CC BY
30
Международный электронный научный журнал ISSN 2307-2334 (Онлайн)
Адрес статьи: pnojournal.wordpress.com/archive18/18-02/
Дата публикации: 1.05.2018 м. С. МЭЮмов,
№ 2 (32). С. 262-266.
удк 616.25-00з.219-018:615.03 в. в. Булынин, А. м. Бобровских
Сравнительная морфологическая оценка реакции плевральных листков и интерстициальной ткани легких в эксперименте у крыс на различные химические агенты, применяемые при плевродезе
В данной работе приводится сравнение эффективности использования талька, 5-фторурацила, 4% раствора натрия бикарбоната, хлоргексидина, 3% и 6% растворов перекиси водорода как агентов для проведения химического плевродеза в эксперименте на основании изучения макро- и микроскопического материала, определения степени облитерации плевральной полости, выраженности адгезивного процесса между листками висцеральной и париетальной плевры, морфологических изменений субплевральных отделов легких. Исследования показали, что проведение химического плевродеза 5-фторурацилом, тальком, 0,05% раствором хлоргексидина, 3% и 6% растворами перекиси водорода в эксперименте у крыс вызывает схожие морфологические изменения - рыхлый, колликвационный ожог с фибринообразованием, но с разной степенью выраженности. Среди изученных химических агентов, используемых для плевродеза, оптимальным является 6% раствор перекиси водорода, о чем свидетельствует ускоренная адгезия листков париетальной и висцеральной плевры за счет образования выраженного спаечного процесса при меньшей частоте осложнений и количестве летальных исходов.
Ключевые слова: пневмоторакс, плевродез, тальк, перекись водорода, хлоргексидин, бикарбонат натрия, 5-фторурацил
Perspectives of Science & Education. 2018. 2 (32)
International Scientific Electronic Journal ISSN 2307-2334 (Online)
Available: psejournal.wordpress.com/archive18/18-02/
Accepted: 1 April 2018 _
Published: 1 May 2018 M. s. izYuMov,
No. 2 (32). pp. 262-266.
v. v. BuLYNiN, a. m. BoBRovsKiKH
A comparative morphological evaluation of the response of pleural sheets and interstitial lung tissue in an experiment in rats to various chemical agents used in pleurodesis
This paper compares the effectiveness of the use of talc, 5-fluorouracil, 4% sodium bicarbonate, chlorhexidine, 3% and 6% hydrogen peroxide solutions as agents for chemical pleurodesis in an experiment. It based on the study of macro and microscopic material, determination of the degree of obliteration pleural cavity, the severity of the adhesive process between the leaves of the visceral and parietal pleura, the morphological changes in the subpleural sections of the lungs. Studies have shown that the conduct of chemical pleurodesis with 5-fluorouracil, talc, 0.05% chlorhexidine, 3% and 6% hydrogen peroxide solutions in an experiment in rats causes similar morphological changes - a loose, colliquated burn with fibrin formation, but with varying degrees of severity. Solution of 6% hydrogen peroxide is a optimal agent for pleurodesis among the chemical agents used for pleurodesis. It evidenced by the accelerated adhesion of the parietal and visceral pleural sheets due to the formation of a pronounced adhesive process with a lower incidence of complications and a number of lethal outcomes.
Keywords: pneumothorax, pleurodesis, talc, hydrogen peroxide, chlorhexidine, sodium bicarbonate, 5-fluorouracil
Актуальность
о современным данным спонтанный пневмоторакс занимает в структуре заболеваемости лёгких от 6,2 до 7,1%. Частота возникновения данной патологии - 15 случаев на 100 тысяч жителей в год, мужчины болеют в 6 раз чаще, чем женщины: 7,4 - 18 случаев на 100 тысяч мужчин и 1,2 - 6 случаев на 100 тысяч женщин в год [2]. Спонтанным пневмотораксом в подавляющем большинстве случаев страдают лица самого трудоспособного возраста - от 20 до 40 лет [6, 8].
Рецидив спонтанного пневмоторакса в настоящее время представляет собой серьезную проблему [1, 3, 5]. Значительное число авторов для профилактики рецидива пневмоторакса рекомендует проводить химический плевродез на различных этапах хирургических вмешательств на плевральной полости [10, 11]. На данный момент для этого применяются разнообразные химические агенты: тальк, 0,05% раствор хлор-гексидина, 40% раствор глюкозы, гипертонический раствор хлорида натрия, 4% раствор натрия бикарбоната, акромицин, 96% раствор спирта и многие другие вещества [2, 4, 7, 9].
Основным недостатком подавляющего большинства химических агентов выступает эффект более выраженного тканевого повреждения, сопровождающегося воспалительной реакцией с различной степенью выраженности, гипертермией, болевыми ощущениями и другими негативными реакциями.
В настоящее время существуют сложности в выборе оптимального химического агента для выполнения плевродеза. Учитывая указанные выше данные можно утверждать об актуальности данного научного исследования.
_Цель
Целью наших исследований было экспериментальное сравнение эффективности различных методик химического плевродеза на основании макро- и микроскопического изучения полученного материала.
_Материалы и методы
Эксперимент был проведен на 350 конвенциональных лабораторных крысах линии WISTAR, весом 160-180 грамм. Всего было сформировано шесть опытных групп и одна контрольная по 50 крыс в каждой в зависимости от используемого метода плевродеза. Моделирование спонтанного пневмоторакса на лабораторных крысах было проведено под эфирным наркозом путем введения с одной стороны грудной клетки воздуха в объеме 2 мл через иглу Велиша. Через 1 час под эфирным наркозом с помощью
иглы Велиша распылен один из химических агентов объемом 1,0 мл (тальк, 5-фторурацил, 4% раствор натрия бикарбоната, 0,05 % раствор хлоргексидина, растворы перекиси водорода в концентрации 3 % и 6 %) с одновременным удалением воздуха из плевральной полости. Животных наблюдали и умерщвляли в соответствии с правилами гуманного отношения к животным группами на 3, 5, 7, 10, 30 дни эксперимента.
При вскрытии плевральных полостей подопытных животных описывались макроскопические изменения в легких и прилежащих тканях: наличие жидкости и характер реактивных изменений плевральных листков(распространен-ность фибринозных наложений, наличие спаечного процесса или облитерации плевральной полости), состояние легочной паренхимы. Был осуществлен забор органов и тканей грудной клетки для гистологического исследования. Кусочки легких с прилежащими отделами грудной стенки фиксировали в 10 % нейтральном формалине. Парафиновые срезы толщиной 6-7 мкм после депарафинирования окрашивали гематоксилин-эозином для обзорных целей.
При гистологическом исследовании производился сравнительный анализ выраженности воспалительных изменений в интерстиции легких и спайкообразования в зависимости от агента, использованного при плевродезе.
_Результаты и их обсуждение
Сравнительная характеристика эффективности 4% раствора натрия бикарбоната, 0,05 % раствора хлоргексидина, 5-фторурацила, талька, 3 и 6% растворов перекиси водорода в качестве лекарственных средств для проведения химического плевродеза у крыс проводилась на основании следующих показателей: качественная оценка поведенческой реакции животных на химический агент, макро- и микроскопические изменения в легких и прилежащих тканях, осложнения и смертность.
Наиболее выраженные изменения в поведении опытных животных после плевродеза наблюдались в группах использовании 5-фторура-цила и талька в качестве химических агентов. В указанных группах животные демонстрировали следующие изменения в поведении: через сутки после моделирования крысы были заторможены, малоподвижны, группировались в одном углу клетки. Животные выглядели вялыми, апатичными. У крыс отмечалось частое поверхностное дыхание, сухость кожных покровов, взъерошенность шерсти, а в случае с группой талька дополнительно безразличие к еде в течение первых суток. Обнаружено, что в группе 5-фторурацила уже на 2-3 сутки стала снижаться выраженность выявленных нарушений в поведении, а в группе талька несколько позже - на
4-5 сутки. Установлено, что в группе талька была самая большая продолжительность данных изменений в поведении, а именно, 10-11 суток, в группе 5-фторурацила - 5-6 суток.
В ходе эксперимента установлено, что введение 4% раствора натрия бикарбоната, 0,05 % раствора хлоргексидина, 3 и 6% растворов перекиси водорода не приводило к заметным изменениям в поведении лабораторных крыс, кроме реакции на введение препарата, наблюдаемой в ходе всей работы.
У крыс после применения 5-фторурацила на вскрытии отмечались следующие макроскопические проявления: на 3 сутки легкие бледно-розового цвета, отечные, с очагами уплотнения легочной ткани, с единичными нежными спайками между париетальной и висцеральной плеврой, увеличенными лимфатическими узлами; на 5 сутки отек и уплотнения сохраняются, лимфоузлы увеличены; на 7 сутки отечность снижается, лимфоузлы уменьшаются; на 10 сутки количество спаек увеличивается, меняется характер спаек, они становятся более плотными; на 31 сутки уплотнения сохраняются, хотя значительно уменьшается их общее количество, отек отсутствует, лимфоузлы обычных размеров, спайки плотные.
Применение 4% раствора натрия бикарбоната приводило к следующим морфологическим проявлениям у животных: на 3 сутки легкие бледно-розового цвета, с незначительной отечностью, с единичными очагами уплотнения легочной ткани, незначительно увеличенными лимфатическими узлами; на 5 сутки отек начинает снижаться, уплотнения сохраняются, лимфоузлы обычных размеров; на 7 сутки отек окончательно исчезает, определяются единичные нежные спайки между париетальной и висцеральной плеврой; на 10-31 сутки количество спаек визуально увеличивается без изменения их характера.
Плевродез 0,05% раствором хлоргексидина вызывает сходные изменения в легких и прилежащих тканях с теми, что отмечались при использовании 5-фторурацила, но с рядом особенностей, а именно: на 5 сутки отек был менее выражен, очаги уплотнения легочной ткани встречались гораздо реже, лимфоузлы увеличены незначительно, наблюдались рыхлые спайки; на 7 сутки отек и уплотнения визуально не определялись, лимфоузлы обычных размеров; на 10 сутки визуализируются четко выраженные единичные плотные спайки между париетальной и висцеральной плеврой; на 31 сутки количество спаек увеличивается, они становятся более плотными.
Применение талька у крыс приводит к следующим макроскопическим проявлениям: на 3 сутки легкие бледно-розового цвета, отечные, с очагами уплотнения легочной ткани, с единичными нежными спайками между париетальной
и висцеральной плеврой, увеличенными лимфатическими узлами. На 5 сутки отек и уплотнения сохраняются, лимфоузлы увеличены; на 7-10 сутки отечность снижается, лимфоузлы уменьшаются, количество спаек увеличивается, меняется характер спаек, они становятся более плотными; на 31 сутки уплотнения сохраняются, хотя значительно уменьшается их общее количество, отек отсутствует, лимфоузлы обычных размеров, спайки плотные, напоминают сращения.
При применении 3% перекиси водорода у крыс на вскрытии отмечались следующие макроскопические проявления: на 3 сутки легкие бледно-розового цвета, отечные, с редкими очагами уплотнения легочной ткани, незначительно увеличенными лимфатическими узлами; на 5 сутки отек спал, уплотнения сохраняются, лимфоузлы обычных размеров; на 7-10 сутки определяются единичные нежные спайки между париетальной и висцеральной плеврой; на 31 сутки количество спаек увеличивается, меняется характер спаек, они становятся более плотными.
Использование 6% раствора перекиси водорода в исследованных группах животных приводило к следующим морфологическим проявлениям: на 3 сутки легкие бледно-розового цвета, с незначительной отечностью, очаги уплотнения легочной ткани встречались гораздо реже, лимфоузлы увеличены незначительно, наблюдались рыхлые спайки; на 5 сутки отек и уплотнения визуально не определялись, лимфоузлы обычных размеров; на 7-10 сутки определяются четко выраженные единичные плотные спайки между париетальной и висцеральной плеврой; на 31 сутки количество спаек увеличивается, напоминают сращения.
Микроскопическое исследование плевральной полости животных после плевродеза 5-фто-рурацилом выявило у 36 особей (72%) пневмонию различной степени тяжести, послужившей причиной гибели 4 особей (смертность 8%). У всех погибших крыс был обнаружен выпот объемом 2-3 мл. Типичная микроскопическая картина легких и прилежащей грудной стенки животных данной группы: на 3 день характеризуется диффузной эмфиземой лёгких, полнокровием лёгочной ткани, очагами межуточной лимфоидной инфильтрации; на 5 день - фи-бринозно-фиброзная спайка с организацией (появление многочисленных капилляров, выраженная диффузная лимфоплазмоцитарная инфильтрация с примесью фибробластов); на 7-10 день - блок лёгочно-мышечной ткани с организующейся фибринозной спайкой с формированием грануляционной ткани, с многоядерными клетками типа «рассасывания инородных тел»; на 31 сутки -лёгочная ткань с крупной организованной спайкой.
После проведения плевродеза 4% раствором натрия бикарбоната у 30 особей (60%) была об-
наружена пневмония различной степени тяжести, послужившая причиной гибели 2 особей (смертность 4%). У всех погибших крыс был обнаружен выпот объемом 2-3 мл. Типичная микроскопическая картина легких и прилежащей грудной стенки крыс данной группы аналогична предыдущей, хотя с менее выраженным воспалительным компонентом и с более поздним формированием спаек: на 3 день - ткань лёгкого и мышечная ткань с легкими очаговыми фибринозными наложениями; на 5 день - кусочки легочной ткани, между мышечной и лёгочной тканью - рыхлая фибринозная спайка с началом организации; на 7-10 день - ткань легкого с нежными фибринозными спайками с началом организации; на 31 сутки - фрагменты лёгочной ткани с межуточной пневмонией и с нежной фиброзной спайкой с явлениями организации.
В процессе микроскопического исследования материала из плевральной полости, полученного от животных после применения 0,05% раствора хлоргексидина в качестве агента для проведения химического плевродеза, была установлена пневмония различной степени тяжести у 24 особей (48%), послужившая причиной гибели 2 особей (смертность 4%). У всех погибших крыс был обнаружен выпот объемом 2-3 мл. Типичная микроскопическая картина легких и прилежащей грудной стенки крыс данной группы сходна с таковой при использовании 5-фторурацила, но имеет существенные отличия: на 3 день - легкое полнокровное с эмфизематозным расширением альвеол, с тонкой фибринозной спайкой с началом организации; на 5 день - ткань лёгких и средостения с тонкими фибринозными спайками, на отдельных участках спайка умеренно утолщена; на 7-10 день -ткань лёгкого и рыхлая фиброзная ткань средостения с тонкими одиночными фибринозными спайками с лимфоидной инфильтрацией; на 31 сутки - ткань лёгких и средостения с единичной тонкой организованной фибринозной спайкой.
При микроскопическом исследовании плевральной полости животных после плевродеза тальком у 48 особей (96%) была обнаружена пневмония различной степени тяжести, послужившая причиной гибели 5 особей (смертность 10%). У 4 из 5 погибших крыс был обнаружен выпот объемом 2-3 мл. Типичная микроскопическая картина легких и прилежащей грудной стенки животных данной группы: на 3 день характеризуется диффузной эмфиземой лёгких, полнокровием лёгочной ткани, очагами межуточной лимфоидной инфильтрации; на 5 день -фибринозно-фиброзная спайка с организацией (появление многочисленных капилляров, выраженная диффузная лимфоплазмоцитарная инфильтрация с примесью фибробластов); на 7-10 день - блок лёгочно-мышечной ткани с организующейся фибринозной спайкой с формированием грануляционной ткани, с многоядерными
клетками типа «рассасывания инородных тел»; на 31 сутки - блок мышечно-лёгочной ткани с крупной фиброзной спайкой и развитием грануляционной ткани.
В ходе микроскопического исследования легочного органокомплекса животных после плевродеза 3% перекисью водорода у 28 особей (52%) была обнаружена пневмония различной степени тяжести, послужившая причиной гибели 2 особей (смертность 4%). У всех погибших крыс был обнаружен выпот объемом 2-3 мл. Типичная микроскопическая картина легких и прилежащей грудной стенки крыс данной группы: на 3 день - ткань лёгкого с умеренным полнокровием, эмфиземой, очагами нерезкой межуточной пневмонии; на 5 день - кусочки легочной ткани с фибринозными наложениями с явлениями организации с мелкими очагами лимфоидной инфильтрации; на 7-10 день - ткань легкого с тонкой фибринозной спайкой с началом организации; на 31 сутки - чёткая фибринозная спайка между париетальным и висцеральным листками плевры с организацией.
Проведение плевродеза 6% перекисью водорода привело к появлению у 12 особей (24%) пневмонии различной степени тяжести, при этом не приведшую к гибели крыс (смертность 0%). Типичная микроскопическая картина легких и прилежащей грудной стенки крыс данной группы: на 3 день - фрагмент ткани лёгкого с эмфиземой с мелкими рыхлыми фибринозными наложениями (фибринозная спайка с началом организации); на 5 день - ткань лёгкого с наложениями фибрина с очагами организации (очаги лимфоидной инфильтрации на границе с мышечной тканью), фибринозные спайки; на 7-10 день - ткань легкого с организующейся фибринозной спайкой с формированием грануляционной ткани; на 31 сутки - ткань легкого с крупной фиброзной спайкой и развитием грануляционной ткани.
_Выводы
1. Данные, полученные в ходе эксперимента, свидетельствуют, что проведение химического плевродеза 5-фторурацилом, тальком, 0,05% раствором хлоргексидина, 3% и 6 % растворами перекиси водорода в эксперименте у крыс вызывает схожие морфологические изменения - рыхлый, колликвационный ожог с фибриноо-бразованием, но с разной степенью выраженности.
2. Среди изученных химических агентов, используемых для плевродеза, оптимальным является 6% раствор перекиси водорода, о чем свидетельствует ускоренная адгезия листков париетальной и висцеральной плевры за счет образования выраженного спаечного процесса при меньшей частоте осложнений и количестве летальных исходов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пландовский А.В. Рациональная хирургическая тактика лечения больных со спонтанным пневмотораксом с использованием видеоторакоскопических методик: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Минск, 2013. 25 с.
2. Сигал Е.И., Жестков К. Г., Бурмистров. М. В., Пикин О. В. и др. / ред. Федоров И. В., Торакоскопическая хирургия. М., 2012. 325 с.
3. Темирбулатов В.И., Иванов И.С., Окунев О.А., Клеткин М.Е., Сарычев А.В. Рецидив буллёзной эмфиземы лёгких, осложнённой спонтанным пневмотораксом, после радикальной буллэктомии // Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2017. Т. 10. № 1 (34). С. 32-35.
4. Филоненко Д. В. Плевродез опухолевых плевритов с использованием бинарных каталитических систем: дис. ... канд. мед. наук. М., 2013. 117 с.
5. Alar T, Ozcelik C. Single incision thoracoscopic surgery of pleural effusions for diagnosis and treatment. Surg Endosc 2013; 27: 4333-6. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23824160 (дата обращения: 1 Апреля 2018)
6. Bobbio A, Dechartres A, Bouam S, et al. Epidemiology of spontaneous pneumothorax: gender-related differences. Thorax 2015; 70: 653-8.
7. Cubuk S, Cufari M. E., Comment. The ways to increase the effectivity of pleurodesis. Interactive CardioVasc Thoracic Surgery. 2016. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20802350 (дата обращения: 1 Апреля 2018)
8. Hallifax R.J., Yousuf A., Jones H.E., Corcoran J.P., Psallidas I, Rahman N.M., Effectiveness of chemical pleurodesis in spontaneous pneumothorax recurrence prevention: a systematic review. Thorax. 2015.
9. Hamada S, Okamoto N, Watanabe I, Tsukino M., Is pleurodesis with 50% glucose solution in patients with spontaneous pneumothorax safe? A case series. Elsevier., 2016.
10. Mineo T.C., Sellitri F., Tacconi F., Ambrogi V. Quality of life and outcomes after nonintubated versus intubated video thoracoscopic pleurodesis for malignant pleural effusion: Comparison by a case matched study. J Palliat Med 2014; 17: 761-8. [PubMed]
11. Yoon D.W., Cho J.H., Choi Y.S., Kim J., Kim H.K., Zo J.I., Shim Y.M., Predictors of survival in patients who underwent videoassisted thoracic surgery talc pleurodesis for malignant pleural effusion. Thorac Cancer 2016. URL: https://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/20802350 (дата обращения: 1 Апреля 2018)
REFERENCES
10.
11.
Planovsky A.V. Rational surgical tactics of treatment of patients with spontaneous pneumothorax using videothoracoscopic techniques: author's abstract. Diss PhD in Med. Sciences. Minsk, 2013. 25 p. (in Russian)
Sigal E.I., Zhestkov K.G., Burmistrov M.V., Pikin O.V., et al., Ed. Fedorov I.V., Thoracoscopic surgery. Moscow, 2012. 325 p. (in Russian)
Temirbulatov V.I., Ivanov I.S., Okunev O.A., Kletkin M.E., Sarychev A.V. Recurrence of bullous emphysema of the lung, complicated by spontaneous pneumothorax, after radical bullectomy. Bulletin of Experimental and Clinical Surgery. 2017. V. 10. No. 1 (34). pp. 32-35. (in Russian)
Filonenko D.V. Pleurodesis of tumor pleurisies with the use of binary catalytic systems: dis. ... cand. honey. sciences. Moscow, 2013. 117 p. (in Russian)
Alar T., Ozcelik C. Single incision thoracoscopic surgery of pleural effusions for diagnosis and treatment. Surg Endosc 2013; 27: 4333-6. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23824160 (accessed 1 April 2018)
Bobbio A, Dechartres A, Bouam S, et al. Epidemiology of spontaneous pneumothorax: gender-related differences. Thorax 2015; 70: 653-8.
Cubuk S, Cufari M. E., Comment. The ways to increase the effectivity of pleurodesis. Interactive CardioVasc Thoracic Surgery. 2016. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20802350 (accessed 1 April 2018)
Hallifax R.J., Yousuf A., Jones H.E., Corcoran J.P., Psallidas I, Rahman N.M., Effectiveness of chemical pleurodesis in spontaneous pneumothorax recurrence prevention: a systematic review. Thorax. 2015.
Hamada S, Okamoto N, Watanabe I, Tsukino M., Is pleurodesis with 50% glucose solution in patients with spontaneous pneumothorax safe? A case series. Elsevier., 2016.
Mineo T.C., Sellitri F., Tacconi F., Ambrogi V. Quality of life and outcomes after nonintubated versus intubated video thoracoscopic pleurodesis for malignant pleural effusion: Comparison by a case matched study. J Palliat Med 2014; 17: 761-8. Yoon D.W., Cho J.H., Choi Y.S., Kim J., Kim H.K., Zo J.I., Shim Y.M., Predictors of survival in patients who underwent video-assisted thoracic surgery talc pleurodesis for malignant pleural effusion. Thorac Cancer 2016. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/20802350 (accessed 1 April 2018)
Информация об авторах Изюмов Михаил Сергеевич
Аспирант
Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко E-mail: [email protected]
Information about the authors
Izyumov Mikhail Sergeevich
Postgraduate student Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko E-mail: [email protected]
Булынин Виктор Викторович
Профессор
Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко E-mail: [email protected]
Bulynin Viktor Viktorovich
Professor Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko E-mail: [email protected]
Бобровских Андрей Михайлович
Ассистент
Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко E-mail: [email protected]
Bobrovskikh Andrey Mikhailovich
Assistant Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko E-mail: [email protected]
