Герниопластика без натяжения с использованием для закрытия дефекта брюшной стенки эндопротезов в последнее десятилетие доказала свои неоспоримые преимущества: удалось снизить частоту рецидивов с 10–30 до 0,1–1 %, уменьшение операционной травмы, возможность отказа от наркотических анальгетиков, сокращение времени пребывания больного в стационаре, упрощение операционной техники [1, 5, 6]. Однако по мере накопления клинического опыта и получения новых данных фундаментальных исследований выяснилось, что применение стандартных эндопротезов приводит к развитию у пациентов таких осложнений, как нарушение функции брюшного пресса, боль в области послеоперационного рубца, появление парестезий и чувства инородного тела, что значительно снижает качество жизни пациентов [8, 9, 12, 13].
Считается, что путем решения этой проблемы является создание эндопротезов со сниженным количеством материала. Это достигается увеличением размера ячейки в структуре сетчатого эндопротеза, использованием нитей меньшего диаметра (легкие эндопротезы), введением в структуру рассасывающихся нитей (композитные материалы) [2]. Как показывают литературные данные, вокруг таких материалов, имплантированных в ткани брюшной стенки, формируется более тонкая, менее грубая и более эластичная соединительно-тканная капсула, что позволяет уменьшить количество имплантат-ассоциированных осложнений и адаптировать эндопротез к физиологическим параметрам брюшной стенки [3, 4]. Так, результаты клинических исследований композитных материалов Vipro, Vipro II, Ultrapro (Johnson& Johnson, USA) показывают их преимущества перед стандартными эндопротезами [10, 15].
Однако в литературе отсутствуют данные, подтверждающие данное преимущество легких и композитных материалов, заключающиеся в особенностях реакции соединительной ткани на имплантат, что и послужило целью настоящего исследования.
Материалы и методы исследования
Для реализации цели исследования нами были использованы следующие эндопротезы: Эсфил стандартный – классический сетчатый эндопротез из монофиламентного полипропилена (ПП); Унифлекс стандартный – эндопротез из поливинилиденфторидных (ПВДФ) мононитей; Эсфил легкий, обладающий меньшей материалоемкостью в сравнении со стандартным аналогом. Все материалы производства ООО «Линтекс», г. Санкт-Петербург. Для сравнения использовали композитный эндопротез Ультрапро, состоящий из нерассасывающихся монофиламентных ПП волокон и рассасывающихся полиглекапроновых волокон (Johnson & Johnson, США).
Эксперименты были выполнены на 36 кроликах. В условиях операционного блока с соблюдением правил асептики и антисептики указанные эндопротезы размером 50×100 мм имплантировались животным в область переднего отдела брюшной стенки по методике onlay. Животные выводились из эксперимента на 7, 30 и 90 сутки после операции. На этих сроках проводилось макроскопическое изучение реакции окружающих тканей на эндопротез и биомеханические испытания эндопротезов в сформированных соединительнотканных капсулах.
При макроскопическом исследовании фиксировали наличие осложнений (скопление серозной или геморрагической жидкости, наличие нагноений) и оценивали деформацию (сморщивание) эндопротеза, которую выражали в процентах уменьшения площади материала относительно его исходного размера.
Для биомеханических измерений отделяли сетки с их соединительнотканной капсулой от мышц и исследовали на разрывной машине РТ-250 в соответствии с ГОСТ 8847–85 и приложением к нему. Регистрировалось удлинение полоски при нагрузке 16 Н и разрывная нагрузка. При этом считали, что первый показатель характеризовал эластические свойства сформированной соединительнотканной капсулы, а второй – ее прочностные свойства. Для возможности сделать такое заключение аналогичным образом определяли исходные значения физико-механических свойств эндопротезов до их имплантации в ткани. Измерения проводили как в направлении петельного ряда, так и петельного столбика (рис. 1).
Рис. 1. Направление проведения измерений (схема)
Все количественные показатели, полученные в ходе исследования, были подвергнуты статистической обработке с использованием методов непараметрической статистики.
Результаты исследования и их обсуждение
При аутопсии макроскопически было выявлено, что при имплантации стандартных эндопротезов Эсфил и Унифлекс отмечается полное прорастание и формирование полноценной соединительно-тканной капсулы к 30 суткам эксперимента. Однако при имплантации эндопротеза Унифлекс в сравнении с Эсфил формировалась более равномерная капсула без избыточной складчатости и утолщений, что подтверждалось меньшей степенью сморщивания этого материала на всех сроках наблюдения (рис. 2). Последний показатель может косвенно свидетельствовать о менее грубой соединительной ткани, формирующейся вокруг эндопротеза [12]. Меньшие показатели сморщивания материала и равномерное прорастание соединительной тканью отмечались и после имплантации материала Эсфил легкий. При имплантации эндопротеза Ультрапро на ранних сроках макроскопически отсутствовало прорастание соединительной тканью. На поздних сроках вокруг эндопротеза формировалась соединительно-тканная капсула с участками утолщения, выраженной деформацией и сморщиванием материала.
Рис. 2. Степень сморщивания изучаемых материалов
Далее, нами была предпринята попытка объяснить различия в полученных результатах исходными физико-механическими свойствами изучаемых эндопротезов, а именно – показателем эластичности, измеряемой величиной их удлинения при нагрузке 16 Н. Было выявлено, что исходно до имплантации в ткани наибольшая эластичность была характерна для эндопротезов Унифлекс стандартный и Эсфил легкий, особенно в направлении петельного столбика (рис. 3). Как было указано ранее, после имплантации этих материалов формировалась наиболее равномерная соединительнотканная капсула.
а
б
Рис. 3. Удлинение изучаемых материалов при нагрузке 16 Н до имплантации в ткани и в сформированной соединительнотканной капсуле на разных сроках после имплантации: а – в направлении петельного ряда; б – в направлении петельного столбика
Как видно из рис. 3, в дальнейшем, после имплантации в ткани происходило изменение исходных показателей удлинения образцов при нагрузке 16 Н за счет образования вокруг эндопротезов соединительнотканной капсулы. Так, на 7 сутки происходило увеличение удлинения с последующим снижением величины этого показателя, что отражало динамику физико-механических свойств формирующейся соединительной ткани. В результате, наиболее эластичный комплекс, состоящий из эндопротеза и соединительнотканной капсулы, при измерении как вдоль петельного ряда, так и вдоль петельного столбика формировался в группах Унифлекс стандартный и Эсфил легкий. В группе Ультра Про данные измерения выполнить не представлялось возможным, поскольку в направлении петельного ряда при нагрузке менее 7 Н происходил разрыв образцов.
В то же время интерес представляла характеристика прочности формирующегося комплекса «эндопротез-соединительная ткань», измеряемая величиной разрывной нагрузки (рис. 4).
а
б
Рис. 4. Разрывная нагрузка изучаемых материалов до имплантации в ткани и в сформированной соединительнотканной капсуле на разных сроках после имплантации: а – в направлении петельного ряда; б – в направлении петельного столбика. Примечание: различия достоверны (p < 0,05) между эндопротезами: 1 – по отношению к Эсфил стандартный; 2 – по отношению к Эсфил легкий; 3 – по отношению к Унифлекс стандартный
Как видно из рис. 4, наибольшими прочностными характеристиками (вдоль петельного ряда) как до имплантации (исходные значения), так и после формирования комплекса «эндопротез-соединительная ткань» обладал эндопротез Эсфил стандартный, а вдоль петельного столбика – Ультрапро. В последнем случае происходило постепенное снижение прочностных свойств за счет биодеструкции рассасывающегося компонента композитного материала. Менее прочный «протезный апоневроз» был характерен для эндопротезов Эсфил легкий и Унифлекс стандартный.
Следовательно, результаты исследования показали, что все эндопротезы (стандартные, легкие и композитные) обладают различными физико-механическими свойствами. Эти различия могут определять характер течения раневого процесса после имплантации и качество образовавшейся соединительной ткани вокруг материалов.
Так, после имплантации в ткани наиболее эластичная и менее прочная (а соответственно и менее грубая) капсула формировалась при имплантации легких эндопротезов (Эсфил легкий). Однако сходные показатели были выявлены и при имплантации эндопротеза Унифлекс стандартный. Последнее может быть связано с исходно большей эластичностью поливинилиденфторида, что подтверждается литературными данными [11]. При макроскопической оценке изменений в тканях в этих группах отмечались минимальные признаки утолщений соединительно-тканных капсул, складчатости и деформации имплантированных материалов.
После имплантации композитного эндопротеза Ультрапро вокруг материала формировалась прочная, грубая и минимально эластичная соединительнотканная капсула. Макроскопически наблюдалось отсутствие прорастания материала соединительной тканью на ранних сроках и дальнейшее формирование капсулы с участками утолщения и деформацией материала. Это может быть связано с исходной анизотропией прочностных свойств эндопротеза, а также с наличием рассасывающегося компонента в его структуре, способствующей пролонгированию воспалительной реакции тканей после имплантации.
Заключение
Таким образом, для профилактики осложнений, связанных с негативным влиянием эндопротеза на брюшную стенку, перспективным является использование материалов, способствующих формированию наиболее эластичной и наименее грубой соединительнотканной капсулы. К таким материалам можно отнести легкие варианты эндопротезов, а также имплантаты, изготовленные на основе поливинилиденфторида, которые, по данным литературы, превосходят полипропиленовые по биосовместимости [7].
Рецензенты:
Бежин А.И., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой оперативной хирургии и топографической анатомии Курского государственного медицинского университета, г. Курск;
Иванов А.В., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии Курского государственного медицинского университета, г. Курск.
Работа поступила в редакцию 17.10.2013.