CC BY
29
БИОЛОГИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
УДК б1б.34-089.84.1б8-0б-084:[б15.3б1:547.995.15]-003.93-092.9
ПРИМЕНЕНИЕ БИОЭКСПЛАНТАТА НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ НЕСОСТОЯТЕЛЬНОСТИ АНАСТОМОЗОВ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Р. М. Ибрагимов
Проблема несостоятельности швов кишечной стенки является одной из самых актуальных в хирургии желудочно-кишечного тракта. Несостоятельность кишечных швов при вмешательствах на желудочно-кишечном тракте наблюдается: в 1,5—3% случаев — при операциях на желудке и двенадцатиперстной кишке; в 2,8—8,7% — при операциях на тонкой кишке; в 4—32% случаев — при операциях на толстой кишке [4, 7, 8, 9].
Большинство послеоперационных перитонитов, абсцессов брюшной полости, кишечных свищей, а также связанных с этими грозными осложнениями повторных операций и летальных исходов обусловлено, прежде всего, несостоятельностью швов [4, 9, 14].
Применение новых шовных материалов [15, 16], аппаратного шва [5, 6], мощных антибактериальных средств, укрепление позиций однорядного прецизионного кишечного шва [3] позволили снизить частоту несостоятельности, но эти результаты более заметны в плановой хирургии [6].
В неотложной хирургии при наличии инфицирования брюшной полости, отека и воспалительных изменений кишечной стенки, резкого снижения репаративных резервов организма продолжает доминировать двухрядный шов [3, 9, 15, 16].
Шовные материалы не могут полностью решить проблему биологической герметичности кишечного шва и существенно повлиять на характер процессов заживления в области анастомоза [7, 9].
Попытки укрепления линии швов, связанные с применением синтетических клеев, не нашли широкого клинического применения из-за токсичности цианакрилатов, их способности замедлять репарацию и образовывать обширные гранулемы [1, 3, 4].
Более перспективным в этой области оказывается применение биологических стимуляторов регенерации и биологических адгезивов, позволяющих влиять на скорость репаративных процессов, в частности пленок на основе коллагена [1, 10, 11, 12].
Однако поликомпонентная коллагеновая пленка оказывает положительное действие на течение раневого процесса в зоне кишечного анастомоза лишь за счет механической изоляции от перитонеального экссудата и антисептического действия содержащихся в ней антибиотиков, незначительно влияя на процессы регенерации [1, 3, 4]. В результате она практически не влияет на скорость достижения анастомозом биологического герметизма и не препятствует микробной контаминации из просвета кишечника. Для фиксации коллагеновой пленки требуются
дополнительные швы или клеевая композиция [1, 11, 12].
Но моделирование пленки в условиях отека и воспалительных изменений кишечной стенки, особенно брыжеечного края кишки, трудоемко и не всегда эффективно [1], поэтому такой способ для дополнительной защиты кишечного соустья не нашел широкого клинического применения.
Применение для укрепления линии швов препаратов фибринового клея оказалось одним из весьма перспективных направлений [13, 14, 17].
В то же время использование для укрепления анастомоза фибринколлагеновых пластин ТахоКомб [17] является экономически нерентабельной процедурой, а моделирование пластины неудобно, что имеет особое значение в области брыжеечного края, где обычно и развивается несостоятельность швов.
Необходимость и преимущества применения фибринового клея для укрепления линии кишечного шва не нашли до настоящего времени должного научного обоснования с точки зрения изучения тонких механизмов регенерации в зоне анастомозов «высокого риска».
Целью настоящего исследования явилось повышение физической и биологической герметичности кишечного шва путем дополнительного укрепления биоэксплантатом, определение устойчивости биоэксплантата к агрессивным условиям перитонита.
Нами совместно с Институтом нефтехимии и катализа г. Уфы разработан биоэксплантат на основе модифицированной гиалуроновой кислоты (который представляет собой гиалуроновую кислоту с карбо-ксиметилцеллюлозой) для профилактики несостоятельности швов линии анастомоза. Эта пленка применяется как барьер на пути микроорганизмов, что способствует процессам регенерации и ангиогенеза (дата публикации патента: 10.11.2002 г., регистрационный номер заявки: № 200124165/14).
Материалы и методы
В ходе эксперимента на 84 белых половозрелых крысах-самках линии «Вистар», массой 190+20 г, были исследованы микробная проницаемость и особенности заживления кишечного анастомоза в стерильных условиях и при перитоните, с укреплением линии анастомоза биоэксплантатом и без укрепления.
Особенности заживления укрепленных и неукрепленных, тонко- и толстокишечных соустий изучали, разделив экспериментальных животных на две группы: 1-я группа (опытная) — анастомозы формировались в стерильных условиях и в условиях калового перитонита, дополнительно укреплялись путем аппликации биоэксплантата; 2-я группа (контрольная) — анастомозы формировались в тех же условиях, но дополнительно ничем не укреплялись.
Экспериментальный перитонит моделировали общепринятым методом — внутри-брюшинным введением 30% каловой взвеси (из расчета 1 мл взвеси на 1 кг массы тела животного), которая готовилась из экскрементов экспериментального животного [2]. Через 8—12 ч проводили средне-срединную лапаротомию для наложения анастомозов, у животных констатировали явления распространенного серозно-фибринозного перитонита: после вскрытия брюшной полости наблюдался характерный неприятный запах, при ревизии сосуды брыжейки были полнокровны, на поверхности внутренних органов имелись фибринозные отложения, сальник сморщен и гиперемирован.
Анастомозы формировали по единой методике: в просвет раны выводилась тонкая или толстая кишка. Далее по противобры-жеечному краю в поперечном направлении пересекали кишечник на 2/3 с сохранением брыжейки. Следующим этапом было формирование соустья узловым капроновым однорядным швом Пирогова — Матешука. Аппликацию биоэксплантата в опытных группах
производили в один слой с перекрыванием линии анастомоза на 5 мм. Пленка за счет высоких адгезивных свойств в дополнительной фиксации не нуждалась.
Микробную обсемененность анастомозов исследовали путем взятия смывов с линии шва непосредственно после формирования анастомоза, а последующие смывы брались через 24, 72 ч в послеоперационном периоде. Животным из опытной и контрольной групп без перитонита с соблюдением правил асептики и антисептики производили рела-паротомию, и стерильной ватной палочкой брали смывы с анастомозов. Смывы брались в стерильную пробирку. Культивирование микроорганизмов осуществлялось на среде Эндо. Характер и микробная обсемененность не исследовались у животных опытной и контрольной групп с моделированным перитонитом.
На гистологическое исследование производили забор части кишечника с различными сроками заживления (7, 14 и 30-е сутки), размером 1,5 см, с захватом сформированного соустья, во флаконы с 10% формалином.
Результаты и обсуждение
В послеоперационном периоде осложнений и летальных исходов, связанных с применением эфирного наркоза, не наблюдалось. Двигательная активность восстанавливалась в течение первых 12 часов после оперативного вмешательства.
Взятие материала на микробиологическое исследование проводили у 21 крысы через сутки и у 17 крыс — на 3-и сутки. После сравнения степени микробной обсеме-ненности анастомозов в опытной группе и группе сравнения без перитонита получено достоверное различие результатов. Микробная обсемененность анастомозов в опытной группе через сутки после операции в среднем составляла 45,0+12,7 КОЕ/г и была в 3 раза ниже, чем в группе сравнения
(130,0+13,4 КОЕ/г), а на 3-и сутки обсемененность соустий в опытной группе была в 16 раз ниже, чем в группе сравнения (10,0+3,8 и 85,0+7,1 КОЕ/г соответственно; p<0,001).
Таким образом, количественная обсемененность опытных анастомозов, укрепленных биополимером, в 1-е, 3-и сутки значительно ниже контрольных соустий.
Качественный состав микрофлоры, высеянной с поверхности опытного и контрольного анастомозов без перитонита, был следующим: в 6 сериях получены комбинации Е. coli, St. aureus, а также Str. Viridans, Str. Epidermitis, Citrobacter, Pr. Mirabius, а в 9 сериях — St. aureus и Е. coli, что косвенно может свидетельствовать о чистоте эксперимента.
Изучение особенностей заживления тонко- и толстокишечных анастомозов в опыте на крысах в условиях экспериментального перитонита и без него позволило выявить эффект стимуляции биополимером репара-тивных процессов в стенке кишки. Биоэксплантат способствовал более быстрой регенерации кишечной стенки по сравнению с контрольными анастомозами, где его не наносили. При этом к 7-м суткам (рис. 1) у опытной группы без перитонита наблюдаем умеренную воспалительную реакцию, активный синтез межклеточного вещества, частичную эпителизацию дефекта слизистой оболочки,
Р и с. 1. Воспалительная реакция зоны шовного материала тонкой кишки через 7 дней после операции животных опытной группы без перитонита. Окраска гематоксилин-эозином. Микрофото. Ок. 10, об. 40
а регенерация железистого аппарата в слизистой оболочке наблюдалась к13—14-м суткам. У животных из контрольной группы без перитонита неполное заживление шва со стороны слизистой оболочки в виде однослойной эпителиальной выстилки наблюдали в среднем к 14-м суткам после операции. В опытной группе без перитонита отмечена менее выраженная воспалительная инфильтрация, ранняя активация фибробластической реакции, начинающаяся с 6-х суток и завершающаяся формированием нежного рубца к 14—30-м суткам после операции. В случаях укрепления анастомоза биоэксплантатом воспалительная реакция вокруг шовного материала в ранние сроки была выражена меньше, чем у животных из контрольной группы, что проявлялось слабой лейкоцитарной инфильтрацией из полиморфно-ядерных лейкоцитов на 7-е сутки эксперимента. Реакция на шовный материал в укрепленном биоэксплантатом кишечном шве чаще имела характер асептического воспаления и не приводила к абсцедированию вокруг лигатур.
У контрольной группы с перитонитом на 7-е сутки наблюдается выраженная воспалительная реакция как в тонкой кишке, так и в толстой: определяется большое скопление клеток макрофагальной системы, также выраженная воспалительная реакция вокруг шовного материала, а в основной группе с
перитонитом воспалительная реакция менее выражена (рис. 2), определяются взаимосвязанные процессы регенерации. К 14-м суткам в контрольной группе с перитонитом сохраняется выраженная воспалительная реакция всех трех оболочек, четкого различия между криптами и ворсинками тонкой кишки определить невозможно, тогда как у толстой кишки крипты имеют широкий просвет, однако слизистая оболочка полностью покрыта однослойным цилиндрическим эпителием в сочетании с бокаловидными клетками. Образование грануляционной ткани с большим содержанием различных клеточных элементов приводит к образованию большого количества коллагеновых волокон, что указывает на формирование грубой рубцовой структуры. На 14-е сутки в опытной группе с перитонитом в зоне расположения рыхлой соединительной ткани, а также между мышечной и серозной оболочками располагаются лим-фоидные клетки, в значительно меньшем количестве по сравнению с контрольной группой (рис. 3).
На 30-е сутки в группе сравнения с перитонитом наблюдаются остаточные признаки мощного воспалительного процесса, о чем свидетельствует наличие в зоне анастомоза значительного количества иммунокомпе-тентных клеток; в опытной группе процессы регенерации к этому сроку завершены.
Рис. 2. Умеренная воспалительная реакция собственного слоя слизистой оболочки тонкой кишки через 7 дней после операции в опытной группе с перитонитом. Окраска гематоксилин-эозином. Микрофото. Ок. 10, об. 40
Рис. 3. Лимфоидные клетки в ворсинках тонкой кишки через 14 дней после операции опытной группы с перитонитом. Окраска гематоксилин-эозином. Микрофото. Ок. 10, об. 40
Сравнительная оценка воздействия биополимера на швы анастомозов в условиях перитонита и без него показала косвенное преимущество методики дополнительного укрепления шва анастомоза биоэксплантатом. Были проанализированы исходы, осложнения в виде несостоятельности швов, а также сроки заживления.
Опытная группа с перитонитом и без него составила 60 (71,4%) крыс, а группа сравнения — 24 (28,6%) крысы. В группе сравнения без перитонита умерла 1 (8,3%) крыса на 12-е сутки; при вскрытии: швы состоятельны, грубые рубцовые изменения, непроходимость тонкого кишечника. В основной группе без перитонита летальных исходов не наблюдалось. В основной группе с перитонитом несостоятельность возникла у 3 (9,9%) крыс, в группе сравнения несостоятельность швов возникла у 5 (41,5%) крыс, из них тонкой кишки — у 2 (16,6%) крыс, толстой кишки — у 3 (24,9%) крыс.
Умерших животных вскрывали для визуального контроля анастомоза и выяснения причин летального исхода. Гистологического исследования анастомозов умерших крыс не проводилось.
Более быстрое заживление в послеоперационном периоде наблюдалось у основной группы (12,3+1,8 дня), тогда как у контрольной группы заживление наблюдали на 16,8+1,3 дня. Последний момент связываем со стимулирующим воздействием биополимерной субстанции на регенерацию в подлежащей ткани.
Выводы
1. Экспериментальные исследования показали, что биоэксплантат сохраняет свои свойства в агрессивных условиях перитонита.
2. Аппликация биоэксплантата способствует снижению микробной обсеме-ненности в зоне соустья с 130,0+13,4 до 45,0+12,7 КОЕ/г через сутки и с 85,0+7,1 до 10,0+3,8 КОЕ/г через 3-е суток после операции.
3. Морфологические исследования зоны кишечных анастомозов в динамике показали, что применение биоэксплантата улучшает регенераторные процессы в зоне соустий даже в условиях перитонита.
Таким образом, применение биоэксплантата в пластических целях обосновано в сложных, нестандартных ситуациях. Наиболее целесообразным является использование в неблагоприятных условиях — перитонит, кишечная непроходимость различного генеза, выраженные воспалительно-инфильтративные изменения органов и тканей.
Данный биополимер возможно использовать также для закрытия дефектов серозной оболочки и профилактики перфорации кишки при нанесении случайной электротравмы при лапароскопических вмешательствах. В подобных случаях аппликацией биоэксплантата можно предупредить развитие серьезных осложнений и снизить риск повторного оперативного вмешательства.
Библиографический список
1. Антонов А. Н. Роль биологической стимуляции регенерации в защите кишечных анастомозов: автореф. дис. ... канд. мед. наук/А Н. Антонов.— М., 1993.— 151 с.
2. Ашурметов Р. И. Моделирование разлитого перитонита/Р И. Ашурметов, В. А. Хо-рошаева, А. Х. Кассымов, Л. Г. Бащенов//Хирургия.— 1992.— № 4.— С. 77—80.
3. Васшевич А. П. Использование биологических клеевых композиций при наложении кишечного шва/А. П. Васшевич, А. В. Шотт, А. А. Запорожец//Здравоохранение Белоруссии.— 1989.— № 5.— С. 14—18.
4. Воробьев Г. И. Комплексная оценка заживления кишечных анастомозов в раннем послеоперационном периоде/Г И. Воробьев, Я. В. Минц, В. В. Веселов, В. Н. Муш-никова//Хирургия.— 1989.— № 2.— С. 47—51.
5. Кишечные анастомозы. Физико-механические аспекты/В. И. Егоров, Р. А. Турусов, И. В. Счастливцев, А. О. Баранов.— М.: Видар-М, 2004.— 192 с.
6. Левчик Е. Ю. Способ защиты швов на желудке и кишечнике/Е. Ю. Левчик, Р. К. Або-янц, Л. П. Истранов///Хирургия.— 1999.— № 9.— С. 13—15.
7. Лохвицкий С. В. Профилактика несостоятельности швов ободочной кишки при ее повреждениях/С. В. Лохвицкий,
B. В. Дарвин,//Хирургия.— 1992.— № 9.—
C. 51—55.
8. Милюков В. Е. Морфофункциональные особенности заживления кишечной раны при формировании различных энтеро-энтероанастомозов/В. Е. Милюков, М. Р. Санин, Н. А. Ефименко^//Хирургия.— 2004.— № 1.— С. 38—41.
9. Нартайлаков М. А. Анализ результатов панкреатодуоденальных резекций/ М. А. Нартайлаков, И. З. Салимгареев, Н. В. Пешков, Г. Р. Баязитов//Башкирский медицинский вестник.— 2007.— № 1.— С. 2.
10. Плечев В. В. Профилактика спаечной болезни брюшины у больных с послеоперационными вентральными грыжами/ В. В. Плечев///Казанский медицинский журнал.— 2005.— № 1.— С. 86.
11. Плечев В. В. Гистоморфологическое обоснование эффективности применения 5-оксиметилурацила в целях профилактики несостоятельности внутрибрю-шинных анастомозов в эксперименте/ В. В. Плечев, Л. С. Шилов, И. И. Шарипов, Т. А. Кучина// Здравоохранение Башкортостана.— 2005.— № 7.— С. 179—180.
12. Суфияров И. Ф. Экспериментальное обоснование применения модифицированной гиалуроновой кислоты для профилактики спаек/И. Ф. Суфияров// Бюллетень экспериментальной медицины и биологии.— 2007.— № 8.— С. 38— 43.
13. Хоробрых Т. В. Опыт использования фи-бринового клея для укрепления линии швов кишечных анастомозов «высокого риска»/Т. В. Хоробрых, Г. М. Соловьев, А. Н. Антонов и др.//Гастроэнтерология (СПб.).— 2002.— № 2.— С. 139.
14. Хоробрых Т. В. Лечение травматических повреждений печени с использова-
нием аналога фибринового клея: авто-реф. дис. ... канд. мед. наук/Т. В. Хороб-ръ1х.— М., 1995.— 133 с.
15. Шарипов И. И. Профилактика несостоятельности анастомозов полых органов желудочно-кишечного тракта (экспериментальное исследование): автореф. дис. ... канд. мед. наук/И. И. Шарипов.— Уфа, 2006.— 21 с.
16. Черноусов А. Ф. Профилактика недостаточности анастомозов желудочно-кишечного тракта/А. Ф. Черноусов, Т. В. Хоробрых, О. Н. Антонов//Хирургия.— 2005.— № 12.— С. 25—29.
17. Шуркалин Б. К. Возможности, результаты и перспективы укрепления кишечных швов фибринколлагеновой субстанцией ТахоКомб/Б. К. Шуркалин, В. А. Горский, А В. Воленко и др.//Хирургия.— 2004.— № 2.— С. 53—55.
R. M. Ibragimov
APPLICATION OF BIOEXPLANT BASED ON MODIFIED HYALURONIC
ACID FOR STRENGTHENING OF GASTROINTESTINAL ANASTOMOSES
The paper presents the results of experimental application of bioexplant based on modified hyaluronic acid used for gastrointestinal anastomosis prevention. In the experiment on 84 white rats, the biological properties of bioexplant and effectiveness of its application in aggressive conditions of peritonitis were studied. The experiment showed that bioexplant increases reliability of anastomosis line and might contribute to prevention of anastomosis failure.
Keywords: application, bioexplant, prevention, gastrointestinal anastomoses.
Башкирский государственный медицинский университет, Городская клиническая больница № 8, г. Уфа
Материал поступил в редакцию 10.11.2008
