Введение
В последние годы в лечении пациентов с послеоперационными вентральными грыжами наблюдается устойчивое увеличение доли минимально инвазивных хирургических вмешательств, которые характеризуются более быстрым восстановлением пациентов и меньшей частотой развития инфекционных осложнений в области хирургической раны [1].
Эндовидеохирургическая герниопластика включает в себя наложение швов на апоневроз при ограниченной визуализации, поэтому необходимы устройства для закрытия дефекта, которые позволяют облегчить сопоставление тканей без завязывания узлов. К таким устройствам можно отнести однонаправленные безузловые монофиламентные хирургические нити [2]. После одобрения FDA в 2005 г. использования этих нитей для аппроксимации мягких тканей изучены безопасность и эффективность швов при различных хирургических вмешательствах. Как указано в клинических исследованиях, использование для однонаправленных швов шовного материала с насечками значительно сократило время закрытия раны и травматизацию тканей, а также обеспечило удовлетворительные результаты для хирургов и пациентов [3]. Эти устройства широко используются для закрытия кожных ран и могут быть изготовлены из различных материалов, постоянных или биоразлагаемых, в зависимости от продолжительности их активной функции in vivo [4]. Несмотря на то что описаны осложнения, связанные с использованием определенных типов однонаправленных швов, считается, что применяемые для этого нити безопасны и эффективны при различных типах хирургических процедур [5].
Для профилактики образования послеоперационных грыж важно, чтобы место шва не расходилось до тех пор, пока не достигнуто полное сращение фасции [6]. Использование быстрорассасывающейся нити связано с более высокой частотой возникновения грыжи, чем при использовании нерассасывающегося шовного материала [7]. Риск образования грыжи снижается, когда используются медленно рассасывающиеся нити [8]. В одном из исследований показано, что результаты применения медленно рассасывающихся и нерассасывающихся нитей не различались [9].
В настоящее время на рынке доступны варианты однонаправленных нитей от разных производителей. При этом все авторы отмечают, что пока нет стандартизированной техники или рекомендаций по выбору и особенностям использования однонаправленных нитей для конкретных специфических хирургических вмешательств. Поэтому нами выполнено экспериментальное исследование по сравнительному изучению различных типов однонаправленного шовного материала, применяемого при эндовидеохирургических операциях для ушивания мышечно-фасциального дефекта, для оценки влияния хирургической нити на прочность послеоперационного рубца в разные сроки после операции.
Цель исследования — оценить влияние различных типов однонаправленного шовного материала на механические свойства послеоперационного рубца в разные сроки после ушивания мышечно-фасциального дефекта в экспериментальных условиях.
Материал и методы
Объект исследования
Объектом экспериментальной исследования стали 40 аутбредных крыс-самцов линии Wistar в возрасте 6 мес и с массой тела 350—400 г, содержавшихся в стандартных контролируемых условиях вивария при 12-часовом световом цикле и свободном доступе к воде и пище. Все эксперименты проводили в соответствии с международными правилами работы с лабораторными животными. Протокол исследования одобрен комиссией по контролю содержания и использования лабораторных животных (протокол №25/2021 от 10.12.2021). Животные распределены случайным образом в 2 группы по 20 крыс в каждой в зависимости от типа используемых хирургических нитей: длительно рассасывающиеся однонаправленные или нерассасывающиеся однонаправленные.
Характеристика имплантируемого шовного материала
В экспериментальном исследовании использованы разные типы шовного материала.
В группе 1 применен длительно рассасывающийся однонаправленный шовный материал V-Loc 180 3-0, представляющий собой нить с насечками, соединенную с хирургической иглой с одной стороны и имеющую петлю с другой. Насечки и петля созданы для возможности соединять ткани без необходимости завязывания узлов. Шовный материал V-Loc 180 изготовлен из сополимера гликолевой кислоты и триметилен карбоната. Согласно данным производителя, рассасывание начинается с потери прочности без существенной потери массы. Примерно 80% прочности сохраняются в течение первой недели, 75% в течение второй недели и 65% через 3 недели после имплантации, полное рассасывание заканчивается через 6 мес.
В группе 2 применен нерассасывающийся шовный материал V-Loc PBT 3-0, представляющий собой нить с насечками, соединенную с одной стороны с хирургической иглой и имеющую петлю с другой. Насечки и петля созданы для возможности соединять ткани без необходимости завязывания узлов. Шовный материал V-Loc PBT изготовлен из полибутэстера — кополимера бутилена терефталата и политетраметиленгликолевого эфира. Согласно данным производителя, не рассасывается и не меняет прочности in vivo.
Протокол экспериментального исследования
Все хирургические вмешательства выполняли под общей анестезией в стерильных условиях. В качестве вводного наркоза использовали изофлуран 4%, для анестезии применяли золетил 100 в дозе 3 мг на 100 г массы тела внутримышечно. После обработки передней брюшной стенки раствором антисептика выполняли разрез кожи длиной 5 см. Затем создавали миофасциальный дефект, для чего с обеих сторон от белой линии отсекали передний листок апоневроза прямых мышц живота на протяжении 30 мм и отделяли прямую мышцу от внутренних листков апоневроза. Далее отделяли прямые мышцы от наружного листка и частично резецировали медиально расположенные волокна прямых мышц живота (приблизительно по 5 мм с каждой стороны). Полностью удаляли белую линию на протяжении 30 мм, после чего ушивали сформированный дефект одним из двух типов исследуемых нитей. Кожу ушивали отдельными узловыми швами (шелк 3-0).
После операции в течение 36 ч животные содержались в индивидуально вентилируемых клетках, для того чтобы избежать взаимной травматизации, снятия кожных швов и инфицирования послеоперационных ран, затем животных переводили в стандартные условия вивария.
Через 3 нед и 6 нед после операции по 10 животных из каждой группы выводили из эксперимента для обследования. Выведение животных из эксперимента выполняли после вводного наркоза путем передозировки наркозных препаратов. После этого переднюю брюшную стенку иссекали и переносили на пробковую плату, на которой образец растягивали с помощью игл под небольшим натяжением. Образец накрывали салфеткой, смоченной 0,9% раствором хлорида натрия, и оставляли на 60 мин при комнатной температуре для расслабления мышц передней брюшной стенки. После измерения толщины послеоперационного рубца с помощью цифрового толщиномера в поперечном направлении относительно средней линии из каждой передней брюшной стенки вырезали полоску шириной 25 мм и длиной 40—45 мм, проходившую через область послеоперационного рубца. В центральной части формировали сужение (образец по типу «собачьей кости») до 10—12 мм (рис. 1). На анализаторе текстуры TA.XTplus («Stable Micro Systems Ltd.», Великобритания), установив рабочее расстояние 20 мм, полоски испытывали на растяжение до разрыва со скоростью 0,5 мм/с. Определяли предел прочности, то есть напряжение образца, предшествующее его разрушению (Stress, Н/мм2), и деформацию при разрушении (Strain, %). Напряжение рассчитывали как отношение усилия к площади поперечного сечения образца.
Рис. 1. Подготовленный для механических испытаний образец тканей передней брюшной стенки в зажимах анализатора текстуры.
Все механические испытания на растяжение проводили на универсальной одноколонной установке TA.XTplus Texture Analyser («Stable Micro Systems Ltd.», Великобритания), которая была соединена с персональным компьютером специальным кабелем. Обработка диаграмм растяжения проведена в полуавтоматическом режиме с использованием программного обеспечения Exponent Stable Micro Systems v. 6.1 for Windows 10.
Гистологическое исследование
Образцы тканей передней брюшной стенки фиксировали в 10%-м забуференном формалине, обрабатывали в аппарате гистологической проводки ASP6025 («Leica Biosystems Nussloch GmbH», Германия) и заливали в парафин. Серийные срезы изготавливали толщиной 3—4 мкм с помещением на полилизиновые стекла той же компании-производителя и инкубацией в термостате при температуре 37°C в течение 12 ч. Затем срезы последовательно депарафинировали в батарее восходящих спиртов, промывали в дистиллированной воде и окрашивали на аппарате ST5010 AXL («Leica Biosystems Nussloch GmbH», Германия) гематоксилином и эозином по стандартной методике. Затем каждый срез исследовали методом световой микроскопии для оценки выраженности тканевой реакции на шовный материал.
Статистический анализ
Статистический анализ проводили с использованием пакета Statistica («StatSoft Inc.», США). Данные представляли в виде средних значений и стандартных отклонений для непрерывных переменных с нормальным распределением и в виде медианы с минимальными и максимальными значениями для непрерывных переменных с ненормальным распределением. Нормальность распределения оценивали с применением критерия Шапиро—Уилка. Для сравнения непрерывных переменных с нормальным распределением использовали t-критерий Стьюдента для независимых выборок; для переменных с ненормальным распределением применяли U-критерий Манна—Уитни. Значение p<0,05 принимали как статистически значимое.
Результаты
Формирование рубца и осложнения
Через 3 нед после ушивания миофасциального дефекта у большинства животных обеих групп сформировался плотный послеоперационный рубец. У 1 животного группы рассасывающегося однонаправленного шовного материала V-Loc 180 вокруг швов обнаружены микроабсцессы, что привело к несостоятельности швов и развитию диастаза. У 1 животного группы V-Loc PBT развились гематомы вокруг швов без признаков инфекции и несостоятельности швов. Через 6 нед после ушивания миофасциального дефекта у всех животных отмечалось полное заживление с формированием рубца, вокруг которого свободно, без натяжения располагались нити.
Толщина сформировавшегося послеоперационного рубца не различалась между группами через 3 нед и 6 нед. К 6-й неделе толщина рубца статистически значимо увеличилась у животных обеих групп (табл. 1).
Таблица 1. Толщина послеоперационного рубца
| Толщина рубца, мм | Группа | |
| V-Loc 180 | V-Loc PBT | |
| Через 3 нед | 2,52±0,24 | 2,38±0,22 |
| Через 6 нед | 3,18±0,43 | 3,42±0,15 |
| p | 0,028 | 0,008 |
Механические свойства послеоперационного рубца
Механические свойства послеоперационного рубца, определенные в тестах на растяжение до разрыва, зависели от срока имплантации и типа шовного материала.
В срок 3 нед предел прочности был максимальным для образцов группы V-Loc PBT, отличаясь от показателей в образцах группы V-Loc 180. Разрывное удлинение не различалось между группами. В период от 3 нед до 6 нед в образцах группы V-Loc 180 прочность рубца на разрыв не изменилась (p=0,68), а в образцах группы V-Loc PBT она снизилась (p=0,017) на фоне одновременного роста растяжимости (p=0,027). В срок 6 нед статистически значимых различий между группами ни по одному из исследуемых параметров не было (табл. 2).
Таблица 2. Динамика показателей разрыва послеоперационного рубца в исследуемых группах
| Группа | Период наблюдения | |||
| 3 нед | 6 нед | |||
| предел прочности, Н/мм2 | разрывное удлинение, % | предел прочности, Н/мм2 | разрывное удлинение, % | |
| V-Loc 180 | 0,64+0,12* | 67,9+22,3 | 0,81+0,24 | 78,1+23,3 |
| V-Loc PBT | 0,87+0,17 | 53+23,1 | 0,72+0,13** | 91,2+35,8** |
Примечание. * — p<0,05 по сравнению с V-Loc PBT; ** — p<0,05 по сравнению с показателями через 3 нед.Note. * — p<0.05 compared with V-Loc PBT; ** — p<0.05 compared with values at 3 weeks.
Результаты гистологического исследования
Вокруг нитей, которыми был ушит миофасциальный дефект, через 3 нед наблюдалась максимальная тканевая реакция. В образцах обеих исследуемых групп нити были окружены неоформленной соединительной тканью, отмечалась выраженная лимфоцитарная инфильтрация и умеренная макрофагальная реакция (рис. 2). Через 6 нед тканевая реакция снижалась, нити были окружены оформленной соединительной тканью в большинстве образцов (рис. 3). В образцах двух животных группы V-Loc 180 через 3 нед и 6 нед отмечено нарушение процесса формирования соединительной ткани, о чем свидетельствовало появление зрелых хондроцитов вокруг нитей (рис. 4).
Рис. 2. Тканевая реакция через 3 нед после ушивания миофасциального дефекта передней брюшной стенки.
а — реакция на V-Loc 180; б — реакция на V-Loc PBT. Окраска гематоксилином и эозином, ×10.
Рис. 3. Тканевая реакция через 6 нед после ушивания миофасциального дефекта передней брюшной стенки.
а — реакция на V-Loc 180; б — реакция на V-Loc PBT. Окраска гематоксилином и эозином, ×10.
Рис. 4. Зрелые хондроциты (стрелка) вокруг однонаправленной длительно рассасывающейся нити V-Loc 180 через 6 нед после имплантации.
Окраска гематоксилином и эозином, ×20.
Обсуждение
Операции по поводу вентральной грыжи относятся к наиболее часто выполняемым хирургическим вмешательствам во всем мире [10]. Первичное закрытие фасциального дефекта считается при этом ключевым шагом, влияющим на восстановление функции передней брюшной стенки [11], уменьшение числа рецидивов грыжи и повышение удовлетворенности пациентов результатами операции [12]. Тесная связь между применением однонаправленных нитей и минимально инвазивными хирургическими вмешательствами очевидна, поскольку завязывание интракорпоральных узлов признается одним из самых сложных навыков [13]. В одном из недавно опубликованных исследований проведено документирование использования однонаправленных швов при герниопластике [14]. В многоцентровой базе данных, включающей всех взрослых пациентов, перенесших герниопластику с фасциальным закрытием с 2020 по 2022 г., выявлены в общей сложности 4054 пациента, которым выполнена герниопластика по поводу вентральной грыжи с использованием однонаправленного шовного материала. В целом однонаправленные нити использовались в 86,2% минимально инвазивных герниопластик и примерно в 92,2% роботизированных операций по сравнению с существенно меньшим количеством (9,6%) открытых процедур. Авторы пришли к заключению, что результаты из этой многоцентровой базы данных не могут быть представлены для однонаправленных нитей как превосходящие по сравнению со стандартным гладким шовным материалом, но предположили, что однонаправленные швы не оказывают отрицательного влияния на результаты герниопластики. При этом, несмотря на подробный анализ разных факторов, способных повлиять на результат, в исследовании не проведено сравнение результатов применения рассасывающегося и нерассасывающегося однонаправленного материала. Вместе с тем авторы отметили, что однонаправленные нити были в основном рассасывающимися по сравнению с используемым гладким материалом (89,0% и 71,0% соответственно; p<0,001).
Получены обширные доказательства того, что быстрорассасывающиеся швы тесно связаны с вероятностью рецидива [15]. Однако в литературе нам не удалось найти рандомизированных контролируемых исследований, сравнивающих коммерчески доступные нерассасывающиеся и длительно рассасывающиеся однонаправленные нити для первичного фасциального закрытия. Поэтому для исследования мы выбрали два типа однонаправленного материала, один из которых относится к группе длительно рассасывающихся (V-Loc 180), а другой — к группе нерассасывающихся (V-Loc PBT). Именно для этих типов шовного материала показаны преимущества при ушивании дефекта белой линии перед быстрорассасывающимся материалом, использование которого приводило к рецидиву в 40% случаев [16].
Ранее в экспериментальном исследовании нами показано, что, несмотря использование нитей одного размера (USP 3-0), рассасывающиеся материалы (V-Loc 180 и Maxon) обладают статистически значимо более высоким запасом прочности по сравнению с нерассасывающимися образцами (V-Loc PBT и Novafil) за счет большего диаметра нитей [17]. Кроме того, полученные нами данные о потере прочности рассасывающимися нитями не совпали с параметрами, заявленными производителями. По их данным, для рассасывающихся материалов в течение первых 2 нед сохраняется около 75% прочности, в течение 3 нед — 65%, после 4 нед — 50%, через 6 нед после имплантации шовного материала — 25%. По нашим данным, сохраненная прочность для V-Loc 180 после ушивания миофасциального дефекта через 3 нед составляла 92% (от 86% до 94%), через 6 нед — 33% (от 15% до 58%). На наш взгляд, большое количество остаточного инородного материала у животных группы V-loc 180 через 3 нед могло повлиять на процесс ранозаживления, результатом чего стала более низкая прочность послеоперационного рубца по сравнению с показателями у животных группы V-Loc PBT (0,64±0,12 и 0,87±0,17 Н/мм2 соответственно, p=0,035). Несмотря на то что через 6 нед прочность рубца в сравниваемых группах не различалась, реакция на значительное количество рассасывающегося полимера на ранних стадиях ранозаживления может стать дополнительным фактором риска развития раневых осложнений и повышения частоты рецидива, особенно у пациентов с ожирением, нарушением синтеза коллагена и иммуносупрессией.
Заживление ран после лапаротомии характеризуется сложным каскадом последовательных событий — немедленной миграцией воспалительных клеток с конечным высвобождением цитокинов для повышения проницаемости и расширения сосудов, способствующих увеличению кровотока [18]. Поэтому нельзя исключать, что длительно остающийся большой объем резорбирующегося материала, привлекающий активные фагоцитирующие клетки, может поддерживать воспаление и вмешиваться в процесс формирования рубцовой ткани. Об этом также может косвенно свидетельствовать выявление у 1 животного через 3 нед и еще у 1 животного через 6 нед при гистологическом исследовании зрелых хондроцитов вокруг нитей V-Loc 180 и отсутствие динамики со стороны растяжимости послеоперационного рубца у особей этой группы. В отличие от этих показателей у животных группы V-Loc PBT отмечено повышение эластичности рубца в период от 3 нед до 6 нед после ушивания миофасциального дефекта.
Ограничения исследования
Исследование ограничено сроком 6 нед. Возможно, более полное представление о потенциальных осложнениях можно получить через длительный временной интервал, а также после полной деградации рассасывающегося материала.
Мы не получили разницы между исследуемыми группами в тканевой реакции, но выявили осложнения, связанные с процессом ранозаживления, после использования рассасывающегося материала. Возможно, в будущих исследованиях необходимо определять различные типы коллагена и планировать иммуногистохимические исследования образующегося рубца на разных стадиях ранозаживления.
Заключение
Длительно рассасывающий и нерассасывающийся однонаправленный шовный материал в ранние сроки после ушивания экспериментального мышечно-фасциального дефекта вызывает различную тканевую реакцию, что влияет на процесс ранозаживления и прочность послеоперационного рубца.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Ивахов Г.Б., Ануров М.В., Андрияшкин А.В., Сажин А.В.
Сбор и обработка материала — Шадин К.И., Калинина А.А., Пастухова Д.А.
Статистическая обработка — Титкова С.М.
Написание текста — Титкова С.М.
Редактирование — Ивахов Г.Б., Ануров М.В., Эттингер А.П., Сажин А.В.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Authors contribution:
Study design and concept — Ivakhov G.B., Anurov M.V., Andriyashkin A.V., Sazhin A.V.
Data collection and processing — Shadin K.I., Kalinina A.A., Pastukhova D.A.
Statistical analysis — Titkova S.M.
Text writing — Titkova S.M.
Editing — Ivakhov G.B., Anurov M.V., Oettinger A.P., Sazhin A.V.