Экспериментальное обоснование применения биоэксплантата на основе модифицированной гиалуроновой кислоты для профилактики несостоятельности межкишечных анастомозов в условиях перитонита

Хасанов А.Г., Нигматуллин Н.Р., Суфияров И.Ф.

Кафедра хирургических болезней ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, г. Уфа

Работа основана на применении биоэксплантата в условиях экспериментального перитонита, и в стерильных условиях. Исследование основано на опытном исследовании, включающем опыт лечения 120  белых, половозрелых, крысах-самках линии «Вистар». Было сформировано 2 группы: 1-ая группа (основная) 80 крыс - анастомозы формировались в стерильных условиях (40 крыс) и в условиях калового перитонита (40крыс) с аппликацией на область анастомоза биоэксплантата. 2-ая группа 40 крыс (контрольная) анастомозы формировались в тех же условиях, но дополнительно ничем не укреплялись. Анализ результатов показал, что при использовании предлагаемой методики с использованием данного боэксплантата происходит снижение микробной обсемененности в зоне сформированного соустья, повышается биологическая герметичность соустья, даже в условиях агрессивного перитонита. Морфологические исследования зоны кишечных анастомозов с применением биоэксплантата в динамике улучшают регенераторные процессы в зоне соустий, не вызывает деструктивных изменений в мезотелии серозной оболочки, и во всех остальных тканевых структурах кишечника, способствует изоляции операционной зоны от других органов, снижая риск развития спаечного процесса.

 

Введение

      Большая часть оперативных вмешательств на органах брюшной полости сопровождаются вскрытием и ушиванием кишечника. Вероятность несостоятельности кишечного шва в условиях изменённой кишечной стенки при перитоните и кишечной непроходимости наблюдается в 1,5-3 % случаев при операциях на желудке и двенадцатиперстной кишке, в 2,8-8,7 % при операциях на тонкой и в 4-32 % случаев при операциях на толстой кишке. Летальность при несостоятельности швов анастомоза по данным разных авторов достигает 39,7-60% [2, 3, 4, 6, 9]. Причинами развития несостоятельности кишечного шва с последующим развитием послеоперационного перитонита является так называемая биологическая негерметичность [1]. По данным исследований многих авторов [7], посвященных различным способам и методам профилактики несостоятельности анастомозов полых органов, основное внимание уделяется техническим аспектам формирования анастомозов полых органов, улучшению микроциркуляции в зоне анастомоза, профилактике бактериальной контаминации брюшной полости при выполнении резекции. В связи с этим многие хирурги ведут поиски способов для укрепления кишечных анастомозов [8], и постоянно делаются попытки их усовершенствования.

      Применяемый в пластических целях сальник (изолированный или на питающей ножке) не может полностью обеспечить физическую и биологическую герметичность, а в отдаленные сроки подвергается рубцеванию и склерозированию, что может привести к деформации и стенозу (А.А. Пономарев, 1968 г., Г.Ц. Дамбаев, М.М. Соловьев, 1995 г., S.A. Jones, 1969 г.).

      Для усиления прочности и герметичности кишечных швов применяются многочисленные синтетические и адгезивные субстанции [5], в частности, полимерные клеевые и плёночные материалы (В.И. Петров, О.Э. Луцевич, 1983 г.; В.К. Гостищев, 1986 г.; В.С. Савельев, 1986 г.). Однако многолетний опыт показал, что одно лишь клеевое соединение ран кишечника ненадёжно, а нанесение синтетических клеевых или плёночных материалов поверх лигатурного или скрепочного шва часто вызывает значительное воспаление тканей и формирование выраженного спаечного процесса (В.Б. Давиденко, 1981 г.; В.И. Петров, 1990 г.; Н.П. Истомин, 1998 г.).

      Цель исследования является разработка метода профилактики несостоятельности межкишечных анастомозов в условиях экспериментального перитонита путем применения биоэксплантанта на основе модифицированной гиалуроновой кислоты с 5-аминосалициловой кислотой (ГК с 5-АСК).

 

Материалы и методы

      Эксперименты проводились на 120 белых, половозрелых, крысах-самках линии «Вистар», средняя масса которых составила 190±20 г. Также нами исследовалась микробная проницаемость и особенность заживления наложенного нами кишечного анастомоза, в стерильных условиях и при перитоните, с укреплением линии анастомоза биоэксплантатом и без него.

      Проводилось 5 серий эксперимента: Экспериментальных животных мы разделили на 2 группы: 1-ая группа (основная) 80 крыс - анастомозы формировались в стерильных условиях (40 крыс) и в условиях калового перитонита (40 крыс) с применением биоэксплантата. 2-ая группа 40 крыс (контрольная) - анастомозы формировались в тех же условиях, но дополнительно ничем не укреплялись (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика экспериментальных групп исследования применения биоэксплантата у 120 крыс

Серии эксперимента

Количество крыс

Краткая характеристика серии

1серия

20

Были изучены морфологические изменения кишечной стенки(тонкой кишки), после наложения биоэксплантата.

2серия

20

Были изучены морфологические изменения кишечной стенки (толстой кишки), после наложения биоэксплантата.

3 серия

20

Были изучены эффективность применения биоэксплантата в условиях калового перитонита на тонкой кишке

4серия

20

Были изучены эффективность применения биоэксплантата в условиях калового перитонита на толстой кишке

5 серия

40

Было проведено микробиологическое исследование смывов с поверхности межкишечных анастомозов, которое заключалось в определении количества КОЕг и видовой принадлежности микроорганизмов.

      Животные были оперированы в специально оборудованной операционной (виварий БГМУ) при строгом соблюдении правил асептики и антисептики.

      Выведение животных из эксперимента осуществлялось на 7, 14, 30 сутки путем повышения дозы наркоза.

      Экспериментальный перитонит моделировали внутрибрюшным введением 30% каловой взвеси (из расчета 1 мл взвеси на 1 кг массы тела животного). Через 8-12 часов проводили средне-срединную лапаротомию для наложения анастомозов, у животных  констатировали явление распространенного серозно-фибринозного перитонита: после вскрытия брюшной полости наблюдался характерный неприятный запах, при ревизии сосуды брыжейки были полнокровны, на поверхности внутренних органов имелись фибринозные отложения, сальник сморщен и гиперемирован.

      Анастомозы формировали по единой методике: с помощью хирургического или глазного пинцета в рану выводили участок кишки (область тонкой или толстой кишки). На расстоянии 1,5-2 см от слепой кишки по противобрыжеечному краю в поперечном направлении пересекали ножницами кишечник на 23 с сохранением брыжейки. Следующим этапом было формирование соустья «конец–вконец» узловыми, капроновыми однорядными швами Пирогова-Матушенка (капрон  № 1, 2 или «Викрил 3-0») используя атравматические иглы. Аппликацию биоэксплантата в опытных группах проводили в один слой с перекрыванием линии анастомоза на 5-6 мм, пленка за счет высоких адгезивных свойств в дополнительной фиксации не нуждались. Рану ушивали послойно капроновыми швами (капрон № 3) и обрабатывали 3% спиртовым раствором йода.

      Для приготовления гистологических препаратов брали участки кишечной трубки с моделями анастомозов, размерами 1,0х1,0 см и фиксировали их в 10% растворе формалина. Срезы готовились на микротоме LKB толщиной 5-7 мкм, окрашивали гематоксилин–эозином. Гистологическому исследованию подвергались животные всех групп и подгрупп на 7, 14, 30 сутки после операции. После выведения животных из эксперимента производился забор тканей полых органов желудочно-кишечного тракта с участками моделей анастомозов. 

      Взятие материала на микробиологическое исследование проводили у 21 крысы через сутки и у 19 - крыс на третьи сутки. После сравнения степени микробной обсемененности анастомозов в опытной и контрольной группе без перитонита получено достоверное различие результатов. Исследовалось все путем взятия смывов с линии шва, непосредственно после формирования анастомоза. Животным из  опытной и контрольной группы без перитонита с соблюдением правил асептики и антисептики проводили релапаротомию, и стерильной ватной палочкой брали смывов с анастомозов. Смывы брались в стерильную пробирку. Культивирование микроорганизмов осуществлялись на среде Эндо.

 

Результаты и обсуждение

      В послеоперационном периоде осложнений и летальных исходов, связанных с применением эфирного наркоза не наблюдалось. Двигательная активность восстанавливалась в течении первых 12 часов, после оперативного вмешательства. Микробная обсемененность анастомозов опытной группе через сутки после операции в среднем составляла ( 45,0±12,7 КОЕг (колонии образующие единицы на грамм)) и была в 3 раза ниже, чем в контрольной группе (130,0±13,4 КОЕг). На 3 сутки обсемененность соустий в опытной группе была в 8,5 раз ниже, чем в контрольной группе (10,0±3,8 и 85,0±7,1 КОЕг соответственно, р<0,001). Содержание микроорганизмов в просвете кишечника - 144,3±19,1 КОЕг. Таким образом, количественная обсемененность опытных анастомозов, укрепленных биополимером, в 1-е, 3-и сутки значительно ниже, чем в контрольных соустьях. Качественный состав микрофлоры высеянной с поверхности опытных и контрольных анастомозов был следующим: в 6 сериях получены комбинации E. coli, St. aureus, а также Str. viridans, Str. epidermitis, Citrobacter, Pr. mirabius, а в 9 сериях E. coli, St. aureus.

Рис. 1. Воспалительная реакция зоны шовного материала тонкой кишки через 7 дней после операции животных опытной группы без перитонита. Окраска гематоксилин-эозином. Микрофото. Ок. 10, об. 40.

Рис. 2. Классическая воспалительная реакция стенок тонкой и толстой кишки, лавинообразное накопление нейтрофильных лейкоцитов на различной стадии разрушения, а также макрофагальных клеток зоны операции первой и во второй серии экспериментов (контрольные группы) через 7 дней после эксперимента. Окраска гематоксилин-эозином. Микрофото. Ок. 10, об. 20.

      Изучение особенностей заживления тонко и толстокишечного анастомозов в опыте на крысах в условиях экспериментального перитонита и без, позволило выявить эффект стимуляции биоэксплантата репаративных процессов в стенке кишки. Биоэксплантат способствовал более быстрой регенерации кишечной стенки по сравнению с контрольными анастомозами, где его не было. При этом к 7 суткам (рис. 1, 2) у опытной группы без перитонита наблюдаем умеренную воспалительную реакцию, активный синтез межклеточного вещества, частичную эпителизацию дефекта слизистой оболочки, а регенерация железистого аппарата в слизистой оболочке наблюдалась к 13-14 суткам. У животных из контрольной группы без перитонита, неполное заживление шва со стороны слизистой оболочки в виде однослойной эпителиальной выстилки наблюдали в среднем к 14 суткам. Также на протяжении всего эксперимента наблюдали множественные спайки в брюшной полости. В опытной группе без перитонита, выявлено менее выраженная воспалительная инфильтрация, ранняя активация фибробластической реакции, начинающаяся с 5-х суток и завершающаяся формированием нежного соединительнотканного рубца к 13-30 суткам после операции.

      В случаях укрепления анастомоза биоэксплантатом воспалительная реакция вокруг шовного материала в ранние сроки была выражена меньше, чем у животных из контрольной группы, что проявлялось слабой лейкоцитарной инфильтрацией из полиморфноядерных лейкоцитов, на 7-е сутки эксперимента. Реакция на шовный материал в укрепленном биоэксплантатом кишечном шве имела характер асептического воспаления и не приводила к абсцедированию вокруг лигатур.

Рис. 3. Умеренная воспалительная реакция собственного слоя слизистой оболочки тонкой кишки через 7 суток после операции опытной группы с перитонитом. Окраска гематоксилин-эозином. Микрофото. Ок. 10, об. 40.

      У контрольной группы с перитонитом на 7-е сутки наблюдается выраженная воспалительная реакция: определяется большое количество клеток макрофагальной системы, выраженная воспалительная реакция вокруг шовного материала, а в основной группе с перитонитом воспалительная реакция менее выражена (рис. 3), определяются взаимосвязанные процессы регенерации. К 14 суткам в контрольной группе с перитонитом сохраняется выраженная воспалительная реакция всех трех оболочек, четкого различия между криптами и ворсинками тонкой кишки определить не возможно, тогда как у толстой кишки крипты имеют широкий просвет, но слизистая оболочка полностью покрыта однослойным цилиндрическим эпителием в сочетании с комплексом бакаловидных клеток. Образование грануляционной ткани с содержанием различных клеточных элементов приводит к образованию большого количества коллагеновых волокон, что указывает на формирование грубой рубцовой структуры. На 14-е сутки в опытной группе с перитонитом в зоне расположения рыхлой соединительной ткани, а также между мышечной и серозной оболочками, располагаются лимфоидные клетки, в меньшем количестве по сравнению с контрольной группой (рис. 4).

Рис. 4. Лимфоидные клетки в ворсинках тонкой кишки через 14 дней после операции опытной группы с перитонитом. Окраска гематоксилин-эозином. Микрофото. Ок. 10, об. 40.

      На 30-е сутки в группе сравнения с перитонитом наблюдаются остаточные признаки мощного воспалительного  процесса, о чем указывает наличие в зоне анастомоза  значительного количества иммунокомпетентных клеток, в опытной группе процессы регенерации к этому сроку завершены.

      У первой опытной группы, с наложением на рану кишечника биоэксплантата, все стадии воспалительного процесса и репарации различных тканей протекали традиционно и без формирования выраженного воспалительного процесса и образования спаек. У второй подгруппы с перитонитом, зона операции характеризовалась выраженными воспалительными процессами и замедлением процессов регенерации, хотя и не отмечалось спаек пищеварительной трубки.

      Сравнительная оценка воздействия биополимера на швы анастомозов в условиях перитонита и без него, показала косвенное преимущество методики дополнительного укрепления шва анастомоза биоэксплантатом. Были проанализированы исходы, осложнения в виде несостоятельности швов, а также сроки заживления.

      Опытная группа с перитонитом и без, составила 80 крыс (67,7%), а группа сравнения 40 (33,3%) крыс. В группе сравнения без перитонита умерла 1 (8,3%) крыса, на 12-е сутки, при вскрытии швы состоятельны, грубые рубцовые изменения, непроходимость тонкого кишечника, а в основной группе без перитонита летальных исходов не было. В основной группе с перитонитом несостоятельность возникла у 3 (9,9%) крыс, в группе сравнения несостоятельность швов возникла у 5 (41,5%) крыс, из них, в тонкой кишке - 2 (16,6%), в толстой - 3 (24,9%).

      Умерших животных вскрывали для визуального контроля анастомоза и выяснения причин летального исхода, гистологическое исследование не проводилось. Более острое заживление в послеоперационном периоде наблюдалось у основной группы 12,3±1,8 день, тогда как у контрольной группы заживление отмечалось на 16,8±1,3 день. Это можно также связать со стимулирующим воздействием биополимера на регенерацию в подлежащей ткани.

 

Выводы

1. Экспериментально установлено, что аппликации биоэксплантата на основе модифицированной гиалуроновой кислоты с 5-аминосалициловой кислотой (ГК с 5-АСК) на линию шва сохраняет свои свойства в агрессивных условиях перитонита, повышая биологическую герметичность соустья.

2. Применение биоэксплантата способствует снижению микробной обсемененности в зоне соустья с 130,0±13,4 КОЕг до 45,0±12,7 КОЕг через сутки, и с 85,0±7,1 КОЕг до 10,0±3,8 КОЕг через трое суток после операции.

3. Морфологические исследования зоны кишечных анастомозов в динамике показали, что применение биоэксплантата улучшает регенераторные процессы в зоне соустий, не вызывает деструктивных изменений в мезотелии серозной оболочки, и во всех остальных тканевых структурах кишечника, способствует изоляции операционной зоны от других органов, снижая риск развития спаечного процесса, даже в условиях перитонита.

 

Литература

1. Воробьев Г.И., Минц Я.В., Веселое В.В., Мушникова В.Н. Комплексная оценка заживления кишечных анастомозов в раннем послеоперационном периоде // Хирургия. - 1989. - № 2. - С. 47-51.

2. Кирпатовский И.Д. Кишечный шов и его теоретические основы. М.: "Медицина", 1964. - 174 с.

3. Кулачек Ф.Г. Методы восстановления кишечной непрерывности в условиях перитонита // Харьков, 1987. - 123 с.

4. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Москва: "Торсинг", 2000.- Т. 2. - 590 с.                                                                                                

5. Нартайлаков М.А. Клинико-экспериментальное обоснование целесообразности применения шовно-клеевого способа в хирургии кишечника: Дис. канд. мед. наук. - Казань, 1989. - 94 с.

6. Нигматуллин Р.Т., Гафаров В. Г., Галимова В.У. и др. Тендопластика с использованием аллогенных биоматериалов: технология регенеративной хирургии. Уфа: Здравоохранение Башкортостана, 2005. - 51 с.

7. Петров В.И., Луцевич О.Э. Способы защиты кишечного анастомоза (обзор литературы) // Хирургия. 1983. - № 3. - С. 116-119.

8. Хоробрых Т.В., Соловьев Г.М., Антонов А.Н.и др. Опыт использования фибринового клея для укрепления линии швов кишечных анастомозов «высокого риска». Гастроэнтерология (Ст-Петербург). - 2002. - № 2-3. - 139 с.

9. Zurthy B.V. Intestinal pseudo-obstructions associated with oral morphine // Eur. J. Anaesthesiol. - 1998. - № 15. - P. 370-371.

 

©, Коллектив авторов, 2011. e-mail: aidrash@yandex.ru.

Метки и направления этого материала:

Свойства публикации:

  • Дата поступления: 2011-11-20 23:29:00
  • Дата публикации: 2011-12-03 23:29:00
  • 2011. Том 2 (№ 2).