В последние годы в клинике хирургической стоматологии наблюдается новая волна популярности применения лазерных технологий. Это в первую очередь объясняется разработкой серии высокотехнологичных стоматологических лазеров последнего поколения, оснащенных компьютерной системой установки режима работы в зависимости от проводимой операции. При этом в автоматическом режиме устанавливаются мощность, частота, энергия излучения, форма и длительность импульса [2, 8].

Многими исследователями [1, 3, 6, 7] отмечается позитивное воздействие лазерного излучения на заживление послеоперационной раны. Особенность заживления лазерных ран заключается в развитии продуктивного асептического воспаления с активной ранней пролиферацией клеточных элементов макрофагального и фибробластического ряда, отсутствии выраженных экссудативных процессов и формирования демаркационной лейкоцитарной (нейтрофильной) инфильтрации на границе коагулированных и интактных тканей [5, 6].

Известны работы С.И. Рисованного и соавт. [6] по изучению заживления раны, нанесенной углекислым лазером. Высокая концентрация световой энергии СО2-лазера создает условия для минимальной травматизации тканей из-за сравнительно неглубокого проникновения лазерного излучения. По ходу лазерного разреза происходит формирование узкой зоны коагуляции тканей (40-60 мкм), которая служит своеобразным биологическим барьером от инфицирования. Хороший гемостаз на уровне сосудов микроциркуляторного русла, кровеносных сосудов мелкого и среднего калибра существенно уменьшает кровопотерю во время операции и выраженность отека в послеоперационной области [1, 5, 6].

Однако в литературе последних лет нет данных экспериментальных исследований, касающихся изучения способности эрбиевого лазера влиять на процессы регенерации мягких тканей. Этот лазер отличается от остальных своей универсальностью воздействия и на твердые, и на мягкие ткани. Хромофором (вещество биоткани, способное поглощать лазерный свет, быстро преобразуя энергию света в тепло) для эрбиевого лазера является в основном вода. Коэффициент поглощения воды соответствует длинам волн от 200 до 20 000 нм. Это совпадает с основным диапазоном длин волн хирургических лазеров, в том числе и эрбиевого, длина волны которого равна 2940 нм.

Свойства эрбиевого лазера активировать регенерацию костной ткани исследованы нами ранее [4]. Полноценная костная ткань образовывалась в более короткие сроки. Важным моментом является тот факт, что на 40-е сутки исследования после нанесения дефекта лазером происходит полное восстановление гистоархитектоники новообразованной костной ткани. Это связано с типичным расположением костных балок, отвечающих местным особенностям структуры кости. Граница между новообразованной костью и сохранившейся практически не заметна. В случае механического нанесения дефекта к этому сроку отмечали формирование регенерата, состоящего из анастомозирующих балок грубоволокнистой костной ткани, пространства между ними заполнены клетками остеобластического ряда и расширенными кровеносными сосудами [4].

Представляло интерес исследовать влияние излучения эрбиевого лазера на регенерацию мягких тканей по данным гистологического метода исследования.

Цель исследования - изучить регенерацию слизистой оболочки с помощью гистологических методов в эксперименте на животных после нанесения дефекта хирургическим лазером и скальпелем.

Использованы 42 крысы Вистар массой 250-300 г, содержавшихся на стандартном рационе вивария. Животные находились в соответственно оборудованном виварии в специальных пластмассовых клетках, закрывающихся металлической сеткой, с достаточным освещением, вентиляцией, свободным доступом к воде и пище. Эксперименты проводили в соответствии с правилами выполнения работ с использованием лабораторных животных. Операцию проводили под общим наркозом Zoletil (Франция). Препарат вводили внутримышечно из расчета 7,5 мг на 1 кг массы тела животного. В области слизистой оболочки щек формировали дефекты. На правой щеке иссечение фрагмента слизистой оболочки 0,5×0,5 см производили стандартным хирургическим скальпелем, на левой щеке - дефект наносили с помощью Er:YAG-лазера с длиной волны 2940 нм, мощностью 4 Вт, импульсом 700 мкс в режиме «long», частотой 20 Гц и временем экспозиции 15 с с водно-воздушным спреем.

Крыс декапитировали под наркозом с соблюдением правил эвтаназии, согласно Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным, через 6 ч, на 2, 3, 4, 6, 8-е и 15-е сутки. В каждый срок по 6 животных. Ткань слизистой оболочки в области дефектов с обеих сторон вырезали. Маркировку препаратов наносили в зависимости от левой (лазер) и правой (скальпель) стороны и по срокам. Фрагменты ткани фиксировались в 10% нейтральном формалине, заливали в парафин, срезы толщиной 4-5 мкм окрашивались гематоксилином и эозином, пикрофуксином по ван Гизону, просматривали на микроскопе Олимпус ВХ 51, фотографировали с помощью камеры Sony и программы Launch Cam View. Гистологические исследования проведены в Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова.

Следует отметить, что у лабораторных животных заживление дефекта слизистой оболочки щеки после механического и лазерного воздействия протекало по-разному. Быстрее заживала лазерная рана. К 3-4-му дню исследования при выведении крыс из эксперимента на месте лазерного дефекта наблюдали эпителизацию слизистой оболочки, в то время как после механического воздействия скальпелем рана была еще под фибринозным налетом с инфильтрацией тканей в послеоперационной области.

Гистологическое описание

Сразу после операции дефекты, которые были нанесены хирургическим путем, имели следующую гистологическую картину: эпителий в области дефекта отсутствовал, ткань слизистой оболочки была умеренно отечна и слабоинфильтрирована немногочисленными нейтрофильными лейкоцитами, сосуды ткани полнокровны с диапедезными кровоизлияниями. Многослойный плоский эпителий на краю дефекта был резко истончен, часть его клеток подвергалась дистрофии и некрозу (рис. 1, а).

В дефектах, которые были нанесены лазерным излучением, гистологическая картина была несколько иной. Многослойный плоский эпителий отсутствовал либо был некротизирован. Под эпителием имелись поверхностные участки лазерной коагуляции ткани, обусловленные тепловой денатурацией клеток и коллагеновых волокон (рис. 1, б). Участки денатурации находились поверхностно на слизистой оболочке под дефектом, еще глубже имелись признаки дезорганизации коллагеновых и мышечных волокон, разрыхление ткани, полнокровие сосудов и очень слабой нейтрофильной инфильтрации.

Через 6 ч после операции в глубине скальпельных дефектов слизистая оболочка была покрыта фибринозным экссудатом, содержащим большое количество нейтрофильных лейкоцитов. Часть нейтрофилов имела признаки распада (рис. 2, а).

В дефектах, нанесенных лазерным излучением, участки коагуляции эпителия и слизистой определяются реже, так как они к этому сроку частично отторгаются от дна дефекта. Однако на дне дефекта не скапливалось большое количество фибринозного экссудата. Там имелись слизистая оболочка с начальными проявлениями пролиферации фибробластов, новообразования единичных сосудов, клеточная инфильтрация (рис. 2, б). В последней в отличие от скальпельных дефектов преобладали лимфоциты и макрофаги, значительно уменьшалось число нейтрофилов. В меньшей степени, чем в скальпельных дефектах, отмечались некроз и деструкция мышечных волокон и проявление отека ткани. Регенерация эпителия на краю дефекта не наблюдается.

Через 2-3 сут (эти сроки объединены, так как индивидуальные различия в заживлении дефектов зависят в основном не от срока эксперимента, а от глубины дефекта) в скальпельных дефектах (6 животных) обнаруживается разная степень заживления раны. У большей части животных дефект не эпителизирован, поверхность его покрыта фибринозным экссудатом, содержащим нейтрофильные лейкоциты. У части животных этот экссудат располагается только на поверхности, у других он занимает весь дефект, располагаясь глубоко в ткани (рис. 3, а).

На краях дефекта отмечается регенерация эпителия в виде роста недифференцированного пласта эпителиальных клеток (рис. 3, б). При этом под регенерирующим эпителием в части дефектов (особенно на 3-и сутки после операции) формируется грануляционная ткань, состоящая из новообразованных капилляров и пролиферирующих фибробластов. Однако остается выраженная воспалительная инфильтрация с преимущественным содержанием нейтрофильных лейкоцитов, но с большим, чем раньше, количеством макрофагов и лимфоцитов. В тканях под заполняющимся дефектом отмечаются нейтрофильно-макрофагальная инфильтрация, некротические и дистрофические изменения в мышечной ткани, которые через 2-3 сут выражены сильнее, чем через 6 ч (рис. 4, а).

У одного из животных на 3-и сутки после операции отмечается полная эпителизация дефекта (рис. 4, б). Регенерирующий эпителий резко утолщен, дифференцирован на слои. Под эпителием сформирована грануляционная ткань, состоящая из новообразованных сосудов, коллагеновых волокон, фибробластов и макрофагов.

В лазерных дефектах также имелись различные картины заживления, что, по-видимому, связано с глубиной дефекта. В части случаев в середине дефекта имелся неэпителизированный участок, покрытый фибринозным экссудатом, а на краю дефекта наблюдаются признаки регенерации эпителия (рис. 5, а).

У 1 из 3 животных на 2-е сутки и у 2 из 3 животных на 3-и сутки раневой дефект на слизистой оболочке эпителизирован полностью (рис. 6).

Через 4 сут после операции в скальпельных дефектах у 2 из 3 животных эпителизация не закончена. Площадь дефекта сокращена, однако в центре имеется неэпителизированная поверхность раны, покрытая сравнительно тонким фибринозно-лейкоцитарным слоем. Под ним расположена сравнительно незрелая грануляционная ткань с выраженной инфильтрацией лимфоцитами и макрофагами. В этой ткани видны также остатки некротизированной мышечной ткани (рис. 7, а).

В лазерных дефектах только в 1 из 3 дефектов остается небольшая неэпителизированная поверхность в центре раны. В отличие от скальпельных дефектов грануляционная ткань, которая заполняет дефект, имеет относительно зрелую структуру, там много коллагеновых волокон, а капилляры имеют вертикальное расположение по отношению к поверхности (вертикальные петли) (рис. 7, б). Воспалительная инфильтрация минимальна.

В 2 из 3 лазерных дефектов раневая поверхность эпителизирована полностью. Эпителий сравнительно дифференцирован. Под эпителием располагается слизистая оболочка, в которой грануляционная ткань в основном фиброзирована, т.е. сформировался рубец (рис. 7, в). В рубце коллагеновые волокна и фибробласты расположены в основном параллельно поверхности, воспалительная инфильтрация в нем минимальна. В рубцовой ткани видны остатки отдельных некротизированных мышечных волокон, под рубцом видны железы.

Через 6 сут после операции у 1 из 2 животных скальпельный дефект зажил еще не полностью. В центре раны еще остается неэпителизированный участок, покрытый струпом, под которым обнаруживается тонкий слой фибринозно-лейкоцитарного экссудата. Сам тканевый дефект заполнен грануляционной тканью, богатой сосудами (рис. 8, а).

У другого животного раневой дефект эпителизирован полностью, однако эпителий дифференцирован недостаточно, а под ним сохраняется грануляционная ткань, более зрелая, чем у первого животного.

Лазерные дефекты у всех животных полностью эпителизированы. Эпителий утолщен по сравнению с интактным эпителием, однако не в такой степени, как в предыдущие сроки. Под эпителием располагается фиброзно-рубцовая ткань с увеличенным количеством полнокровных сосудов, но там по сравнению с предыдущими сроками происходит разрыхление коллагеновых волокон и уменьшение количества фибробластов. Воспалительная инфильтрация практически отсутствует (рис. 8, б).

Через 8 сут после операции у 1 из 2 животных скальпельный раневой дефект зажил неполностью. В центре дефекта остается еще неэпителизированная область, а дефект там заполнен грануляционной тканью (рис. 9, а).

У другого животного дефект эпителизирован полностью, однако под эпителием грануляционная ткань также еще не трансформируется в рубец.

Оба лазерных дефекта эпителизированы полностью. Эпителий, покрывающий дефект, умеренно гипертрофирован, но хорошо дифференцирован. Под эпителием располагается узкий слой рубцовой ткани, в котором коллагеновые волокна уже относительно разрыхлены. Сохраняется еще увеличенное количество полнокровных сосудов (рис. 9, б).

Через 15 сут после операции полная эпителизация происходит уже в обоих скальпельных дефектах (рис. 10, а).

Оба лазерных дефекта также полностью эпителизированы. В отличие от скальпельных дефектов эпителий уже мало отличается от интактного эпителия по толщине и степени дифференцировки. Под эпителием располагается фиброзно-рубцовая ткань, состоящая из рыхлых коллагеновых пучков с умеренным количеством фибробластов и с минимальным содержанием лимфоцитов и макрофагов (рис. 10, б) . Все это свидетельствует о постепенной инволюции рубцовой ткани, которая уже мало отличается от интактной ткани слизистой облочки.

Сравнительное гистологическое изучение динамики заживления раневых дефектов слизистой оболочки щеки у крыс, нанесенных путем иссечения ее фрагмента хирургическим скальпелем или лазерным облучением (Er:YAG-лазер), позволяет сделать следующее заключение.

1. Хирургические (скальпельные) раневые дефекты сразу после операции характеризовались полнокровием сосудов, начинающимся отеком (транссудация плазмы крови через сосудистую стенку) и слабой нейтрофильной инфильтрацией (лейкопедез). Поврежденный эпителий на краях раны имел признаки дистрофии, некроза и деструкции.

Через 6 ч после операции отек и полнокровие в ткани и особенно нейтрофильная инфильтрация усиливались. Дно дефекта покрывается фиброзно-лейкоцитарным инфильтратом. Усиливается альтерация ткани в виде некроза эпителия на краях раны и мышечных волокон в глубине ткани.

Через 2-3 сут воспалительные проявления (фибринозная экссудация и отек, а также альтерация тканей) сохраняются, однако увеличивается макрофагальная реакция в раневых тканях, пролиферация фибробластов и новообразование капилляров, что в части дефектов приводит к началу формирования грануляционной ткани. На краях раны идет регенерация эпителия, а в 1 из 6 случаев уже имелась полная эпителизация раневого дефекта (возможно, изначально был небольшой по размеру дефект).

Через 4 сут площадь раневого дефекта сокращается за счет краевой эпителизации, но у 3 из 4 животных остается еще неэпителизированный участок раны, под которым расположена незрелая грануляционная ткань с воспалительной инфильтрацией.

Через 6 сут полностью эпителизирован только один из двух раневых дефектов, но под эпителием сохраняется грануляционная ткань. У другого животного в центре остается неэпителизированный участок с незрелой грануляционной тканью.

Через 8 сут также полностью зажил один дефект, а другой сохраняет в центре неэпителизированный участок.

Через 15 сут полная эпителизации уже обнаруживается у обоих животных, причем под эпителием сохраняется грануляционная ткань в стадии фиброзирования, но еще с не законченной рубцовой трансформацией.

2. Лазерные дефекты слизистой оболочки принципиально проходят те же стадии раневого заживления, но динамика раневого процесса имеет ряд особенностей. Сразу после операции и через 6 ч после нее на краях раны и в поверхностном слое дна раны имелись участки тепловой денатурации (коагуляционный некроз) эпителия и слизистой оболочки, меньше была степень полнокровия сосудов, отека, фибринозной экссудации и особенно нейтрофильной инфильтрации, что связано с меньшим повреждением сосудов облученной области. Уже к 6-часовому сроку начиналась небольшая пролиферация фибробластов. Альтерация мышечных волокон выражена меньше.

Через 2-3 сут участки коагуляционного некроза на поверхности раны имелись лишь у части животных. Дефект заполнялся грануляционной тканью, которая быстрее созревала, чем в ранах, нанесенных скальпелем. Воспалительная инфильтрация была выражена значительно меньше. На краях раны эпителизация поверхности дефекта в среднем была более интенсивной, чем в контрольной группе (скальпель), а у 3 из 6 животных раневой дефект уже был эпителизирован полностью.

Через 4 сут только у 1 из 3 животных осталась небольшая неэпителизированная поверхность в центре, остальные дефекты полностью эпителизированы, а грануляционная ткань либо созревает и претерпевает фиброзно-рубцовую трансформацию, либо превращается в рубцовую ткань. Воспалительная инфильтрация в этот срок минимальна.

Через 6-8 сут полностью эпителизированы уже все дефекты, причем под эпителием сформирована рубцовая ткань. При этом у части животных происходит разрыхление последней, уменьшение числа сосудов и клеток, что свидетельствует об инволюции рубца.

Через 15 сут эпителий над бывшим дефектом уже практически не отличается от интактного эпителия слизистой оболочки, а рубцовая ткань подвергается инволюции и мало отличается по структуре и клеточному содержанию от слизистой оболочки полости рта.

Таким образом, раневой дефект, обусловленный лазерным облучением, по сравнению со скальпельным дефектом значительно быстрее проходит все стадии раневого процесса. В нем уменьшается альтерация ткани, меньше нарушается микроциркуляция и слабее выражена интенсивность воспалительных процессов, быстрее начинаются и интенсивней проходят репаративные процессы: пролиферация фибробластов, неоангиогенез, продукция коллагена, фибриллогенез, созревание и фиброзно-рубцовая трансформация грануляционной ткани, эпителизация раневой поверхности.