клиническая и морфологическая оценка синтетических

КЛИНИЧЕСКАЯ И МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИНТЕТИЧЕСКИХ
ЭНДОПРОТЕЗОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ГЕРНИОПЛАСТИКИ
Белоконев В.И., Волова Л.Т., Пономарева Ю.В., Гуляев М.Г.
ГБОУ ВПО Самарский государственный медицинский университет Минздрава России
Институт экспериментальной медицины и биотехнологий
Актуальность. При лечении больного с послеоперационной грыжей независимо от
ее локализации и размеров и других определяющих параметров, необходимо уже на этапе
оперативного реконструктивно-восстановительного пособия соблюсти функциональные
подходы, позволяющие создать оптимальные условия для регенерации тканей.
Цель – провести комплексный клинико-морфологический анализ причин рецидивов
послеоперационной вентральной грыжи у больных с позиций регенераторной медицины.
Материалы и методы. За период с 2000 по 2013 годы было оперировано 999
пациентов с грыжами различной локализации, которым выполнена протезирующая
герниопластика с использованием синтетический полипропиленовых протезов различных
фирм производителей. По поводу послеоперационной вентральной грыжи оперировано
384 пациента, рецидив заболевания развился у 23(5,98%); паховой грыжи – 533, рецидив
возник у 26(4,87%); пупочной грыжи - 28, рецидив - у 3(10,7%); передне - боковой и
боковой – 54, рецидив – у 3(5,6%). От общего числа больных (999) рецидивы возникли у
55(5,5%) пациентов, у которых во время повторной операции отмечали топографо анатомические особенности рецидива, выясняли связь с техникой выполнения
предшествующей операции, забирали материал из зоны развившегося рецидива (минимум
из 6 участков) с последующим помещением их в 10% нейтральный раствор формалина.
После обезвоживания его заливали в парафин и изготавливали серийные срезы толщиной
5-6 мкм (Sakura Accu-Cut SRM200, Япония). Окраску проводили гематоксилином и
эозином, пикрофуксином по Ван Гизон, крезиловым фиолетовым.
Анализ и фотосъемку полученных препаратов производили с помощью
аппаратурного комплекса «Видеотест» с программным обеспечением «Морфология 5.2»
(ООО «Видеотест», Санкт-Петербург, Россия).
Результаты и их обсуждение
При микроскопической оценке фрагментов тканей больных с ранним рецидивом,
волокна синтетических полипропиленовых эндопротезов, при визуализации их при
помощи светового микроскопа, не претерпевали каких-либо видимых изменений. Волокна
оставались гладкими, при этом средний их диаметр, определенный на поперечных срезах
полностью соответствовал исходному, указанному фирмой–производителем.
Граница волокно – ткань была представлена скоплением макрофагов, гигантских
клеток инородных тел с количеством ядер от 8 – 28, визуализируемых в одной плоскости
гистологического среза и лишена волокнистых структур. Сформировавайшийся таким
образом люфт составлял 78,8+19,3 мкм. Несколько к периферии от волокон эндопротеза
хорошо прослеживали муфты, представленные соединительной тканью, с циркулярноориентированными коллагеновыми волокнами с тенденцией к фиброзу с редуцированным
сосудистым компонентом, с признаками нарушения гемодинамики (сладжи и стазы).
Диффузная лимфоцитарная инфильтрация соединительно-тканных муфт разной степени
выраженности визуализировали во всех случаях.
От циркулярных муфт к периферии регенерата гетерогенность грануляционной
ткани сохранялась за счет преобладания клеточного компонента в виде активированных
фибробластов на фоне имеющихся признаков воспаления и нарушений гемодинамики полнокровия венозных сосудов, в просвете которых присутствовали свертки крови. В
некоторых полях зрения определяли периваскулярные кровоизлияния. Периваскулярно
были выявлены единичные дегранулированные тучные клетки, роль которых вероятно
определялась стимулированием ими коллагенолиза и фагоцитоза в зоне регенерата.
Морфологическая картина у больных с поздними рецидивами послеоперационных
вентральных грыж свидетельствовала о продолжающемся хроническом асептическом
воспалении в зоне имплантации с признаками патологической перестройки имеющегося
регенерата.
Соединительная ткань, расположенная непосредственно вокруг волокон сохраняла
гетерогенность, наблюдали превалирование фиброзного компонента. Макрофагальный
инфильтрат был сохранен, однако выражен в меньшей степени. Зона первого контакта
волокно-ткань была по-прежнему представлена гигантскими клетками инородных тел с
количеством ядер до 50. Из-за отсутствия здесь волокнистого компонента имело место
нарастание люфта до 425+20,1. Лимфоцитарная инфильтрация была практически не
выражена. Непосредственно в зоне рецидива нередкой находкой были зоны разрыва
коллагеновых волокон, заполненных рыхлой неоформленной соединительной тканью.
Выводы
1.На основе проведенного морфологического анализа установлено, каким бы ни был
имплантированный небиодеградируемый материал, вокруг него образуется уникальная
зона, внутренняя часть которой состоит из ряда макрофагов и гигантских клеток
инородных тел, а наружная – из активных фибробластов, продуцирующих компоненты
межклеточного матрикса.
2.Биосовместимость примененных синтетических материалов определяется
интенсивностью развивающейся реакции вокруг имплантата и выраженностью
воспалительного ответа. Однако с течением времени такие реакции вызывают люфт
эндопротеза, что на фоне выраженного фиброза приводит к развитию рецидива грыжи.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ РЕГЕНЕРАЦИИ В ТКАНЯХ ПЕРЕДНЕЙ
БРЮШНОЙ СТЕНКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИНТЕТИЧЕСКИХ
ЭНДОПРОТЕЗОВ
Волова Л.Т., Белоконев В.И., Пономарева Ю.В., Сарбаева Н.Н.
ГБОУ ВПО Самарский государственный медицинский университет Минздрава России
Институт экспериментальной медицины и биотехнологий
Актуальность. Имплантация различных синтетических средств медицинского
назначения в ткани человека индуцирует реакции, от направленности и выраженности
которых зависит исход лечения таких больных. Установлено, что диализные мембраны,
катетеры, протезы, клапаны и различные имплантированные устройства способны
вызывать миграцию, адгезию, активацию, пролиферацию клеток, последовательно
участвующих в фазах воспаления и регенерации.
Практически повсеместное внедрение в хирургическую практику ненатяжных
способов лечения больных с послеоперационными вентральными грыжами с
применением синтетических эндопротезов привело к необходимости изучения
особенностей регенераторных процессов, протекающих в тканях после имплантации.
На данный момент практически единственным методом контроля, экспертизы и
изучения биологических реакций на изделия медицинского назначения (эндопротезы)
являются экспериментальные исследования на животных. Однако согласно принципам
«трех R» (Russel W.M.S, Burch R.L., 1959) наиболее информативными и чувствительными
методами стали исследования на культурах клеток.
Цель – оценить реакцию макрофагов и культуры фибробластов на синтетические
эндопротезы, применяемых для герниопластики
Материалы и методы. Проведено тестирование образцов синтетических
эндопротезов Optomesh (АО «Трикомед», Польша), титановый шелк (ООО НПФ «Темп»,
Россия).
Образцы тестировали на культуре клеток дермальных фибробластов 4 – 8 пассажей
и макрофагах, полученных после имплантации эндопротезов в брюшную полость крыс.
На культуре фибробластов проводили оценку цитотоксического эффекта, показателей
пролиферации. В культуральной среде измеряли активность лактатдегидрогеназы,
оксипролин и фибронектин.
В полученных макрофагах выявляли активность миелопероксидазы, проводили
НСТ-тест.
Результаты и их обсуждение
Синтетический материал «Optomesh» не способствовал адгезии фибробластов к его
волокнам, замедлял рост клеток в культуре по данным морфометрии, без повреждающего
действия на них. ЛДГ культуры в присутствии эндопротеза была снижена в 1,7 раз.
Синтез фибронектина в культуре, содержащей сетку, повышен.
НСТ-тест в макрофагах – положительный, выявлены признаки высокой активности.
Число клеток, содержащих гранулы диформазана, варьировало от 34 до 70%. Активность
миелопероксидазы выявлена в 10-70% макрофагов. Обнаружены клетки с высокой
активностью, в которых гранулы продукта реакции занимали большую часть цитоплазмы.
Образцы «Титанового шелка» способствовали активной адгезии клеток на волокна,
не оказывали повреждающего действия на фибробласты, способствовали резкому
усилению синтетической функции клеток. Выявлены признаки жировой дистрофии
клеток, не характерной для фибробластов.
НСТ-тест в гранулоцитах отрицательный. В некоторых макрофагах (14%) были
видны единичные пылевидные гранулы диформазана. Активность миелопероксидазы
обнаруживали у 12-14% макрофагов.
Выводы
1. Сравнение титановых и полипропиленовых образцов протезов показало, что
последние в значительно большей степени активируют мигрирующие к ним макрофаги:
число клеток, демонстрирующих продукцию О2.- и обладающих миелопероксизазной
активностью значительно выше, а выраженность реакций сильнее после снятия их с
полипропилена, чем с титана.
2.Респираторный взрыв в макрофагах, возникающий при их контакте с
полипропиленом, запускает выраженную воспалительную реакцию. Учитывая, что
макрофаги синтезируют ростовые и ангиогенные факторы, усиливающие пролиферацию
фибробластов и направляющие ангиогенез, то направленность процессов регенерации при
применении тестируемых материалов будут различной, что подтверждается результатами
их клинического применения.