроме этих материалов был использован композитный эндопротез Ультрапро (Johnson& Johnson, USA).
Цель исследования: в экспериментальных условиях изучить влияние различных эндопротезов для герниопластики (стандартных, легких и композитных) на развитие морфологических изменений переднего и боковых отделов брюшной стенки.
Задачи исследования:
-
На основании макроскопического исследования изучить в динамике характер течения раневого процесса и свойства формирующихся соединительнотканных капсул после имплантации стандартных эндопротезов Эсфил и Унифлекс, легкого эндопротеза Эсфил и композитного материала Ультрапро.
-
Путем биомеханического исследования эндопротезов с окружающими их тканями, сформированными в течение имплантации, в сравнении с исходными физико-механическими свойствами материалов изучить в динамике эластичность и прочность соединительнотканных капсул вокруг стандартных эндопротезов Эсфил и Унифлекс, легкого эндопротеза Эсфил и композитного материала Ультрапро.
-
Разработать методику оценки морфологических изменений мышечного слоя различных отделов брюшной стенки (на уровнях срединной линии, середины прямых мышц, переднебокового и заднебокового отделов) после имплантации эндопротезов.
-
На основе разработанной методики изучить влияние стандартного
и легкого эндопротезов Унифлекс, композитных эндопротезов ПВДФ-М и Ультрапро на морфологические изменения различных отделов брюшной стенки. -
В сравнительном аспекте на основании гистологического и морфометрического исследований изучить в динамике выраженность воспалительных изменений и пролиферативных процессов местных тканей при имплантации легкого эндопротеза Унифлекс и композитных материалов ПВДФ-М и Ультрапро.
Научная новизна. Впервые изучены в сравнительном аспекте и в динамике характер течения раневого процесса и свойства формирующихся соединительнотканных капсул после имплантации стандартных, легких и композитных эндопротезов, а так же эластичность и прочность сетчатых материалов в сформированных соединительнотканных капсулах после их имплантации в ткани. Выявлено, что наиболее равномерная, эластичная и менее прочная соединительнотканная капсула с меньшей степенью сморщивания эндопротеза формируется вокруг стандартного эндопротеза Унифлекс и легкого эндопротеза Эсфил.
Разработана методика оценки морфологических изменений мышечного слоя различных отделов брюшной стенки (на уровнях срединной линии, середины прямых мышц, переднебокового и заднебокового отделов) после имплантации эндопротезов, заключающаяся в определении толщины мышечных волокон и вычислении индекса коллагенизации. Установлено, что при имплантации всех видов материалов (стандартных, легких и композитных) на ранних сроках развиваются гипертрофические, а на поздних – атрофические и фиброзные изменения мышц, в меньшей степени выраженные после имплантации легкого эндопротеза Унифлекс и композитного эндопротеза ПВДФ-М.
Для проведения морфометрического исследования предложен клеточный индекс, с использованием которого, вместе со стандартным гистологическим исследованием, доказано, что наименее выраженные воспалительные изменения местных тканей отмечаются после имплантации легкого эндопротеза Унифлекс, а наиболее выраженные пролиферативные процессы – после имплантации легкого эндопротеза Унифлекс и композитного эндопротеза ПВДФ-М.
Практическая значимость работы. В результате проведенного исследования изучена роль разных видов эндопротезов (стандартных, легких и композитных) в развитии морфологических изменений различных отделов брюшной стенки и на основании этого выбраны материалы, оказывающие минимальное влияние на развитие этих изменений, что позволит улучшить результаты лечения и качество жизни пациентов с наружными грыжами живота.
Положения, выносимые на защиту.
-
При макроскопическом исследовании свойств формирующихся соединительнотканных капсул установлено, что наиболее равномерная капсула и меньшая степень сморщивания эндопротезов отмечается после имплантации стандартного эндопротеза Унифлекс и легкого эндопротеза Эсфил.
-
Биомеханические исследования показали, что наиболее эластичная и менее прочная соединительнотканная капсула формируется вокруг стандартного эндопротеза Унифлекс и легкого эндопротеза Эсфил
-
При имплантации всех изучаемых видов материалов (стандартных, легких и композитных) на уровнях срединной линии, середины прямых мышц, переднебокового и заднебокового отделов брюшной стенки развиваются морфологические изменения мышц, характеризующиеся развитием на ранних сроках (с 7 по 30 сутки) гипертрофии волокон, на поздних сроках (с 90 по 180 сутки) происходит развитие атрофических и фиброзных изменений мышц.
-
Менее выраженные атрофические изменения мышц различных отделов брюшной стенки отмечаются после имплантации легкого эндопротеза Унифлекс и композитного эндопротеза ПВДФ-М. Наиболее выраженные фиброзные изменения мышц отмечаются после имплантации стандартного эндопротеза Унифлекс.
-
Гистологическое и морфометрическое исследования показали, что наименее выраженные воспалительные изменения местных тканей отмечаются после имплантации легкого эндопротеза Унифлекс в сравнении с композитными материалами. В дальнейшем наиболее выраженные пролиферативные процессы отмечались после имплантации легкого эндопротеза Унифлекс и композитного эндопротеза ПВДФ-М в сравнении с композитным материалом Ультрапро.
Внедрение результатов исследования. Результаты работы послужили обоснованием к дальнейшему совершенствованию и производству эндопротезов для нужд практической хирургии, оказывающих минимальное влияние на морфологическое состояние различных отделов брюшной стенки, на ООО «Линтекс» г. Санкт-Петербурга. Материалы диссертации используются на практических занятиях и лекциях со студентами 3, 4 курсов на кафедрах оперативной хирургии и топографической анатомии КГМУ, кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии ВГМА им. Н.Н. Бурденко.
Личный вклад автора. Автор работы принимал участие в выборе темы научной работы, постановке цели и задач исследования, составлении плана и дизайна исследования. Соискателем лично проводились оперативные вмешательства на животных, забор и проведение морфологического и биомеханического исследований экспериментального материала, статистический анализ полученных данных. На основании полученных результатов соискателем производилось построение соответствующих таблиц и диаграмм, формулирование выводов и практических рекомендаций, анализ источников отечественной и зарубежной литературы и сопоставление полученных результатов с литературными данными. В материалах тезисов и статей, опубликованных по теме диссертации в соавторстве с другими лицами, в том числе в изданиях, определенных ВАК, личный вклад автора в исследование составлял 80-90% и включал анализ мировых источников литературы по теме исследования, разработку дизайна исследования, проведение оперативных вмешательств на животных, анализ полученных данных и их статистическую обработку, трактовку результатов и формулировку выводов.
Апробация диссертации и публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Основные положения работы были доложены на III Всероссийской конференции молодых ученых (г. Воронеж, 2009 г.); на научно-практической конференции «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.); на научной конференции «Актуальные вопросы хирургии», посвященной 70-летию кафедры хирургических болезней №1 (г. Курск, 2009 г.); на научной конференции «Актуальные вопросы хирургии» (г. Курск, 2011 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста. Состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы: 106 отечественных и 89 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 15 таблицами и 35 рисунками, включающими диаграммы, графики, макро и микрофотографии.
Современные принципы хирургического лечения вентральных грыж
Брюшная грыжа (hernia) - заболевание, морфологическим субстратом которого является выхождение органов брюшной полости, вместе с париетальной брюшиной, через естественные или искусственные отверстия в мышечно-апоневротических слоях брюшных стенок под кожу или в их промежуточные зоны, выхождение их в плевральную полость или в брюшинные карманы внутри брюшной полости. Грыжи, выходящие под кожу или в промежуточные пространства мышечно-фасциальных слоев брюшных стенок, называют наружными, выходящие в плевральные полости или брюшинные карманы - внутренними. По происхождению они бывают врожденными или приобретенными. В зависимости от патогенеза приобретенные грыжи делят на травматические и дистрофические. К травматическим относят грыжи, связанные со случайной или преднамеренной травмой (операцией) той или иной анатомической области, к дистрофическим – все остальные грыжи приобретенного характера [59].
Характерным признаком любой абдоминальной грыжи является наличие грыжевых ворот, грыжевого мешка и грыжевого содержимого [64].
В этиологии развития грыж немаловажную роль играет нарушение динамического равновесия между внутрибрюшным давлением и способностью стенок живота противодействовать ему. Помимо местных предрасполагающих факторов, существуют общие факторы, способствующие появлению грыж любой типичной локализации. К общим факторам образования грыж относятся предрасполагающие и производящие. Особенности конституции человека (наследственная предрасположенность, типовые, половые и возрастные различия в строении тела), сложившиеся на основе наследственных или приобретенных свойств. На частоту формирования грыж оказывает влияние возрастной фактор, так как при старении в мышцах и фасциях живота происходит истончение мышечных и коллагеновых волокон, они теряют свою эластичность, между ними появляются включения жировой ткани. Дистрофические и атрофические процессы в тканях ускоряются при их денервации [8].
Изменения в брюшной стенке, связанные с неблагоприятными условиями труда и быта, при различных патологических состояниях (при ожирении или истощении) следует отнести к конституциональным факторам. Образованию вентральных грыж способствует ожирение, сопровождающееся гипотрофией и дегенерацией мышечно-апоневротических структур. Массы подкожного жира, имея рыхлую связь с апоневрозом наружной косой мышцы живота, сползают книзу в виде фартукообразной складки, что усугубляет дегенеративно-дистрофические процессы. Большое значение имеет чрезмерное похудение, приводящее, скорее не к увеличению щелей и естественных отверстий брюшных стенок, а к общей гипотрофии и снижению резистентности. В происхождении грыж доказана и роль наследственных факторов, что имеет место как у взрослых, так и детей [64].
Факторы, способствующие повышению внутрибрюшного давления (тяжелый физический труд, частый плач и крик в младенческом возрасте, трудные род ы, каше ль при хронических заб олевания х легких, прод олжительные запоры, затрудненное мочеиспускание при аденоме предстательной железы или сужении мочеиспускательного канала) являются п р о и з в о д я щ и м и . Данные литератур ы о возрастном составе больных с грыжами свидетельствуют о преимущественном распространении грыж в среднем возрасте - от 30 до 40 лет [22]. Расширение белой линии живота и пупочного кольца, прогрессирующее увеличение размеров глубокого и поверхностного отверстий пахового канала, а также высоты паховых промежутков относятся к местным предрасполагающим факторам. В тесной связи с возрастной инволюцией мышц и фасций находится более частое возникновение грыж пищеводного отверстия диафрагмы, поясничных, седалищных и промежностных грыж [23, 167]. Майстренко Н.А. и Ткаченко А.Н. (1998) наблюдали частое образование грыж после операций, выпол ненных люмботомическим доступом и поперечной лапа ротомии , по поводу заболеваний поджелудочной железы и надпочечников (инсулома, синдром Иценко-Кушинга). Авторы связывают развитие грыжи с выраженными обменными нарушениями, обуславливающими плохое заживление операционной раны [52].
В.И. Кошев, Е.С. Петров, В.Д. Иванова предложили концепцию связи процесса грыжеобразования с функциональной биомеханикой брюшного дыхания, с взаимодействием диафрагмы и мышц передней брюшной стенки [45]. При этом сокращения диафрагмы четко отслеживаются рефлекторным расслаблением мышц брюшного пресса в определенной последовательности: наружная и внутренняя косые, поперечная и только потом прямая мышца, о чем свидетельствует функциональная биомеханика брюшного дыхания. Диафрагма, сокращаясь на вдохе, опускается, преодолевая эластическое сопротивление легких и оказывает давление на органы брюшной полости, при этом со стороны брюшной стенки нет активного противодействия, ее мышцы расслабляются, не теряя при этом свой базальный тонус полностью. Предотвращая возникновение пиков динамического внутрибрюшного давления, стабилизируя его на уровне среднего гидростатического давления, диафрагма и брюшная стенка ведут себя как мышцы антагонисты, демпфинирующие эфф екты сокращения друг друга. За счет расслаблен ия широких мышц происходит смещение брюшной стенки кпереди практически без поперечного растяжения белой линии, нивелируя таким образом проявление «закона трубы» (закон Лапласа). Такой функциональный механизм препятствует двукратному превышению поперечных напряжений над продольным в брюшной стенке [64].
Влияние эндопротеза на ткани брюшной стенки после имплантации
В историческом аспекте толчком к успешному использовании синтетических материалов для хирургического лечения грыж различной локализации послужило начало приме нения полипропиленовой сетки. Это было обусловлено тем, что полипропиленовые эндопротезы имеют следующие преимущества перед другими синтетическими материалами [13, 22, 26, 43, 50, 61]: 1) полипропиленовые сетки состоят из монофиламентных нитей, поэтому вызывают значительно меньшую воспалительную реакцию; 2) при применении полипропиленовых сеток уменьшается риск инфекционных осложнений, так как монофиламентные нити не колонизируются микроорганизмами; 3) использование полипропиленовых сеток уменьшает образование сером в послеоперационном периоде, однако частота последних больше связана с размерами эксплантата – чем они больше, тем чаще образуются серомы.
Однако, не смотря на ряд преимуществ, сетки из полипропилена имеют ряд недостатков. Так, по данным литературы полипропилен не обладает памятью формы и часто деформируется, например, в пространстве пахового канала. Смещение и деформация сетки приводит к рецидиву. Эндопротезы, изготовленные из полипропилена в течение года сокращаются на 30%, что может также привести к рецидиву вне зависимости от способа имплантации материала [104]. Это объясняется тем, что большинство эндопротезов из полипропилена после имплантации в ткани передней брюшной стенки вызывают развитие воспалительной реакции, приводящей к формированию грубого рубца, который способствует сморщиванию эндопротеза и нарушению биомеханических параметров брюшной стенки [106, 187]. Широко также используются эндопротезы «Prolene mesh» фирмы Ethicon (США), реже «Premilene mesh» фирмы В. Braun (Германия), «Surgipro mesh SPMM» фирмы Covidien (США), «Bard » фирмы С. R. Bard. Inc. (США) и др. Выпускаемые до последнего времени полипропиленовые эксплантаты были не сбалансированы по механическим свойствам с тканями брюшной стенки. Изготовленные из толстых мононитей (диаметр 0,15-0,17 мм), они имели прочность, многократно превышающую физиологически необходимую. При этом жесткая сетка вызывала определенный дискомфорт у пациентов в послеоперационном периоде [37, 50].
Учитывая это, в настоящее время практически у всех производителей в ассортименте появились «легкие сетки» из полипропиленовых мононитей диаметром 0,09-0,11 мм. Таким образом, появилась возможность выбирать различные эндопротезы с учетом конкретной хирургической ситуации [167].
Кроме полипропиленовых эксплантатов, в настоящее время при хирургическом лечении грыж еще продолжают использовать сетки из полифиламентных полиэтилентерафталатных (ПЭТФ) или, как их чаще называют «полиэфирных» нитей. Преимуществом таких материалов являются превосходные манипуляционные свойства [35]. К ним относятся «Эслан» ООО фирмы Линтекс (Россия), «Mersilen» фирмы Ethicon (США), «Dacron» Meadox Medical Corp. (США), Parietex фирмы Sofradin International (Франция) и др.
Однако эти протезы уступают полипропиленовым по биосовместимости, устойчивости к биодеградации и устойчивости к инфекции из-за наличия микропор между элементарными волокнами с поперечными размерами менее 10 мкм, что является их основным недостатком. С учетом этого, некоторые производители наносят на такие эндопротезы фторполимерные покрытия — «Фторэкс» (ООО «Линтекс» (Россия)), «Fluorosoft» (Sulzer Vascutec (Германия)), устраняющие капиллярность и фитильность нитей. Это усложняет и удорожает производство, а преимуществ по сравнению с эндопротезами из полипропиленовых мононитей (за исключением манипуляционных свойств) никаких не дает [35]. Поэтому ПЭТФ эндопротезов без покрытия и с покрытием используется относительно не много.
Политетрафторэтиленовые (ПТФЭ) или «тефлоновые» эндопротезы имеют пленочно-пористую структуру и являются наиболее биосовместимыми [44]. Они достаточно прочны, эластичны, практически не подвергаются биодеструкции, выдерживают стерилизацию автоклавированием. Гладкая поверхность обеспечивает определенный антиадгезивный эффект в случае контакта с органами брюшной полости [36]. Однако ПТФЭ эндопротезы, имеющие микропоры размером менее 15 мкм, также как и ПЭТФ эксплантаты могут подвергаться хроническому инфицированию. Кроме того, они менее прочны, по сравнению с сетчатыми и хуже вживляются в ткани, поскольку этот процесс лишь частично идет по пути прорастания, а в большей степени по типу инкапсуляции. Поэтому фирма W. L. Gore and Associates (США) наряду с микропористыми эндопротезами выпускает двухслойный «Dual Mesh», одна сторона микро-, а вторая – макропористая. Для снижения опасности инфицирования в них вводят хлоргексидин и ацетат серебра – «lycromesh Plus» и «Dual Mesh Plus». Следует также отметить очень высокую стоимость ПТФЭ эндопротезов, в результате чего в отечественной герниологии их применяют очень редко [36].
Методы исследования
В направлении петельного столбика после имплантации данных материалов отмечалась сходная картина: увеличение разрывной нагрузки с 7 по 90 стуки. При этом, так же как и в направлении петельного ряда, максимальной прочностной характеристикой обладал эндопротез Эсфил стандартный. Данный материал обладал и максимальным приростом прочности на 30 и 90 сутки относительно исходной величины и, соответственно, максимально прочной и грубой соединительнотканной капсулой. Несколько меньшие показатели разрывной нагрузки демонстрировали образцы эндопротеза Унифлекс стандартный, а в группе Эсфил легкий разрывная нагрузка была минимальна. При этом материалы Унифлекс стандартный и Эсфил легкий демонстрировали сходный прирост прочности относительно исходных величин, что говорит об образовании менее грубой соединительнотканной капсулы.
При испытании образцов эндопротеза Ультрапро в направлении петельного ряда отмечался минимальный показатель разрывной нагрузки, а вдоль петельного столбика – максимальный в сравнении с другими материалами. Кроме этого, в сравнении с исходными показателями, происходило снижение прочностных свойств, особенно вдоль петельного столбика, что было связано с гидролизом рассасывающихся нитей. Тем не менее, в направлении петельного столбика к 90 суткам показатель разрывной нагрузки уступал лишь эндопротезу Эсфил стандартный, что свидетельствовало об образовании грубой соединительнотканной капсулы.
Следовательно, наиболее прочная и, соответственно, грубая соединительнотканная капсула, как в направлении петельного столбика, так и в направлении петельного ряда, формировалась вокруг эндопротеза Эсфил стандартный и Ультрапро (вдоль петельного столбика). Наименее грубая капсула в направлении петельного столбика была характерна для эндопротезов Унифлекс стандартный и Эсфил легкий, а в направлении петельного ряда – для эндопротеза Эсфил легкий. Таким образом, результаты исследования показали, что все эндопротезы обладают различными физико-механическими свойствами. Эти различия могут определять характер течения раневого процесса после имплантации и качество образовавшейся соединительной ткани вокруг материалов.
Так, после имплантации в ткани наиболее эластичная и наименее грубая капсула формировалась в группе Эсфил легкий, а наиболее эластичный «протезный апоневроз» в группах Унифлекс стандартный и Эсфил легкий. При макроскопической оценке изменений в тканях в этих группах отмечались минимальные признаки утолщений соединительнотканных капсул, складчатости и деформации имплантированных материалов.
В случае комплексного эндопротеза Ультрапро отмечалась исходная анизотропия прочностных свойств в направлении петельного ряда и петельного столбика с разностью разрывной нагрузки в 18 раз. Кроме этого, обращал на себя внимание значительно больший размер ячейки. После имплантации в ткани вокруг эндопротеза формировалась грубая соединительнотканная капсула и не эластичный «протезный апоневроз». Макроскопически наблюдалось отсутствие прорастания материала соединительной тканью на ранних сроках с дальнейшим формированием капсулы с участками утолщения и деформацией материала.
Проведенное исследование показало, что для снижения негативного влияния эндопротеза на брюшную стенку перспективным является использование материалов из поливинилиденфторида, а так же облегченных вариантов эндопротезов. С учетом этого, для дальнейших экспериментов нами были использованы стандартный и легкий эндопротезы Унифлекс. Кроме этого, эффективным может быть и использование облегченных композитных эндопротезов, подобных Ультрапро, но не имеющих вышеуказанных недостатков. К таким материалам можно отнести композитный эндопротез ПВДФ-М. 3.2. Морфологические изменения мышц брюшной стенки после имплантации изучаемых эндопротезов
Проведенное морфометрическое исследование всех изучаемых эндопротезов (Унифлекс стандартный, Унифлекс легкий, ПВДФ-М и Ультрапро) на различных уровнях (срединная линия, середина прямых мышц, переднебоковой и заднебоковой отделы брюшной стенки), основанное на измерении толщины мышечных волокон при окраске срезов гематоксилин-эозином позволило выявить различную их толщину, а при морфометрической оценке срезов, выполненных на различных уровнях и окрашенных по Ван-Гизон, было выявлено различное количество коллагеновых волокон вокруг мышц в зависимости от сроков наблюдения.
Изучение уровня срединной линии брюшной стенки включало в себя морфологические изменения прилегающих белой линии участков прямых мышц. Морфометрический анализ толщины мышечных волокон на уровне срединной линии брюшной стенки представлен в таблице 6.
Как видно из таблицы, при имплантации эндопротеза Ультрапро к 14 суткам после имплантации отмечалось заметное увеличение толщины мышечных волокон, связанное с их гипертрофией с дальнейшим прогрессивным снижением их толщины вследствие атрофии мышц к 180 суткам. Сходная динамика морфологических изменений мышц была выявлена при имплантации эндопротеза ПВДФ-М. При имплантации эндопротеза Унифлекс легкий отмечалась выраженная гипертрофия мышечных волокон к 14 суткам и умеренная атрофия при исследовании на 90 и 180 сутки. При этом процессы атрофии на 90 сутки достигли максимума и в дальнейшем не прогрессировали. Несколько иная картина отмечалась при имплантации эндопротеза Унифлекс стандартный: максимум гипертрофических изменений мышц отмечался на 14 и 30 сутки. Однако в последующем к 90 суткам толщина мышечных волокон снижалась (отмечались явления умеренной гипертрофии) и на 180 сутки достоверных отличий от 90 не имела.
Морфологические изменения мышц брюшной стенки после имплантации изучаемых эндопротезов
Эксперименты были выполнены на 96 кроликах. Все животные были разделены на 2 серии. В 1-й было проведено макроскопическое исследование и биомеханические испытания легкого эндопротеза Унифлекс легкий и композитного материала Ультрапро в сравнении с Эсфил легкий и Эсфил стандартный после их имплантации в ткани. Эксперименты в этой серии были выполнены в научной лаборатории ООО «Линтекс» г. Санкт-Петербург. Во 2 серии было проведено изучение морфологических изменений мышц брюшной стенки после имплантации стандартного эндопротеза Унифлекс, легкого эндопротеза Унифлекс и композитных материалов ПВДФ-М и Ультрапро, а так же исследование реакции местных тканей на имплантацию легкого эндопротеза Унифлекс в сравнении с композитными Ультрапро и ПВДФ-М. Во 2 серии эксперименты выполнялись на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Курского государственного медицинского университета. Во всех опытах эндопротезы имплантировали в ткани, моделируя пластику on lay при срединных грыжах живота.
В 1-й серии животных выводили из эксперимента на 7, 30 и 90 сутки после оперативного вмешательства. При аутопсии фиксировали наличие осложнений (скопление серозной или геморрагической жидкости, наличие нагноений) и деформацию (сморщивание) эндопротеза, которую выражали в процентах уменьшения площади материала относительно его исходного размера.
Для биомеханических измерений отделяли сетки с их соединительнотканной капсулой от мышц и исследовали на разрывной машине РТ – 250 по методике описанной В.А. Жуковским (2011) [36, 63] в соответствии с ГОСТ 8847–85 и приложением к нему. Регистрировалось удлинение полоски при нагрузке 16 Н и разрывная нагрузка. При этом считали, что первый показатель характеризовал эластические свойства сформированной соединительнотканной капсулы, а второй – ее прочностные свойства. Для возможности сделать такое заключение аналогичным образом проводили изучение физико-механических свойств исходных эндопротезов (до их имплантации в ткани). Измерения проводили как в направлении петельного ряда, так и петельного столбика.
Во 2-й серии животных выводили из эксперимента на 7, 14, 30, 90 и 180 сутки после моделирования пластики брюшной стенки. Для проведения гистологического исследования забиралась вся брюшная стенка кролика, из которой по стандартной схеме выкраивались участки мышечно-апоневротических тканей на различных уровнях: 1-й - включающий прилегающие к белой линии участки прямые мышцы; 2-й – включающий середину прямых мышц; 3-й – переднебоковой отдел брюшной стенки, включающий медиальные отделы наружной косой, внутренней косой и поперечной мышцы живота, расположенные около прямых мышц; 4-й – заднебоковой отдел брюшной стенки, включающий те же мышцы, расположенные ближе к границе дорсальной области животного. Первые два уровня включали в себя имплантированный эндопротез.
Полученные препараты, включающие в себя эндопротез с окружающими тканями, оценивали по стандартным гистологическим критериям с подробным описанием слоя подкожно-жировой клетчатки, апоневроза и мышечной ткани в аспекте их реакции на сетку. Кроме этого, при проведении гистологического исследования проводили подсчет клеточных элементов воспалительного инфильтрата (нейтрофилов, лимфоцитов, эозинофилов) и клеток гистиоцитарного ряда (макрофагов, фибробластов и фиброцитов) по метод ике Г.Г. Автандилова [3]. Подсче т клеток проводится в непосредственной близости к нитям эндопротеза в 10 полях зрения на увеличении х280. Далее, исходя из роли отдельных клеточных элементов в раневом процессе по М.И. Кузину [46] и В.В. Серову [81] вычисляется клеточный индекс, представляющий собой отношение клеток гистиоцитарного ряда к клеткам воспалительного инфильтрата. При значении клеточного индекса 1 делали вывод о преобладании воспалительных изменений, характерных для I фазы течения раневого процесса, при значении 1 дели вывод о преобладании репаративных тенденций, характерных для II фазы по М.И. Кузину [46].
Для изучения влияния имплантированного эндопротеза на мышцы различных отделов брюшной стенки проводили морфометрическое исследование мышечного слоя на всех вышеуказанных четырех уровнях по разработанной методике: готовили гистологические срезы, которые окрашивали гематоксилином и эозином и по Ван-Гизон. Далее с использованием программы Видео-тест – Морфология 5,0 (5 версия) (Регистрационное удостоверение МЗ РФ № ФСР 2012/13356. Лицензия ФС-99-03-003422) определяли площадь коллагеновых волокон и площадь мышечной ткани, вычисляли отношение площади коллагеновых волокон к площади мышечной ткани, умноженное на 100, которое выражали в виде индекса коллагенизации. Кроме этого для оценки морфологических изменений мышц путем ручных измерений определяли толщину каждого мышечного волокна, попавшего в поле зрения в продольном сечении с вычислением средних показателей. Данные исследования выполнялись на базе научной лаборатории ООО «Линтекс» г. Санкт-Петербург. Количественные показатели, полученные в поле исследования, были обработаны статистически с использованием параметрических и непараметрических методов.
