Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Паршиков В.В.

Нижегородская государственная медицинская академия ,Нижний Новгород

Миронов А.А.

Нижегородская государственная медицинская академия ,Нижний Новгород;
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород

Аникина Е.А.

Городская больница №35, Нижний Новгород

Казанцев А.А.

Центральная клиническая больница РАН, Москва, Россия

Заславская М.И.

Нижегородская государственная медицинская академия, Нижний Новгород

Алехин А.И.

Центральная клиническая больница Российской академии наук, Москва, Россия

К вопросу о возможности применения ультралегких титансодержащих сетчатых эндопротезов для пластики брюшной стенки в условиях инфицирования (экспериментальное исследование)

Авторы:

Паршиков В.В., Миронов А.А., Аникина Е.А., Казанцев А.А., Заславская М.И., Алехин А.И.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2016;(11): 64‑70

Просмотров: 232

Загрузок: 3

Как цитировать:

Паршиков В.В., Миронов А.А., Аникина Е.А., Казанцев А.А., Заславская М.И., Алехин А.И. К вопросу о возможности применения ультралегких титансодержащих сетчатых эндопротезов для пластики брюшной стенки в условиях инфицирования (экспериментальное исследование). Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2016;(11):64‑70.
Parshikov VV, Mironov AA, Anikina EA, Kazantsev AA, Zaslavskaya MI, Alekhin AI. To the question about a possibility of use ultra-light titanium- containing mesh in abdominal wall repair in contaminated fields (experimental study). Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2016;(11):64‑70. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/hirurgia20161164-70

?>

Введение

Современный подход к лечению пациентов с вентральными и послеоперационными грыжами основан на стремлении к реконструкции брюшной стенки с использованием сетчатых эндопротезов [16, 26]. В плановой хирургии предпочтение ненатяжной техники ассоциировано с наилучшими результатами и не вызывает возражений у большинства хирургов. Применение протезирующей пластики в неотложной хирургии в ряде случаев ограничено из-за довольно частого инфицирования операционного поля [12, 29, 32]. Исследователи считают [4, 18], что имплантация сетки в ургентной ситуации увеличивает частоту гнойно-воспалительных раневых осложнений. Прежде всего это касается пациентов с ущемленными грыжами и некрозом петель кишечника, а также лиц с эвентрациями в гнойную рану. Другие авторы [25] убеждены, что, несмотря на риск, применение сетки здесь вполне оправдано и протезирующую пластику следует использовать. Финальное закрытие брюшной полости после лапаростомии при распространенном перитоните относится к таким же ситуациям, спорным в плане имплантации сетки [20, 30]. В определенных ситуациях риск контаминации крайне высокий и при плановых вмешательствах, например если у пациента имеется кишечный свищ. Тем не менее заживление раны брюшной стенки в условиях инфицирования имеет ряд существенных негативных отличий от течения репаративного процесса в стерильных условиях. При этом значительно возрастает риск развития эвентрации (в том числе повторной), формирования грыж брюшной стенки. Проблема профилактики и лечения парапротезных гнойно-воспалительных осложнений до настоящего времени не решена [5, 11, 12, 15, 18]. Имеется ограниченное число клинических и экспериментальных исследований по данному вопросу. Указанными вопросами активно занимаются ведущие клиники разных стран [1, 3, 8—10, 31].

Известно о возможности успешной экспериментальной и клинической имплантации эндопротезов из полипропилена в условиях инфицирования [19, 25]. Однако в ряде случаев у пациентов наблюдается нагноение, образуются парапротезные гнойные свищи. Вопросы лечения последних по праву относят к наиболее сложным разделам герниологии [18]. Однозначных указаний в литературе по использованию имплантатов в контаминированной ране нет.

В последние годы разработаны новые сетчатые эндопротезы — ультралегкие и титансодержащие [6, 14]. Группу титансодержащих эндопротезов объединяет то, что контактная поверхность материала, соприкасающаяся с тканями организма, представлена титаном или его соединениями [6, 14]. Идеология внедрения данного класса имплантатов состоит в стремлении к созданию «абсолютной» биологической инертности, минимизации биохимического взаимодействия с агрессивной средой, а также исключения наличия антигенных структур, присутствующих на синтетических материалах. С внедрением материалов указанной категории связывают определенные надежды [6, 7, 14]. Однако значимого опыта их применения в неотложной хирургии, в ситуациях вероятного или доказанного инфицирования операционного поля пока нет. Возможности их использования в компрометированной ране до настоящего времени четко не определены, а сама перспектива применения ультралегких титансодержащих сеток в таких ситуациях не обозначена.

Цель исследования — изучить возможность применения новых ультралегких титансодержащих сетчатых эндопротезов для пластики брюшной стенки в условиях бактериальной контаминации.

Материал и методы

Проведено проспективное контролируемое исследование с разрешения Этического комитета НижГМА, в соответствии с законодательством РФ («Правила гуманного обращения с лабораторными животными», «Деонтология медико-биологического эксперимента») и этическими принципами, содержащимися в Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (принятой в Страсбурге 18.03.86 и подтвержденной в Страсбурге 15.06.06). Дизайн исследования, формирование групп, методика операций, анестезиологическое пособие и ведение послеоперационного периода полностью соответствовали постулатам современной концепции 3R Рассела и Берча (replacement, reduction, refinement), общепринятой и обязательной к соблюдению в биологии и экспериментальной хирургии. В лабораторных условиях (ЦНИЛ НижГМА) на крысах моделирована ситуация наибольшего риска развития гнойно-воспалительных осложнений при выполнении протезирующей пластики брюшной стенки. Операции (n=48) выполнены под наркозом (нембутал 30 мг/кг внутрибрюшинно). В брюшную стенку крысам имплантировали ультралегкие титансодержащие эндопротезы размером 1×1 см. Последние представляли собой сетки плетеной структуры из титановых нитей («Титановый шелк», нить 65 мкм, 45 г/м2, показатель распределенного объема 10,41 см32).

В 1-й группе (n=24) имплантации выполнены по методике sublay, при этом сетки размещали ретромускулярно. Техника операций была следующей. Выполняли срединную лапаротомию. Осуществляли вскрытие влагалищ прямых мышц живота, препаровку ретромускулярного пространства, затем ушивали брюшную полость и соединяли задние листки влагалищ. Позади прямых мышц размещали эндопротез, фиксировали к задним листкам влагалищ атравматичной нитью 4/0. Затем ушивали передние листки влагалищ прямых мышц живота и рану. Этапы вмешательства показаны на рис. 1—3.

Рис. 1. Размещение сетки по методике sublay. 1 — сетка, 2 — кожа, 3 — инструмент, 4 — мышцы.

Рис. 2. Фиксация сетки (sublay). 1— сетка, 2 — кожа, 3 — инструмент, 4 — мышцы, 5 — лигатура.

Рис. 3. Ушивание брюшной стенки (sublay). 1 — мышцы, 2 — кожа, 3 — инструмент, 4 — лигатура.

Во второй группе (n=24) операции производили способом onlay. Выполняли срединную лапаротомию. Ушивали брюшную полость и апоневроз. На последнем располагали эндопротез, фиксировали к апоневрозу узловыми швами атравматичной нитью 4/0, далее ушивали рану. Имплантация показана на рис. 4.

Рис. 4. Размещение сетки по методике onlay. 1 — мышцы, 2 — кожа, 3 — инструмент.

Первую серию исследований (n=16) осуществляли в условиях контаминации St. aureus (штамм 8614, 108 КОЕ/мл). Во второй серии (n=16) зону имплантации инфицировали культурой E. coli (штамм 775 — 3, 108 КОЕ/мл). Бактериальной взвесью обрабатывали непосредственно эндопротез и зону его имплантации после его размещения сетки insitu. Этап контаминации показан на рис. 5—6. В контрольной серии вмешательства (n=16) проводили в стерильных условиях.

Рис. 5. Контаминация зоны имплантации сетки (sublay). 1 — сетка, 2 — кожа, 3 — инструмент, 4 — мышцы, 5 — контаминирующая жидкость.

Рис. 6. Контаминация зоны имплантации сетки (onlay). 1 — сетка, 2 — кожа, 3 — контаминирующая жидкость.

Распределение имплантаций представлено в табл. 1. За течением ближайшего послеоперационного периода наблюдали в течение 14 дней, определяли особенности воспалительной реакции в зависимости от использованной культуры микроорганизмов и методики имплантации с помощью оригинальной шкалы (табл. 2). Распределение значений изучали методами Колмогорова—Смирнова, Шапиро—Уилка и Лилиефорса. Статистический анализ непараметрических последовательностей проводили с помощью теста Манна—Уитни средствами Origin Pro 8. Различия считали достоверными при p<0,05.

Таблица 1.Распределение имплантаций по сериям и группам Примечание. * — распределение имплантаций по группам и сериям не имеет отличий.

Таблица 2.Шкала оценки воспалительного процесса Примечание.* — подсчет количества баллов производили следующим образом. Признак 1 оценивали в 0, 1 или 2 балла. Признаки 2 и 3 оценивали в 0 или 1 балл. Баллы по признакам 1, 2 и 3 суммировали при отсутствии признаков 4, 5 и 6. Если имелся признак 4, но отсутствовали признаки 5 и 6, степень воспаления оценивали в 3 балла при любых значениях признаков 1–3. Если присутствовал признак 5, но не было признака 6, степень воспаления оценивали в 4 балла. Наличие признака 6 соответствовало 5 баллам.

Результаты

В контрольной серии отмечали слабую воспалительную реакцию, которая последовательно регрессировала в обеих группах. В сериях контаминации отмечали выраженное воспаление, его признаки были наибольшими на 3—5-е сутки (рис. 7—8).

Рис. 7. Динамика воспалительной реакции в серии St. aureus. Рис. 8. Динамика воспалительной реакции в серии E. coli.

Рис. 8. Динамика воспалительной реакции в серии E. coli.

В серии E. coli у животных, оперированных методом sublay, на 3-и сутки интенсивность воспаления составила 3,67 балла, в контроле — 0,27 (p=0,0005), на 5-е — 3,67 и 0,18 (p=0,0000), на 7-е — 1,5 и 0,09 соответственно (p=0,002) и на 14-е — воспаление отсутствовало в обеих группах.

В серии E. coli у животных, оперированных методом onlay, на 3-и сутки интенсивность воспаления составила 4 балла, в контроле — 0,27 (p=0,0004), на 5-е — 2,83 и 0,18 (p=0,004), на 7-е — 3,17 и 0,09 (p=0,0002) и на 14-е — 2 и 0 баллов (p=0,07) соответственно.

Показательно, что при инфицировании зоны имплантации культурой E. coli выраженность воспалительной реакции очень высокая в сроки 3, 5 и 7-х суток. В группе sublay воспалительные изменения регрессируют к 14-м суткам. В группе onlay на 7-е сутки наблюдали второй пик воспалительных изменений, а сама воспалительная реакция не стихала к 14-м суткам, оставаясь на значимом уровне.

Хорошо заметно, что при контаминации операционного поля культурой St. aureus воспалительная реакция в сроки 3, 5 и 7-х суток была более выражена в группе onlay (см. рис. 8). В серии St. aureus у животных, оперированных методом onlay, на 3-и сутки интенсивность воспаления составила 3,25 балла, в группе sublay — 1,38 (p=0,004), на 5-е сутки — 2,5 и 1,25 (p=0,09), на 7-е — 2,63 и 0,63 (p=0,047) соответственно и на 14-е сутки воспаление отсутствовало в обеих группах. В группе onlay воспалительная реакция была двухфазной в обеих сериях исследования.

Обсуждение

С позиций доказательной медицины среди множества факторов, влияющих на развитие инфекции области хирургического вмешательства после протезирующей пластики, достоверно важны следующие: техника операции, наличие инфекции в ране, курение, применение глюкокортикостероидов, хроническая сердечная недостаточность (ХСН), хронические обструктивные заболевания легких (ХОБЛ), вскрытие просвета кишечника, резекция кишки, ургентный характер вмешательства, продолжительность операции, длительное пребывание в стационаре и связанные с этим другие медицинские вмешательства [31]. Имеет также значение применение антибиотиков, как профилактическое, так и проводившееся ранее. В отечественной литературе [2] подчеркнуто значение группы «управляемых» факторов, к которым относят прежде всего способ пластики и тип эндопротеза. Поэтому в представленном исследовании проведен анализ результатов применения новейших ультралегких титансодержащих сеток и использованы два широко известных и распространенных в клинической практике варианта пластики.

Исследователи подчеркивают необходимость соблюдения правил размещения имплантата, что особенно важно при контаминации операционного поля. Неадекватная хирургическая техника, неправильное расположение эндопротеза способствуют персистенции инфекционного процесса [19]. В ряде ситуаций это приводит к необходимости удаления сетки [18]. Свернутая сетка колонизируется достоверно интенсивнее, чем имплантированная по плоскости, lege artis [19]. Авторы объясняют этот эффект адекватной пенетрацией иммунокомпетентных клеток и гуморальных факторов во втором случае [19]. С этой позиции следует полагать, что техника sublay должна обладать определенными преимуществами, поскольку ретромускулярно расположенный эндопротез плотно прилегает к слоям брюшной стенки (прямые мышцы и задние листки влагалища) и контактирует с хорошо перфузируемыми структурами, являющимися источниками вышеупомянутых клеток и веществ. Это предположение подтверждено результатами настоящего исследования.

Безусловно, важны вид, штамм микроорганизма и степень контаминации. Наиболее часто парапротезную инфекцию вызывают Staphylococcus (плановые операции) и E. coli(неотложная хирургия) [18, 29, 30]. Именно поэтому их штаммы применены в настоящем исследовании. Зарубежные ученые [18, 19, 21, 22—24, 27, 28] также изучают роль указанных микроорганизмов в развитии осложнений.

Авторы клинических исследований обращают внимание, что после применения титановой сетки отмечают менее выраженный синдром воспалительного ответа и минимальную частоту раневых осложнений, чем при имплантации полипропиленовых эндопротезов [7]. Однако в рамках цитированного исследования в обеих группах не было гнойных осложнений, поэтому по указанному параметру сравнение не проводилось [7]. Опубликованы первые данные по имплантации титансодержащей сетки TiMesh и легких полипропиленовых эндопротезов способом sublay в условиях контаминации [13]. Однако сведения, касающиеся экспериментальной имплантации титановой сетки двумя методами (sublay и onlay) в условиях бактериальной инфекции, представлены в настоящем исследовании впервые. К настоящему времени накоплен определенный клинический опыт имплантации полипропиленовой сетки в условиях компрометированной раны [20, 25, 29, 30, 32]. В ряде случаев послеоперационный период протекает без серьезных проблем. У части пациентов развиваются гнойные осложнения. Известно, что в одних случаях путем целенаправленного лечения удается купировать воспалительный процесс, добиться полного заживления раны и не удалять эндопротез. Однако в других ситуациях нагноение переходит в хроническую фазу и формируются гнойные парапротезные свищи. В основе указанного патологического процесса лежит образование микробной биопленки на поверхности сетки [24, 28]. Лечение таких больных представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Последнюю решают путем выполнения повторных вмешательств, включающих частичное или полное иссечение ранее имплантированной полипропиленовой сетки. Реконструктивный этап в таких случаях также будет проходить в условиях выраженной контаминации флорой, которая уже стала устойчивой к большинству классов антибиотиков.

При определенных условиях интеграция полипропиленовой сетки в ткани при контаминации не нарушается [17]. В приведенном исследовании [17] был моделирован перитонит, но этапу имплантации предшествовала адекватная санация брюшной полости и применение антибиотиков. С другой стороны, полипропиленовая сетка не является наилучшим вариантом для использования в условиях инфекции. Адгезия микроорганизмов к волокнам указанного эндопротеза по сравнению с другими имплантатами значительная [22]. Прочие известные материалы также имеют определенные недостатки. Локальное добавление антибиотика, к сожалению, не способствует решению проблемы [31]. Влияние других средств на начальный этап формирования биопленки активно изучается [21, 28]. Поэтому исследование возможностей имплантации в компрометированной ране новых ультралегких титансодержащих эндопротезов имеет большие перспективы. В дальнейшем целесообразно изучить адгезию микроорганизмов к рассматриваемым сеткам и их колонизацию в эксперименте.

Следует предположить, что вряд ли возможно создание эндопротеза, полностью резистентного к развитию инфекции и формированию биопленки. Прикрепление бактерий к поверхности любого имплантата представляет собой универсальный, отлично функционирующий механизм [24, 28, 31]. Это один из ключевых факторов выживания для микроорганизмов. Фаза экспоненциального роста бактерий, образование матрикса биопленки и активация средств защиты завершают создание условий для длительного существования очага хронической инфекции [18, 24, 28].

Большинство специалистов в данной области убеждены в необходимости комплексного подхода к решению рассматриваемой проблемы: изменение свойств эндопротезов, раннее целевое применение антибиотиков, воздействие на ключевые механизмы образования биопленки и ее защитные свойства [21, 24, 28, 31]. Тем не менее имплантаты, на которых адгезия микроорганизмов затруднена или менее выражена, всегда будут иметь определенные преимущества в подобной ситуации [22, 27, 31].

Следует учитывать, что в рамках настоящего исследования наблюдение за животными проводили только в ближайшем послеоперационном периоде, отдаленные последствия не оценивали. Вполне вероятно, что частота и распределение поздних осложнений могут и не коррелировать с представленными в работе ранними результатами. Указанные проблемы обычно изучают отдельно.

Заключение

Применение ультралегких титансодержащих сетчатых эндопротезов в условиях инфицирования возможно по строгим показаниям. В клинической ситуации для выбора протезирующей пластики следует четко обозначить показания к использованию данной методики и оценить противопоказания с учетом потенциальной пользы и высокого риска. Вмешательства в компрометированной зоне следует выполнять при наличии соответствующего опыта и соблюдении ряда условий. Эндопротез необходимо размещать вне контакта с зоной максимальной контаминации. Если операционное поле инфицировано St. aureus, следует предпочитать методику sublay, использование техники onlay допустимо лишь в исключительных случаях. При работе в условиях контаминации культурой E. coli выбор методики onlay совершенно неприемлем, ассоциирован с двухфазным течением воспалительной реакции и ее последующим пролонгированием. Для имплантации ультралегких титансодержащих эндопротезов в условиях бактериальной контаминации следует предпочитать ретромускулярную пластику.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки Р.Ф. Уникальный идентификатор проекта: RFMEFI60714X0085

e-mail: kaa7171@mail.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail