Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 9
1.1 Определение, классификация и частота возникновения грыж передней брюшной стенки. 9
1.2 Этиопатогенез грыж передней брюшной стенки . 11
1.3 Способы лечения грыж. 12
1.4 Эволюция эндопротезов. 16
1.5 Морфологические особенности герниопластики. 19
ГЛАВА 2 Материалы и методы экспериментальных исследований, клиническая характеристика больных 22
2.1 Операционная техника и подготовка препарата. 22
2.2 Изготовление имплантатов . 25
2.3 Клиническая иллюстрация. 29
2.4 Расположение инструментов и хирургической бригады при лапароскопической герниопластике. 31
ГЛАВА 3 Результаты экспериментальных исследований. 34
3.1 Полипропиленовый имплантат 34
3.2 Полипропиленовый имплантат с фибробластами на коллагеновой пленке 40
3.3 Полипропиленовый имплантат с клетками костного мозга на коллагеновой пленке 45
3.4 Полипропиленовый имплантат с коллагеном на обеих поверхностях 50
3.5 Полипропиленовый имплантат с коллагеном на висцеральной поверхности 54
3.6 Полипропиленовый имплантат с противоспаечным гелем 60
3.7 Полипропиленовый имплантат в сочетании с твердой мозговой оболочкой 63
3.8 Полипропиленовый имплантат с препаратом брюшины 67
3.9 Композитная сетка с гидрогелевым слоем 69
3.10 Выводы экспериментальных исследований 73
ГЛАВА 4 Клиническая иллюстрация использования твердой мозговой оболочки в качестве антиадгезивного покрытия для полипропиленового имплантата. 78
4.1 Оперативный доступ. 78
4.2 Лапароскопическая герниопластика использованием полипропиленового имплантата в сочетании с твердой мозговой оболочкой . 78
4.3 Открытая герниопластика использованием полипропиленового имплантата в сочетании с твердой мозговой оболочкой. 80
4.4 Послеоперационный период 81
Заключения 84
Выводы 94
Практические рекомендации 96
Список литературы: 97
- Этиопатогенез грыж передней брюшной стенки
- Изготовление имплантатов
- Полипропиленовый имплантат с противоспаечным гелем
- Лапароскопическая герниопластика использованием полипропиленового имплантата в сочетании с твердой мозговой оболочкой
Этиопатогенез грыж передней брюшной стенки
Передняя брюшная стенка, являясь активной частью живота, играет важную роль в регуляции внутрибрюшного давления [31, 32]. Мышечно-апоневротические структуры брюшной стенки взаимосвязаны и играют в сохранении топографического положения внутренних органов важную роль. Так называемые «слабые места» брюшной стенки постоянно испытывают нагрузки, как за счет внутрибрюшного давления, так и со стороны мышечно-апоневротических структур брюшной стенки [33, 34]. Важнейшим этиологическим моментом возникновения грыж является нарушение динамического равновесия между внутрибрюшным давлением и способностью брюшной стенки ему противодействовать. У здорового человека, несмотря на наличие «слабых мест», тонус мышц диафрагмы и брюшного пресса удерживает органы брюшной полости в их естественных вместилищах. Однако нередко наблюдаются ситуации, когда, вследствие различных причин, функциональные возможности мышечно-апоневротического аппарата брюшной стенки снижаются, что приводит к дискоординации в деятельности системы «стенки живота - внутрибрюшное давление» и возникновению грыж [35].
К «слабым местам» относятся: паховая область (паховый канал), область пупка (пупочное отверстие), белая линия (щели в апоневрозе), полулунная линия, отверстие в мечевидном отростке или расщепление его. Наибольшая часть этих «слабых» участков брюшной стенки связана с наличием врожденных дефектов, неполноценным закрытием отдельных участков ее, вот почему грыжи, развившиеся при наличии «анатомического неустройства» (А. П. Крымов), дефектов эмбрионального развития, носят название врожденных грыж. К ним относятся грыжи, выявляющиеся непосредственно после рождения ребенка (паховые, пупочные). Но в практической работе необходимо иметь в виду, что в дальнейшем брюшные грыжи могут развиваться на отдельных участках брюшной стенки, которые имели врожденные анатомические дефекты, предрасполагающие к дальнейшему развитию грыжевых выпячиваний (пупочное отверстие, незаращенный брюшинно-паховый отросток) [36].
Кроме того в патогенезе грыж важное значение имеют нарушения метаболизма коллагена, которые приводят к уменьшению механической прочности соединительной ткани [37, 38, 39, 40]. Коллаген - это фибриллярный белок, из которого состоят фасции и апоневрозы [Hulmes et al. 1992]. Он принадлежит к самым распространенным белкам в организме. При повреждении ткани активация коллагена ведет к образованию незрелого рубца, который впоследствии развивается в зрелый рубец с определенным пределом прочности [41, 42, 43].
Механическую прочность соединительнотканного рубца можно усилить, фиксируя в области дефекта синтетический имплантат. В отличии от операционной травмы, инородное тело провоцирует большое разрастание соединительнотканного рубца. Соединительная ткань, врастая в структуру имплантата, образует прочный каркас, укрепляющий брюшную стенку на большей площади. Однако следует учитывать ответную реакцию организма на материал и место расположения имплантата.
Восстановление передней брюшной стенки, в особенности при обширных и гигантских вентральных грыжах, всегда считалось неотъемлемой частью реконструктивной хирургии, а проблеме герниопластики посвящено немало как фундаментальных работ, так и статей в периодической печати. Неустанный поиск «радикального» метода лечения привел к созданию около трехсот различных вариантов оперативного вмешательства по поводу брюшных грыж [44, 45, 46].
Операции на брюшной стенке по поводу грыжевых выпячиваний, являются по существу пластическими. Диапазон этих операций варьирует от простых способов закрытия дефектов местными тканями, до сложных реконструктивных операций, с применением различных видов синтетических материалов [48, 49, 50, 51, 52, 53, 54].
Наиболее простой способ пластики грыж - это послойное сшивание краев грыжевого дефекта, для восстановления нормального анатомического строения брюшной стенки [55, 56, 57, 58, 59, 60]. Однако одним из недостатков данного метода является то, что при сшивании слоев брюшной стенки уменьшается объем брюшной полости и повышается внутрибрюшное давление, что способствует прорезыванию швов и образованию рецидивов [61, 62, 63, 64, 65]. Кроме того, у грыженосителей, как правило, ткани брюшной стенки менее прочные по сравнению со здоровыми людьми.
C появлением пластичных материалов, начались новые попытки радикального лечения грыж [66, 67]. С целью укрепления передней брюшной стенки использовали различные материалы, такие как металлические сетки и резиновые трубки. Однако, использование подобных материалов приводило к послеоперационным осложнениям, среди которых были деформация передней брюшной стенки, образование сером и свищей.
Внедрение полимерных материалов в хирургию позволило изменить ситуацию в ненатяжной герниопластике. Они отличаются легкостью в обращении, большой эластичностью, высокой стойкостью к механическим повреждениям и не вызывают деформации брюшной стенки.
Изготовление имплантатов
В качестве основы использовали широко применяемый в открытой герниопластике сетчатый протез из полипропиленовых монофиламентов толщиной нити 0,12 мм, объемной пористостью 85%, поверхностной плотностью 62 г/м2.
Полипропиленовый имплантат с коллагеном с обеих сторон.
При изготовлении полипропиленового имплантата с коллагеном с обеих сторон, в предварительно отмытый крысиный коллаген I типа (рН 7,2) опускали полипропиленовую сетку. Затем ее высушивали в стерильных условиях под ультрафиолетовой лампой в ламинарном шкафу с вертикальной подачей воздуха. Заполнение ячеек сетки коллагеном проверяли микроскопически. При неполном покрытии процедуру повторяли. В дальнейшем было решено не отмывать коллаген, а время высушивания увеличить до 3 часов. Затем имплантат запаковывали в стерильный контейнер. Перед использованием имплантат на 2-3 минуты замачивали в теплом физиологическом растворе. Полипропиленовый имплантат с фибробластами на коллагеновой пленке.
Полученные из вивария института, крысиные эмбрионы помещали в стерильные флаконы с раствором Хенкса и антибиотиками. В стерильном боксе от эмбрионов отделяли мышечную ткань, которую измельчали до 1 мм3 и заливали 1% раствором коллагеназы. В данном растворе образцы инкубировали при температуре 370С в течение 20 минут и центрифугировали при 800 об/мин в течение 10 минут. Получившийся осадок помещали в 3 культуральных сосуда с ростовой поверхностью 25 см2 и заливали питательной средой 199. Спустя сутки клетки сгруппировывались, образовывая монослой 80%-ной конфлюентности. Формирование плотного монослоя наблюдалось через 48 часов после эксплантации. Впоследствии для пассирования культуры, отбиралась часть клеток и высеивалась в отдельной чашке.
Для изготовления имплантата использовали клетки 3 пассажа. С этой целью на имплантат покрытый коллагеном с обеих сторон высеивали культуру клеток. Затем его высушивали в СО2 - инкубаторе при температуре 37С0 в течение суток. За это время клетки врастали в коллаген, покрывающий поверхность сетки и разрастались по ней.
Полипропиленовый имплантат с клетками костного мозга на коллагеновой пленке.
Для получения культуры клеток костного мозга, из бедренной кости крысы шприцом, содержащим 5 мл питательной среды 199, вымывали костный мозг. Полученную суспензию помещали в культуральные сосуды с ростовой поверхностью 25 см2 и заливали питательной средой 199 с 10% эмбриональной сывороткой крупного рогатого скота. Первичную клеточную взвесь культивировали в СО2 – инкубаторе при температуре 370С до образования монослоя. Клетки пассировали до 7 пассажа дважды в неделю, с коэффициентом рассева 1:2. Клетки 7 пассажа использовали для изготовления имплантата. Процедура нанесения клеток на полипропиленовую сетку аналогична процедуре с фибробластами.
Полипропиленовый имплантат с коллагеном на висцеральной поверхности.
Для изготовления имплантата с коллагеном на висцеральной поверхности, в чашку Петри на карбоксиловую подложку наносили крысиный коллаген I типа. В чашку помещали полипропиленовую сетку, не допуская ее полного погружения. Высушивание и стерилизацию проводили в ламинарном шкафу ультрафиолетовой лампой с вертикальной подачей воздуха в течение суток. Впоследствии имплантат аккуратно отделяли от карбоксиловой подложки. При этом, на начальных этапах работы, часто часть высохшего коллагена оставалась на карбоксиловой подложке, так как при высыхании коллаген прочно прилегал к ней. В дальнейшем с целью устранения этой проблемы, последнюю смазывали тонким слоем стерильного жидкого вазелина. Это предотвращало прилегание коллагена к подложке и облегчало отделение имплантата. Затем имплантат запаковывали в стерильный контейнер. Перед использованием имплантат на 2-3 минуты замачивали в теплом физиологическом растворе.
Полипропиленовый имплантат с противоспаечным гелем.
После срединной лапаротомии и фиксации на париетальную брюшину полипропиленового имплантата, шприцом на висцеральную поверхность имплантата наносили противоспаечный рассасывающийся гель. Лапаратомную рану ушивали отдельными узловыми швами.
Полипропиленовый имплантат с человеческой брюшиной.
После изъятия у донора париетальной брюшины, ее промывали физиологическим раствором и на 30-40 минут помещали в 15% раствор глицерина в жидкости Рингера-Локка с антибиотиками. Затем брюшину помещали в холодильник при температуре -30 -500С. После получения всех результатов обследования, препарат размораживали опусканием в стерильный физиологический раствор при температуре 450С на 10-15 минут. Затем ее извлекали путем обработки 3% раствора перекиси водорода и промывали физиологическим раствором. Впоследствии препарат повторно замораживали при температуре -60 -700С и подвергали сублимационной сушке. После сушки препарат стерилизовали и герметично упаковывали. Перед использованием препарат погружали на 10-15 минут в физиологический раствор комнатной температуры.
Полипропиленовый имплантат с человеческой твердой мозговой оболочкой.
После изъятия твердой мозговой оболочки у донора, ее помещали в емкость со специальным консервирующим раствором при комнатной температуре на 30-40 минут. Впоследствии емкость помещали в холодильник при температуре -800С, до получения данных обследования донора (ВИЧ, RW, HBsAg,, HCV, общий билирубин, пробы на токсичность, бактериологический посев). После получения результатов анализов, препарат размораживали путем погружения в теплый физиологический раствор при температуре 450С и выкраивали ножницами в виде сферы. Полученные лоскуты лиофилизировали при -40 -460С 2 часа и при 34 0С еще 2 часа. Такие биотрансплантаты имели толщину от 0.6 до 0.8 мм. Впоследствии препарат расщепляли с помощью ленточно-двоильной машины KS 520 SE\CE. Двоение проводили следующим образом: с помощью ручного управления устанавливали толщину 0.2-0.4 мм, подача лиофилизированного трансплантата осуществлялась также вручную. Полученный трансплантат стерилизовали и перед применением отмачивали в физиологическом растворе при комнатной температуре.
Полипропиленовый имплантат с противоспаечным гелем
У всех пяти животных, на 14 сутки, имплантат был плотно фиксирован к передней брюшной стенке. Механическое отделение не представлялось возможным. У всех пяти животных с висцеральной поверхностью имплантата был плотно сращен сальник. У двух животных, помимо сальника, также были фиксированы петли тонкой кишки, у другого край печени и дно желчного пузыря. IV степень распространенности спаечного процесса.
Полипропиленовый имплантат с противоспаечным гелем (14 сутки после имплантации)имплантатпечень и желчный пузырьсальник
На висцеральной поверхности имплантата, при гистологическом исследовании, отмечалось сращение сальника с признаками воспаления в нем. В области контакта имплантата с передней брюшной стенкой отмечался плотный лейкоцитарный воспалительный инфильтрат, который распространялся не только на париетальную брюшину, но и на подлежащую мышечную ткань. В структуре сформированного соединительнотканного каркаса имелись крупноочаговые лейкоцитарные воспалительные инфильтраты. Также встречались ареактивные остатки геля.
Полипропиленовый имплантат с противоспаечным гелем (14 сутки после имплантации окраска гематоксилином и эозином, х 34)
Склероз и воспаление в структуре имплантата (И), париетальной брюшине (ПБ) и сальнике(CК)
Учитывая, что на ранних сроках эксперимента получены однородно отрицательные результаты, с выраженным воспалительным и спаечным процессами, мы сочли нецелесообразным продолжать эксперимент в данной подгруппе на поздних сроках.
Использование твердой мозговой оболочки в качестве антиадгезивного покрытия обусловлено широким применением данного биотрансплантата в других областях хирургии. Ввиду того, что подавление антигенных свойств твердой мозговой оболочки не представляет большой сложности, покрытие им полипропиленового имплантата не должно вызвать выраженной воспалительной реакции. Данный барьер, ограничив внутренние органы от полипропиленовой сетки, позволит сформироваться вокруг ее филаментов соединительнотканного каркаса, который будет способствовать укреплению передней брюшной стенки.
На 7 сутки после фиксации полипропиленового имплантата с твердой мозговой оболочкой наблюдалось слабое сращение имплантата с передней брюшной стенкой. Контакт легко нарушался при иссечении материала для гистологического исследования. У двух животных подгруппы на данном сроке отмечалось неполное сращение имплантата с париетальной брюшиной. К висцеральной поверхности имплантата в двух случаях прилегал сальник, легко отделяемый при механическом воздействии. Рисунок 44Полипропиленовый имплантат с твердой мозговой оболочкой (7 сутки после имплантации)имплантатсальник
Гистологическое исследование выявило неравномерное сращение имплантата с париетальной брюшиной. На висцеральной поверхности имплантата в некоторых случаях прослеживались прослойки сальника. Межузловые промежутки были выполнены рыхлой многоклеточной соединительной тканью с признаками воспаления в виде диффузной лимфоидной, лейкоцитарной и макрофагально-гистиоцитарной инфильтрации, с преимущественной локализацией лейкоцитов в зоне контакта с передней брюшной стенкой.
На 14 сутки после фиксации у всех пяти животных отмечалось сращение имплантата с париетальной брюшиной по всей площади прилегания. Висцеральная поверхность имплантата была гладкая, без признаков спаечного процесса.
Рисунок 45Полипропиленовый имплантат с твердой мозговой оболочкой (14сутки после имплантации)имплантаттвердая мозговая оболочка
При гистологическом исследовании отмечалось растрескивание твердой мозговой оболочки с миграцией в образовавшиеся щели фибробластов, коллагеновых волокон и макрофагов из сформированного соединительнотканного каркаса. Контакт имплантата с передней брюшной стенкой был более прочен, чем на раннем сроке исследования. Висцеральная поверхность имплантата была выстлана истонченным слоем соединительной ткани, с намечающейся выстилкой мезотелием. Рисунок 46Полипропиленовый имплантат с твердой мозговой оболочкой (14сутки после имплантации окраска гематоксилином и эозином, х 100)
При макроскопическом исследовании материала на 30 сутках эксперимента отмечалось прочное сращение имплантата с передней брюшной стенкой у всех животных. Отделение имплантата от подлежащих тканей тупым методом не представлялось возможным. Висцеральная поверхность имплантата была свободна от спаек.
Рисунок 47Полипропиленовый имплантат с твердой мозговой оболочкой (30 сутки после имплантации)имплантаттвердая мозговая оболочка
Гистологическое исследование выявило отсутствие воспалительных изменений как в структуре сформированного соединительнотканного каркаса, так и в подлежащих тканях передней брюшной стенки. На висцеральной поверхности имплантата отмечался начавшийся лизис твердой мозговой оболочки.
Рисунок 48Полипропиленовый имплантат с твердой мозговой оболочкой (30 суток после имплантации окраска гематоксилином и эозином, х34)Сформированный на имплантат (И) рыхлый соединительнотканный каркас с полнокровными капиллярами с фрагментами твердой мозговой оболочки (ТМО).
На 180 сутки у всех пяти животных имелось прочное сращение имплантата с париетальной брюшиной по всей площади прилегания. Висцеральная поверхность имплантата была гладкая, свободна от спаечного процесса.
Рисунок 49Полипропиленовый имплантат с твердой мозговой оболочкой (180 сутки после имплантации)Имплантат с твердой мозговой оболочкой
При гистологическом исследовании отмечалось формирование прочного соединительнотканного каркаса. На висцеральной поверхности имплантата, которую выстилал мезотелий, отлеживались остатки твердой мозговой оболочки. Воспалительные изменения отсутствовали как на передней брюшной стенке, так и в соединительнотканном каркасе имплантата.
Таким образом, внутрибрюшинная фиксация полипропиленового имплантата с твердой мозговой оболочкой не приводит к спаечному процессу. Висцеральная поверхность соединительнотканного каркаса подвергается выстилке мезотелием уже на 14 сутки после фиксации. Плотное сращение имплантата с париетальной брюшиной отмечалось по всей площади прилегания. Сформированный соединительнотканный каркас обеспечивает опорную функцию, что позволяет использовать сочетание полипропиленового имплантата с твердой мозговой оболочкой при лапароскопической герниопластике.
Использование донорской брюшины в качестве антиадгезивного покрытия обоснованно тем, что укрытие полипропиленовой сетки подобным покрытием позволит поместить имплантат между двумя листками париетальной брюшины, что сравнимо с перитонизацией.
На 7 сутки имплантации у всех животных данной подгруппы отмечалось сращение имплантата с передней брюшной стенкой. Во всех случаях к висцеральной поверхности имплантата подпаян сальник. В одном случае помимо сальника к имплантату была фиксирована петля тонкой кишки. Распространенность спаечного процесса соответствовало IV степени.
Лапароскопическая герниопластика использованием полипропиленового имплантата в сочетании с твердой мозговой оболочкой
Во всех случаях имплантат был сращен с передней брюшной стенкой, с покрытием сальником его висцеральной поверхности. Помимо сальника у одного из животных с имплантатом так же были сращены петли тонкого кишечника.
Гистологически отмечалось сращение имплантата с париетальной брюшиной с выраженным воспалительным процессом как в структуре формирующегося соединительнотканного каркаса, тик и на передней брюшной стенке. Висцеральная поверхность имплантата была покрыта сальником с признаками хронического воспаления в нем.
Выраженный воспалительный и спаечный процесс свидетельствуют о том, что препарат брюшина при подобной обработке не годится в качестве барьера между полипропиленовым имплантатом и внутренними органами.
Полипропиленовый имплантат с твердой мозговой оболочкой.
Хотя на 7 сутки эксперимента отмечался рыхлый, в некоторых случаях частичный, контакт имплантата с париетальной брюшиной, на поздних сроках эксперимента имелось прочное сращение имплантата с париетальной брюшиной.
Умеренная воспалительная реакция, наблюдаемая при гистологическом исследовании на 7 сутки, отсутствовала на более поздних сроках эксперимента. Рассасывание твердой мозговой оболочки и образование мезотелия отмечалось с 14 суток. К 180 суткам мезотелий полностью покрывал висцеральную поверхность имплантата.
Основываясь на результатах экспериментальной работы можно сделать вывод, что полипропилен в сочетании с твердой мозговой оболочкой способствует формированию прочного соединительнотканного каркаса, не вызывая при этом спаечного процесса в брюшной полости, что позволяет использовать данный имплантат для пластики грыжевого дефекта лапароскопическим методом.
Имплантат с гидрогелиевым слоем.
Сращение имплантата с париетальной брюшиной у всех животных данной группы было по всей площади прилегания. Прочное сращение отмечалось на 14 сутки имплантации. Спаечный процесс с висцеральной поверхностью имплантата не наблюдался ни у одного из животных.
При гистологическом исследовании отмечался хороший контакт имплантата с париетальной брюшиной, отсутствием воспалительной реакции и формированием прочного соединительнотканного каркаса на имплантат. Покрытие висцеральной поверхности имплантата мезотелием отмечалось с 30 суток эксперимента.
Данный вид имплантата не вызывает спаечного и воспалительного процесса, а так же прочно срастается с париетальной брюшиной. Однако он имеет высокую рыночную стоимость.
Анализируя результаты проведенных экспериментальных исследований, выяснилось, что полипропиленовый имплантат с коллагеном на висцеральной поверхности и полипропилен в сочетании с твердой мозговой оболочкой обладают такими же антиадгезивными свойствами, как имплантат с гидрогелевым слоем. Так как разрешение на клиническое применение полипропиленовый имплантат с коллагеном на висцеральной поверхности пока не получил, в качестве клинической иллюстрации мы использовали только полипропиленовый имплантат в сочетании с твердой мозговой оболочкой.
Клиническую иллюстрацию составили 10 больных оперированных в НИИ СП им Н.В. Склифосовского в период от 2010 до 2013 гг., по поводу грыжевого выпячивания, с использованием полипропиленового имплантата в сочетании с твердой мозговой оболочкой. Из 10 больных, у 6 производилась лапароскопическая, а 4 открытая герниопластика. При лапароскопической герниопластике, после освобождения грыжевого содержимого, грыжевой дефект укрывался полипропиленовым сетчатым имплантатом, который покрывался твердой мозговой оболочкой.
Основными показаниями для использования твердой мозговой оболочки у больных с вентральной грыжей открытым методом, являлись: большой ( 10-15 см) размер грыжевых ворот, выраженная атрофия и дегенерация мышц и апоневроза в области грыжевого дефекта.
Твердую мозговую оболочку, непрерывным обвивным атравматическим швом, фиксировали между задними листками апоневроза влагалищ прямых мышц живота. Синтетический имплантат фиксировали между прямыми мышцами и задними листами апоневроза прямых мышц живота.
При ультразвуковом исследовании, в послеоперационном периоде у одного пациента было выявлено скопление жидкости в надсеточном пространстве. При ретроспективном анализе возможных причин развития жидкостных скоплений, отметили использование твердой мозговой оболочки достаточно больших размеров, которая явилась причиной скопления жидкости в надсеточном пространстве. Было решено перфорировать твердую мозговую оболочку через каждые 3 см диаметром перфорации 5 мм, что позволило избежать скопления жидкости в надсеточном пространстве. Других осложнений в раннем послеоперационном периоде отмечено не было.
Таким образом, сравнивая полученные в экспериментальной части результаты, можно сделать вывод, что отсутствие спаечного и воспалительного процесса на всех сроках эксперимента отмечалось при использовании имплантатов с гидрогелевым слоем и коллагеном на висцеральной поверхности. В случае использования полипропиленового имплантата в сочетании с твердой мозговой оболочкой, прилегание сальника отмечалось только у 2 животных на сроке 7 суток. Сальник у данных животных покрывал имплантат без врастания в его структуру и легко отходил от него при механическом воздействии. На остальных сроках образование спаек отмечено не было.