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.

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 см³/м²).

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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