CC BY
79
УДК 616.34-089.84.168-06-084:[615.361:547.995.15]-003.93-092.9
© Р.М. Ибрагимов, А.Г. Хасанов, Ф.А. Каюмов, И.Ф. Суфияров, 2008
Р.М. Ибрагимов, А.Г. Хасанов, Ф.А. Каюмов, И.Ф. Суфияров ПРИМЕНЕНИЕ БИОЭКСПЛАНТАТА НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ КИШЕЧНЫХ АНАСТОМОЗОВ
ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития РФ, г. Уфа Городская клиническая больница №»8 Уфа.
В статье представлены результаты экспериментального применения биоэксплантата на основе модифицированной гиа-луроновой кислоты, используемого для профилактики несостоятельности швов анастомозов желудочно-кишечного тракта. В эксперименте на 84 белых крысах изучены биологические свойства биоэксплантата, эффективность его применения, в том числе в агрессивных условиях перитонита. В ходе экспериментов выяснено, что биоэксплантат повышает надёжность линии анастомоза и может способствовать профилактике несостоятельности сформированного соустья.
Ключевые слова: применение, биоэксплантат, защита, желудочно-кишечные, анастомозы
R.M. Ibrogimov, A.G. Khasanov, F.A. Kaumov, I.F. Sufiyarov THE EXPERIMENTAL APPLICATION OF BIOEXPLANT ON THE BASIS OF A MODIFIED HYALURONIC ACID FOR STRENGTHENING OF THE INTESTINAL ANASTOMOSIS
The article presents the results of the experimental application of the bioexplant on the basis of a modified hyaluronic acid used for gastrointestinal anastomosis protection.
In the experiments on 84 white rats the biological properties of the bioexplant and the effectiveness of its application in the aggressive conditions of the peritonitis were studied.
The experiments shows, that the bioexplant increases the reliability, of the gastrointestinal anastomosis and that this bioexplant preserves its properties in the unfavorable conditions of a peritonitis.
Key Words: application, bioexplant, protection, gastrointestinal, anastomosis
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 и в 4-32% случаев при операциях на толстой кишке [4, 7,
8, 10]. 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, 10, 15]. Применение новых шовных материалов [9, 16], аппаратного шва [5, 6], мощных антибактериальных средств, укрепление позиций однорядного прецизионного кишечного шва [3, 9] 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 репара-тивных резервов организма продолжает доминировать двухрядный шов [3, 10, 16, 17]. Шовные материалы не могут полностью решить проблему биологической герметичности
кишечного шва и существенно повлиять на характер процессов заживления в области анастомоза [7, 10]. Попытки укрепления линии швов, связанные с применением синтетических клеев, не нашли широкого клинического применения из-за токсичности цианак-рилатов, 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 репа-ративных процессов, в частности пленок на основе коллагена [1, 11, 12, 13]. Однако, по-ликомпонентная 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]. В результате она практически не влияет на скорость достижения анастомозом биологической герметичности и не препятствует микробной контаминации из просвета кишечника. Для фиксации коллагеновой пленки требуются дополнительные швы или клеевая композиция [1, 12, 13]. Однако моде-
лирование 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 [14, 15, 18, 19]. В то же время использование для укрепления анастомоза фибрин-коллагеновых пластин ТахоКомб [18] является экономически не рентабельной 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 биологической герметичности кишечного шва путем дополнительного укрепления биоэксплантатом.
Нами совместно с институтом нефтехимии и катализа г. Уфы разработан биоэксплантат на основе модифицированной гиалуроновой кислоты (который представляет собой гиалу-роновую кислоту с карбоксиметилцелюлозой) для профилактики несостоятельности швов линии анастомоза. Эта плёнка применяется как барьер на пути микроорганизмов, что способствует процессам регенерации и ангиогенеза (дата публикации патента: 10.11.2002г., регистрационный номер заявки № 200124165/14).
Материалы и методы
В ходе эксперимента на 84 белых, половозрелых, крысах-самках линии «Вистар», массой 190±20гр. 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 неукреплённых, тонко и толстокишечных соустий, изучали, разделив экспериментальных животных на 2 группы: 1-я группа (опытная) 60 крыс - анастомозы формировались в стерильных условиях (30 крыс) и условиях калового перитонита, дополнительно укрепляли путём аппликации биоэксплантата. 2-я группа
24 крысы (контрольная) анастомозы формировались в тех же условиях, но дополнительно ничем не укреплялись.
Экспериментальный перитонит моделировали общепринятым методом - внутри-брюшинным введением 30% каловой взвеси (из расчёта 1мл взвеси на 1кг массы) тела животного, которая готовилась из экскрементов экспериментального животного [2]. Через 812ч проводили средне-срединную лапарото-мию 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 ги-перимирован.
Анастомозы формировали по единой методике: в просвет раны выводилась тонкая или толстая кишка. Далее по противобрыжеечно-му 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, плёнка за счёт высоких адгезивных свойств в дополнительной фиксации не нуждалась.
Микробную обсемененность анастомозов исследовали путём взятия смывов с линии шва, непосредственно после формирования анастомоза, а последующие смывы брались через 24, 72ч в послеоперационном периоде. Животным из опытной и контрольной группы бес перитонита с соблюдением правил асептики и антисептики производили релапарото-мию, 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 группы с моделированным перитонитом.
На гистологическое исследование производили забор части кишечника, с различными сроками заживления (7, 14 и 30-е сутки), размером (1,5см) 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 третьи сутки. После сравнения степени микробной обсемененно-сти анастомозов в опытной и группе сравнения без перитонита получено достоверное различие результатов. Микробная обсеменен-ность 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-е 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, р<0,001). Таким образом, количественная обсемененность опытных анастомозов, укрепленных биополимером, в 1-е, 3-е 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.соП, 8!.аигеш, а также 81х. Viгidans, Epideгmitis,
СйгоЬаСег, Рг. МПаЫш, а в 9 сериях St.auгeus и Е.соП, что косвенно может свидетельствовать о чистоте эксперимента.
точного вещества, частичную эпителизацию дефекта слизистой оболочки, а регенерация железистого аппарата в слизистой оболочке наблюдалась к 13-14-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 14м 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 полиморфноядерных 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.
Рис.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.
Изучение особенностей заживления тонко и толсто кишечных анастомозов в опыте на крысах в условиях экспериментального перитонита и без, позволило выявить эффект стимуляции биополимером репаративных 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 межкле-
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.
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 трёх оболочек, чёткого различия между криптами и ворсинками тонкой кишки определить не возможно, тогда как у толстой киш-
ки 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 лимфоидные
клетки, в значительно меньшем количестве по сравнению с контрольной группой (рис. 3).
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.
На 30-е сутки в группе сравнения с перитонитом наблюдаются остаточные признаки мощного воспалительного процесса, о чём свидетельствует наличие в зоне анастомоза значительного количества иммунокомпетент-ных клеток, в опытной группе процессы регенерации к этому сроку завершены.
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, составила 60 (71,4%) крыс, а группа сравнения 24 (28,6%) крыс. В группе сравнения без перитонита, умерла 1 (8,3%) крыса, на 12 сутки, при вскрытии швы состоятельны, грубые рубцовые изменения, непроходимость тонкого кишечника, а в основной группе без перито-
нита 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 кишке 2 (16,6%) крысы, толстой кишки 3 (24,9%).
Умерших животных вскрывали для визуального контроля анастомоза и выяснения причин летального исхода, гистологическое исследование анастомозов умерших крыс не проводилось.
Более быстрое заживление в послеоперационном периоде наблюдалось у основной группы 12,3± 1,8 день, тогда как у контрольной группы заживление наблюдали на 16,8±1,3 день. Последний момент связываем со стимулирующим воздействием биополи-мерной 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 обсемененности в зоне соустья с 130,0±13,4 КОЕ/г до 45,0±12,7 КОЕ/г через сутки, и с 85,0±7,1 КОЕ/г до 10,0±3,8 КОЕ/г через трое 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.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антонов А.Н. Роль биологической стимуляции регенерации в защите кишечных анастомозов: Автореф. Дис. ... канд. мед. наук /А.И. Антонов - М 1993. - 151 с.
2. Ашурметов Р.И, Моделирование разлитого перитонита. / Р.И. Ашурметов, В.А. Хорошаева, 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. Веселое, В.Н. Мушникова // Хирургия - 1989 - №2. - С. 47—51.
5. Кишечные анастомозы. Физико-механические аспекты. / Егоров В.И., Турусов Р.А., Счастливцев И.В., Баранов А.О. М.: Видар-М. 2004. - 192 с.
6. Левчик Е.Ю. Способ защиты швов на желудке и кишечнике. / Е.Ю. Левчик, Р.К. Абоянц, Л.П. Истранов // Хирургия - 1999. - №9. - С. 13-15.
7. Лохвицкий С.В. Профилактика несостоятельности швов ободочной кишки при ее повреждениях. / С.В. Лохвицкий, В.В. Дарвин // Хирургия - 1992 - №9. - С. 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. 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.
10.Нартайлаков М.А. Анализ результатов панкреатодуоденальных резекций. /М.А. Нартайла-ков, И.З. Салимгареев, Н.В. Пешков, Г.Р. Баязитов// Медицинский вестник Башкортостана. -2007. № 1. Т. 2
11.Плечев В.В. Профилактика спаечной болезни брюшины у больных с послеоперационными вентральными грыжами. /В.В. Плечев // Казанский медицинский журнал. - 2005. № 1. - с. 86
12.Плечев В.В. Гистоморфологическое обоснование эффективности применения 5-оксиметилурацила в целях профилактики несостоятельности внутрибрюшинных анастомозов в эксперименте. /В.В. Плечев, Л.С.Шилов, И.И Шарипов, Т.А. Кучина// Здравоохранение Башкортостана. - 2005. № 7. - С. 179-180.
13.Суфияров И.Ф. Экспериментальное обоснование применения модифицированной гиалуро-новой кислоты для профилактики спаек. /И.Ф. Суфияров// Бюллетень экспериментальной медицины и биологии. - 2007. № 8. - С. 38-43.
14.Хоробрых Т. В., Соловьев Г.М., Антонов А.Н. и др. Опыт использования фибринового клея для укрепления линии швов кишечных анастомозов «высокого риска». Гастроэнтерология (Ст-Петербург) 2002; 2-3: 139.
15.Хоробрых Т.В. Лечение травматических повреждений печени с использованием аналога фибринового клея: Дис. ... канд. мед. наук. М 1995; 133.
16. Шарипов И.И. Профилактика несостоятельности анастомозов полых органов желудочнокишечного тракта (экспериментальное исследование). Автореф. дис. ... канд. мед. наук /И.И. Шарипов. - Уфа, 2006. - 21с.
17.Акад. РАМН Черноусов А.Ф., Профилактика недостаточности анастомозов желудочнокишечного тракта./ Акад. РАМН Черноусов А.Ф., к.м.н Хоробрых Т.В., Антонов О.Н. // Хирургия. - 2005 - №12. - С. 25-29.
18.Шуркалин Б.К., Горский В.А., Воленко А.В. и др. Возможности, результаты и перспективы укрепления кишечных швов фибрин-коллагеновой субстанцией ТахоКомб. Хирургия 2004; 2: 53—55.
19.Yilmaz H.G. Effectiveness of fibrin tissue adhesive forcolocoiic anastomosis reliability. / H.G. Yilmaz,, M. Odabasi, H. Buyukbayram el al. // UlusTravma Derg - 2001. - №7. - Vol. 2. - P.87-90.
