Автореферат и диссертация по медицине (14.01.17) на тему:Оценка свойств современных хирургических шовных материалов и оптимизация их применения в абдоминальной хирургии (экспериментально-клиническое исследование)

На правах рукописи

005052539

Гаврилов Василий Александрович

ОЦЕНКА СВОЙСТВ СОВРЕМЕННЫХ ХИРУРГИЧЕСКИХ ШОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОПТИМИЗАЦИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В АБДОМИНАЛЬНОЙ ХИРУРГИИ (Экспериментально-клиническое исследование)

14.01.17-Хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 7 СЕН 2012

Пермь 2012

005052539

УДК 615.486.6.03:616.381-089].03

Работа выполнена на кафедре общей хирургии лечебного факультета Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пермская государственная медицинская академия имени академика Е.А. Вагнера» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научный руководитель: Самарцев Владимир Аркадьевич,

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты: Евсеев Максим Александрович,

доктор медицинских наук, профессор кафедры общей хирургии Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова

Котельникова Людмила Павловна, доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России, заведующая кафедрой хирургии ФПК и ППС

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образова-

тельное учреждение высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов», г. Москва

Защита диссертации состоится «10» октября 2012 г. в «10:00» на заседании Диссертационного совета Д 208.067.03 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России (614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 26).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России (614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 26),

с авторефератом - на сайте ВАК: н'П'П'. vak.ed.gov.ru; на сайте академии: www.psma.ru. Автореферат разослан «_»_2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Н.Н. Малютина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Оптимальным для современной хирургии является создание и испытание шовного материала, обладающего высокими манипуляционными и механическими характеристиками, способностью к биодеградации, равномерной по диаметру гладкой поверхностью, низкой реактогенностью, отсутствием токсического, аллергогенного, тератогенного действия, антибактериальными свойствами [Т. Nilsson etal., 1982; H.J1. Кузьмина с соавт., 1988; К.В. Пучков с соав., 1995; А.В. Тепликов, 1999; В.М. Буянов с соавт., 2000; В.В. Шадрин с соавт., 2001; В.Н. Егиев, 2002;

B.К. Гостищев с соавт., 2011; В. Puerta et al., 2011].

В настоящее время в хирургии используются шовные материалы с заданными сроками рассасывания от 7 до 180 суток, позволяющие осуществлять дифференцированную аппроксимацию тканей с учетом особенностей их структуры и сроков регенерации [Н.Л. Кузьмина с соавт., 1988; В.М. Буянов с соавт., 2000; К.В. Пучков с соавт., 2011;

C. Justinger et al., 2012; В.К. Гостищев, М.А. Евсеев, 2012].

Появление новых хирургических шовных материалов формирует новые технологические требования к изучению атравматических хирургических игл: это уменьшение диаметра прокольного канала, износостойкость, качество фиксации нити в ушке иглы и т.д. Существующие стандартизованные методики исследования шовных материалов [ГОСТ 6611.2-73; ГОСТ Р53005-2008] и хирургических игл [ГОСТ 25981-83; ГОСТ 26641-85] определяли только их основные технические характеристики, которые не отражали важных для практического применения в хирургии механических и реологических свойств [С. Justinger et al., 2012; S. Sahoo et al., 2012].

Свойства отдельных современных шовных материалов и атравматических игл позволяют дифференцированно применять однорядный непрерывный шов в абдоминальной хирургии [А.В. Тепликов, 1999; A. Ceydeli et al., 2009].

В России на сегодня отсутствуют единые обоснованные стандарты оперативной техники наложения межорганных анастомозов и ушивания лапаротомных ран. Преобладают традиционные подходы использования прерывного многорядного узлового шва нерассасывающимися плетеными шовными материалами [В.К. Гостищев, М.А. Евсеев, 2012], что сопровождается высоким процентом послеоперационных осложнений: эвен-трация - 0,3-3,0 % [B.C. Савельев с соавт., 1976; L. Puchlmayr, 1983; P.P. Аляутдинов с соавт., 2010]; вентральные послеоперационные грыжи - 2,0-15,9 % [В.Н. Егиев, 2003; В.И. Белоконев с соавт., 2007; С. Justinger et al., 2012]; лигатурные свищи - 1,0-5,7 % [М.А. Carlson et al., 1995; L.A. Israelsson et al., 2000]. Для предупреждения перечисленных послеоперационных осложнений и инфекции области хирургического вмешательства используются новые шовные материалы с антибактериальными свойствами (антибактериальное покрытие Irgacare) и заданными сроками рассасывания, а также усовершенствованные техники хирургического шва в абдоминальной хирургии [М. Storch et al., 2002; X. Ming et al., 2007; J.V. Rodricks et al., 2010; C. Justinger et al., 2012]. Их широкое применение в абдоминальной хирургии сдерживает консерватизм региональных хирургических школ и недостаточное теоретическое научное обоснование эффективности применения данных методик. Не представлена биомеханическая модель однорядно-

го непрерывного шва с расчетом его оптимальных характеристик. Применение методик рассасывающегося и нерассасывающегося шовного материала и однорядного непрерывного шва недостаточно морфологически обосновано в клинике и эксперименте [F. Marco et al., 2007; X. Chen et al., 2010].

Поэтому актуальным является поиск оптимальных способов ушивания операционных лапаротомных ран с использованием петлевых шовных материалов с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания и наложения межкишечных и билиодигестивных анастомозов в хирургической гастроэнтерологии и гепатологии [С. Justinger et al., 2011; М. Albertsmeier et al, 2012; D. Leaper et al., 2011].

Таким образом, актуальной проблемой является разработка единой концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства (ИОВХ) в абдоминальной хирургии на основании клинических рандомизированных и экспериментальных исследований с применением современных шовных материалов и техник однорядного непрерывного шва.

Цель исследования - улучшение результатов оперативного лечения и профилактики ИОХВ за счет дифференцированного использования современных синтетических шовных материалов с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания в абдоминальной хирургии.

Задачи исследования:

1. Изучить механические и реологические свойства современных рассасывающихся и нерассасывающихся шовных материалов с антибактериальным покрытием и атравматических хирургических игл в эксперименте.

2. Создать и обосновать в эксперименте динамическую биомеханическую модель прерывного и непрерывного однорядного шва передней брюшной стенки.

3. Оптимизировать способы закрытия передней брюшной стенки с помощью петлевых шовных материалов с антибактериальным покрытием и наложения межорганных соустьев современными рассасывающимися шовными материалами с использованием однорядных непрерывных швов в эксперименте на животных.

4. Усовершенствовать концепцию профилактики ИОХВ в абдоминальной хирургии и оценить эффективность использования нитей с антибактериальным покрытием в хирургической гастроэнтерологии и гепатологии.

Научная новизна. Разработан оригинальный способ экспериментального исследования механических свойств шовных материалов с использованием электромеханической системы Instron 5882 с видеоэкстензометром Instron AVE.

Доказано, что современные синтетические шовные материалы с антибактериальным покрытием при воздействии на них агрессивных биологических сред (желчь человека, панкреатический сок) in vitro сохраняют модуль упругости в пределах заданных сроков рассасывания. Усовершенствован способ сравнительного анализа свойств современных атравматических игл путем определения их прочностных и деформационных критериев при моделировании прошивания.

Впервые разработаны динамические биомеханические модели узлового и однорядного непрерывного швов апоневроза передней брюшной стенки с учетом внутри-брюшного давления, определены зависимости между силой затянутой нити и напряже-

нием в ткани апоневроза для обоих вариантов. Определена динамика изменения напряжения в ткани апоневроза передней брюшной стенки в зависимости от техники наложения шва.

Сравнительный морфологический анализ показал эффективность применения прерывного и непрерывного швов передней брюшной стенки петлевым шовным материалом с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания в эксперименте на животных.

Усовершенствованы способы формирования толсто-толстокишечного анастомоза однорядным непрерывным швом «конец в конец» (рационализаторское предложение №2565 от 27.01.2012), однорядных билиодигестивных анастомозов (рационализаторское предложение № 2564 от 27.01.2012), оперативная техника наложения непрерывного однорядного шва апоневроза передней брюшной стенки (рационализаторское предложение № 2579 от 03.04.2012).

Применение усовершенствованной концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства в абдоминальной хирургии путем использования современных шовных материалов, кожных антисептиков, биологического клея, антимикробного герметика привело к снижению специфических послеоперационных осложнений.

Практическая значимость работы. Результаты проведенного исследования непосредственно относятся к практической медицине. С учетом расчетов оптимальных характеристик непрерывного шва, индивидуальных особенностей каждого пациента и различных показаний к применению современных синтетических рассасывающихся шовных материалов снизился процент имплантационного инфицирования хирургических больных в абдоминальной хирургии за счет дифференцированного использования современных хирургических шовных материалов с антибактериальным покрытием.

Обоснована оперативная техника наложения однорядного непрерывного шва с учетом построенной биомеханической модели. Рассчитаны оптимальные характеристики: угол 30—45 градусов к разрезу в плоскости апоневроза с захватом брюшины и мышечно-апоневротического слоя; расстояние между стежками - 8-10 мм; расстояние от краев раны до места вкола иглы - 5—6 мм.

Способ ушивания лапаротомной раны непрерывным швом через все слои с использованием современных синтетических рассасывающихся шовных материалов позволяет уменьшить время выполнения оперативного вмешательства, а также сократить количество осложнений со стороны лапаротомной раны в раннем и позднем послеоперационном периоде.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Исследование механических и реологических свойств атравматических игл и современных шовных материалов позволило дифференцированно выбрать наиболее современный шовный материал с оптимальными физическими и реологическими свойствами для использования в абдоминальной хирургии.

2. Применение однорядного непрерывного шва апоневроза передней брюшной стенки рассасывающимися шовными материалами с антибактериальным покрытием в эксперименте сопровождается снижением гнойных осложнений и локальной аллергической реакции, что свидетельствует о стимулировании регенераторных процессов.

3. Биомеханическое моделирование прерывного и однорядного непрерывного швов передней брюшной стенки с помощью законов биомеханики, математического анализа и эксперимента позволяет рассчитать оптимальные оперативно-технические параметры их выполнения.

4. Усовершенствованная концепция профилактики инфекции области хирургического вмешательства позволяет снизить процент поверхностных инфекционных осложнений области хирургического вмешательства и улучшить результаты оперативного лечения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены и обсуждены на научно-практических конференциях молодых ученых в рамках 15-й и 17-й международных выставок «Медицина и здоровье» (г. Пермь, 2009-2011); межрегиональной научной сессии молодых ученых 2011 года, посвященной 95-летию высшего медицинского образования на Урале и 80-летию Пермской государственной медицинской академии им. ак. Е.А. Вагнера (г. Пермь, 2011); Пермской краевой научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургии», посвященной 90-летнему юбилею кафедры общей хирургии лечебного факультета Пермской государственной медицинской академии им. ак. Е.А. Вагнера (г. Пермь, 2011); конференции «Современные подходы к профилактике инфекций области хирургического вмешательства» (г. Казань,

2011); Всероссийском пленуме проблемной комиссии «Неотложная хирургия» Межведомственного научного совета по хирургии РАМН и Министерства здравоохранения и социального развития РФ с международным участием, посвященном 65-летию Научного хирургического общества и 20-летию Ассоциации врачей хирургического профиля на Кавказских Минеральных Водах (г. Пятигорск, 2011); VII, VIII конференциях «Актуальные вопросы герниологии» (г.Москва, 2010, 2011 гг.); конференции «Молодые ученые здравоохранению Урала» (г. Пермь, 2012); региональной конференции «Инновационные технологии на службе здравоохранения Прикамья» (г. Пермь, 2012); VII Всероссийской конференции общих хирургов с международным участием совместно с Пленумом проблемных комиссий «Неотложная хирургия» и «Инфекция в хирургии» Межведомственного научного совета по хирургии РАМН и Минздравсоцразвития РФ (г. Красноярск,

2012); конференции «Анастомозы в абдоминальной хирургии» (г. Москва, 2012).

Внедрение в практику. Материалы диссертационной работы внедрены в практическую деятельность отделений экстренной и плановой хирургии ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница № 4», МУЗ «Клиническая медико-санитарная часть № 1» г. Перми, ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница № 2 им. Ф.Х. Граля», МУ «Городская больница № 1 им. Е.А. Вагнера» г. Березники, МУЗ «Кунгурская центральная городская больница». Результаты исследования используются в учебном процессе при проведении практических занятий и лекций студентам III курса кафедры общей хирургии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России.

Личное участие автора в получении научных результатов. Соискатель В.А. Гаврилов непосредственно принимал участие в постановке эксперимента с шовными материалами in vitro, проведении эксперимента in vivo на лабораторных животных, диагностике, лечении, выполнении оперативных вмешательствах, послеоперационном ведении больных основной и контрольной групп. Весь материал для диссертационной работы был набран, проанализирован, статистически обработан соискателем лично.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 6 в журналах, рекомендованных для публикации ВАК РФ, получены свидетельства на 3 рационализаторских предложения.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, который включает 244 источника (40 отечественных и 204 зарубежных). Работа изложена на 133 страницах, иллюстрирована 12 таблицами, 49 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на кафедре общей хирургии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоц-развития РФ на базе отделений плановой и экстренной хирургии ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница № 4» (главный врач - A.B. Ронзин). Дизайн исследования показан на рис. 1.

В работе представлены результаты экспериментального исследования механических свойств 92 образцов современных шовных материалов и 24 образцов атравматиче-ских игл. Исследование свойств шовных материалов и хирургических игл проведено на испытательной электромеханической машине Instron 5882 с видеоэкстензометром AVE и температурной камерой в уникальной комплектации на базе Центра экспериментальной механики при Пермском национальном исследовательском политехническом университете (директор - д-р физ.-мат. наук, профессор В.Э. Вильдеман). Нити исследовались в исходном состоянии, а также выдерживались в агрессивной биологической среде в течение 5, 10, 15, 30, 90 суток. В качестве агрессивной биологической среды выбраны панкреатический сок и желчь, полученные из наружных свищей пациентов хирургических отделений ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница № 4».

Результаты экспериментального исследования использованы для биомеханического моделирования швов передней брюшной стенки. Построены математические модели узлового и непрерывного швов, в которых рассчитаны напряжения в области контакта нитей с тканью апоневроза, а также оптимальные характеристики непрерывного шва. Построение моделей проводили в компьютерном классе кафедры теоретической механики (заведующий кафедрой - д-р физ.-мат. наук, профессор Ю.И. Няшин). Для этого был использован программный пакет конечно-элементного анализа ANSYS.

Данные математического анализа применялись для экспериментального сравнения узлового и непрерывного швов передней брюшной стенки у 30 лабораторных животных. Эксперименты проводились в виварии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» на базе кафедры медицины катастроф (заведующий кафедрой - д-р мед. наук, профессор Г.А. Терехин). Проведение эксперимента одобрено на заседании локального этического комитета ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России от 10.04.2012, протокол № 133. Данный этап исследования выполнен под контролем заведующей кафедрой патологической анатомии д-ра мед. наук, профессора Г.Г. Фрейнд, заведующей патолого-анатомического отделения ГУЗ «Пермская краевая детская клиническая больница» канд. мед. наук Е.С. Патлусовой.

s

ö.

V

с

Испытания хирургических нитей (»-96)

Испытания

аиравмашческих игл

(я =24)

Зксиерименча-н.иое

исследование

непрерывного

и прерывного швов

на животных L►

(« = 30)

Испытание ннтей после нахождения r панкреатическом соке

Испытание нитей после нахождения в желчи

Испытание сухих ничей

Наложение отдельных учовых швов нщксас ываютимся шовным материалом через все мышечно-апоневрогические слон

Наложение просимо непрерывною шва раш<шлвн^щимся шовным материалом с антибактериальным сокрытием через псе мышечпо -апопевротнческие слои

8 о

* S

ё §

1 § S &

х п

о cJ

S Pt

2 2

I loci роение модели узлового шва

Поа роение молели непрерывного шва

Сравнение напряжений в области контакта нити и апоневроза

Расчет о пи шальных параметров шва апоневроза передней брюшной с генки

=

¡3

Основная группа (п = 67)'

Контрольная группа (л = 226)

Кинцсици* IUI а 'ibuo.i

профилактики ИОХВ

TpaiMHUDHHIW JIM UHilH II у LniHhjMii шнамн нфассасыкающимисм ниц

Оценка результатов лечения

Рис. 1. Дизайн исследования

В качестве биологической модели были использованы белые крысы нелинейной породы. Основные соматические параметры во всех группах крыс были идентичны. Выводили животных из эксперимента под масочным эфирным наркозом на 3-й, 5-е, 14-е, 30-е сутки со дня операции. После выведения животных из опыта выполняли секционное исследование и проводили оценку морфологического состояния передней брюшной стенки, осуществляли забор материала для гистологического исследования. Всего проанализировано 72 среза: через 3-й сутки - 16, через 5-е - 16, через 14-е - 18, через 30-е - 22. Морфологически производилась оценка уровня воспалительной клеточной реакции, скорости и качества регенераторных процессов, расположения волокнистых структур, состояния кожи, тканей апоневроза и мышц в зоне оперативного вмешательства.

Усовершенствованные параметры и техника однорядного непрерывного шва использованы для наложения билиодигестивных и межкишечных анастомозов. Всего исследованы результаты лечения 293 пациентов, оперированных в ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница № 4» за период 2009-2012 годы в отделениях экстренной и плановой хирургии. Среди них группу наблюдения составили 67 (22,9 %) пациентов, группу сравнения, соответственно, 227 (77,1 %).

Нозологические формы представлены в табл. 1. В основной группе (п = 67) по поводу острой хирургической патологии оперированы 43 (64,2 %) пациента, по поводу онкологических заболеваний - 24 (35,8 %). В группе сравнения (п = 226) по поводу острой хирургической патологии оперированы 209 (92,0 %) пациентов, по поводу онкологических заболеваний - 18 (8,0 %).

Таблица 1

Нозологические формы у оперированных пациентов (и = 293)

Показатель Основная группа (и = 67) Группа сравнения (и = 226) Всего

Хирургические заболевания

Желчнокаменная болезнь 10(14,9%) 37(16,4%) 47

Травмы живота 3 (4,5 %) 57 (25,2 %) 60

Кишечная непроходимость - 41 (18,1 %) 41

Язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки 8(11,9%) 25(11,1 %) 33

Язвенная болезнь желудка 8(11,9%) 15 (6,6 %) 23

Острый панкреатит 1 (1,5 %) 6 (2,7 %) 7

Ущемленные вентральные грыжи - 6 (2,7 %) 6

Морбидное ожирение 5 (7,5 %) - 5

Другая патология 8(11,9%) 21 (9,3 %) 29

Онкологические заболевания

Рак левой половины толстой кишки 7(10,4%) 8 (3,5 %) 15

Рак правой половины толстой кишки 1 (1,5 %) 5 (2,2 %) 6

Рак желудка 8(11,9%) 4(1,8 %) 12

Рак других органов желудочно-кишечного тракта 8(11,9%) 1 (0,4 %) 9

Всего 67 226 293

В основной группе 18 (26,9 %) пациентов оперированы в плановом порядке, 49 (73,1 %) - в экстренном и отсроченном порядке. В группе сравнения 62 (27,4 %) пациентам выполнены плановые оперативные вмешательства, по экстренным показаниям оперированы 165 (72,6 %) пациентов. Средний возраст больных в основной группе составил 60 ± 15,7 г., в группе сравнения - 51 ± 19,2 г.

Сопутствующая патология, среди всех оперированных пациентов, отсутствовала в основной группе у 23 из 67 (34,3 %); в группе сравнения - у 98 из 226 (43,4 %) (табл. 2).

На основании полученных клинических и экспериментальных данных сформулирована концепция тотальной профилактики инфекции области хирургического вмешательства.

Таблица 2

Сопутствующая патология у оперированных пациентов (я = 293)

Сопутствующая патология Основная группа (,п = 67) Группа сравнения (и = 226)

Гипертоническая болезнь 18 (26,9 %) 62 (27,4 %)

Хронический панкреатит 10(14,9 %) 29(12,8 %)

Цереброваскулярные болезни 5 (7,5 %) 27(11,9%)

Ожирение 3 (4,5 %) 7(3,1 %)

Желчнокаменная болезнь 7(10,4%) 8 (3,5 %)

Ишемическая болезнь сердца 6 (9,0 %) 34(15,0%)

Сахарный диабет 6 (9,0 %) 15 (6,6 %)

Хронический гепатит, цирроз 6 (9,0 %) 19 (8,4 %)

Спаечная болезнь брюшной полости 2 (3,0 %) 18(8%)

Другая патология 6 (9,0 %) 46 (20,4 %)

Без сопутствующих патологий 23 (34,3 %) 98 (43,4 %)

Результаты исследования

Всего задействовано 7 типов атравматических нитей различных производителей: Ethicon (Vicryl Plus, Vicryl, PDS, PDS Plus, Prolene), В. Braun (Safil), TYCO (Polysorb). Из атравматических игл выбраны изогнутые со степенями изогнутости 3/8 и 1/2, круглого сечения размерами 13 и 40 мм как наиболее часто используемые для наложения анастомозов в хирургии органов гепатопанкреатодуоденальной зоны с нитью 3-0 USP.

Хирургические нити исследованы в сухом состоянии, а также после нахождения в агрессивной биологической среде (желчи и панкреатическом соке человека) в течение 5, 15, 30, 90 суток. Для сопоставления значения одного и того же признака в разные моменты времени использовался непараметрический дисперсионный анализ по Фридмену. Проведены 8 серий экспериментов, в ходе которых исследовано 9 типов шовных материалов, наиболее часто используемых в абдоминальной хирургии (рис. 2).

В результате эксперимента показано, что нити Vicryl, Vicryl Plus, Polysorb, Safil, Вик-рол сохраняют необходимые свойства для фиксации тканей в агрессивной биологической жидкости (желчи, панкреатическом соке человека) в течение 30 суток, что позволяет использовать данный шовный материал для наложения однорядных непрерывных межорганных соустьев и ушиваний лапаротомных ран в абдоминальной хирургии. При этом упругость нитей Polysorb достоверно выше, чем у полифиламентных аналогов.

Анализ сравнительных испытаний показал более высокую прочность и стабильность механических характеристик нитей производства компании Ethicon (Johnson&Johnson).

К 90-м суткам нахождения в панкреатическом соке у нитей Vicryl Plus и Викрол достоверно снижаются деформация и максимальная нагрузка, что свидетельствует о распаде волокон нитей. Свойства нити Prolene изменяются недостоверно при нахождении в агрессивной биологической среде до 90 суток. У нити PDS Plus при нахождении в агрессивной биологической среде модуль упругости и максимальная нагрузка снижаются недостоверно, тогда как достоверно снижается деформация нити в эксперименте. Это свидетельствует о том, что использование данного монофиламентного современного синтетического шовного материала с антибактериальным покрытием при ушивании ла-

паротомной раны однорядным непрерывным швом создаст оптимальные условия для образования прочного рубца. Нить Monocryl Plus сохраняет свои свойства в агрессивной биологической среде до 15 суток, чем оправдывает свое применение для кожного шва.

Наличие узла на нити обусловливает снижение максимальной нагрузки на 32,6 ±6,1 %.

В исходном состоянии модуль Юнга нити Monocryl Plus составил 11.9 ± 0,5 МПа, деформация - 32,0 ± 3,7 %. Сухая нить тощиной 3-0 (USP) максимально выдерживала нагрузку 19,1 ± 0,2 Н. На 15-е сутки нахождения в панкреатическом соке человека упругость достоверно снижалась до 1,9 ± 0,1 МПа (р ~ 0,01353); максимальная нагрузка также достоверно уменьшалась до 5,3 ± 0,2Н (р = 0,013534). Деформация нити через 15 суток нахождения в агрессивной биологической жидкости составила 30,3 ± 2,7 % (р = 0,60653). При нахождении нити в агрессивной биологической среде дольше 15 суток нить полностью теряет свои свойства, отсутствует возможность зафиксировать ее в испытательных зажимах.

Нить Vicryl 3-0 сохранила свои механические свойства достоверно неизменными в течение 30 суток нахождения в панкреатическом соке.

При испытании нитей Vicryl Plus после нахождения в панкреатическом соке выявлено недостоверное снижение модуля упругости до 17,8 ± 1,6 МПа (р = 0,14475), деформации - до 16,9 ± 0,9 % (р = 0,11161) и максимально нагрузки до 35,8 ± 5,4 Н (р = 0,12254). При этом на 90-е сутки эксперимента произошло достоверное снижение деформации нити и максимальной нагрузки (р < 0,05), что свидетельствует о распаде волокон хирургической нити.

45-

Prolene

PDS Plus

Monocryl Plus

20 40 60 Нагрузка (H)

0 20 40 60 80 Нагрузка (H)

Рис. 2. Результаты эксперимента по одноосному растяжению образцов полифиламентных (а) и монофиламентных (б) хирургических нитей в исходном состоянии без узла. Диаметр 0,3 мм (3-0 USP). Испытательная машина Instron 5882 с видеоэкстензометром Instron AVE

У нити PDS Plus 3-0 USP к 90-м суткам нахождения в панкреатическом соке человека модуль Юнга и максимальная нагрузка изменялись недостоверно (р > 0,05), тогда как максимальная деформация нити достоверно снизилась со значения 43,1 ± 4,3 % до 19,3 ± 0,5 % (р = 0,013534). Аналогичная картина наблюдалась при испытании нити PDS Plus 1 USP, у которой модуль Юнга и максимальная нагрузка изменялись недостоверно, а деформация к 90-м суткам эксперимента уменьшилась с 32,4 ±6,1 до 18,2 ± 1,5 %.

Механические и реологические свойства нитей Prolene 3-0 оставались неизменными (р > 0,05) в течение всего срока эксперимента (90 суток нахождения в панкреатическом соке).

У хирургической нити Викрол 3-0 отсутствовали достоверные изменения модуля упругости, деформации и максимальной нагрузки в течение 30 суток нахождения в панкреатическом соке. К 90-м суткам деформация и максимальная нагрузка нити достоверно уменьшились (р < 0,05).

У иглы Vicryl (W9431) выявлены значимо лучшие характеристики жесткости, прочности и упругости в сравнении с образцами Surgilcatin (DW11515) и ПГА MEPFIL.

Построены биомеханические модели узлового и непрерывного швов апоневроза передней брюшной стенки (рис. 3). Апоневроз моделировался как параллелепипед с размерами 300x30x1 мм и разбивался трехмерными конечными элементами; апоневрозу присваивались биомеханические свойства, взятые из испытаний на растяжение-сжатие [A. Emanuel et al„ 2009]. Наиболее часто используемые хирургические нити в абдоминальной хирургии моделировались криволинейным брусом и разбивались трехмерными гексагональными конечными элементами. Характеристики нитей взяты из собственных испытаний на растяжение-сжатие.

Рис. 3. Расчетные схемы узлового (а) и непрерывного (б) швов передней брюшной стенки: F - суммарная сила затягивания нити; d - диаметр нити; Г., - границы нити

Моделировалась динамическая нагрузка на нить в различные этапы наложения непрерывного шва, и считались напряжения, возникающие в месте контакта нити и апоневроза. На границе контакта ткани апоневроза с хирургической нитью происходит взаимодействие, для описания которого используется теория трения Кулона, где максимальное напряжение сдвига пропорционально давлению. Далее на ушитый таким образом апоневроз подавалась нагрузка, имитирующая внутрибрюшное давление (рис. 4).

Были построены зависимости между напряжением в ткани апоневроза в месте его контакта с нитью для узлового и непрерывного швов при различном количестве стежков.

По результатам моделирования установлено, что при использовании однорядного непрерывного шва шовным материалом PDS Plus 1 USP и наложении 3 стежков на 30 см длины части апоневроза в месте контакта возникает напряжение 87,1 КПа. При увеличении количества стежков до 9 напряжение в месте контакта с нитью снижается до 30,2 КПа.

A: Sialic Structural (ANS«]

S»atjc Stiuctural Tim«: I, i 12.04.201123:05

[A] Presjuiw 1T00, Pa

(B] Fixed Support

Точки приложения cv моделировании npoL

/

EX

\

X

Точка фиксации нити в углу раны

Внутрибрюшное давление

Рис. 4. Динамическая биомеханическая модель непрерывного шва апоневроза передней брюшной стенки с учетом внутрибрюшного давления

При моделировании узлового шва показано, что напряжение в месте контакта нити с апоневрозом при 3 стежках составляет 1826,5 КПа, а при увеличении количества стежков до 9 напряжение увеличивается до 1838,1 КПа. По результатам расчетов выявлено, что оптимальный шаг при наложении однорядного непрерывного шва составляет 0,5-0,8 см, расстояние от края раны до вкола иглы - 0,5 см. В таком случае напряжение, создаваемое в месте контакта хирургической нити и апоневроза, меньше 10 КПа, что по закону Франка-Старлинга не ведет к блокированию капиллярного кровотока и улучшает заживление операционной раны. В результате экспериментальных исследований рассчитаны оптимальные параметры непрерывного шва апоневроза передней брюшной стенки: каждый следующий стежок должен выполняться на расстоянии 8-10 мм на противоположном крае под углом 30-45 градусов к разрезу в плоскости апоневроза с захватом брюшины и мышечно-апоневротического слоя, с отступом от краев раны до места вкола иглы 5-6 мм.

Математически рассчитанные параметры наложения однорядного непрерывного шва на апоневроз передней брюшной стенки применены в эксперименте на лабораторных животных. При использовании капрона наблюдались следующие изменения: более выраженное гнойное воспаление, медленное формирование слабо васкуляризированной грануляционной ткани, формирование выраженной гигантоклеточной реакции вокруг шовной нити (рис. 5), аллергический компонент воспаления, сохранность нейтрофиль-ной реакции в поздние сроки эксперимента. Репаративные процессы завершались развитием грубоволокнистой соединительной ткани (рис. 6).

При использовании нитей PDS Plus отметили преобладание процессов альтерации в виде некроза, который быстро ограничивался лейкоцитарным клеточным валом, а затем хорошо васкуляризированной грануляционной тканью. Отсутствовали аллергический компонент воспаления и нейтрофильная реакция вокруг шва в поздние сроки эксперимента. Послеоперационная рана частично эпителизировалась на уровне кожи, частично замещалась нежноволокнистым рубцом (рис. 7). Апоневроз подвергался практически полному восстановлению.

Рис. 5. Фрагменты шовного материала капрона в апоневрозе с гигантскими многоядерными клетками. 5-е сутки. Окраска гематоксилином и эозином, х 400

Рис. 6. Рубцовая ткань апоневроза крысы с включенными деформированными мышечными волокнами. Шовный материал - капрон, 30-е сутки эксперимента. Окраска гематоксилином и эозином, х 400

Рис. 7. Почти полное восстановление ткани (эпителия, придатков ткани) передней брюшной стенки крысы. Окраска гематоксилином и эозином (а) и упорядоченное расположение коллагеновых волокон (б), окраска пикрофуксином по ван Гизону.

Шовный материал PDS Plus. 30-е сутки эксперимента, х 400

В структуре оперативных вмешательств (табл. 3) в основной группе преобладали резекции желудка по Бильрот-П - 13 (17.9 %), наложения холецистодуоденоанастомозов -5 (7,5 %), билиопанкреатическое шунтирование - 5 (7,5 %). По поводу онкологической патологии в основной группе чаще всего выполняли гастрэктомии - 7 (10,4 %), наложения холедоходуоденоанастомозов - 5 (9,1 %). В группе сравнения преобладали резекции желудка по Бильрот-П - 33 (14,6 %), операции при травмах органов брюшной полости, ушивания ран внутрибрюшных органов - 33 (14,6 %), спленэктомии - 22 (9,7 %), операции по поводу спаечной болезни брюшной полости, холедоходуоденоанастомозы.

В основной группе специфические послеоперационные осложнения зафиксированы у 2 из 67 (2,3 %) пациентов: мужчины 81 года с раком левой половины ободочной кишки, перфорацией опухоли, острой обтурационной кишечной непроходимостью, сопутствующей патологией: сахарным диабетом 2-го типа, хроническим билиарнозави-

симым панкреатитом - нагноение послеоперационной раны. У пациентки 82 лет с неопластическим стенозом общего желчного протока с многочисленной сопутствующей патологией сердечно-сосудистой и дыхательной систем в послеоперационном периоде развилось желчеистечение, произошла дислокация холедохостомы, сформировалась билома подпеченочного пространства. Остальные пациенты были пролечены без ранних послеоперационных осложнений.

Таблица 3

Виды оперативных вмешательств на органах брюшной полости

Наименование Основная группа (« = 67) Группа сравнения (п = 226) Всего

Оперативное лечение хирургической патологии

'езекция желудка по Бильрот-11 13 (17,9%) 33 (14,6%) 45

1апаротомия, рассечение спаек 3 (4,5%) 38 (16,7%) 41

/шивание раны внутрибрюшного органа - 33 (14,6%) 33

_плен'жто\шя 4 (6,0%) 22 (9,7%) 26

1апаротомия, холецистэктомия 4 (6,0%) 15(6,6%) 19

'ечекция кишки 2 (3,0%) 15 (6,6%) 17

<олецистодуоденоанастомоз 5 (7,5%) 10(4,4%) 15

Холецистэктомия, холедохолитотомия 2 (3,0%) 9 (4%) 11

)илиопанкреатическое шунтирование 5(7,5%) — 5

Другие вмешательства на желудочно-кишечном тракте 5 (7,5%) 18(8,0%) 23

Оперативное лечение онкологических заболеваний

Операция Гартмана 1 (1,5%) 13(5,7%) 14

'емиколон'жтомия справа 3 (4,5%) 11 (4,8%) 14

Солецистоеюноанастомоз 3 (4,5%) 2 (0,9%) 5

"епатикоеюноанастомоз по Ру 1 (1,5%) 2 (0,9%) 3

"астроэнтероанастомоз - 2 (0,9%) 2

астржтомия 7(10,4%) 1 (0,4%) 9

1ругие вмешательства на желудочно-кишечном тракте 9 (13,4%) 2 (0,8%) 11

В группе сравнения нагноения лапаротомной раны встретились после хирургических вмешательств при желчнокаменной болезни, закрытой травме живота, спаечной кишечной непроходимости, болезни Крона, раке левой половины толстой кишки, ди-вертикулярной болезни толстой кишки. В основной группе специфические послеоперационные осложнения отсутствовали у 65 (96,4 %) пациентов, в группе сравнения -у 194 (85,8 %) (табл. 4).

Для снижения риска инфицирования послеоперационных ран и несостоятельности межорганных соустьев усовершенствована концепция комплексной профилактики инфекции области хирургического вмешательства (табл. 5). В рамках концепции борьба с инфекцией осуществляется на всех этапах операции: при обработке операционного поля, наложении межкишечных анастомозов, устранении дефектов полых и паренхиматозных органов, ушивании раны передней брюшной стенки послойно непрерывным однорядным швом современными синтетическими рассасывающимися шовными материалами с антибактериальным покрытием. Профилактика несостоятельности анастомозов осуществлялась с помощью пластических свойств губки «ТасЬосотЬ». Кожный шов герметизировался кожным клеем «ВегтаЬопс!». Использование данной концепции позволи-ю снизить количество послеоперационных гнойно-септических осложнений в 5 раз.

Таблица 4

Структура специфических осложнений в основной группе и группе сравнения

Осложнения Основная группа Группа сравнения

Хирургические заболевания Онкологическая патология Хирургические заболевания Онкологическая патология

Желчеистечение - - 2 (0,88 %) -

Холемическое внутрибрюшное кровотечение - - 2 (0,88 %) —

Несостоятельность культи пузырного протока 1 (1,82%) - 3(1,32%) —

Парапанкреатический абсцесс - - 2 (0,88 %) -

Панкреатические свищи - - 2 (0,88 %) -

Анастомозит - - 3(1,32%) -

Несостоятельность колостомы - - 1 (0,44 %) -

Гемоперитонеум - - 1 (0,44 %) -

Нагноение лапаротомной раны - 1 (1,82%) 5 (2,2 %) 1 (0,44 %)

Эвентрация - - 3(1,32%) 1 (0,44 %)

Лигатурные абсцессы - - - 1 (0,44 %)

Несостоятельность анастомоза - - 2 (0,88 %) 1 (0,44 %)

Каловый свищ - - - 1 (0,44 %)

Абсцесс брюшной стенки - - 1 (0,44 %) -

Всего 1 (1,82 %) 1 (1,82 %) 27 (11,9 %) 5 (2,3 %)

Таблица 5

Усовершенствованная концепция современной профилактики инфекции области хирургического вмешательства

Этап профилактики ИОХВ Материал | Размер

Обработка операционного поля Стандартные кожные антисептики

«Integuseal» до 12 x 25 см до 25 x 25 см до 25 х 50 см

Наложение межкишечных анастомозов, устранение дефектов органов Vicryl Plus 2/0-3/0-4-0

Биологический герметизм анастомоза «Tachocomb» 2,5 х 3 х 0,5 см 9,5 х 4,8 х 0,5 см

Установка сетчатого имплантата при пластике передней брюшной стенки Prolene 2/0

Ушивание апоневроза (непрерывным швом) PDS Plus (петля) 0-1

Сшивание мышц передней брюшной стенки Vicryl Plus 3/0-0

Сшивание подкожной жировой клетчатки (непрерывный шов) Vicryl Plus 3/0

Ушивание кожи (внутрикожный непрерывный шов) Monocryl Plus 3/0-4/0

Герметизм послеоперационного кожного шва «Dermabond» 0,25 мл 0,5 мл 0,75 мл

Адекватное дренирование брюшной полости и передней брюшной стенки по показаниям

Усовершенствованная оперативная техника наложения швов передней брюшной стенки и наложения однорядных межорганных анастомозов в современной абдоминальной хирургии - это высокотехнологичная медицинская проблема, при решении которой должен учитываться функциональный результат, направленный на снижение риска развития инфекции в области хирургического вмешательства и повышение качества жизни больных.

ВЫВОДЫ

1. Современные хирургические рассасывающиеся шовные материалы с антибактериальным покрытием Vicryl Plus, PDS Plus сохраняют оптимальные механические свойства при нахождении в агрессивной биологической среде in vitro в течение 30 суток, что позволяет их использовать для наложения однорядных непрерывных межкишечных и билиодигестивных анастомозов в абдоминальной хирургии.

2. Однорядный непрерывный шов апоневроза новой петлевой длительно рассасывающейся хирургической нитью PDS Plus 1 способен гарантированно удержать края апоневроза передней брюшной стенки в течение 90 суток за счет сохранения прочности.

3. Использование современных синтетических рассасывающихся шовных материалов с антибактериальным покрытием при ушивании лапаротомных ран и наложении межорганных анастомозов снижает местную воспалительную и аллергическую реакции макроорганизма на нить, а также создает благоприятные условия для регенерации тканей и заживления раны первичным натяжением.

4. Использование динамического биомеханического моделирования швов апоневроза передней брюшной стенки с учетом экспериментально полученных значений

пругости апоневроза и хирургической нити позволяет рассчитать оптимальные харак-еристики однорядного непрерывного шва, а также осуществить дифференцированный выбор хирургического шовного материала.

5. Применение усовершенствованной концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства снижает риск послеоперационных гнойно-септических осложнений с 14,2 до 1,6 %.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанные оригинальные методики определения механических свойств хирургических шовных материалов и атравматических игл позволяют дифференцированно использовать в абдоминальной хирургии рассасывающиеся и нерассасывающие-ся шовные материалы.

2. В хирургической гастроэнтерологии и гепатологии при лапаротомиях целесообразно использовать длительно рассасывающиеся синтетические петлевые нити PDS Plus в сочетании с техникой наложения однорядного непрерывного шва на апоневроз передней брюшной стенки.

3. Применение гемостатической губки «Tachocomb» предложенным способом вляется эффективным методом профилактики несостоятельности билиодигестивных

анастомозов в послеоперационном периоде.

4. Предложенный способ наложения толсто-толстокишечного анастомоза нитью PDS Plus однорядным непрерывным швом позволяет уменьшить количество специфических послеоперационных осложнений.

5. Разработаны параметры оптимального непрерывного шва апоневроза передней брюшной стенки: каждый следующий вкол иглы должен выполняться на расстоянии 8-10 мм на противоположном крае под углом 30-45 градусов к разрезу в плоскости апоневроза с захватом брюшины и мышечно-апоневротического слоя, с отступом от краев раны до места вкола иглы 5-6 мм.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Экспериментальное исследование механических свойств современных хирургических шовных материалов / А.Е. Федоров, В.А. Самарцев, В.А. Гаврилов,

B.Э. Вильдеман, C.B. Словиков // Российский журнал биомеханики. - 2009. - Т. 13, № 4 (46). - С. 78-84.

2. Стратегия применения современных шовных материалов с антимикробными свойствами в абдоминальной хирургии / В.А. Самарцев, В.Э. Вильдеман,

C.B. Словиков, В.А. Гаврилов, А.Е. Федоров // Пермский медицинский журнал. -2010. - T. XXVII, № 5. - С. 104.

3. Биомеханический подход к моделированию билиарной системы как шаг в направлении к построению виртуальной модели физиологии человека / А.Г. Ку-чумов, Ю.И. Няшин, В.А. Самарцев, В.А. Гаврилов, М. Менар // Российский журнал биомеханики. - 2011. - Т. 15, № 2 (52). - С. 32^48.

4. Экспериментальное исследование реологии патологической желчи / А.Г. Кучумов, В.Г. Гилев, В.А. Попов, В.А. Самарцев, В.А. Гаврилов II Российский журнал биомеханики. — 2011. — Т. 15, № 3 (53). — С. 52-60.

5. Самарцев В.А. Острая толстокишечная непроходимость / В.А. Самарцев,

A.A. Сергеев, В.А. Гаврилов И Пермский медицинский журнал. — 2011. - Т. 28, № 6. -С. 24-27.

6. Биомеханика шовных материалов в абдоминальной хирургии / А.Г. Кучумов, В.А. Самарцев, Е.С. Чайкина, В.А. Гаврилов I/ Современные проблемы науки и образования. - 2012. -№ 2.

7. Перспективы механического моделирования нарушений холединамики /

B.А. Самарцев, А.Е. Федоров, Ю.И. Няшин, П.Я. Сандаков, В.А. Гаврилов II XVI международный конгресс хирургов-гепатологов стран СНГ «Актуальные проблемы хирургической гепатологии». — Екатеринбург, 2009. - С. 191.

8. Современные шовные материалы с антимикробными свойствами в хирургии гепатопанкреатодуоденальной зоны / В.А. Самарцев, В.Э. Вильдеман, C.B. Словиков, A.B. Бабушкин, А.Е. Федоров, В.А. Гаврилов II XVII международный конгресс хирургов-гепатологов России и стран СНГ «Актуальные проблемы хирургической гепатологии». - Уфа, 2010. - С. 103.

9. Значение современных шовных материалов с антимикробными свойствами в снижении инфекционных послеоперационных осложнений / В.А. Самарцев,

В.Э. Вильдеман, C.B. Словиков, A.B. Бабушкин, А.Е. Федоров, В.А. Гаврилов II Материалы научной сессии ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера. - Пермь, 2010. - С. 41—42.

10. Современные шовные материалы и стратегия их применения в профилактике инфекции области хирургического вмешательства / В.А. Самарцев, В.Э. Вильдеман, Т.Н. Карпунина, В.А. Гаврилов, C.B. Словиков, А.Е. Федоров // Материалы всероссийского форума «Пироговская хирургическая неделя». - СПб., 2010. - С. 52.

11. Значение современных шовных материалов с антибактериальным покрытием в профилактике инфекций области хирургического вмешательства / В.А. Самарцев, П.Я. Сандаков, В.А. Гаврилов, В.Э. Вильдеман, А.Е. Федоров, C.B. Словиков // Материалы VI Всероссийской конференции общих хирургов, объединенной с VI Успенскими чтениями. - Тверь, 2010. - С. 58.

12. Самарцев В.А. Применение непрерывного шва с использованием современных шовных материалов для закрытия ран в абдоминальной хирургии / В.А. Самарцев,

i.A. Гаврилов II Материалы научно-практической конференции молодых ученых в рамках 16-й международной выставки «Медицина и здоровье» «Применение инновационных технологий в лечении хирургических инфекций». - Пермь, 2010. - С. 51.

13. Концепция профилактики инфекции области хирургического вмешательства в абдоминальной хирургии / В.А. Самарцев, П.Я. Сандаков, В.Э. Вильдеман, Г.А. Терехин,

i.A. Гаврилов, C.B. Словиков // XI Съезд хирургов РФ. - Волгоград, 2011. - С. 300.

14. Результаты хирургического лечения кист поджелудочной железы / В.А. Самарцев, П.Я. Сандаков, Д.А. Минеев, H.B. Новикова, В.А. Гаврилов, A.C. Осокин // Ма-

ериалы XVIII международного конгресса хирургов-гепатологов стран СНГ «Актуальные проблемы хирургической гепатологии». - М., 2011. - С. 27.

15. Хирургическое лечение ущемленных вентральных грыж / В.А. Самарцев, I.B. Новикова, В.А. Гаврилов, C.B. Маклакова // Материалы Выездного пленума Про-¡лемной комиссии «Неотложная хирургия» и Всероссийской научно-практической

конференции, посвященной 65-летию научного хирургического общества и 20-летию Ассоциации врачей хирургического профиля на Кавказских Минеральных Водах «Ак-уальные вопросы неотложной хирургии». - Пятигорск, 2011. - С. 87.

16. Биомеханический подход к моделированию билиарной системы как шаг в направлении к построению виртуальной модели физиологии человека / В.А. Самарцев,

Кучумов, М. Менар, Ю.И. Няшин, В.А. Гаврилов II Материалы краевой научно-практической конференции, посвященной 90-летию кафедры общей хирургии, «Акту-льные вопросы хирургии». - Пермь, 2011. - С. 121.

17. Концепция применения современных шовных материалов в абдоминальной ;ирургии / В.А. Самарцев, В.Э. Вильдеман, Г.А. Терехин, C.B. Словиков, В.А. Гаври-\ов, А.Г. Кучумов, A.A. Сергеев // Материалы краевой научно-практической конферен-(ии, посвященной 90-летию кафедры общей хирургии, «Актуальные вопросы хирур-ии». - Пермь, 2011. - С. 199.

Подписано в печать 06.09.12. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 976/2012.

Издательский дом «Книжный формат» Адрес: 614000, г. Пермь, ул. Пушкина, 80

Актуальность проблемы

Оптимальным для современной хирургии является создание и испытание шовного материала, обладающего высокими манипуляционными и механическими характеристиками, способностью к биодеградации, равномерной по диаметру гладкой поверхностью, низкой реактогенностью, отсутствием токсического, аллергогенного, тератогенного действия, антибактериальными свойствами [Т. Nilsson et al., 1982; H.JI. Кузьмина с соавт., 1988; К.В. Пучков с соавт., 1995; А.В. Тепликов, 1999; В.М. Буянов с соавт., 2000; В.В. Шадрин с соавт., 2001; В.Н. Егиев, 2002; В.К. Гостищев с соавт., 2011; В. Puerta et al., 2011].

В настоящее время в хирургии используются шовные материалы с заданными сроками рассасывания от 7 до 180 суток, позволяющие осуществлять дифференцированную аппроксимацию тканей с учетом особенностей их структуры и сроков регенерации [H.JT. Кузьмина с соавт., 1988; В.М. Буянов с соавт., 2000; К.В. Пучков с соавт., 2011; С. Justinger et al., 2012; В.К. Гостищев, М.А. Евсеев, 2012].

Появление новых хирургических шовных материалов формирует новые технологические требования к изучению атравматических хирургических игл: это уменьшение диаметра прокольного канала, износостойкость, качество фиксации нити в ушке иглы и т.д. Существующие стандартизованные методики исследования шовных материалов [ГОСТ 6611.2-73; ГОСТ Р53005-2008] и хирургических игл [ГОСТ 25981-83; ГОСТ 26641-85] определяли только их основные технические характеристики, которые не отражали важных для практического применения в хирургии механических и реологических свойств [С. Justinger et al., 2012; S. Sahoo et al., 2012].

Свойства отдельных современных шовных материалов и атравматических игл позволяют дифференцированно применять однорядный непрерывный шов в абдоминальной хирургии [А.В. Тепликов, 1999; A. Ceydeli et al., 2009].

В России на сегодня отсутствуют единые обоснованные стандарты оперативной техники наложения межорганных анастомозов и ушивания лапаротомных ран. Преобладают традиционные подходы использования прерывного многорядного узлового шва нерассасывающимися плетеными шовными материалами [В.К. Гостищев, М.А. Евсеев, 2012], что сопровождается высоким процентом послеоперационных осложнений: эвентрация - 0,33,0% [B.C. Савельев с соавт., 1976; L. Puchlmayr, 1983; P.P. Аляутдинов с со-авт., 2010]; вентральные послеоперационные грыжи - 2,0-15,9% [В.Н. Еги-ев, 2003; В.И. Белоконев с соавт., 2007; С. Justinger et al., 2012]; лигатурные свищи - 1,0-5,7% [М.А. Carlson et al., 1995; L.A. Israelsson et al., 2000]. Для предупреждения перечисленных послеоперационных осложнений и инфекции области хирургического вмешательства используются новые шовные материалы с антибактериальными свойствами (антибактериальное покрытие Irgacare) и заданными сроками рассасывания, а также усовершенствованные техники хирургического шва в абдоминальной хирургии [М. Storch et al, 2002; X. Ming et al, 2007; J.V. Rodricks et al, 2010; C. Justinger et al, 2012]. Их широкое применение в абдоминальной хирургии сдерживает консерватизм региональных хирургических школ и недостаточное теоретическое научное обоснование эффективности применения данных методик. Не представлена биомеханическая модель однорядного непрерывного шва с расчетом его оптимальных характеристик. Применение методик рассасывающегося и нерассасывающегося шовного материала и однорядного непрерывного шва недостаточно морфологически обосновано в клинике и эксперименте [F. Marco et al, 2007; X. Chen et al, 2010].

Поэтому актуальным является поиск оптимальных способов ушивания операционных лапаротомных ран с использованием петлевых шовных материалов с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания и наложения межкишечных и билиодигестивных анастомозов в хирургической гастроэнтерологии и гепатологии [С. Justinger et al, 2011; М. Albertsmeier et al, 2012; D. Leaper et al, 2011].

Таким образом, актуальной проблемой является разработка единой концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства (ИОВХ) в абдоминальной хирургии на основании клинических рандомизированных и экспериментальных исследований с применением современных шовных материалов и техник однорядного непрерывного шва.

Цель работы. Улучшение результатов оперативного лечения и профилактики инфекции области хирургического вмешательства за счет дифференцированного использования современных синтетических шовных материалов с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания в абдоминальной хирургии.

Задачи исследования:

1. Изучить механические и реологические свойства современных рассасывающихся и нерассасывающихся шовных материалов с антибактериальным покрытием и атравматических хирургических игл в эксперименте.

2. Создать и обосновать в эксперименте динамическую биомеханическую модель прерывного и непрерывного однорядного шва передней брюшной стенки.

3. Оптимизировать способы закрытия передней брюшной стенки с помощью петлевых шовных материалов с антибактериальным покрытием и наложения межорганных соустьев современными рассасывающимися шовными материалами с использованием однорядных непрерывных швов в эксперименте на животных.

4. Усовершенствовать концепцию профилактики инфекции области хирургического вмешательства в абдоминальной хирургии и оценить эффективность использования нитей с антибактериальным покрытием в хирургической гастроэнтерологии и гепатологии.

Научная новизна.

Разработан оригинальный способ экспериментального исследования механических свойств шовных материалов с использованием электромеханической системы Instron 5882 с видеоэкстензометром Instron AVE.

Доказано, что современные синтетические шовные материалы с антибактериальным покрытием при воздействии на них агрессивных биологических сред (желчь человека, панкреатический сок) in vitro сохраняют модуль упругости в пределах заданных сроков рассасывания. Усовершенствован способ сравнительного анализа свойств современных атравматических игл путем определения их прочностных и деформационных критериев при моделировании прошивания.

Впервые разработаны динамические биомеханические модели узлового и однорядного непрерывного швов апоневроза передней брюшной стенки с учетом внутрибрюшного давления, определены зависимости между силой затянутой нити и напряжением в ткани апоневроза для обоих вариантов. Определена динамика изменения напряжения в ткани апоневроза передней брюшной стенки в зависимости от техники наложения шва.

Сравнительный морфологический анализ показал эффективность применения прерывного и непрерывного швов передней брюшной стенки петлевым шовным материалом с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания в эксперименте на животных.

Усовершенствованы способы формирования толсто-толстокишечного анастомоза однорядным непрерывным швом «конец в конец» (рационализаторское предложение № 2565 от 27.01.2012), однорядных билиодигестив-ных анастомозов (рационализаторское предложение № 2564 от 27.01.2012), оперативная техника наложения непрерывного однорядного шва апоневроза передней брюшной стенки (рационализаторское предложение № 2579 от 03.04.2012).

Применение усовершенствованной концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства в абдоминальной хирургии путем использования современных шовных материалов, кожных антисептиков, биологического клея, антимикробного герметика привело к снижению специфических послеоперационных осложнений.

Практическая значимость.

Результаты проведенного исследования непосредственно относятся к практической медицине. С учетом расчетов оптимальных характеристик непрерывного шва, индивидуальных особенностей каждого пациента и различных показаний к применению современных синтетических рассасывающихся шовных материалов снизился процент имплантационного инфицирования хирургических больных в абдоминальной хирургии за счет дифференцированного использования современных хирургических шовных материалов с антибактериальным покрытием.

Обоснована оперативная техника наложения однорядного непрерывного шва с учетом построенной биомеханической модели. Рассчитаны оптимальные характеристики: угол 30-45 градусов к разрезу в плоскости апоневроза с захватом брюшины и мышечно-апоневротического слоя; расстояние между стежками - 8-10 мм; расстояние от краев раны до места вкола иглы -5-6 мм.

Способ ушивания лапаротомной раны непрерывным швом через все слои с использованием современных синтетических рассасывающихся шовных материалов позволяет уменьшить время выполнения оперативного вмешательства, а также сократить количество осложнений со стороны лапаротомной раны в раннем и позднем послеоперационном периоде.

На публичную защиту выносятся следующие положения:

1. Исследование механических и реологических свойств атравматиче-ских игл и современных шовных материалов позволило дифференцированно выбрать наиболее современный шовный материал с оптимальными физическими и реологическими свойствами для использования в абдоминальной хирургии.

2. Применение однорядного непрерывного шва апоневроза передней брюшной стенки рассасывающимися шовными материалами с антибактериальным покрытием в эксперименте сопровождается снижением гнойных осложнений и локальной аллергической реакции, что свидетельствует о стимулировании регенераторных процессов.

3. Биомеханическое моделирование прерывного и однорядного непрерывного швов передней брюшной стенки с помощью законов биомеханики, математического анализа и эксперимента позволяет рассчитать оптимальные оперативно-технические параметры их выполнения.

4. Усовершенствованная концепция профилактики инфекции области хирургического вмешательства позволяет снизить процент поверхностных инфекционных осложнений области хирургического вмешательства и улучшить результаты оперативного лечения.

Личный вклад автора в получение результатов. Личный вклад автора включает разработку дизайна исследования, организацию и проведение диссертационной работы, постановка эксперимента с шовными материалами т vitro, выполнение эксперимента in vivo на лабораторных животных, клинического обследование пациентов, предоперационной подготовки, оперативное лечение или участие в оперативном лечении больных основной группы, ведение в послеоперационном периоде, сбор и систематизацию полученного экспериментального и клинического материала, отдаленных результатов, статистическую обработку, подготовку публикаций по теме диссертации.

Выражаю благодарность за консультации и помощь в работе доктору физико-математических наук, профессору, директору Центра Экспериментальной механики при ПНИПУ Вильдеману Валерию Эрвиновичу, кандидату физико-математических наук, старшему научному сотруднику Центра экспериментальной механики при ПНИПУ Словикову Станиславу Васильевичу, доктору медицинских наук, заведующему кафедрой медицины катастроф ГБОУ ВПО ПГФА Терехину Георгию Анатольевичу, кандидату физико-математических наук, доценту кафедры теоретической механики ПНИПУ, Кучумову Алексею Геннадьевичу, кандидату физико-математических наук Федорову Андрею Евгеньевичу, кандидату медицинских наук, заведующей патолого-анатомическим отделением ГБУЗ ПК «Краевая детская клиническая больница» Патлусовой Елене Сергеевне, сотрудникам кафедры общей хирургии лечебного факультета и хирургических отделений ГАУЗ ПК ГКБ №4.

Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 6 в журналах, рекомендованных для публикации ВАК РФ, получены свидетельства на 3 рационализаторских предложения.

Внедрение в практику. Материалы диссертационной работы внедрены в практическую деятельность отделений экстренной и плановой хирургии ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница №4», МУЗ «Медико-санитарная часть №1» г. Перми, ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница №2 им. Ф.Х. Граля», МУ «Городская больница № 1 им. Вагнера Е.А.» г. Березники, МУЗ «Кунгурская центральная городская больница». Результаты исследования используются в учебном процессе при проведении практических занятий и лекций студентам III курса кафедры общей хирургии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им.ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях молодых ученых в рамках 15-й и 17-й международных выставок «Медицина и здоровье» (г. Пермь, 2009-2011); межрегиональной научной сессии молодых ученых 2011 года, посвященной 95-летию высшего медицинского образования на Урале и 80-летию Пермской государственной медицинской академии им. ак. Е.А. Вагнера (г. Пермь, 2011); Пермской краевой научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургии», посвященной 90-летнему юбилею кафедры общей хирургии лечебного факультета Пермской государственной медицинской академии им. ак. Е.А. Вагнера (г. Пермь, 2011); конференции «Современные подходы к профилактике инфекций области хирургического вмешательства» (г. Казань, 2011); Всероссийском пленуме проблемной комиссии «Неотложная хирургия» Межведомственного научного совета по хирургии РАМН и Министерства здравоохранения и социального развития РФ с международным участием, посвященном 65-летию Научного хирургического общества и 20-летию Ассоциации врачей хирургического профиля на Кавказских Минеральных Водах (г. Пятигорск, 2011); VII, VIII конференциях «Актуальные вопросы герниологии» (г. Москва, 2010, 2011 гг.); конференции «Молодые ученые здравоохранению Урала» (г. Пермь, 2012); региональной конференции «Инновационные технологии на службе здравоохранения Прикамья» (г. Пермь, 2012); VII Всероссийская конференция общих хирургов с международным участием совместно с Пленумом проблемных комиссий «Неотложная хирургия» и «Инфекция в хирургии» Межведомственного научного совета по хирургии РАМН и Минздравсоцразвития РФ (г. Красноярск, 2012); конференции «Анастомозы в абдоминальной хирургии» (г. Москва, 2012).

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 133 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 49 рисунками и 12 таблицами. Библиографический указатель содержит 244 источника, из них 40 отечественных и 204 зарубежных.

ВЫВОДЫ

1. Современные хирургические рассасывающиеся шовные материалы с антибактериальным покрытием Vicryl Plus, PDS Plus сохраняют оптимальные механические свойства при нахождении в агрессивной биологической среде in vitro в течение 30 суток, что позволяет их использовать для наложения однорядных непрерывных межкишечных и билиодигестивных анастомозов в абдоминальной хирургии.

2. Однорядный непрерывный шов апоневроза новой петлевой длительно рассасывающейся хирургической нитью PDS Plus 1 способен гарантированно удержать края апоневроза передней брюшной стенки в течение 90 суток за счет сохранения прочности.

3. Использование современных синтетических рассасывающихся шовных материалов с антибактериальным покрытием при ушивании лапа-ротомных ран и наложении межорганных анастомозов снижает местную воспалительную и аллергическую реакции макроорганизма на нить, а также создает благоприятные условия для регенерации тканей и заживления раны первичным натяжением.

4. Использование динамического биомеханического моделирования швов апоневроза передней брюшной стенки с учетом экспериментально полученных значений упругости апоневроза и хирургической нити позволяет рассчитать оптимальные характеристики однорядного непрерывного шва, а также осуществить дифференцированный выбор хирургического шовного материала.

5. Применение усовершенствованной концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства снижает риск послеоперационных гнойно-септических осложнений с 14,2 до 1,6 %.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Разработанные оригинальные методики определения механических свойств хирургических шовных материалов и атравматических игл позволяют дифференцированно использовать в абдоминальной хирургии рассасывающиеся и нерассасывающиеся шовные материалы.

В хирургической гастроэнтерологии и гепатологии при лапаротомиях целесообразно использовать длительно рассасывающиеся синтетические петлевые нити PDS Plus в сочетании с техникой наложения однорядного непрерывного шва на апоневроз передней брюшной стенки.

Применение гемостатической губки «Tachocomb» предложенным способом является эффективным методом профилактики несостоятельности би-лиодигестивных анастомозов в послеоперационном периоде.

Предложенный способ наложения толсто-толстокишечного анастомоза нитью PDS Plus однорядным непрерывным швом позволяет уменьшить количество специфических послеоперационных осложнений.

Разработаны параметры оптимального непрерывного шва апоневроза передней брюшной стенки: каждый следующий вкол иглы должен выполняться на расстоянии 8-10 мм на противоположном крае под углом 3045 градусов к разрезу в плоскости апоневроза с захватом брюшины и мышечно-апоневротического слоя, с отступом от краев раны до места вкола иглы 5-6 мм.