Введение к работе
Актуальность темы. Хирургическое лечение грыж передней брюшной стенки - актуальная проблема абдоминальной, реконструктивной и косметической хирургии. Грыжа передней брюшной стенки - это полиэтиологическое заболевание, влекущее за собой множественные расстройства в деятельности внутренних органов. Количество больных с грыжами передней брюшной стенки не имеет тенденции к снижению (Тимошин А.Д. и соавт. 2009; Белоконев В.И. и соавт., 2012; Юрасов А.В. и соавт., 2012, Ермолов А.С. и соавт., 2012).
Основным принципом хирургического лечения вентральных грыж (ВГ) является пластика без натяжения тканей с применением эндопротеза для закрытия дефекта (Паршиков В.В. и соавт., 2012; Шестаков А.Л. и соавт., 2012; Sanders D.L., 2011). Внедрению синтетических протезов в хирургическую практику способствовала относительная простота метода, а также перспектива улучшить отдаленные результаты оперативного лечения грыж передней брюшной стенки. Полимеры обладают большой прочностью, эластичностью, достаточной химической и биологической инертностью, нетоксичны, легко стерилизуются. Однако использование этих материалов при хирургическом лечении ВГ связано с развитием атрофически-дегенеративных и рубцовых изменений тканей передней брюшной стенки в зоне эндопротезирования, снижением их прочностных свойств и регенераторных возможностей (Еги-
ев В.Н. и соавт., 2010; Heybeli T. et al., 2010; Mihai R. et al., 2011)
В значительной степени это зависит от химических и физических свойств эндопротезов, которые обусловливают также развитие таких осложнений, как серомы и нагноение ран, возникновение лигатурных свищей (Федоров В.Д. и соавт., 2000; Курбанов У.А. и соавт., 2006; Власов В.В. и соавт., 2008; Ярема И.В. и соавт., 2008; Welty G. et al., 2001; Seleem M.I., 2003; Delikoukos S. et al., 2007, 2008). В связи с этим перспективным является изучение биосовместимости различных видов протезов, используемых при протезировании передней брюшной стенки.
Не менее важным направлением развития герниологии является внедрение клеточных технологий, таких как применение культуральных экзогенных фибробластов, позволяющих активировать процессы организации соединительной ткани, повысить уровень репаративных процессов в месте их введения (Хамид А.Х., 2005; Егиев В.Н. и соавт., 2010; Гостевской А.А. и соавт., 2012; Kapischke M. et al., 2005). Введение экзогенных фибробластов может сделать возможным решение еще одной проблемы современной герниологии – снижения прочностных свойств рубца из-за изменения коллагенового состава апоневротических структур передней брюшной стенки.
Очень важным направлением в современной хирургии, и в герниологии в частности, является предупреждение возникновения и развития заболевания. В этом контексте, необходимы методики для раннего обнаружения «скрытых» признаков, указывающих на возможность дисплазии соединительной ткани и опасность возникновения рецидивов (Велигоцкий Н.Н. и соавт., 2011; Henriksen N.A. et al., 2011). Подобные методики позволят выявлять признаки, указывающие на необходимость выполнения превентивного эндопротезирования у пациентов до появления ВГ, при наличии предрасположенности к их возникновению. В этой связи перспективным является изучение состава коллагена соединительной ткани (кожа и апоневроз) и полиморфизма ряда генов, которые участвуют в образовании коллагена. Исследование уровня металлопротеиназ, принимающих важное участие в процессах деградации различных типов коллагена, представляется важным для многих исследователей (Гостевской А.А. и соавт., 2008; Rosch R. et al., 2006), однако в качестве критерия прогнозирования развития ВГ еще не использовалось.
В этой связи исследования соотношения основных типов коллагена при помощи поляризационной микроскопии или при использовании моноклональных антител совместно с применением генетического исследования, направленного на изучение полиморфизма ряда генов, представляются важными и перспективными, позволяющими улучшить результаты лечения больных с ВГ или предрасположенностью к последним (Селезнева И.И. и соавт., 1996; Junge K. et al., 2002; Rich; L. et al., 2005).
Главным фактором, напрямую определяющим результаты лечения пациентов с той или иной патологией, является стратегия хирургического лечения. Различные диагностические и медикаментозные методики могут дополнять ее, но именно стратегия во многом определяет результаты лечения. Неправильная стратегия хирургического лечения может свести на нет все преимущества и достоинства конкретных тактических приемов. Расширение использования подапоневротической пластики (Sublay) демонстрирует положительный эффект, однако часть хирургических клиник продолжает применять надапоневротическую пластику (Onlay), также показывая хорошие результаты и указывая на меньшую травматизацию тканей, особенно при малых размерах грыжи (Юрасов А.В. и соавт., 2011; Паршиков В.В. и соавт., 2012). Хирурги, применяющие методики Sublay, вынужденные при малых грыжах увеличивать размеры доступа, тоже являются «заложниками» одного типа эндопротезирования. Только определенная «гибкость» в принятии обоснованного варианта хирургического лечения, основанная на результатах клинического и экспериментального исследования проблемы, позволит выявить оптимальную стратегию выбора способа пластики грыж передней брюшной стенки. Именно это предопределило цель и задачи нашего исследования.
Цель исследования – создание хирургической стратегии лечения грыж передней брюшной стенки на основании сравнительного изучения степени биосовместимости синтетических материалов, методик пластики, способов прогнозирования генетической детерминированности и методик контроля воспалительного процесса в послеоперационном периоде.
Задачи исследования.
1. Определить особенности коллагеногенеза при эндопротезировании передней брюшной стенки в зависимости от типа эндопротеза в эксперименте с использованием поляризующей микроскопии.
2. Изучить влияние аллогенных культивированных фибробластов на соотношение коллагенов I/III типов при эндопротезировании передней брюшной стенки в эксперименте.
3. Изучить в эксперименте реакцию тканей на эндопротезы из ППРО, ПТФЭ и ПВДФ (морфологически).
4. Провести в эксперименте сравнительный анализ морфологических изменений тканей в области имплантации протезов из ППРО, ПТФЭ и ПВДФ в условиях введения аллогенных эмбриональных фибробластов.
5. Изучить комплексное влияние полиморфизма генов на формирование абдоминальных грыж в клинике.
6. Разработать метод профилактики ВГ после «открытых» операций на органах брюшной полости, основанный на сравнительном анализе закономерностей соотношения коллагенов I/III типов и взаимовлияния полиморфизмов генов у пациентов с ВГ и у людей без признаков патологии соединительной ткани.
7. Сравнить частоту послеоперационных осложнений после использования эндопротезов из ППРО, ПТФЭ и ПВДФ при пластике дефектов передней брюшной стенки в клинике.
8. Провести сравнительное изучение динамики общеклинических показателей, цитокинового профиля и клеточного состава раневого экссудата при эндопротезировании брюшной стенки протезами из ППРО, ПТФЭ и ПВДФ у больных с ВГ, на основании чего выбрать эндопротез с лучшей биосовместимостью.
9. Определить метод выбора оперативного лечения ВГ в зависимости от их размера, анализа закономерностей течения раневого процесса после эндопротезирования передней брюшной стенки.
Научная новизна.
1. Впервые выявлено, что экспериментальное использование культуры аллогенных эмбриональных фибробластов при имплантации различных синтетических протезов способствует снижению воспалительной реакции и ускоряет созревание соединительной ткани, в большей степени при имплантации материала ПВДФ.
2. Предложен способ активизации образования коллагена в зоне имплантации протеза путем введения экзогенных эмбриональных фибробластов, потенцирующий формирование зрелой соединительной ткани.
3. Впервые проведена сравнительная оценка биосовместимости эндопротезов из ППРО, ПТФЭ и ПВДФ на основании исследования динамики концентрации про- и противовоспалительных цитокинов в раневом экссудате при эндопротезировании передней брюшной стенки в клинике. Доказано преимущество клинического применения имплантатов из поливинилиденфторида в лечении больных с ВГ.
4. Доказано наличие «сильных» корреляционных связей между цитокиновым профилем и общеклиническими данными и возможность их мониторинга для прогнозирования реакции тканей на синтетический протез.
5. Впервые изучено соотношение I/III типов коллагена в условиях имплантации различных видов синтетических эндопротезов и влияния введения экзогенных эмбриональных фибробластов в эксперименте.
6. Впервые изучено соотношение I/III типов коллагена у пациентов с грыжами живота и без признаков ВГ, взаимосвязанное с наличием мутантного генотипа АА в полиморфизме гена EGF +61G/A и мутантного аллеля полиморфизма 1171 5А/6А гена матриксной металлопротеиназы 3.
7. Впервые на основании взаимосвязанного определения генного полиморфизма и соотношения коллагенов в коже и апоневрозе больных без ВГ предложено обоснованное превентивное эндопротезирование после возможной лапаротомии.
8. Впервые изучена цитологическая картина в динамике при имплантации разных по структуре эндопротезов (ППРО и ПВДФ) при различных типах пластики (Onlay и Sublay), позволяющая определить оптимальные сроки дренирования раны.
9. Впервые определена стратегия выбора способа пластики, основанная на результатах гистологического, цитологического и клинического течения послеоперационного периода, в зависимости от размера грыжи.
Практическая значимость.
На основании экспериментальных исследований показана целесообразность применения аллогенных эмбриональных фибробластов с целью стимуляции созревания соединительной ткани после эндопротезирования ВГ.
Определена эффективность использования поляризационной микроскопии и окраски препаратов по методике Sirius Red для определения соотношения коллагенов I/III типов в эксперименте и клинике.
Разработана методика прогнозирования риска развития ВГ на основании исследования соотношения коллагенов I/III типов, взаимосвязанное с наличием мутантного генотипа АА в полиморфизме гена EGF +61G/A и мутантного аллеля полиморфизма 1171 5А/6А гена матриксной металлопротеиназы 3.
Определена методика мониторирования раневого процесса на основании цитологического исследования экссудата у больных с ВГ для выявления оптимального срока удаления дренажей.
Разработана стратегия выбора метода оперативного вмешательства в зависимости от размера грыжи, предусматривающая использование пластики Onlay у больных с малыми и средними размерами и Sublay эндопротезирование при больших и гигантских размерах грыж.
Положения, выносимые на защиту.
1. Экспериментальное введение экзогенных аллогенных эмбриональных фибробластов в зону имплантации эндопротезов приводит к достоверному уменьшению воспалительной реакции и повышению уровня фибропластических процессов.
2. Имплантация культуры аллогенных фибробластов в область расположения синтетических протезов модифицирует тканевые реакции, что проявляется усилением трансформации фибробластов в зрелые клетки фиброциты и вызывает ускорение созревания соединительной ткани (p 0,05). В большей степени это отмечено при использовании ПВДФ протеза.
3. Эндопротезирование ПВДФ протезом вызывает достоверно меньшую воспалительную реакцию по сравнению с использованием материалов из ППРО и ПТФЭ.
4. Достоверно меньшая продолжительность и интенсивность повышения концентрации провоспалительных (ФНО и ИЛ-8) и противовоспалительного (ИЛ-4) цитокинов характеризуют более низкий уровень воспалительной реакции и ее раннее завершение при использовании ПВДФ протеза по сравнению с использованием материалов из ППРО и ПТФЭ. При этом целесообразно использование мониторинга про- и противовоспалительных цитокинов в послеоперационном периоде для прогнозирования течения воспалительной реакции на имплантацию эндопротеза у больных с ВГ.
5. На основании морфологических и клинических исследований, при Onlay протезировании передней брюшной стенки у больных с ВГ, протез ПВДФ обладает лучшей биосовместимостью по сравнению с ППРО и ПТФЭ.
6. Применение поляризационной микроскопии и окраски препаратов по методике Sirius Red позволяет достоверно определять соотношение I/III типов коллагена в экспериментальных условиях и в клинике.
7. Наличие мутантного генотипа АА в полиморфизме гена EGF +61G/A и наличие мутантного аллеля полиморфизма 1171 5А/6А гена матриксной металлопротеиназы 3, с учетом снижения соотношения коллагенов I/III типов ниже 2,1 в коже и апоневрозе у больных с ВГ, может служить объективным критерием прогнозирования риска развития ВГ и показанием к превентивному эндопротезированию.
8. Исследование цитологии экссудата в послеоперационном периоде позволяет возможным объективизировать уровень воспаления при пластике типа Onlay и оптимизировать сроки удаления дренажей.
9. Цитологическое исследование экссудата в послеоперационном периоде доказывает более раннее изменение воспалительного типа цитограммы на воспалительно-регенераторный при использовании ПВДФ протеза при пластике Onlay по сравнению с использованием материала из ППРО.
10. Использование методики типа Sublay, в сравнении с методикой Onlay, достоверно уменьшает уровень воспалительной реакции в области пластики, объем, длительность и количество экссудативных осложнений в послеоперационном периоде, длительность дренирования и время пребывания пациента в клинике.
11. Хирургическое лечение, основанное на применении пластики типа Onlay у пациентов с малыми и средними размерами грыж, и использование методики Sublay у пациентов с обширными и гигантскими грыжевыми дефектами, является оптимальной стратегией лечения грыж передней брюшной стенки.
Реализация работы. Полученные результаты внедрены в практику работы хирургических отделений БМУ «Курская областная клиническая больница», НУЗ «Отделенческая больница на станции Курск ОАО "РЖД"», МБУЗ «Городская клиническая больница № 1 г. Белгорода», МБУЗ «Городская клиническая больница № 2 г. Белгорода». Полученные данные используются в учебном процессе на кафедре хирургических болезней № 1 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, кафедре хирургических болезней № 2 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, кафедре хирургических болезней № 2 медицинского факультета НИУ «Белгородский государственный университет» Минздрава России.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях научно-практического общества хирургов г. Курска и Курской области в 2009 – 2012 гг., научной конференции с международным участием «Актуальные вопросы хирургии» (Курск, 7 октября 2011), VIII международной научно-практической конференции Всероссийского общества герниологов «Актуальные вопросы герниологии» (Медицинский центр МГУ им.
М.В. Ломоносова, Москва, 1 - 2 ноября 2011), IX международной научно-практической конференции Всероссийского общества герниологов «Актуальные вопросы герниологии» (РНЦХ им. Б.В. Петровского, Москва,
31 октября - 1 ноября 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 научных работ, из них 24 в изданиях, определенных ВАК РФ, а также 2 монографии, изданные в ФРГ. Работы содержат полный объем информации, касающейся темы диссертации.
Личный вклад автора.
