Автореферат и диссертация по медицине (14.03.02) на тему:Морфологические изменения тканей в зоне имплантации полипропиленовой сетки и ксеноперикардиальной пластины

На правах рукописи

ФЕДОРОВА Мария Геннадьевна

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТКАНЕЙ В ЗОНЕ ИМПЛАНТАЦИИ ПОЛИПРОПИЛЕНОВОЙ СЕТКИ И КСЕНОПЕРИКАРДИАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ

14.03.02 — Патологическая анатомия

005059072

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 6 МАЙ 2013

Ульяновск — 2013

005059072

Работа выполнена на кафедре анатомии человека в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет».

Научный руководитель -

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор медицинских наук, профессор Калмин Олег Витальевич

Маслякова Галина Никифоровна -

доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского», кафедра патологической анатомии, заведующая кафедрой

Чаиркин Иван Николаевич доктор медицинских наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», кафедра нормальной анатомии с курсами судебной медицины и оперативной хирургии и топографической анатомии, заведующий кафедрой

ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится 31 мая 2013 г., в 10.00 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.278.06 в ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет» по адресу: 432017, г. Ульяновск, Набережная р. Свияги, 106, корпус 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет», с авторефератом - на сайте ВАК: http://vak.ed.gov.ru/

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 432017, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, д. 42, Ульяновский государственный университет, Управление научных исследований.

Автореферат разослан » С(ПрРЛЗ. 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Визе-Хрипунова М. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

В настоящее время вопросы хирургического лечения грыж становятся все более актуальными. При этом частота возникновения послеоперационных вентральных грыж постоянно растет и составляет 25 % в общей структуре грыж живота (Жебровский В. В. и соавт., 2002; Егиев В. Н., 2000; Самойлов А. В. и соавт., 2006). По данным разных авторов, они возникают после 2-15 % всех лапаротомий (Нелюбин П. С. и соавт., 2007; Тимошин А. Д. и соавт., 2003; Garvey Р. В. et al., 2012; Gislason Н. et al., 1995; Sukovatykh В. S. etal., 2012).

Все способы герниопластики можно разделить на те, в которых используются собственные ткани организма (аутопластические операции), и те, в которых применяются дополнительные пластические материалы (ал-лопластические операции). При этом в последнее время аллопластические методы завоевывают все большую популярность у хирургов, так как позволяют избежать натяжения тканей и значительно снизить число не только ранних, но и поздних послеоперационных осложнений и рецидивов (Бело-конев В. И. и соавт., 2005; Соловьев Н. А. и соавт., 2004; Сурков Н. А., 2003; Burger J. W. A. et al., 2006; Toranto J. D. et al., 2012). Среди материалов, используемых для пластики грыжевых ворот, наиболее популярны полипропиленовые сетки. Они относительно доступны, обладают достаточной прочностью и при имплантации их в переднюю брюшную стенку обусловливают развитие местного воспалительного процесса, что приводит к прорастанию сквозь ячейки сетки волокон соединительной ткани и сосудов, вследствие чего образуется зрелая рубцовая ткань, равная или превосходящая по прочности апоневроз (Дерюгина М. С., 2001). Однако при использовании полипропиленовых сеток достаточно часто возникают осложнения, связанные с развитием хронической воспалительной реакции в зоне операции: протез инкапсулируется, становится подвижным, что может давать болевой синдром и приводить к рецидиву грыжи (Agrawal A. et al., 2005; Leber G. E. et al., 1998; Shin D. et al., 2005).

Проблем, возникающих при использовании полипропиленовых сеток, удается избежать при применении в качестве аллотрансплантата ксенопе-рикардиальной пластины. Этот материал известен и хорошо зарекомендовал себя в кардиохирургии. Изготовление из ксеноперикарда протезов сердечных клапанов и сосудов вошло в практику сердечно-сосудистой хирургии (Столяров М. С., 2008).

Другой важной проблемой хирургии является развитие распространенного перитонита как осложнения различных острых хирургических заболеваний брюшной полости. Эта патология развивается у 15-20 % больных (Абдулжалимов М. К., 2003; Нузов Б. Г., 2000), и летальность при остром гнойном распространенном перитоните колеблется от 10 до 45,2 % (Аскер-ханов Г. Р. и соавт., 2000; Комаров Н. В. и соавт., 1998). Одним из активных

методов хирургического лечения перитонита является лапаростомия, дающая возможность качественно санировать брюшную полость и таким образом предотвращать прогрессирование перитонита и возникновение абсцессов брюшной полости (Ахкубеков Р. А. и соавт., 2011; Бугулов Г. К. и соавт., 1988; Брюсов П. Г. и соавт., 1992; <3иуп А. Д. & а1., 2012; йегсЬуа Ъ. й а1., 2012). Как материал для временного закрытия лапаростомы ксенопери-кард весьма перспективен. Он достаточно прочен, чтобы предотвратить эвентрацию внутренних органов, и обладает гладкой поверхностью, не вызывающей адгезии кишечной стенки.

Цель исследования

Выявление особенностей репаративных процессов при имплантации полипропиленовой сетки и ксеноперикардиальной пластины в ткани передней брюшной стенки.

Задачи исследования

1. В эксперименте на животных изучить морфологические изменения тканей брюшной стенки при имплантации полипропиленовой сетки.

2. В эксперименте на животных изучить морфологические изменения тканей брюшной стенки при имплантации ксеноперикардиальной пластины.

3. Сравнить особенности тканевой реакции при имплантации ксенопе-рикарда и полипропиленовой сетки;

4. Исследовать морфологические изменения ксеноперикардиальной пластины при применении ее в условиях гнойно-воспалительного процесса.

5. Разработать способ объективной морфологической оценки репаративных процессов в тканях брюшной стенки при имплантации биологических материалов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При использовании ксеноперикардиальной пластины для пластики грыжевых ворот происходит постепенное ее замещение плотной волокнистой соединительной тканью;

2. Ксеноперикард остается практически неизменным в условиях гнойно-воспалительного процесса при использовании его для временного закрытия лапаростомы при разлитом гнойном перитоните;

3. Площадь микрососудистого русла в зоне операции является объективным критерием, позволяющим прогнозировать риск отторжения трансплантата.

Научная новизна

Впервые дана поэтапная морфологическая характеристика реакции тканей передней брюшной стенки на имплантацию ксеноперикардиальной пластины в течение длительного промежутка времени (от 1 недели до 1,5 лет).

В эксперименте на животных проведено сравнительное исследование результатов имплантации ксеноперикарда и сетчатых эндопротезов.

Показаны преимущества применения ксеноперикарда перед ранее использовавшимися материалами для пластики грыжевых ворот.

Показана возможность применения ксеноперикардиальной пластины в условиях гнойной раны.

Разработан способ прогнозирования риска отторжения трансплантата при ксенопластике, позволяющий оценить вероятность развития осложнений и своевременно провести замену имплантата (патент РФ на изобретение №2472153).

Практическая и теоретическая значимость работы

Результаты настоящего исследования могут быть использованы в практической работе экстренных и плановых хирургических отделений, а также в учебном процессе на кафедрах патологической анатомии, хирургии и оперативной хирургии медицинских вузов.

Использование ксеноперикарда для пластики грыжевых ворот позволяет снизить количество послеоперационных осложнений и рецидивов грыж.

Предложенный способ временного закрытия лапаростомы с помощью ксеноперикардиальной пластины позволяет избежать адгезии петель кишечника. Кроме того, после купирования признаков перитонита лапаросто-ма закрывается без удаления биологического материала.

Разработанный способ прогнозирования риска отторжения трансплантата при ксенопластике может быть использован в работе хирургических отделений лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ), что позволит снизить частоту возникновения послеоперационных осложнений.

Апробация работы

Результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Научно-практической конференции с Международным участием «Новые технологии в хирургии и интенсивной терапии» (Саранск, 2010); XVII Межрегиональной научно-практической конференции памяти академика Н. Н. Бурденко (Пенза, 2010); Всероссийском форуме «Пироговская хирургическая неделя» (Санкт-Петербург, 2010); Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» (Пенза, 2011); IV Международном молодежном медицинском конгрессе (Санкт-Петербург, 2011); Международном медицинском конгрессе «Euromedica» (Germany, Hanover, 2012); XVIII Межрегиональной научно-практической конференции памяти академика Н. Н. Бурденко (Пенза, 2012); конференции «Актуальные вопросы гернио-логии» (Москва, 2012), VII Международной научной конференции молодых ученых-медиков (Курск, 2013).

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, из них 5 в журналах из перечня изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации ре-

зультатов диссертационных исследований, и один патент РФ на изобретение №2472153.

Внедрение результатов исследования

Основные положения, результаты и выводы проведенного исследования внедрены в работу Пензенской областной клинической больницы им. Н. Н. Бурденко. Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедре хирургии и кафедре клинической морфологии и судебной медицины с курсом онкологии Медицинского института Пензенского государственного университета и кафедре патологии с курсом патологической физиологии Медицинского института Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, включающего 145 источников на русском языке и 106 источников на иностранных языках. Общий объем диссертации составляет 118 страниц машинописного текста, включающих 45 рисунков и 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Экспериментальная часть исследования проводилась на 15 половозрелых кроликах-самцах породы Шиншилла массой до 3,5 кг. Все эксперименты, уход и содержание животных осуществлялись в соответствии с Директивой № 63 от 22.09.2010 г. Президиума и Парламента Европы «О защите животных, используемых для научных исследований» и приказом Минздрава РФ № 267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики». Получено разрешение локального этического комитета Медицинского института ПГУ на проведение экспериментального и клинического исследования (протокол № 8 заседания от 24.04.2010 г.). В переднюю брюшную стенку экспериментальных животных вшивали участки ксенопе-рикардиальной пластины и полипропиленовой сетки. Использовали полипропиленовую сетку «Линтекс» (г. Санкт-Петербург) и ксеноперикард (ООО «Кардиоплант», г. Пенза), обработанный по специальной методике. Из эксперимента животных выводили путем передозировки эфира через 3, 6 и 12 месяцев после операции. Из зоны имплантации сетки и ксеноперикарда получали по четыре образца ткани размером 5x5 мм и помещали в 10 % раствор нейтрального забуференного формалина.

Клиническая часть исследования проводилась на базе Пензенской областной клинической больницы им. Н. Н. Бурденко. На использование ксе-

ноперикарда в хирургии получено регистрационное удостоверение Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития (№ 2010/07629 от 05.05.2010 г.). Согласие на проведение исследования дали девять пациентов с острыми хирургическими заболеваниями органов брюшной полости, осложнившимися разлитым перитонитом. У данных больных для временного закрытия лапаростомы использовали ксенопери-кардиальную пластину. Во время перевязок и санационных релапаротомий на 1, 3, 7, 14 и 21-е сутки иссекали участки ксеноперикарда с захватом края апоневроза размером 5x5 мм, которые фиксировали в 10 % растворе нейтрального забуференного формалина. У восьми из девяти пациентов явления перитонита купировались и на 21-е сутки после операции операционная рана была ушита. У одного пациента, несмотря на проводимое лечение, признаки перитонита прогрессировали и на 14-е сутки возникла необходимость в замене ксеноперикардиальной пластины. После замены течение болезни было благоприятным, и на 21-е сутки лапаротомная рана также была ушита. После купирования признаков перитонита и нормализации внутри-брюшного давления ксеноперикард оставляли с целью профилактики грыжевой болезни, на рану накладывали вторично-отсроченные швы.

Также в клинических условиях были проведены операции пластики грыжевых ворот с помощью ксеноперикардиальной пластины. Одна из оперированных пациенток вновь обратилась за медицинской помощью по поводу другой хирургической патологии через год и два месяца после пластики. Во время второй операции были получены фрагменты тканей из области грыжевых ворот.

Материал, полученный в ходе экспериментальных и клинических исследований, обрабатывали по стандартной методике, препараты окрашивали гематоксилином - эозином, по методу Ван-Гизона и Вейгерта.

Светооптическое исследование окрашенных срезов проводилось с помощью микроскопа фирмы «Carl Zeiss» под увеличением от 40 до 400 раз. С каждого препарата были сделаны микрофотографии с применением фотографической насадки на микроскоп «Axioskop». Для проведения морфомет-рического исследования использовали программы «Axiovision» и «Image Tool v.3.0». В микропрепаратах определяли количество клеточных элементов, волокнистого и сосудистого компонента соединительной ткани (табл. 1). Подсчет количества клеточных элементов и определение относительной площади коллагеновых и эластических волокон производили по методу Г. Г. Ав-тандилова. Общую площадь новообразованных кровеносных сосудов грануляционной ткани определяли средствами программы «Axiovision».

Результаты подсчетов заносили в специально разработанный протокол исследования и обрабатывали вариационно-статистическими методами с помощью программных пакетов «Micromed Statistica» и «Statsoft Statistica». Для каждого показателя вычисляли минимальное (Min) и максимальное (Мах) значения, среднюю арифметическую (М) и ошибку средней (т). Дос-

товерность различий между группами проверяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Различия были достоверны при 95 % пороге вероятности (р < 0,05). Проводили дисперсионный анализ влияния сроков послеоперационного периода на количество воспалительных элементов, а также клеточных и волокнистых компонентов соединительной ткани.

Таблица 1

Объем исследований

Объекты и способы исследования Кролики Пациенты

Количество объектов исследования 15 9

Способы окраски

Окраска гематоксилином - эозином 600 225

Окраска по Ван-Гизону 200 100

Окраска по Вейгерту 200 100

Морфометрия

Количество нейтрофильных лейкоцитов - 1125

Количество лимфоцитов 3000 1125

Количество макрофагов 3000 1125

Количество гигантских многоядерных клеток 3000 1125

Площадь новообразованных кровеносных сосудов - 1125

Количество фибробластов 3000 1125

Количество фиброцитов 3000 1125

Площадь коллагеновых волокон 3000 1125

Площадь эластических волокон 3000 1125

Результаты собственных исследований

1. Морфологическое исследование тканей в зоне имплантации полипропиленовой сетки

Для оценки воспалительных изменений и процесса роста соединительной ткани в зоне имплантации подсчитывалось количество клеток пролиферативной фазы воспаления, фибробластов и фиброцитов, а также коллагеновых и эластических волокон через 3, 6, и 12 месяцев после операции (табл. 2, 3). Все различия между показателями, относящимися к разным срокам, были статистически достоверны.

Таблица 2

Количество клеток пролиферативной фазы воспаления в зоне имплантации полипропиленовой сетки в разные сроки после операции (клетки в поле зрения)

Клеточные элементы 3 месяца 6 месяцев 12 месяцев

Мш Мах М± т Мш Мах М±т Мш Мах М±т

Лимфоциты 200 289 246,78±19,61 71 130 96,81±14,12 17 30 24,64±2,77

Макрофаги 45 58 49,81±2,91 35 43 39,38±2,54 19 30 25,85±2,24

Гигантские многоядерные клетки 1 10 6,98±2,12 4 15 10,68±3,25 1 10 6,07±2,24

Таблица 3

Количество клеток соединительной ткани в зоне имплантации полипропиленовой сетки в разные сроки после операции (клетки в поле зрения)

Клеточные элементы 3 месяца 6 месяцев 12 месяцев

Мш Мах М±т Мш Мах М±т Мт Мах М±т

Фибробласты 82 120 99,29±10,34 161 202 180,11±8,47 50 69 60,27±4,76

Фиброциты 58 80 69,74±4,86 80 122 99,49±8,25 52 70 59,96±4,50

Соотношение фибробластов и фиброцитов - - 1,42 - - 1,81 - - 1

Через три месяца после операции в зоне имплантации полипропиленовой сетки обнаруживались лимфоциты в количестве от 200 до 289 клеток в поле зрения, что в среднем составило 246,78 ± 19,61. К шестому месяцу количество лимфоцитов уменьшилось в 2,5 раза и составило 96,81 ± 14,12 клеток в поле зрения. В дальнейшем количество лимфоцитов продолжало уменьшаться, к году - еще в 3,9 раза и достигало 24,64 ± 2,77 клеток в поле зрения (рис 1). Количество макрофагов также постепенно уменьшалось в течение года. Через год после операции количество макрофагов уменьшилось еще в 1,5 раза, их число колебалось от 19 до 30, что в среднем составило 25,85 ± 2,24 клеток в поле зрения. Количество гигантских многоядерных клеток инородных тел сначала увеличивалось от 6,98 ± 2,12 в поле зрения до 10,68 ± 3,25 (в 1,5 раза), а затем уменьшалось - к году в 1,7 раза. В поле зрения встречалось 10 и менее клеток - в среднем 6,07 ± 2,24. Однофактор-ный дисперсионный анализ выявил достоверное влияние срока послеоперационного периода на количество клеток пролиферативной фазы воспаления (р< 0,001).

Количество фибробластов увеличивалось от трех месяцев к шести в 1,8 раза - от 99,29 ± 10,34 до 180,11 ± 8,47 клеток в поле зрения. За следующие шесть месяцев число фибробластов уменьшалось в 3 раза и к сроку двенадцать месяцев после операции их количество колебалось от 50 до 69, в среднем составляя 60,27 ± 4,76 клеток в поле зрения (см. табл. 3). Количество фиброцитов также увеличивалось к шести месяцам в 1,4 раза -от 69,74 ± 4,86 до 99,49 ± 8,25 клеток в поле зрения - и уменьшалось к двенадцати месяцам в 1,7 раза (до 59,96 ± 4,50).

Степень активности образования волокон соединительной ткани помогает оценить показатель соотношения фибробластов и фиброцитов. Через три месяца после операции этот показатель составил 1,42, к шести месяцам достиг 1,81. Затем активность синтетических процессов стала уменьшаться, и к двенадцати месяцам после операции данный показатель был равен 1.

Относительная площадь соединительнотканных волокон через три месяца после операции колебалась от 41,12 до 55,62 %, что составило в среднем 49,35 ± 2,78 %. Из них 35,17 ± 3,21 % приходилось на коллагеновые волокна и 14,18 ± 2,12 % - на эластические. Через шесть месяцев относитель-

ная площадь соединительной ткани увеличилась до 54,22 ± 3,18 %. Через год после проведенной имплантации относительная площадь, занимаемая волокнами, достигла 63,03 ± 2,15 % (рис. 3). Однофакторный дисперсионный анализ выявил достоверное влияние на площадь соединительнотканных волокон длительности послеоперационного периода {р < 0,01).

'Щ^Ш ;*,ГШ

• • у -V : ; у •

^ ^йЙчИ

•я. 1 а •> •

Рис. 1. Лимфоцитарная инфильтрация в зоне имплантации полипропиленовой сетки. 3 мес. после операции

Рис. 2. Умеренная лимфоцитарная инфильтрация в зоне имплантации ксеноперикардиальной пластины. 3 мес. после операции

(окраска гематоксилином - эозином, хЮО) (окраска гематоксилином - эозином, хЮО)

70% 60% 50% 40% 30% 20% хо%

- оСоак площадь

- элаетичес

12 мес. - коллагеновые золота

3 мес. - общая площадь

12 мес.

- коллагеновые волокна

- волокна ксемопернкарда

Рис. 3. Относительная площадь компонентов Рис. 4. Относительная площадь компонентов

соединительной ткани в разные сроки соединительной ткани в разные сроки

после операции в зоне имплантации после операции в зоне имплантации

полипропиленовой сетки ксеноперикардиальной пластины

2. Морфологическое исследование тканей в зоне имплантации ксеноперикардиальной пластины

Минимальное количество лимфоцитов через три месяца после операции было 122 клетки в поле зрения, максимальное - 285 клеток, что в сред-

нем составило 176,68 ± 16,03 клетки в поле зрения. Через шесть месяцев число лимфоцитов уменьшилось в 3,5 раза и составило 50,05 ±5,51 клеток в поле зрения. Через год после операции лимфоциты в препаратах отсутствовали. Количество макрофагов также уменьшалось от 29,45 ± 2,48 клеток в поле зрения в три месяца до 9,70 ± 2,62 клеток в шесть месяцев — в 3 раза. В препаратах, полученных через год после операции, макрофаги выявлялись в единичном количестве. Гигантские многоядерные клетки инородных тел были обнаружены в препаратах, полученных через три месяца после имплантации ксеноперикарда в среднем в количестве 5,79 ± 1,73 клеток в поле зрения. В более поздние сроки эти клетки не обнаруживались (табл. 4, рис. 2). Однофакторный дисперсионный анализ выявил достоверное влияние длительности послеоперационного периода на количество клеток про-лиферативной фазы воспаления (р < 0,01).

Таблица 4

Количество клеток пролиферативной фазы воспаления в зоне имплантации ксеноперикарднальной пластины в разные сроки после операции (клетки в поле зрения)

Клеточные элементы 3 месяца 6 месяцев 12 месяцев

Min Мах М± т Min Мах М±т М± т

Лимфоциты 122 285 176,68±16,03 41 59 50,05±5,51 0

Макрофаги 26 35 29,45±2,48 5 14 9,70±2,62 0

Гигантские многоядерные клетки 1 8 5,79±1,73 0 0 0 0

Число фибробластов к трем месяцам после операции составило в среднем 151,01 ± 9,67 клеток в поле зрения. Через шесть месяцев после операции число фибробластов увеличивалось в 1,7 раза - до 257,06 ± 14,6 клеток в поле зрения. В течение следующих шести месяцев их количество увеличивалось еще в 1,4 раза и к году достигало в среднем 350,48 ± 19,33 клеток. Число фиброцитов в три месяца составляло в среднем 79,43 ± 5,32 клеток в поле зрения. В дальнейшем их количество увеличивалось к шести месяцам в 1,2 раза (до 98,70 ± 10,25 клеток в поле зрения), а затем еще в 2,6 раза (252,74 ± 18,44). Показатель соотношения фибробластов и фиброцитов был максимальным через шесть месяцев после операции - 2,6. К году он снижался, но оставался достаточно высоким - 1,39 (табл. 5).

Таблица 5

Количество клеток соединительной ткани в зоне имплантации ксепоперикардиальпой пластины в разные сроки после операции (клетки в поле зрения)

Клеточные элементы 3 месяца 6 месяцев 12 месяцев

Min Мах М± т Min Мах М±т Min Мах М±т

Фибробласты 130 172 151,01±9,67 220 294 257,06±14,60 302 400 350,48±19,33

Фиброциты 74 93 79,43±5,32 80 122 98,70±10,25 208 305 252,74±18,44

Соотношение фибробластов и фиброцитов - - 1,9 - - 2,6 - - 1,39

Общая площадь образованных волокон соединительной ткани через три месяца после имплантации ксеноперикарда составила 55,89 ± 2,81 %, из них 40,37 ± 3,03 % приходилось на коллагеновые волокна и 15,52 ± 2,29 % на эластические. В дальнейшем количество волокнистого компонента увеличивалось, к шести месяцам общая площадь волокон составляла 62,78 ± 1,35 %. Через год после проведенной операции общая площадь волокнистого компонента достигла 78,18 ± 2,09 %, из них 53,27 ± 1,22 % приходилось на коллагеновые волокна, 24,91 ± 1,71 % на эластические (рис. 4). Процесс биодеградации ксеноперикарда выражался в уменьшении площади его волокон. Через три месяца после имплантации она составляла в среднем 41,11 ± 1,15 %; через шесть месяцев - 33,85 ± 1,39 %. Через двенадцать месяцев после операции относительная площадь ксеноперикардиальных волокон на микрофотографиях составила в среднем 19,43 ± 1,08 % (см. рис. 4). Однофакторный дисперсионный анализ выявил достоверное влияние срока послеоперационного периода на площадь волокон ксеноперикарда (р < 0,001).

С ноября 2009 г. с использованием в качестве эндопротеза ксенопери-кардиальной пластины оперированы 28 больных с вентральными грыжами. Пациенты находились под наблюдением в течение года после операции. Рецидивов грыж после пластики ксеноперикардом не наблюдалось. Осложнений в виде дискомфорта, чувства инородного тела, связанного с наличием ксенопротеза, также не выявлено. Одна из оперированных пациенток была вновь госпитализирована в областную больницу и оперирована по поводу другой патологии - через год и два месяца после пластики грыжевых ворот. Во время операции были получены кусочки тканей из зоны имплантации ксе-ноперикардиальной пластины. Было проведено морфологическое исследование данных тканей. В препаратах отсутствовали признаки острого и хронического воспаления: не было нейтрофильных лейкоцитов, лимфоцитов, макрофагов и гигантских многоядерных клеток инородных тел. Количество фиб-робластов в среднем достигало 289,25 ±1,12 клеток в поле зрения, фиброцитов - 223,31 ± 2,32 клеток в поле зрения. Соотношение фибробластов и фиброцитов в данном случае составляло 1,3 (рис. 5). Относительная площадь волокнистого компонента соединительной ткани - 74,12 ± 1,05 %. Из них на коллагеновые волокна приходилось 50,39 ± 1,78 %, на эластические -23,73 ± 2,48 %. Признаки инкапсуляции имплантата отсутствовали.

3. Сравнительное морфологическое исследование тканей в зоне имплантации полипропиленовой сетки и ксеноперикардиальной пластины

Количество лимфоцитов через три месяца после операции в зоне полипропиленовой сетки превышало их число в тканях, прилежащих к ксеноперикардиальной пластине, в 1,4 раза (в среднем 246,78 ± 19,61 и 176,68 ± 16,03 клеток в поле зрения соответственно). Через шесть месяцев после операции количество лимфоцитов снижалось в обеих исследуемых зонах, однако в области имплантации ксеноперикарда темпы снижения были выше. Коли-

чество лимфоцитов здесь уменьшилось в 3,5 раза и составило 50,05 ± 5,51 клеток в поле зрения, в то время как в области имплантации полипропиленовой сетки число лимфоцитов снизилось в 2,5 раза и достигло 96,81 ± 14,12 клеток. Через год в зоне ксеноперикарда лимфоцитов не обнаруживалось, а в тканях вокруг полипропиленовой сетки они сохранялись в количестве 24,64 ± 2,77 клеток в поле зрения. Количество макрофагов в зоне полипропиленовой сетки через три месяца после операции превышало их число в зоне ксеноперикарда в 1,7 раза (в среднем 49,81 ± 2,91 и 29,45 ± 2,48 клеток в поле зрения соответственно). К шестому месяцу после операции в тканях, окружающих синтетическую сетку, число макрофагов уменьшилось в 1,3 раза и достигло 39,38 ± 2,54 клеток в поле зрения, а в тканях, окружающих ксе-ноперикард, - в 3 раза - до 9,70 ± 2,62 клеток. Через год после проведенной операции число макрофагов вокруг полипропиленовой сетки продолжало снижаться, а вокруг ксеноперикарда данные клетки не обнаруживались (табл. 6).

Таблица 6

Количество клеток пролиферативной фазы воспаления в зоне имплантации полипропиленовой сетки и ксеноперикардиальной пластины в разные сроки после операции (клетки в поле зрения) (Mint)

Клеточные элементы 3 месяца 6 месяцев 12 месяцев

ППС* КП** ППС КП ППС КП

Лимфоциты 246,78±19,61 176,68±16,03 96,81±14,12 50,05±5,51 24,64±2,77 -

Макрофаги 49,81 ±2,91 29,45±2,48 39,38±2,54 9,70±2,62 25,85±2,24 -

Гигантские многоядерные клетки 6,98±2,12 5,79±1,73 10,68±3,25 - 6,07±2,24 -

*ППС - полипропиленовая сетка. **КП - ксеноперикард.

Рис. 5. Ксеноперикард в брюшной стенке человека. 1 год и 2 мес. после операции (окраска по Ван-Гизону, хЮО)

Рис. 6. Состояние ткани на границе с ксеноперикардиальной пластиной. 21-е сутки после операции (окраска гематоксилином - эозином, хЮО)

Число гигантских многоядерных клеток в тканях, окружающих синтетический имплантат, незначительно превышало их количество в области ксеноперикарда (в среднем 6,98 ± 2,12 и 5,79 ± 1,73 клеток в поле зрения соответственно).

В более поздние сроки число данных клеточных элементов в области синтетической сетки вначале увеличивалось до 10,68 ± 3,25 клеток, а затем возвращалось к первоначальным значениям. В области имплантации ксеноперикарда гигантские многоядерные клетки больше не обнаруживались.

Через три и шесть месяцев после операции количество фибробластов в зоне ксеноперикардиальной пластины превысило число фибробластов в зоне полипропиленовой сетки в 1,5 раза. Через год после проведенной операции число фибробластов вокруг синтетической сетки снижалось, в то время как вокруг ксеноперикарда их количество продолжало увеличиваться и стало больше в 5 раз (табл. 7). Исследование количества фиброцитов дает похожие результаты, в три и шесть месяцев отношение количества фибробластов вокруг ксеноперикарда и полипропиленовой сетки выражается числами 1,2 и 1. При этом различия между числом фиброцитов через шесть месяцев после операции недостоверны. Через год после операции данный показатель резко возрос и составил 4.

Таблица 7

Количество клеток соединительной ткани в зоне имплантации полипропиленовой сетки и ксеноперикардиальной пластины в разные сроки после операции (клетки в поле зрения)(Л/± т)

Клеточные элементы 3 месяца 6 месяцев 12 месяцев

ППС КП ППС КП ППС КП

Фибробласты 99,29± 10,34 151,01±9,67 180,11±8,47 257,06±14,60 60,27±4,76 350,48± 19,33

Фиброциты 69,74±4,86 79,43±5,32 99,49±8,25 98,70± 10,25 59,96±4,50 252,74±18,44

Соотношение фибробластов и фиброцитов 1,42 1,9 1,81 2,6 1 1,39

Количество клеток фибропластического ряда в зоне имплантации полипропиленовой сетки возрастало к шести месяцам после операции, а затем уменьшалось, в то время как в зоне имплантации ксеноперикарда их количество возрастало весь период наблюдения.

Показатель соотношения фибробластов и фиброцитов в разные сроки после операции был выше в зоне имплантации ксеноперикардиальной пластины. Через год после имплантации в тканях, окружающих полипропиленовую сетку, данный показатель был равен 1, в то время как в тканях вокруг ксеноперикарда превосходящее количество фибробластов сохранялось - показатель был равен 1,39.

Через три месяца после операции в ксеноперикардиальный имплантат начали врастать волокна соединительной ткани, в то время как в зоне полипропиленовой сетки рыхлые коллагеновые и эластические волокна свободно лежали вокруг волокон сетки.

Через шесть месяцев в области имплантации синтетической сетки соединительнотканные волокна уплотнялись и утолщались, однако с волокнами сетки они не переплетались. Ксеноперикард в эти сроки полностью прорастал собственной соединительной тканью. Через двенадцать месяцев после операции часть волокон полипропиленовой сетки была оплетена соединительнотканными волокнами, а часть лежала свободно в окружающих тканях, вокруг них образовывались «пустоты». Часть волокон полипропиленовой сетки была инкапсулирована. Через год после операции волокна ксеноперикарда истончались и уступали место собственным коллагеновым и эластическим волокнам. Ксеноперикардиальный имплантат полностью срастался с собственной соединительной тканью и определить его границы не представлялось возможным.

В разные сроки после операции площадь волокон в области ксеноперикарда несколько превышала площадь волокон в области сетки - в 1,2 раза. В зонах обоих имплантатов шло постепенное увеличение относительной площади соединительной ткани. Однако в зоне ксеноперикардиальной пластины это увеличение осуществлялось более высокими темпами: от третьего к двенадцатому месяцу общая площадь волокон увеличивалась в 1,4 раза, а в зоне синтетической сетки - в 1,3 раза (рис. 7).

Рис. 7. Изменение относительной площади волокон соединительной ткани в зоне имплантации полипропиленовой сетки и ксеноперикардиальной пластины

4. Морфологическое исследование ксеноперикарда при

использовании его в условиях гнойно-воспалительного процесса

В первые - третьи сутки на границе ксеноперикардиальной пластины и собственных тканей организма преобладали нейтрофильные лейкоциты, их количество увеличивалось в 3,5 раза, в среднем от 124,58 ± 10,33 до 436,02 ± 33,06 в поле зрения. Часть нейтрофилов проникла в толщу ксеноперикардиальной пластины (табл. 8). На седьмые сутки после операции экссудативные процессы резко шли на убыль, что выражалось в уменьшении количества нейтрофилов в 5,2 раза. Через две недели нейтрофильных лейкоцитов оставалось незначительное количество - 20,08 ± 4,47 в поле зрения. На третьей

неделе данные клеггки обнаружены не были. Число лимфоцитов в зоне операции увеличивалось от первой недели до второй в 1,8 раза, а затем уменьшалось в 1,2 раза и к третьей неделе составило 39,13 ± 4,44 клеток в поле зрения. Макрофаги и гигантские многоядерные клетки были выявлены в препаратах на 14-е сутки после операции. Количество макрофагов составило в среднем 3,71 ± 1,48 клеток в поле зрения, гигантских клеток -7,02 ± 1,42 в поле зрения. К 21-м суткам число макрофагов увеличилось до 6,08 ± 1,47 в поле зрения, а число гигантских клеток осталось практически неизменным. Однофакторный дисперсионный анализ выявил достоверное влияние срока послеоперационного периода на количество клеток про-лиферативной фазы воспаления (р < 0,001).

Таблица 8

Клеточный состав экссудата в разные сроки после формирования лапаростомы

(клетки в поле зрения)

Клеточные элементы 1 сутки 3 суток 7 суток 14 суток 21 сутки

М±т М±т М± т М±т М±т

Нейтрофилы 124,58±10,33 436,02±33,06 83,07±8,16 20,08±4,47 -

Лимфоциты - - 26,21±2,56 47,71±2,81 39,13±4,44

Макрофаги - - - 3,71±1,48 6,08±1,47

Гигантские многоядерные клетки - - - 7,02±1,42 5,73±1,44

Через неделю после операции в зоне операции появлялись синтетически активные клетки соединительной ткани — фибробласты, в среднем 30,60 ± 5,48 клеток в поле зрения. На 14-е сутки количество фибробластов увеличивалось в 1,7 раза —до 53,33 ± 5,33 в поле зрения, появлялись фиброциты. К 21-м суткам число фибробластов достигало 71,82 ± 4,66 клеток в поле зрения, число фиброцитов также увеличивалось до 51,58 ± 4,88 клеток в поле зрения (табл. 9).

Таблица 9

Количество фиброцитов и фибробластов в разные сроки после операции

(клеток в поле зрения)

Клеточные элементы 7 суток 14 суток 21 сутки

Мт Мах М±т Мш Мах М±т Мт Мах М±т

Фибробласты 14 39 30,60±5,48 42 77 53,33±5,33 60 89 71,82±4,66

Фиброциты - - - 21 39 31,35±4,62 43 58 51,85±4,88

Соотношение фибробластов и фиброцитов - - - - - 1,7 - - 1,4

Показатель соотношения фибробластов и фиброцитов на 14-е сутки достигал 1,7, что говорит об активном синтезе волокнистого компонента соединительной ткани. К 21-м суткам этот показатель несколько уменьшался и составлял 1,4 (рис. 6). На седьмые сутки после операции площадь молодой со-

единительной ткани составила в среднем 16,13 ± 1,33 %. На второй неделе показатель увеличился до 22,62 ±2,12 %. На третьей неделе общая площадь новообразованных волокон достигла 27,15 ± 2,85 %, из них 20,32 ± 2,04 % приходилось на коллагеновые волокна, 6,83 ± 0,88 %- на эластические (рис. 8).

Рис. 8. Увеличение относительной площади новообразованной соединительной ткани в области лаларостомы

Первые тонкостенные сосуды появлялись в препаратах на седьмые сутки после операции, их площадь составляла в среднем 1576,26 ± 3,21 мкм2/мм2. К 14-м суткам она увеличивалась на 4,9 % и составляла 1654,02 ± ±4,5 мкм2/мм2. К 21-м суткам площадь кровеносных сосудов грануляционной ткани увеличивалась еще на 6,3 % и составляла 1758,36 ± 4,84 мкм2/мм2 (рис. 9).

3 суток 7 суток 14 суток 21 сутки

Рис 9. Динамика изменения площади кровеносных сосудов (мкм2/мм2) вблизи ксеноперикарда в области лаларостомы

Во всех восьми случаях, закончившихся купированием воспалительного процесса, площадь кровеносных сосудов на седьмые сутки после операции составляла более 1500 мкм2/мм2. В случае, когда потребовалась замена ксеноперикарда, площадь кровеносных сосудов на седьмые сутки составила 920,23 ± 3,3 мкм /мм . Таким образом, если на седьмые сутки после операции площадь кровеносных сосудов составляет 1500 мкм2/мм2 или больше, можно прогнозировать благоприятное развитие процесса и хорошую при-

живляемость ксеноперикарда, если площадь кровеносных сосудов менее 1500 мкм2/мм2, прогнозируется отторжение ксеноперикардиальной пластины и производится ее замена. На данный способ получен патент РФ на изобретение № 2472153.

Выводы

1. При имплантации полипропиленовой сетки в окружающих тканях признаки пролиферативного воспаления сохраняются более года после операции: через 12 месяцев в тканях выявляются лимфоциты, макрофаги и гигантские клетки инородных тел (24,64 ± 2,77, 25,85 ± 2,24 и 6,07 ± 2,24 клеток в поле зрения соответственно).

2. В течение первых шести месяцев после операции вокруг полипропиленовой сетки происходит активный рост соединительной ткани (соотношение фибробластов и фиброцитов составляет 1,42-1,81). Через год активность синтетических процессов снижается и данное соотношение равно 1.

3. При имплантации ксеноперикардиальной пластины в окружающих тканях количество клеток пролиферативной фазы воспаления постепенно уменьшается, и через год после операции лимфоциты, макрофаги и гигантские клетки инородных тел не выявляются.

4. Активный рост соединительной ткани в зоне имплантации ксеноперикардиальной пластины продолжается в течение года после операции, соотношение фибробластов и фиброцитов через 3, 6 и 12 месяцев составляет соответственно 1,9,2,6,1,39.

5. В отдаленные сроки после операции соединительнотканные волокна располагаются вокруг волокон полипропиленовой сетки, в ряде случаев образуя «пустоты». Площадь коллагеновых и эластических волокон составляет 63,03 ± 2,15 %. Ксеноперикардиальная пластина в те же сроки претерпевает процесс биодеградации, площадь собственных коллагеновых и эластических волокон достигает 78,18 ± 2,09 %, а площадь ксеноперикардиальных волокон уменьшается до 19,43 ± 1,08 %..

6. При использовании ксеноперикарда для временного закрытия лапа-ростомы происходит быстрое купирование гнойно-воспалительного процесса. Уже на 14-е сутки преобладают клетки пролиферативной фазы воспаления-лимфоциты (47,71 ± 2,81 клеток в поле зрения).

7. Площадь новообразованных сосудов в зоне имплантации ксеномате-риалов на седьмые сутки после операции является объективным критерием активности протекающих репаративных процессов. Общая площадь новообразованных сосудов более 1500 мкм2/мм2 свидетельствует об активных процессах заживления и благоприятном прогнозе.

Практические рекомендации

1. Полученные в ходе экспериментального исследования сравнительные результаты имплантации в переднюю брюшную стенку фрагментов полипропиленовой сетки и ксеноперикарда позволяют рекомендовать исполь-

зование ксеноперикардиальной пластины в клинической практике для гер-ниопластики.

2. По результатам морфологического исследования можно рекомендовать ксеноперикардиальную пластину для временного закрытия лапаросто-мы, так как она не подвергается гнойному расплавлению и не приводит к адгезии кишечной стенки.

3. Для прогнозирования риска отторжения имплантата рекомендуется использовать морфологический метод определения площади новообразованных кровеносных сосудов в окружающих имплантат тканях на седьмые сутки после операции.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационного исследования

1. Федорова, М. Г. Морфологические изменения ксеиоперикарда в условиях гнойно-воспалительного процесса / О. В. Калмин, В. И, Никольский, М. Г. Федорова, Е. В. Янгуразова, А. В. Никольский // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2011. - № 4(20). - С. 12-20.

2. Федорова, М. Г. Клинико-морфологическое обоснование ксено-пластики вентральных грыж / В. И. Никольский, О. В. Калмин, Е. В. Титова, А. А. Венедиктов, М. Г. Федорова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2012. — № 1(21). — С. 11-18.

3. Федорова, М. Г. Изучение перспективы применения ксеноперикардиальной пластины в урогинекологии / О. А. Баулина, Д. В. Вихрев, М. Г. Федорова, А. В. Баулин, В. А. Баулин, А. А. Венедиктов // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 10. - С. 20-24.

4. Федорова, М. Г. Внедрение ксенобиоматериалов в герниологию и урогинекологию / О. А. Баулина, А. В. Баулин, Д. В. Вихрев, М. Г. Федорова, В. А. Баулин, А. А. Венедиктов, Н. В. Баулина // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 10. - С. 228-231.

5. Федорова, М. Г. Морфологические изменения тканей в зоне операции при имплантации ксеиоперикарда и полипропиленовой сетки в разные сроки после хирургического вмешательства / О. В. Калмин, В. И. Никольский, М. Г. Федорова, Е. В. Титова, Е. В. Янгуразова // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2012. - № 4. - С. 1008-1012.

Работы, опубликованные в других изданиях

6. Федорова, М. Г. Обоснование применения новых биологических материалов в абдоминальной хирургии / В. И. Никольский, А. В. Баулин,

A. В. Климашевич, Е. В. Титова, М. Г. Федорова, С. А. Мозеров // Новые технологии в хирургии и интенсивной терапии : материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием. - Саранск, 2010. - С. 170-172.

7. Федорова, М. Г. Возможность использования ксеноперикарда в желчной хирургии / В. И. Никольский, А. В. Климашевич, Е. В. Титова, М Г. Федорова // Актуальные вопросы современного практического здравоохранения : сб. тр. XVII Межрегион, науч.-практ. конф. памяти акад. Н. Н. Бурденко. - Пенза, 2010. - С. 253-254.

8. Федорова, М. Г. Лапаростомия в лечении распространенного перитонита / В. И. Никольский, А. В. Баулин, Е. В. Янгуразова, Е. В. Титова, М. Г. Федорова // Актуальные вопросы современного практического здравоохранения : сб. тр. XVII Межрегион, науч.-практ. конф. памяти акад. Н. Н. Бурденко. - Пенза, 2010. - С. 254-255.

9. Федорова, М. Г. Новые биологические материалы в герниологии /

B. И. Никольский, А. В. Баулин, Е. В. Титова, С. А. Мозеров, М. Г. Федорова, А. А. Венедиктов, Г. И. Боряев // Актуальные вопросы современного практического здравоохранения : сб. тр. XVII Межрегион, науч.-практ. конф. памяти акад. Н. Н. Бурденко. — Пенза, 2010. - С. 255-256.

10. Федорова, М. Г. Новые биологические материалы в абдоминальной хирургии / В. И. Никольский, А. В. Баулин, А. В. Климашевич, Е. В. Титова, Е. В. Янгуразова, М. Г. Федорова, С. А. Мозеров // Пироговская хирургическая неделя : сб. материалов Всерос. форума. - СПб., 2010. - С. 137.

11. Федорова, М. Г. Использование ксеноперикарда для формирования лапаростомы при перитоните / М. Г. Федорова, Е. В. Янгуразова, В. И. Никольский // Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны : сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 2011. -

C. 200-201.

12. Федорова, М. Г. Возможность использования нового биологического материала в урологии / М. Г. Федорова, О. А. Косенко, А. В. Баулин // IV Международный молодежный медицинский конгресс : тезисы. - СПб., 2011.-С. 347.

13. Fedorova, М. G. Morphological changes of bovine pericardium during the course of pyoinflammatory process / О. V. Kalmin, M. G. Fedorova, А. V. Ni-kolsky // Moderne Aspekte der Prophylaxe, Behandlung und Rehabilitation : Internationaler medizinischer Kongress / Euromedica. - Hannover, 2012. -S. 114-116.

14. Федорова, M. Г. Сравнительная характеристика морфологических изменений передней брюшной стенки при имплантации ксеноперикарди-

апьного и полипропиленового протезов в отдаленные сроки после операции / О. В. Калмин, М. Г. Федорова, Е. В. Титова, Е. В. Янгуразова, В. И. Никольский // Актуальные вопросы современного практического здравоохранения : сб. тр. XVIII Межрегион, науч.-практ. конф. памяти акад. Н. Н. Бурденко. - Пенза, 2012. - С. 96-97.

15. Федорова, М. Г. Изучение результатов протезирующей герниопла-стики с применением ксеноперикарда / В. И. Никольский, Е. В. Титова, М. Г. Федорова // IX Конференция «Актуальные вопросы герниологии» : материалы конф. - М., 2012. - С. 145-147.

16. Федорова, М. Г. Сравнительная характеристика морфологических изменений в зоне операции при использовании ксеноперикарда и синтетической сетки в эксперименте в отдаленные сроки после операции / М. Г. Федорова, Е. В. Янгуразова // Вестник молодых ученых Республики Башкортостан.-2012.-№ 5. —С. 111-115.

17. Федорова, М. Г. Морфологическая оценка процесса роста соединительной ткани в зоне имплантации ксеноперикардиальной пластины / М. Г. Федорова, Е. В. Титова // Материалы VII Международной научной конференции молодых ученых-медиков. - Курск, 2013. - С. 293-297.

Патенты

18. Пат. 2472153 Российская Федерация, МПК G01N 33/48 Способ прогнозирования риска отторжения трансплантата при ксенопластике / Никольский В. И., Калмин О. В., Федорова М. Г., Янгуразова Е. В. -2011145375/15 ; заявл. 08.11.2011 ; опубл. 10.01.2013, Бюл. № 1.

Научное издание

ФЕДОРОВА Мария Геннадьевна

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТКАНЕЙ В ЗОНЕ ИМПЛАНТАЦИИ ПОЛИПРОПИЛЕНОВОЙ СЕТКИ И КСЕНОПЕРИКАРДИАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ

14.03.02 - Патологическая анатомия

Редактор Е. П. Мухина Технический редактор Р. Б. Бердникова Компьютерная верстка Р. Б. Бердниковой

Подписано в печать 25.04.13. Формат 60x841/16. Усл. печ. л. 1,39. Заказ № 008052. Тираж 130.

Издательство 111 У. 440026, Пенза, Красная, 40. Тел./факс: (8412) 56-47-33; e-mail: iic@pnzgu.ru