Автореферат и диссертация по медицине (14.01.17) на тему:Выбор синтетического эндопротеза в лечении больных с вентральными грыжами

На правах рукописи

005015227

Катунина Татьяна Петровна

ВЫБОР СИНТЕТИЧЕСКОГО ЭНДОПРОТЕЗА В ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ С ВЕНТРАЛЬНЫМИ ГРЫЖАМИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.01.17 - хирургия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 2 2012

Курск-2011

005015227

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Российской академии медицинских наук

Защита диссертации состоится <$сЛ> '¿Ф/) м^ 2012 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 208.039.02 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу; 305041, г. Курск, ул. Карла Маркса, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России (305041, г. Курск, ул. Карла Маркса, д. 3.).

Автореферат разослан '^уфОАШ лЛ 2012 г.

Иванов Сергей Викторович Иванов Александр Викторович

Суковатых Борис Семенович Бондарев Геннадий Алексеевич

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Хирургическое лечение грыж передней брюшной стенки - актуальная проблема абдоминальной, реконструктивной и косметической хирургии (Тимошин А.Д. 2007; Седов В.М. 2008).

В настоящее время грыжа передней брюшной стенки рассматривается как сложное полиэтиологическое заболевание, влекущее за собой множественные расстройства в деятельности внутренних органов. Количество больных с послеоперационными грыжами продолжает увеличиваться, составляя 20 -22 % (Тимошин А .Д., Юрасов A.B., Шестаков АЛ. 2003; Жебровский В.В. 2005).

В настоящее время основной принцип хирургического лечения грыж -выполнение пластики без натяжения тканей (с применением для закрытия дефекта эндопротеза) (Гогия Б.Ш. 2000; Адамян A.A. 2003; De Vries Reilingh T.S., van Geldere D., Langenhorst В. et al. 2004; Schumpeüc V., Klinge U., Jung K., Stumpf M., 2004).

Внедрению синтетических имплантатов в хирургическую практику способствовала относительная простота метода, а также перспектива улучшить отдаленные результаты оперативного лечения грыж передней брюшной стенки различных локализаций. Полимеры обладают большой прочностью, эластичностью, достаточной биологической и химической инертностью, нетоксичны, легко стерилизуются (Жебровский В.В. 2005; Жуковский В .А. 2011).

Доказаны преимущества операций с применением дополнительных пластических материалов при грыжах брюшной стенки перед традиционными способами, обоснованны их надёжность и практичность. Однако использование различных синтетических материалов не решило всех проблем. Главной причиной плохих результатов герниопластики являются атрофически-дегенеративные и рубцовые изменения тканей передней брюшной стенки в зоне вмешательства, снижение их прочностных свойств и регенераторных возможностей, что приводит к различным осложнениям (серомы и нагноение ран, возникновение лигатурных свищей). Поэтому в настоящее время перспективным направлением является изучение биосовместимости различных видов сетчатых эндопротезов, используемых при протезировании передней брюшной стенки (Егиев В.Н., Шурыгин С.Н., Наумова Н.П., Сватковский М.В. 2004). Кроме этого, заслуживает внимания возможность воздействия на замедленную регенерацию тканей пациента. В этом направлении несомненный интерес представляет применение аллогенных эмбриональных фибробластов при эндопротезировании передней брюшной стенки. Фибробласты обладают выраженным активирующим влиянием на тканевые репаративные процессы, морфологически доказанным в различных экспериментальных моделях, низкой иммуногенностью и клинически пролонгированным действием (Kapischke М. 2005; Хамид А.Х. 2005; Егиев В.Н. 2006; Гостевской A.A. 2008). Именно эти перспективные направления в герниологии предопределили цель и задачи нашего исследования.

Цель исследования: сравнительное изучение степени биосовместимости синтетических материалов из полипропилена и поливинилиденфторида при протезировании передней брюшной стенки у больных с вентральными грыжами, изучение влияния имплантации аллогенных эмбриональных фибробластов на формирование соединительной ткани вокруг синтетического протеза в эксперименте.

Задачи исследования.

1. Изучить в эксперименте реакцию тканей на эндопротезы из полипропиленовых «Эсфил» и поливинилиденфторидных «Унифлекс» нитей (макроскопически и гистологически).

2. Провести в эксперименте сравнительный анализ морфологических изменений при имплантации полипропиленового и поливинилиденфторидного протеза в условиях введения аллогенных эмбриональных фибробластов.

3. Сравнить частоту послеоперационных осложнений после использования эцдопротезов из полипропиленовых и поливинилиденфторидных нитей при пластике дефектов передней брюшной стенки в клинике.

4. Провести сравнительное изучение динамики обшеклинических показателей, цигокинового профиля и клеточного состава раневого экссудата при эвдопротезировании брюшной стенки «Эсфилом» и «Унифлексом» у больных с вентральными грыжами, на основании чего выбрать эндопротез с лучшей биосовместимостью.

Научная новизна.

1. Разработана методика введения культуры аллогенных эмбриональных фибробластов в парапротезную зону после имплантации сеток из поливинилиденфторидных нитей в эксперименте.

2. Впервые выявлено, что введение по предложенной методике в эксперименте культуры аллогенных эмбриональных фибробластов в парапротезное пространство после имплантации «Унифлекса» способствует снижению воспалительной реакции и ускоряет темп созревания грануляционной ткани.

3. Предложен новый способ стимуляции репаративных процессов непосредственно в зоне эндопротезирования, оптимизирующий формирование функционально адекватных структур соединительной ткани.

4. Впервые проведена сравнительная оценка биосовместимости имплантатов из полипропиленовых и поливинилиденфторидных нитей на основании исследования динамики концентрации про- и противовоспалительных цитокинов в раневом экссудате при эвдопротезировании передней брюшной стенки в клинике. Доказано преимущество клинического применения имплантатов из поливинилиденфторида в лечении больных с вентральными грыжами.

5. Впервые доказано наличие сильных корреляционных связей между цитокиновым профилем и общеклиническими данными, и возможность их

мониторинга для прогнозирования реакции тканей на синтетический протез в клинике.

Практическая значимость.

В результате исследования выявлено, что цитокиновый мониторинг в послеоперационном периоде позволяет с точностью отслеживать реакцию тканей на имплантированный синтетический материал. Наличие корреляционных связей между цитокиновым профилем и цитологией аспирата у больных объективизировало возможность контроля за репаративным процессом в послеоперационной ране с помощью изучения клеточного состава и типа цитограммы экссудата.

Выявлено, что протез из поливинилиденфторидных нитей обладает лучшей биосовместимостью, вызывает менее выраженную воспалительную реакцию. Его имплантация в клинике сопровождается достоверно меньшим количеством послеоперационных осложнений в виде сером по сравнению с полипропиленовым протезом. Сетчатые протезы из поливинилиденфторида являются перспективной альтернативой наиболее распространённым в современной герниологии полипропиленовым эндопротезам.

В результате экспериментальных исследований показана перспективность применения аллогенных эмбриональных фибробластов с целью стимуляции созревания соединительной ткани после эндопротезирования сетчатыми имплантатами в лечении грыж передней брюшной стенки.

Внедрение в практику.

Результаты работы используются в лечебном процессе в отделениях общей хирургии БМУ «Курская областная клиническая больница» г. Курска и МУЗ «Медико-санитарная часть г. Железногорска», в педагогическом процессе на кафедре хирургических болезней №1 ГБОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России.

Личный вклад автора.

Автором составлен план и дизайн исследования, проведен анализ отечественных и зарубежных источников литературы по теме диссертации, выполнен эксперимент на животных (мышах). Проведено гистологическое исследование и оценка полученных результатов1. Автором проведен набор больных, разделение их на основную и контрольную группы, осуществлено клиническое наблюдение и определение концентрации цитокинов в парапротезном экссудате2. Автор непосредственно участвовал в обследовании и лечении больных. Самостоятельно проведен сбор, обработка

1 Гистологические препараты консультированы доцентом кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии ГБОУ ВПО КГМУ Моралевым Л.Н., за что мы выражаем ему искреннюю благодарность.

2 За помощь в получении эмбриональных фибробластов мышей и определении концентрации цитокинов в аспирате пациентов выражаем искреннюю благодарность врачу отделения клеточной трансплантации и иммунотерапии Курской областной клинической больницы к.ы.н. Бурда Ю.Е.

и анализ полученного научного материала и сформулированы основные положения диссертации3. Результаты диссертации изложены в 6 научных публикациях, из них в 4-х изданиях, рецензируемых ВАК. Доля личного участия автора в работах, выполненных в соавторстве - 95%.

Апробация диссертации.

Работа апробирована на совместном заседании кафедр хирургического профиля ГБОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России 08.12.2011. Основные положения диссертации доложены на заседании научно-практической конференции общества хирургов г. Курска и Курской области (декабрь 2010), научной конференции с международным участием «Актуальные вопросы хирургии» (Курск, 7 октября 2011), VIII международной научно-практической конференции «Общества герниологов» - «Актуальные вопросы герниологии» (Москва, 1 - 2 ноября 2011).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 4 в изданиях, по списку ВАК при Министерстве образования и науки РФ. Работы содержат полный объем информации, касающейся темы диссертации.

Положения, выносимые на защиту.

1. Введение аллогенных эмбриональных фибробластов в зону имплантации синтетического материала в эксперименте приводит к достоверному уменьшению воспалительной и усилению фибропластической реакции в большей степени при использовании полипропиленового эндопротеза.

2. Модифицирующее действие культуры аллогенных фибробластов при имплантации протеза из поливинилиденфторидных нитей проявляется в усилении трансформации фибробластов в зрелые клетки фиброциты и ускорении созревания соединительной ткани.

3. У пациентов с протезированием передней брюшной стенки эндопротезом из поливинилиденфторидных нитей по сравнению с полипропиленовым имплантатом менее выражена воспалительная реакция, что проявляется укорочением и уменьшением интенсивности экссудативной и температурной реакции.

4. При использовании протеза из поливинилиденфторидных нитей воспалительная реакция завершается раньше, что подтверждается менее интенсивным и длительным повышением концентрации провоспалительных (ФНО-а и ИЛ-8) и противовоспалительных (ИЛ-4) цитокинов.

5. Имплантат из поливинилиденфторидных нитей имеет лучшую биосовместимость по сравнению с полипропиленовым при использовании для протезирования передней брюшной стенки по способу «onlay» у больных с вентральными грыжами.

3 За организационно-методическую помощь в диссертационном исследовании выражаю искреннюю благодарность к.м.н., доценту кафедры хирургических болезней №1 ГБОУ ВПО КГМУ Иванову И.С.

6. Выявление взаимосвязи общеклинических и иммунологических реакций указывает на перспективность мониторинга содержания цитокинов для прогнозирования течения реакции тканей на синтетический материал после эдопротезирования передней брюшной стенки у больных с вентральными грыжами.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, главы собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, который содержит 176 источников, из них 89 отечественных и 87 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 10 таблицами, 47 рисунками, включая микрофотографии и диаграммы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования.

Экспериментальное исследование проведено на 180 особях обоего пола лабораторных половозрелых белых мышей, средний вес которых составил 50-70 гр. Выбор в качестве экспериментальных животных мышей обусловлен стремлением к максимальной однородности экспериментальных групп и удобством обращения с этими животными.

Было выделено две группы: контрольная и экспериментальная, включающие по 90 животных. Животные содержались в одинаковых условиях на стандартном пищевом рационе. Животным контрольной группы имплантировался синтетический эндопротез из полипропиленовых нитей «Эсфил», экспериментальной - эндопротез из поливинилиденфторида (ПВДФ) «Унифлекс». Оба эксплантата разработаны фирмой "Линтекс" (Санкт-Петербург). И первая, и вторая группа делились на три серии по 30 мышей в каждой (таб.1).

Таблица 1.

Распределение экспериментальных животных по группам и сериям.

Группы Контрольная I Экспериментальная II

Серии А В С А В С

Количество 30 30 30 30 30 30

Всего животных 90 90

Примечание:

Контрольные серии:

1А - имплантация эндопротеза «Эсфил»;

1В - имплантация эндопротеза «Эсфил» и введение аллогенных эмбриональных фибробластов на 7-е сутки после операции;

1С - имплантация эвдопротеза «Эсфил» и введение аллогенных эмбриональных фибробластов на 7-е и 10-е сутки после операции.

7

Экспериментальные серии:

ПА - имплантация эндопротеза «Унифлекс»;

IIB - имплантация эндопротеза «Унифлекс» и введение аллогенных эмбриональных фибробластов на 7-е сутки после операции;

ИС - имплантация эндопротеза «Унифлекс» и введение аллогенных эмбриональных фибробластов на 7-е и 10-е сутки после операции.

Выделение и культивирование аллогенных эмбриональных фибробластов мышей. Получение эмбриональных фибробластов, а также определение концентрации цитокинов в аспирате иммуноферментным методом осуществлялось на базе отделения клеточной трансплантации и иммунотерапии Курской областной клинической больницы при участии к.м.н. Бурда Ю.Е. В качестве исходного материала использовали эмбрионы белых мышей, которые получали на сроке беременности 10-15 суток. Полученные эмбрионы помещались в среду 199 с антибиотиками. После экспозиции в течение 4-х часов при 4°С их промывали стерильным раствором Хенкса. Фрагменты конечностей и туловища эмбриона измельчали и затем помещали в 0,25% раствор трипсина. После окончания трипсинизации к раствору добавляли сыворотку крупного рогатого скота. Затем клеточную суспензию отбирали в стерильные пробирки и центрифугировали. Осадок клеток ресуспензировали в среде 199 с 10% СКРС и высевали в культуральные матрасы. Выросшие до конфлюэнтного монослоя клетки снимали с подложки. Клетки подсчитывали и засевали в культуральные флаконы.

Оперативные вмешательства проводились в асептических условиях под эфирным ингаляционным наркозом. После обработки операционного поля антисептиком по средней линии живота производился разрез кожи с подкожной клетчаткой длиной 2 см, обнажались мышцы передней брюшной стенки. На них, имитируя методику «onlay», имплантировались эндопротезы размером 1*1 см. Фиксация имплантата не производилась. У животных в сериях В и С обеих групп на дно раны к месту расположения эндопротеза во время операции помещали полихлорвиниловый дренаж. Дренаж выводили через отдельный прокол в 1см каудальнее нижнего угла раны. Затем послеоперационная рана ушивалась узловыми швами. На 7-е сутки в сериях IB и IIB вводили в рану по дренажу культуру аллогенных эмбриональных фибробластов. Затем дренаж удаляли.

В сериях 1С и ИС культуру аллогенных эмбриональных фибробластов вводили в рану по дренажу на 7-е и 10-е сутки. Во всех сериях фибробласты вводились в виде суспензии в количестве 1 млн. клеток в 1 мл. физиологического раствора. Из эксперимента животных выводили путем передозировки эфирного наркоза на сроках 10, 30 и 60 суток после операции. Для морфологического исследования из передней брюшной стенки экспериментальных животных вырезался участок мышечно-апоневротических тканей с имплантатом размером около 1,5* 1см. Все эксперименты на животных проводили в соответствии с Конвенцией,

принятой Советом Европы (Страсбург, 1986г.), о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных целях, и Директивой Совета 86/609/ЕЕС от 24.11.86. по согласованию законов, правил и административных распоряжений стран - участниц в отношении защиты животных, используемых в экспериментальных и других научных целях.

Сразу после получения материал изучался визуального и фиксировался в 10% растворе нейтрального формалина, затем участки тканей подвергали обезвоживанию и заливали в парафин по стандартной методике. Парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Проводилось морфологическое исследование препаратов. Для достоверности исследования проводилась морфометрическая оценка микропрепаратов, полученных от 10-и животных на каждом сроке. Для микроскопического исследования были использованы увеличение 100 и 400, а так же водная иммерсия, применялась вставка в окуляр, ограничивающая поле зрения. Для оценки динамики Клеточного состава производили подсчет содержания фибробластов, макрофагов, лимфоцитов, сегментоядерных лейкоцитов.

Клиническое исследование основано на результатах хирургического лечения 119 пациентов с вентральными грыжами, находившихся в клинике хирургических болезней № 1 ГБОУ ВПО КГМУ Минздравсоцразвития России на базе БМУ "КОКБ" с 2003 по 2010 гг. Все больные были оперированы в плановом порядке по способу натяжной герниопластики (сшивание апоневроза "край в край") с расположением протеза по методике onlay с применением одного из эндопротезов. Пациенты были разделены на 2 группы. В контрольную группу вошли 78 пациентов, у которых применялся имплантат из полипропиленовых нитей - «Эсфил». Основную группу составили 41 пациент, у которых использовался эндопротез из поливинилиденфторидных нитей (ПВДФ) - «Унифлекс». Из каждой группы пациентов были выделены подгруппы больных (1 и 2 подгруппы), у которых выполнялось исследование цитокинового профиля. Подгруппа № 1 - 43 пациента с имплантацией протеза «Эсфил» и подгруппа № 2 - 29 больных соответственно с использованием протеза «Унифлекс». Подгруппы включали в себя только больных с обширными и гигантскими грыжами.

По половому составу основную часть больных составили женщины -76,5%.

Во время операции выполняли дренирование области протезирования трубчатыми силиконовыми дренажами по всей длине раны, которые выводили на кожу через отдельные проколы. В послеоперационном периоде исследовались температура тела, раневой экссудат из области протезирования (органолептические свойства, объем, цитокиновое зеркало). Аспират мы начинали исследовать только с 3-х суток (3, 5, 7 и 9 сутки) от момента операции, т.к. ранее в аспирате преобладали эритроциты. Определялся цитокиновый профиль (ФНО-а, ИЛ-8, и ИЛ-4). Определение концентрации цитокинов в материале выполнялось по следующей схеме. Аспират центрифугировали, получая надосадок, который собирали в

пробирки "Эппиндорф" и замораживали. Концентрацию цитокинов в образцах определяли иммуноферментным методом с предварительной калибровкой на наборах фирмы "Протеиновый контур" (СПб, Россия) - для ИЛ-4 и "Цитокины" (СПб, Россия) - для ФНО-а и ИЛ-8 с последующей спектрофотометрической оценкой. Выбор исследуемых цитокинов сделан с учетом последовательности развития механизмов иммунологического ответа для них, а так же преемственности наших исследований по изучению цитокинового профиля при имплантации других материалов. В аспирате больных с использованием эндопротезов из поливинилиденфторидных нитей исследовался клеточный состав.

Результаты исследований регистрировались и сохранялись в виде электронных баз данных. Статистическая обработка полученных результатов проведена с помощью встроенных функций ЭВМ приложения Microsoft Excel-2003 и программы StatPlus 2006 Professional 3.8.0. Вычислялись средние величины количественных показателей (М), стандартные ошибки среднего, стандартные отклонения. Существенность различий средних величин оценивали по коэффициенту Стьюдента. Выполнялся корреляционный анализ показателей.

Критический уровень значимости (р) в данной работе принимали равным 0,05.

Результаты собственных исследований.

Результаты экспериментальной части исследования.

При микроскопическом исследовании препаратов передней брюшной стенки животных IA и IIA серий выявлена достоверно менее выраженная полинуклеарная реакция на 10-е и 60-е сутки в экспериментальной группе. Это свидетельствует о снижении интенсивности и продолжительности воспалительной реакции при использовании поливинилиденфторвдной сетки. Преобладание количества фибробластов на 60-е сутки в IIA серии (р < 0,05 ) как по сравнению с предыдущим сроком, так и с контрольной серией свидетельствует о быстром созревании грануляционной ткани при имплантации протеза из поливинилиденфторидных нитей (таб.2).

При однократном введении культивируемых клеток отмечено преобладание сегментоядерных лейкоцитов на всех сроках эксперимента в IB серии (р < 0,05 ), воспалительная реакция при использовании «Унифлекса» стихает быстрее. В IB серии к 60-м суткам отмечено некоторое увеличение количества фибробластов по сравнению с серией животных, которым фибробласты не вводились. При этом к концу эксперимента достоверно больше фибробластов при использовании поливинилиденфторидного эвдопротеза. Накопление фиброзных волокон в стенках капсул вокруг нитей эндопротеза также более выражено в случае применения «Унифлекса».

Двукратное введение культивируемых клеток приводит к уменьшению полинуклеарной реакции к концу эксперимента и увеличению мононуклеарной реакции на ранних сроках в сериях 1С и IIC (р < 0,05 ). К 60-м суткам содержание макрофагов в IIC серии становится достоверно меньше,

чем в 1С, и достигает показателей серии без введения фибробластов. Это свидетельствовать о лучшей биосовместимости эндопротеза из поливинилиденфторидных нитей (таб.2).

Таблица 2.

Характеристика клеточного состава области расположения __ эндопротезов (%, М ± т).___

Сутки Материал Серия Фибробласты Макрофаги Лимфоциты Сешентояд. лейкоциты Всего

10 Эсфил IA 60,1 ± 3,49 6,1 ±0,65 14,5 ±2,17 19,4 ±3,42 100

IB 43,2 ± 2,252 19,5±2,602 13,4 ±2,19 23,9 ±4,31 100

1С 42,5 ±2,40" 21,5± 1,63й 16,0± 1,74 20,0 ±4,73 100

Унифлекс IIA 65,6 ± 3,60 13,1±0,63* 10,2± 0,76 11,2 ±0,63* 100

ИВ 58,9 ± 1,43* 13,9 ±0,23 12,3±0,372 14,9 ±0,41* 2 100

1ГС 56,5 ± 1,28* 22 15,1±0,74*22 13.te0.9022 15,3 ± I.1722 100

30 Эсфил IA 63,2 ±4,31 6,1 ± 1,84 16,1 ± 1,20 14,6 ±1,79 100

IB 66,2 ±4,56' 12,2 ±1,98'2 5,8 ±0,65'1 15,8 ±2,2 100

1С 60,7±4,21' 13,4± 1,65'22 13,ft± 1,70* 12,9 ±2,29 100

Унифлекс IIA 67,7 ±2,19 8,3 ± 0,42' 13,2±0,44* 1 10,8 ±0,66 100

IIB 69,3 ±1,24' 9,8 ±0,44'2 10,7±0,60* 1 2 10,2 ±0,47* 1 100

ПС 69,1 ±0,95' 11,3± 0,76'22 9,2 ±0,42'2 22 10,4 ±0,73' 100

60 Эсфил IA 65,0 ±4,20 6,0 ±0,86 16,1 ±0,60 13,0 ±0,92 100

IB 74,3± 5,28" 16,0±4,592 3,1 ±0,59' 11 2 6,6 ±0,95' " 2 100

1С 79,8 ±3,91" " 22 11,4±2,83* 1 ii 5,8 ±1,30' 11 22 3,0 ±0,79"11 2 22 100

Унифлекс IIA 90,3 ± 5,38 * i n 4,2 ±0,66' " 3,1 ±0,38* 1 и 2,4 ± 0,27* 1 n 100

IIB 89,1 ± 1,22* 1 II 5,9 ± 0,28* 1 11 2 3,0 ±0,37' и 2,0 ±0,26*' и 100

IIC 88,1 ± 1,83' " 6,0 ±0,61' " 4,0 ±0,70' ii 1,9±0,3P " 100

Примечание:

* Уровень значимости (р) < 0,05 при сравнении контрольной и экспериментальной серий на одинаковых сроках.

1 Уровень значимости (р) < 0,05 при сравнении с предыдущим сроком внутри каяодой серии - 30-е с 10-и сутками; 60-е с 30-и сутками.

11 Уровень значимости (р) < 0,05 при сравнении последнего срока с первым внутри каждой серии — 60-е с 10-и сутками.

2 Уровень значимости (р) < 0,05 при сравнении внутри группы серий на одинаковых сроках (IA и IB, IIA и ИВ серий, IB и 1С, ИВ и IIC групп).

22 Уровень значимости (р) < 0,05 при сравнении внутри группы серий на одинаковых сроках (IA и 1С, IIA и 1IC групп).

С целью дифференцировки зрелости соединительной ткани фибробластический ряд клеток (ранее названный фибробластами) делился нами на молодые клетки - фибробласты и зрелые клетки - фиброциты. К концу эксперимента среди животных, которым культуры клеток не имплантировались, в 11А серии соединительная ткань вокруг нитей эндопротеза практически на 90 % представлена зрелыми клетками -фиброцитами, тогда как в 1А сохраняется превалирование молодых клеток, что говорит об отставании дифференцировки соединительной ткани в контрольной серии (рис.1). На сроке 10 суток при использовании «Эсфила» как в серии без введения фибробластов, так и в сериях с их введением, содержание зрелых клеток приблизительно одинаково и составляет около 10% от всего фибробластического рядя.

10

30

60

сутки

Ряс. 1. Содержание фиброцитов в области расположения эндопротеза «Эсфил» и «Унифлекс» (без введения культуры фибробластов). Примечание: % вычислены по отношению к общему количеству клеток фибробластического ряда.

Анализ соотношения фибробластов и фиброцитов при использовании эндопротезов свидетельствует о значимом модифицирующем действии введения культивируемых клеток на скорость созревания соединительной ткани. Так, однократное введение культуры изменяет соотношение молодых клеток и фиброцитов в сторону увеличения последних в исследуемой группе уже с ранних сроков, а в контрольной серии только к окончанию эксперимента.

Модифицирующее действие двукратного введения культивируемых клеток в ПС серии заключается в статистически достоверном (р< 0,05) увеличении процентного содержания фиброцитов до 27,6±0,82% уже на сроке 10 суток по сравнению с 14,6±0,75% в серии без введения

фибробластов и 23,6±0,96% при однократном введении фибробластов, а также по сравнению с 7,5±0,40% на том же сроке в 1С серии.

При использовании полипропиленового протеза модифицирующее действие культуры клеток проявляется только к концу эксперимента, когда количество фиброцитов составляет 91 ±0,71% от общего количества фибробластического ростка по сравнению с 19,5±0,87% в серии без введения культуры клеток (рис. 2).

10 30 60

сутки

Рис. 2. Содержание фиброцитов в области расположения эндопротеза «Эсфил» и «Унифлекс» (двукратное введения культуры фибробластов на 7-е и 10-е сутки).

Таким образом, общей тенденцией изменения клеточного состава препаратов при введении культивируемых клеток на всех сроках исследования является «плавное», постепенное увеличение количества фибробластов, снижение числа сегментоядерных лейкоцитов, макрофагов и лимфоцитов, особенно при имплантации полипропиленового эндопротеза. Подобная тенденция отражает превалирование процессов организации над воспалительными изменениями. Воспалительная реакция в большей мере выражена у животных после имплантации полипропиленового эндопротеза. На всех сроках исследования количество фибробластов преобладает при имплантации сетки из поливинилиденфторида, в большей степени в серии без введения аллогенных фибробластов, что особенно важно для практической герниологии. Слабо выраженная воспалительная реакция и прогрессивный рост количества фибробластов на поздних сроках эксперимента при имплантации «Унифлекса» приводит к формированию более прочного рубца, что делает более надежной интеграцию его в окружающие ткани.

Результаты клинического исследования.

При оценке характера течения ближайшего послеоперационного периода уделялось особое внимание выраженности экссудативной реакции на имплантированный материал (длительность истечения, объем и характер отделяемого по дренажам), а также температуре тела.

Отмечено, что при применении имплантата из поливинилиденфторидных нитей длительность истечения и количество отделяемого достоверно ниже в сравнении с контрольной группой.

В группе больных с использованием материала «Унифлекс» наблюдалось достоверно меньше экссудативных осложнений по сравнению с использованием протеза «Эсфил»: серомы в основной группе имели место в 39,7±3,7%, в то время как в контрольной группе эти осложнения наблюдались в 51,3±3,9% случаев.

Температурная реакция при использовании протеза «Эсфил» выражена интенсивнее и длительнее (рис.3).

• обширные грыжи (Эсфил)

■ гигантские грыжи (Эсфил)

- обширные грыжи (Унифлекс)

■ гигантские грыжи (Унифлекс)

Рис. 3. Динамика температурной реакции у больных с обширными и гигантскими грыжами в контрольной и основной группах.

С целью изучения иммунологических аспектов реакции тканей на имплантацию различных полимерных материалов проводилась оценка концентрации провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в раневом отделяемом, начиная с 3-х суток после герниопластики.

Использование у больных протеза из поливинилиденфторидных нитей сопровождается достоверно меньшим содержанием в аспирате ФНО-а по сравнению с контрольной группой, что свидетельствует о меньшей воспалительной реакции в ответ на имплантацию «Унифлекса». К концу наблюдения отмечено снижение его до значения базового уровня (БУ).

У больных с применением протеза из полипропиленовых нитей концентрация ФНО-а на 9-е сутки превышает БУ более чем в 4 раза (рис.4).

сутки

Рис. 4. Динамика изменения концентрации ФНО-а в аспирате у больных контрольной и основной групп.

Динамика содержания в аспирате ИЛ-8 в контрольной и основной группах характеризуется «синхронным» увеличением его к 5-м суткам послеоперационного периода. К 9-м суткам в основной группе концентрация ИЛ-8 снижается до БУ, а в контрольной в 3 раза его превышает (таб.3).

Противовоспалительная активность в случае использования протеза из поливинилиденфторидных нитей выражена интенсивнее, чем в контрольной группе, что подтверждается достоверно более высокой концентрацией ИЛ-4 в аспирате на первой неделе исследования после эндопротезирования брюшной стенки у больных основной группы. Однако к 9 -м суткам в основной группе уровень ИЛ-4 достигает БУ, а при имплантации протеза из полипропилена отмечается более чем 3-х кратное его превышение. Это указывает на пролонгирование противовоспалительных защитных механизмов, препятствующих развитию продуктивного репаративного процесса, при использовании эндопротеза «Эсфил» (таб.3).

Таблица 3

Сравнение аспирата по составу цитокинов при использовании протезов «Эсфил» и «Унифлекс» (%, М ± ш).

Материал Цитокин Сутки п/о периода

3 5 7 9

«Эсфил» ФНО-а 15,1±3,1 99,5±0,2* 100* 60,4±0,7*

Ил-8 3,3±0,2 100 99±0,4* 49,4±1,4*

Ил-4 18,5±2,3* 44,3±4,5 79,7±4,1* 68,3±3,9*

«Унифлекс» ФНО-а 13,5±0,7 31,2±3,2* 62,4±6,8* 14,7±1,4*

Ил-8 9,7±1,7 95,9±3,7 61,4±4,6* 11,7±0,8*

Ил-4 34,2±3,4* 52,6±5,1 100* 36,3±2,2*

Примечание:* (р<0,05) при сравнении между контрольной и основной группами на одинаковых сроках.

Клеточный состав аспирата в основной группе был представлен: палочкоадерными и сегментоядерными лейкоцитами, лимфоцитами, макрофагами, эозинофилами.

У больных после протезирования передней брюшной стенки имплантатом из поливинилиденфторидных нитей выявлена сильная обратная корреляционная связь между динамикой продукции противовоспалительного ИЛ-4 и содержанием в аспирате сегментоядерных лейкоцитов (г-0,9127) (рис.5,6).

сутки

не. 5. Динамика концентрации ИЛ-4 в аспирате больных основной группы.

сутки

ис.6. Динамика концентрации сегментоядерных лейкоцитов в аспирате больных сновной группы.

Выявлена сильная прямая корреляционная связь между динамикой продукции провоспалительного цитокина ФНО-а и содержанием в аспирате макрофагов у больных после протезирования передней брюшной стенки имплантатом из поливинилиденфторидных нитей (г 0,9073) (рис.7,8).

5 7

сутки

5 7

сутки

Рис. 7. Динамика концентрации ФНО-а Рис.8. Динамика концентрации макрофагов в аспирате больных основной группы. в аспирате больных основной группы.

Выявлена сильная прямая корреляционная связь между содержанием в аспирате лимфоцитов и ИЛ-4 (г 0,987) (рис.9,10).

Рис. 9. Динамика концентрации Ш1-4 Рис.10. Динамика концентрации лимфоцитов в аспирате больных основной группы, в аспирате больных основной группы.

Таким образом, уменьшение длительности температурной и экссудативной реакции у больных после эндопротезирования передней брюшной стенки «Унифлексом» свидетельствует о лучшей биосовместимости сетки из поливинилиденфторидных нитей по сравнению с полипропиленовым имплантатом. Это также подтверждается снижением концентрации про- и противовоспалительных цитокинов в парапротезном экссудате на более ранних сроках у больных основной группы. Выявленные корреляционные связи между динамикой клеточного состава и цитокиновым профилем аспирата демонстрируют зависимость данных показателей от степени выраженности реакции тканей организма на синтетический протез.

Выводы.

1. При имплантации в переднюю брюшную стенку эндопротеза из поливинилиденфторида отмечается снижение воспалительной реакции и ускорение созревания соединительной ткани по сравнению с полипропиленовым протезом, что подтверждается достоверным уменьшением количества сегментоядерных лейкоцитов (2,4 ± 0,27 % и 13,0 ± 0,92 %) и ростом количества фибробластов (90,3 ± 5,38 % и 65,0 ± 4,20 %) к 60-м суткам эксперимента.

2. Введение культуры эмбриональных фибробластов в зону имплантации синтетического материала приводит к достоверному уменьшению воспалительной реакции и усилению фибропластической реакции в большей степени при использовании полипропиленового эндопротеза, а также к ускорению трансформации фибробластов в зрелые клетки фиброциты (р < 0,05) и следовательно к более раннему созреванию соединительной ткани при использовании протеза из поливинилиденфторидных нитей.

3. При эндопротезировании передней брюшной стенки в клинике протезом из поливинилиденфторидных нитей определяется достоверное уменьшение длительности температурой и экссудативной реакций по сравнению с контрольной группой. Это подтверждается динамикой цитокинового профиля, что свидетельствует о лучшей биосовместимости поливинилиденфторидного имплантата.

4. При использовании имплантата из поливинилиденфторидных нитей выявлены сильные корреляционные связи (г 0,9) между динамикой продукции цитокинов и клеточным составом парапротезного экссудата, что говорит о перспективности мониторинга содержания цитокинов для прогнозирования течения послеоперационного периода у больных после эндопротезирования передней брюшной стенки.

5. В группе больных с использованием материала «Унифлекс» наблюдается достоверно меньше экссудативных осложнений, по сравнению с использованием протеза «Эсфил»: серомы в опытной группе наблюдались в 39,7±3,7% случаев, а в контрольной группе имели место в 51,3±3,9%. Это свидетельствует о лучшей биосовместимости эндопротеза «Унифлекс».

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. При выборе материала для протезирования брюшной стенки предпочтение следует отдавать сетчатым синтетическим материалам с оптимальной структурой, достаточной прочностью и хорошей биосовместимостью, каковым является эндопротез из поливинилиденфторидных нитей.

2. Анализ клеточного состава и типа цитограммы аспирата у больных при расположении имплантата из поливинилвденфторида по методике onlay позволяет контролировать реакцию тканей на синтетический материал. При стандартном течении послеоперационного периода у больных с обширными и гигантскими грыжами на 5-7 сутки происходит смена типа цитограммы с дегенеративно-воспалительного и воспалительного на воспалительно-регенераторный. При этом дренаж из парапротезной области следует удалять. Сохранение на 7-9 сутки воспалительного типа цитограммы аспирата говорит о пролонгировании реакции на синтетический материал и требует более длительного дренирования парапротезной зоны.

3. Для прогнозирования течения реакции тканей на имплантат после эндопротезирования передней брюшной стенки необходим контроль динамики концентрации провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в экссудате в послеоперационном периоде. Снижение концентрации провоспалительных (ФНО-а и ИЛ-8) и противовоспалительных (ИЛ-4) цитокинов к 9-м суткам до базового уровня (уровня 3-х суток) свидетельствует о стандартном послеоперационном течении.

4. При разработке новых эндопротезов на этапе экспериментального изучения необходимо учитывать выраженность реакции на синтетический материал. Будущие эндопротезы должны вызывать минимально выраженную полинуклеарную стадию воспаления и интенсивную фибропластическую реакцию.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Первый опыт применения поливинилиденфторидного эксплантата в лечениии грыж передней брюшной стенки / И.С. Иванов, Т.П. Катунина, И.С. Коклин, В.А. Жуковский // Актуальные вопросы хирургии : материалы науч. конф., посвящ. 70-летию каф. (госпитальной хирургии) хирургических болезней № I / Курск, гос. мед. ун-т. - Курск: Изд - во КГМУ, 2009. - С. 19 -21.

2. Исследование цнтокинового профиля у больных с грыжами передней брюшной стенки при использовании протезов из полипропилена и поливипилиденфторида / В.А. Лазаренко, И.С. Иванов, Т.П. Катунина [н др.] // Анналы хирургии. - 2011. - № I. -С. 55-59.

3. Исследование цитокинов у пациентов с послеоперационными вентральными грыжами при эндопротезнровании политетрафторэтиленом и поливииилиденфторидом / C.B. Иванов, И.С. Иванов, Т.П. Катунина [и др.] // Новости хирургии : науч.-практ. жури. / М-во здравоохранения респ. Беларусь. — Витебск, 2011. - Т. 19, № 4 - С. 42-47.

4. Особенности цнтокинового профиля у больных с послеоперационными вентральными грыжами при использовании эидопротезов «Экофлон» и «Унифлекс» / C.B. Иванов, В.А. Лазаренко, И.С. Иванов, Т.П. Катуиина [и др.] // Вестник экспериментальной и клинической хирургии. - Воронеж, 2011. — Т. IV, № 3. - С.440-445.

5. Оптимизация структуры послеоперационного рубца при эндопротезнровании передней брюшной стенки с использованием в эксперименте аллогенных эмбриональных фибробластов / C.B. Иванов, И.С. Иванов, А.А. Мартынцев, Т.П. Катунина [и др.] // Материалы XI съезда хирургов Российской Федерации (25-27 мая 2011 г.). -Волгоград, 2011.-С. 135.

6. Сравнительная морфология тканей при использовании протезов из лавсана и полнвинилиденфторида в эксперименте / И.С. Иванов, Г.Н. Горяинова, А.А. Мартынцев, Т.П. Катунина (и др.] // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье» -2011.-№4.-С. 39-49.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БУ- базовый уровень цитокина

ГБОУ ВПО КГМУ - Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

ГМУ КОКБ - Государственное муниципальное учреждение "Курская областная клиническая больница" ИЛ - интерлейкин

ИЛ-8 - интерлейкин - 8, провоспалительный цитокин

ИЛ-4 - интерлейкин - 4, противовоспалительный цитокин

МУЗ - муниципальное учреждение здравоохранения.

ПВДФ - поливинилиденфторид

ПОВГ - послеоперационные вентральные грыжи

СКРС - сыворотка крупного рогатого скота

УЗИ - ультразвуковое исследование

ФНО-а - фактор некроза опухоли

ЭДТА - этилен-диамин-тетраацетат

Отпечатано в типографии «МЭБ - рппЬ>

Лицензия АА № 003541 от 03.06.2010 г. Свидетельство о гос. аккредитации ВВ № 000384 от 26.04.2010 г.

Подписано в печать 23.12.2011 Сдано в печать 30.01.2012 Бумага офсетная №1. Формат 14,8x21. Печать офсетная Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. заказ №002/1

Издательство Курского института менеджмента, экономики и бизнеса 305000, г. Курск, ул. Радищева, 35.