CC BY
23
Актуальт проблеми сучасно! медицини
УДК 615.468.6
НОВЫЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ И ПРИМЕНЕНИЮ ШОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ В АБДОМИНАЛЬНОЙ ХИРУРГИИ
ВДНЗУ «Украинская медицинская стоматологическая академия» (г. Полтава)
Костенко В.А., Лигоненко A.B., Гвоздяк H.H., Дмитрук A.M., Левкое A.A.
В статье проанализированы данные литературы и результаты собственных исследований, обосновывающие разработку новых хирургических нитей путем придания им определенной фармакологической активности. Одним из перспективных направлений представляется создание и применение (в частности, в абдоминальной хирургии) шовных материалов с антигипокси-ческими и репарантными свойствами.
Ключевые слова: шовные материалы, репаративная регенерация, антигипоксические средства, послеоперационные осложнения.
Развитие местной и общей гипоксии все еще остается непременным спутником хирургических операций на внутренних органах. Причем гипок-сические (ишемические) нарушения и флогоген-ное действие хирургических нитей или продуктов их биодеградации считаются наиболее трудно устранимыми причинами послеоперационных раневых осложнений [3].
В патогенезе местной тканевой (биоэнергетической) гипоксии при оперативном вмешательстве ведущую роль отводят развитию ишемии при наложении кровоостанавливающих зажимов и лигатур, следующим за этим реперфузионным нарушениям, а также циркуляторным расстройствам в очаге раневого воспаления. В то же время вазоконстрикция вследствие стрессорной активации симпатоадреналовой системы, сопутствующая патология, массивные кровотечения во время хирургического вмешательства определяют развитие общей гипоксии (циркулятор-ной, гемической, смешанной). Кислородная недостаточность при раневом процессе рассматривается как дополнительный повреждающий фактор, провоцирующий или усиливающий развитие воспаления [9].
В этой связи можно предположить возможность коррекции метаболических и функциональных расстройств в паравульнарных тканях с помощью лекарственных средств антигипокси-ческого действия. Однако эффективность системно назначаемых антигипоксических средств заметно снижается вследствие затрудненной доставки в locus morbi в условиях раневого воспаления и присущих для него циркуляторных расстройств в паравульнарных тканях. В этих условиях целесообразно введение лекарственных средств в составе хирургического шовного материала (ХШМ).
Целью работы является анализ антигипоксических свойств существующих ХШМ и оценка перспективы создания и применения в абдоминальной хирургии новых нитей, способных оптимизировать кислородзависимые процессы в паравульнарных тканях.
В настоящее время все ХШМ с направленным фармакологическим действием можно классифицировать следующим образом:
1) антимикробные; 2) с цитотоксическим действием;
3) метаболическим действием;
4) с инкорпорированными факторами роста и другими цитокинами;
5) с инкорпорированными эмбриональными стволовыми клетками.
Наиболее детально антигипоксические свойства изучены при применении ХШМ с метаболическим действием, в частности, предложенных нами нитей, модифицированых производными янтарной кислоты [7,8,12,13]. Положительным моментом является потенцирование прямого антигипоксического действия наличием у сук-цинатсодержащих соединений антиоксидантных свойств [4], способности модифицировать фос-фолипиды, обеспечивая их ресинтез, и снижать в связи с этим ионную проницаемость мембран [19], что важно для ограничения экссудативных явлений. Перспективным представляется и способность производных сукцината усиливать эффекты противовоспалительных метаболитов и ксенобиотиков [17].
Поскольку тонкая кишка принадлежит к органам с высоким уровнем аэробных энергетических процессов и довольно чувствительна к дефициту кислорода, нами исследовано влияние сукцинатсодержащего антигипоксанта мексидо-ла (2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината) при его системном и местном (в составе шовного материала) введении на окислительные процессы в зоне тонкокишечного анастомоза через 18 часов после операции в эксперименте на белых крысах [12].
Введение мексидола в составе шовного материала существенно ограничивает нарушение энергетического обмена в тканях зоны анастомоза. Так, концентрация АТФ увеличивается на 21,4% (Р<0,01), АДФ - на 21,6% (Р<0,05), энергетический потенциал - на 21,6% (Р<0,001). Содержание АМФ снижается на 50,0% (Р<0,001). Концентрации вторичных продуктов пероксидно-го окисления липидов (ТБК-реактантов) до и после инкубации в прооксидантном буферном растворе достоверно уступают величинам серии, в которой мексидол не вводился, соответственно на 21,5% (Р<0,001) и 20,3% (Р<0,05). Введение мексидола в составе шовного материала снижает прирост концентрации ТБК-реактантов за время инкубации в прооксидантном буферном растворе на 17,6% (Р<0,05), что указывает на увеличение антиоксидантного потенциала в тканях зоны тонкокишечного анастомоза. Актив-
BiCHHK Украгнсъког медичног стоматологгчног акадежш
ность антиоксидантных ферментов существенно возрастает - супероксиддисмутазы - в 2,62 раза (Р<0,001), каталазы - в 3,1 раза (Р<0,001).
При введение мексидола в составе модифицированного шовного материала существенное улучшение биоэнергетических процессов удается достичь в дозе значительно меньшей, чем при системном введении этого препарата.
Перспективы использования синтетических и природных антиоксидантов и антигипоксантов, спиртов, фенолов и оксипиридинов для модификации ХШМ связаны с их способностью оказывать выраженное биологическое действие в сверхмалых концентрациях (10-12-10- 3 М и ниже) [2].
Метаболическое действие (в частности, анти-гипоксическое и репарантное) характерно и для производимых в настоящее время биологических и синтетических ХШМ. Выявлено, что хирургическая нить из твердой мозговой оболочки крупного рогатого скота биофил обладает собственными фармакологическими свойствами, выражающимися в стимуляции внутриклеточной и клеточной регенерации в паравульнарных тканях, что подтверждается повышением на 14 сутки после оперативного вмешательства энергетического потенциала, концентрации РНК, количества фибробластов [1,9,14].
В последние годы выявлены биорегуляторные свойства отдельных пептидных фрагментов, освобождающихся в ходе биодеградации коллагена - главного структурного компонента колла-геновых нитей и кетгута [15]. Так, пролинсодер-жащие пептиды С!у-Рго-С!у-С!у и Рго-С!у-Рго ускоряют заживление ацетатных язв, оказывают противоишемическое действие, улучшают гемодинамику в поврежденных органах [5,6].
Существуют единичные работы относительно способности полимеров гликолевой и молочной кислот (структурные компоненты таких синтетических рассасывающихся ХШМ, как викрил, дексон, максон, полисорб и др.) стимулировать активность окислительных ферментов при незначительной активации фагоцитов вследствие накопления активных метаболитов, которые образуются в процессе гидролиза [18]. Известно, что улучшение состояния дыхательной активности митохондрий способствует восстановлению структуры и функции поврежденных во время хирургического вмешательства тканей и органов, в особенности тех, которые отличаются высокой интенсивностью процессов обмена (в том числе - тонкой кишки).
Антимикробные нити, помимо антибактериальной защиты, также могут проявлять метаболическую фармакологическую активность. Нами детально изучены метаболические эффекты противомикробного препарата этония, проявляющего при его введении в составе ХШМ выраженные бактерицидные и бактериостатиче-ские свойства [16] .
Нами выявлено, что механизм антигипоксиче-
ского действия этония, иммобилизированного на шовном материале, связан с повышением эффективности окислительного фосфорилирова-ния в результате ограничения накопления в паравульнарных тканях свободных жирных кислот. Введение в составе биофила этония (в дозе 10 мг/кг массы животного) достоверно повышает в паравульнарных тканях биосинтез нуклеиновых кислот и белка [9,10].
По способности повышать энергетический обмен исследованные нами препараты, иммоби-лизированные на шовном материале, распределяются следующим образом: мексидол > натрия сукцинат > этоний [9].
В последние годы выявлены антигипоксиче-ские и репаратные свойства синтетических рассасывающихся нитей «Vicryl plus» («Этикон, Инк»), содержащих полиглактин 910 в комплексе с противомикробным средством трикпозаном.
Нами проведены эксперименты на белых крысах, которым через 6 часов после воспроизведения кишечной непроходимости выполняли резекцию стандартного участка кишки с формированием тонкокишечного анастомоза. Для сшивания тканей использовали разные синтетические рассасывающиеся шовные материалы (РШМ): полигликолевую кислоту ("Полинот", НПП "Медар"), полидиоксанон ("Десмосин", НВО "Биополимер"), полиглактин 910 с покрытием полиглактином 370 и стеаратом кальция («Vicryl», компания «Этикон, Инк»), а также «Vicryl plus» («Этикон, Инк»).
Выявлено, что все названные полимеры не являются биологически инертными, как считалось ранее. Эти РШМ в той или иной мере влияют на энергетический обмен и репаратив-ные процессы в тканях зоны тонкокишечного анастомоза. Применение полигликолевой кислоты и, в особенности, полиглактина 910 (сополимера, который на 90% состоит из гликолевой и на 10% из молочной кислот) через 18 часов после операции существенно увеличивает показатели активности энергетического обмена (возрастает энергетический потенциал, ресин-тез АТФ), снижает продукцию активных форм кислорода митохондриальной электронно-транспортной цепью. По способности повышать энергетический обмен РШМ распределяются следующим образом: vicryl plus > vicryl > полинот. Использование десмосина существенно не влияет на показатели энергетического метаболизма.
По данными морфометрических исследований выявлено ускорение перехода раневого воспаления в зоне тонкокишечного анастомоза на макрофагально-моноцитарную и фибробласти-ческую стадии при использовании vicryl plus. Подобные изменения ранее были выявлены при исследовании влияния ХШМ, модифицированных антигипоксическими и репарантными средствами (мексидолом, этонием) [11,13].
Таким образом, полимеры гликолевой и моло-
Актуальт проблеми сучасно!" медицини
чной кислот способны не только надежно сопоставлять края операционной раны, но и обладают существенной фармакологической активностью, связанной со способностью стимулировать биоэнергетические процессы и ускорять восстановление поврежденных тканей зоны тонкокишечного анастомоза. Полученные данные свидетельствуют, что трикпозан, входящий в структуру викрила +, способен потенцировать анти-гипоксические и репарантные свойства продуктов биодеградации полиглактина 910.
В целом, проанализированне данные свидетельствуют, что современные шовные материалы не могут уже рассматриваться как пассивные средства соединения тканей. Разработка новых хирургических нитей идет по пути придания им определенной фармакологической активности. Одним из перспективных направлений является создание и применение (в частности, в абдоминальной хирургии) шовных материалов с анти-гипоксическими и репарантными свойствами.
Литература
1. Бабанин A.A., Коротко А.Ш., Гумеров Р.Х. Новая рассасывающаяся хирургическая нить "Биофил" // Современные подходы к разработке эффективных перевязочных средств, шовных материалов и полимерных импланта-тов: Мат. II Международ. конф., 21-22 ноября 1995 г.- М., 1995. - С.305-306.
2. Бурлакова Е.Б. Биоантиоксиданты // Рос. хим. журн. -2007. - Т.51, №1. - С.3-12.
3. Воленко A.B., Германович K.C., Гурова О.П., Швец P.A. Капромед - антибактериальный шовный материал // Мед. техника. - 1994. - №3. - C. 32-34.
4. Девяткина Т.А., Луценко Р.В., Важничая Е.М., Смирнов Л.Д. Влияние мексидола и его структурных компонентов на содержание углеводов и перекисное окисление липи-дов при остром стрессе // Вопр. мед. химии. - 1999. -Вып. 3. - C.246-249.
5. Жуйкова С.Е., Смирнова Е.А., Бакаева З.В. и др. Влияние семакса на гомеостаз слизистой оболочки желудка // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2000. - Т.130, №9. - C.300-302.
6. Иванов Ю.В., Яснецов В.В. Влияние семакса и мексидола на течение острого панкреатита // Экспер. и кпин. фа-рмакол. - 2000. - №1. - C.41-44.
7. Костенко В.А. Патофизиологическое обоснование создания и применения новых рассасывающихся хирургических нитей с биостимулирующим эффектом // Современ-
ные подходы к разработке эффективных перевязочных средств, шовных материалов и полимерных импланта-тов: Мат. III Международ. конф., 26-27 мая 1998 г.- М., 1998.- С. 173-175.
8. Костенко В.А. Новые рассасывающиеся шовные материалы с биостимулирующим эффектом // II конгрес xipyp-riB Украши: 36. наукових праць. - Кшв-Донецьк: Вид-во "Кл1н1чнах1рурпя", 1998. - С.534-536.
9. Костенко В.О. Фармаколопчна регуляц1я окиснювальних i репаративних процес1в в оперованих органах антиппок-сантами, ¡ммоб1л1зованими на х1рург1чних нитках: Авто-реф. дис. ... д-ра мед. наук. - Кшв, 2002. - 32 с.
10. Л1гоненко О.В., Костенко В.О. Антиоксидантна та антип-поксична д1я х1рург1чних ниток, модифкованих етон1см //Xipyprifl УкраУни. - 2003. - №4. - С.131-134.
11. Л1гоненко О.В., Костенко В.О., Пр1н Л.В. Вплив xipyprin-них ниток, модиф1кованих етон1см, на морфометричы показники в паравульнарних тканинах оперованоТ товс-тоТ кишки собак //Xipyprifl УкраТ'ни. - 2003. - №1. - С.66-69.
12. Л1гоненко О.В., Костенко В.О., Чорна I.O. Дмитрук О.М. Мексидол - ефективний 3aci6 антиг1поксичного захисту зони анастомозу при виникненш гостроТ непрох1дност1 тонкого кишечнику //Клш. xipyprifl. - 2007. - №5-6.- C.29-30.
13. Л1гоненко О.В., Костенко В.О., Чорна I.O. Дмитрук О.М. Вплив х1рурпчних ниток, модиф1кованих мексидолом, на морфометричн1 показники в паравульнарних тканинах оперованоТ тонкоТ кишки собак // Харк. xipypr. школа. -2007. - №4.- C.136-138.
14. ПронЫа О.М. Морфофункцюнальний стан тканин оргашв сечовивщно!' системи при використанш х1рург1чних бюло-г1чних розсмоктувальних ниток: Автореф. дис. д-ра мед. наук. - Харк1в, 2001. - 32 с.
15. Скрипников Н.С., Костенко В.А., Пронина Е.Н. и др. Кетгут: прошлое, настоящее, будущее //Актуальш проблеми сучасноТ медицини: BicH. УкраТ'нськоТ мед. стоматол. академп. - 2002. - Т.2, №2. - C.3-6.
16. Третяк Е.М., Озерянская Н.М., Бидненко С.И., Новикова О.А. Влияние биологических жидкостей организма на антимикробную активность модифицированного этонием шовного материала // Клин. хирургия. - 1992. - N.1. -С.14-15.
17. Черних В.П., Кабачний B.I., Безуглий П.О. Аспекти практичного застосування пох1дних янтарноТ кислоти // Фармацевт. журн. - 1981. - №6. - C. 29-32.
18. Salthouse T.N., Matlaga B.F. Polyglactin 910 suture absorption and the role of cellular enzymes // Surg. Gynecol. Obstet. - 1976. - V.142, №4. - P.544-550.
19. Tretter L., Szabados G., Ando A., Horvath I. Effect of succinate on mitochondrial lipid peroxidation. The protective effect of succinate against functional and structural changes induced by lipid peroxidation // J. Bioenerg. Biomembr. -1987. - V.19, №1. - P. 31-44.
Реферат
HOBI П1ДХОДИ ДО РОЗРОБКИ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ШОВНИХ МАТЕР1АП1В У АБДОМ1НАЛЬН1Й Х1РУРГ1Т Костенко В.О., Л1гоненко О.В., Гвоздяк М.М., Дмитрук О.М., Лсвков A.A.
Ключов1 слова: шовн1 матер1али, репаративна регенерац1я, антиппоксичш засоби, п1сляоперац1йн1 ускладнення.
У статл проанал1зован1 дан1 л1тератури та результати власних досл1джень, що обфунтовують розробку нових х1рург1чних ниток шляхом надання Ум певноУ фармаколопчно!' активность Одним з перспективних напрямк1в вбачаеться створення i застосування (зокрема, в абдомшальнш xipypriï) шовних матер1ал1в з антиг1поксичними i репарантними властивостями.
