Одной из частых проблем в хирургии являются вентральные грыжи, которые возникают в слабых участках передней брюшной стенки или развиваются на месте рубца после предыдущего оперативного вмешательства. Устойчивость соединительной ткани к растяжению определяется белковым составом внеклеточного матрикса, в частности соотношением коллагена I и III типов. Преобладание коллагена III типа определяет образование менее прочных коллагеновых волокон, которые менее стабильны к растяжению. Тем самым дисбаланс между коллагеном I и III типов приводит к появлению первичных или рецидивирующих грыж передней брюшной стенки [1, 2].
В Российской Федерации в 2021 году было выполнено 28819 хирургических вмешательств по поводу послеоперационной вентральной грыжи (ПОВГ), из них в 14,08% случаев проводили герниопластику местными тканями, в 79,40% – с применением сетчатых герниоимплантатов и в 6,52% случаев выполняли эндоскопическую герниопластику [3].
Одной из наиболее распространенных операций при ПОВГ является ненатяжная герниопластика с использованием полипропиленовых герниоимплантатов, что способствует укреплению ослабленных и поврежденных тканей и одновременно уменьшает риск рецидива [4, 5]. Однако определенные особенности процесса репарации имплантированного герниоимплантата могут способствовать плохой интеграции с окружающими тканями, что может отразиться на прочности формируемой соединительной ткани, а также привести к осложнениям: инфицированию герниоимплантата, спайкам, рецидиву и послеоперационной боли [6, 7, 8]. В связи с этим следует уделять внимание герниоимплантатам с покрытием, стимулирующим синтез коллагена, что позволит достичь адекватной биосовместимости и удовлетворительных результатов при герниопластике [9, 10].
Цель работы – оценить реакцию тканей на имплантируемые полипропиленовые герниоимплантаты с коллагенстимулирующим покрытием и без покрытия.
Материалы и методы исследования
Экспериментальное исследование проводили на базе лаборатории экспериментальной хирургии и онкологии ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава России при одобрении регионального этического комитета (пр. № 3 от 12.03.2019 г.) на 75 крысах линии Вистар. Животных распределили на 3 группы с учетом используемых герниоимплантатов с различными покрытиями при эндопротезировании передней брюшной стенки методом onlay. В первой контрольной группе использовали сетчатый полипропиленовый герниоимплантат без покрытия. Во второй группе применяли полипропиленовый герниоимплантат с рутиновым покрытием. В третьей группе эксперимента выполняли эндопротезирование полипропиленовым герниоимплантатом с покрытием рутин + аскорбиновая кислота. На 7-е, 30-е, 90-е сутки изготовленные гистологические срезы биоматериала лабораторных животных после окрашивания гематоксилином и эозином по методу Ван Гизона и Маллори изучали при помощи световой микроскопии на микроскопе Levenhuk C320 (страна-изготовитель КНР) при увеличении ×200.
Статистический анализ проводили с использованием Microsoft Excel и Statistica 10: рассчитывали медиану, 25-й и 75-й перцентили. Достоверность оценивали с применением критерия Краскела–Уоллиса. Различия считали статистически значимыми при p≤0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
При исследовании образцов, полученных в первой группе, на 7-е сутки наблюдался выраженный интерстициальный отек вокруг герниоимплантата. В перипротезной зоне непосредственной близости к нитям герниоимплантата определялись отложение нитей фибрина, высокая клеточная плотность, среди которых превалировали клеточные элементы воспалительного ряда – лимфоциты, нейтрофилы, моноциты (рис. 1А).
На 30-е сутки выявили наличие сформированной неоднородной соединительнотканной перипротезной капсулы, которую образовывали коллагеновые волокна высокой степени зрелости. В поле зрения определялись не только клетки фибробластического ряда, но и лимфоциты, макрофаги, тучные клетки и гигантские многоядерные клетки (ГМК) (рис. 1Б).
На 90-е сутки сформированная перипротезная капсула состояла из зрелых коллагеновых волокон, расположенных в наружном волокнистом слое плотно и компактно по отношению друг к другу (рис. 1В). Но при этом визуализировалось значительное разрастание белой жировой ткани в перипротезной области. На данном сроке в срезах присутствовало большое количество ГМК, тучных клеток в стадии дегрануляции.
Рис. 1. Микроснимок зоны имплантации полипропиленового герниоимплантата в области передней брюшной стенки на 7-е (А), 30-е (Б) и 90-е (В) сутки.
Окраска по методу Ван Гизона (А, Б, В). Ув. х 200
Во второй группе эксперимента на 7-е сутки наблюдались яркие признаки интерстициального отека и высокая плотность клеток вокруг герниоимплантата в окружающих тканях. Следует также отметить, что на данном сроке непосредственно на волокнах герниоимплантата визуализировались единичные гигантские клетки инородных тел и большое количество фибробластов (рис. 2А).
На 30-е сутки эксперимента вокруг имплантированного герниоимплантата наблюдалась полноценно сформированная двухслойная перипротезная капсула, образованная зрелыми коллагеновыми волокнами. Наружный ее слой не имел выраженной границы с соединительной тканью органов, окружавших герниоимплантат. Во внутреннем слое преобладали клетки фибробластического дифферона и тучные клетки в стадии грануляции. ГКИТ большие, высокой функциональной активности, локализовались как на нитях, так и между ними (рис. 2Б).
На 90-е сутки завершилось ремоделирование, капсула прочная и хорошо структурирована. Плотность клеток низкая, но ГКИТ продолжали сохраняться в большом количестве, что говорит о постоянном ремоделировании окружающих тканей (рис. 2В).
Рис. 2. Микроснимок зоны имплантации полипропиленового герниоимплантата с рутиновым покрытием в области передней брюшной стенки на 7-е (А), 30-е (Б) и 90-е сутки (В).
Окраска Г+Э (А, В), по методу Ван Гизона (Б). Ув. х 200
При исследовании образца третьей группы на 7-е сутки эксперимента в окружающих тканях визуализировался выраженный интерстициальный отек вокруг имплантированного герниоимплантата, при этом в непосредственной близости от нитей протеза отчетливо просматривались нити фибрина (рис. 3А). Также в поле зрения преобладают клетки воспалительного ряда.
На 30-е сутки выявилось полное покрытие герниоимплантата соединительнотканной капсулой, которая имеет разную толщину и структурную организацию на фоне хорошо выраженной послойности в своем строении. Степень ее большей выраженности и упорядоченности волокон наблюдалась на стороне, обращенной к коже, где она была представлена зрелыми, плотно расположенными параллельно друг другу коллагеновыми волокнами (рис. 3Б). Непосредственно на нитях герниоимплантата локализовались ГМК небольших размеров.
На 90-е сутки определялись максимальная толщина и степень зрелости соединительнотканной капсулы с четко выраженным послойным строением и минимальной деформацией. Между нитями герниоимплантата наблюдалась высокая плотность клеток: фибробласты, фиброциты, лимфоциты и отдельные ГМК небольшого размера (рис. 3В).
Рис. 3. Микроснимок зоны имплантации полипропиленового герниоимплантата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота в области передней брюшной стенки на 7-е (А), 30-е (Б) и 90-е (В) сутки. Окраска Г+Э (А), по методу Ван Гизона (Б, В). Ув. х 200
При анализе данных, представленных в таблице 1, на 7-е сутки в зоне имплантации полипропиленового герниоимпланата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота наблюдалось достоверное (p
0,05) увеличение скорости пролиферации клеток фибробластического ряда при сравнении с герниоимплантатами без покрытия и с рутиновым покрытием. В свою очередь, имелось статистически достоверное (p≤0,05) увеличение уровня нейтрофилов в группах герниоимплантатов с рутиновым покрытием и покрытием рутин + аксорбиновая кислота по сравнению с полипропиленовым герниоимплантатом без покрытия (контрольная группа). Кроме того, на 7-е сутки в группе полипропиленового герниоимпланата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота уровень лимфоцитов был достоверно ниже, чем в контрольной группе и группе пропиленового герниоимплантата с рутиновым покрытием.
Таблица 1
Количественный состав клеток на 7-сутки в зоне имплантируемых герниоимплантатов, Ме (25; 75)
|
Клетки |
Полипропиленовый герниоимплантат (контрольная группа) |
Полипропиленовый герниоимплантат с рутиновым покрытием |
Полипропиленовый герниоимплантат с покрытием рутин + аскорбиновая кислота |
|
Фибробласты, % |
35 (33; 37) |
31 (30; 33) |
53 (51; 54)*@ |
|
Фиброциты, % |
20 (18; 21) |
19 (17; 21) |
11 (9; 12)*@ |
|
Лимфоциты, % |
14 (12; 16) |
19 (17; 20) |
10 (8; 11)*@ |
|
Макрофаги, % |
3 (2; 5) |
5 (4; 6)* |
1 (0; 2)@ |
|
Нейтрофилы, % |
4 (2; 5) |
8 (6; 10)* |
8 (6; 9)* |
Примечание: *p≤0,05 – при сравнении контрольной группы с группами полипропиленовых герниоимплантатов с рутиновым покрытием и покрытием рутин + аскорбиновая кислота, @p ≤0,05 при сравнении групп полипропиленовых герниоимплантатов с рутиновым покрытием и покрытием рутин + аскорбиновая кислота
Согласно данным, указанным в таблице 2, на 30-е сутки отмечается достоверное (p≤0,05) снижение количества фиброцитов в группе полипропиленового герниоимплантата с рутиновым покрытием по сравнению с контрольной группой и группой с покрытием рутин + аксорбиновая кислота. Уровень лимфоцитов в группе полипропиленового имплантата с рутиновым покрытием и с покрытием рутин + аскорбиновая кислота был достоверно (p≤0,05) выше, чем в группе полипропиленового герниоимплантата без покрытия. Статистически значимое (p≤0,05) снижение уровня макрофагов наблюдалось в группе полипропиленового герниоимплантата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота в сравнении с контрольной группой и группой полипропиленового герниоимплантата с рутиновым покрытием. Однако на 30-е сутки количество нейтрофилов было статистически значимо выше в группе полипропиленового герниоимплантата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота относительно групп контроля и герниоимплантата с рутиновым покрытием.
Таблица 2
Количественный состав клеток на 30-сутки в зоне имплантируемых герниоимплантатов, Ме (25; 75)
|
Клетки |
Полипропиленовый герниоимплантат (контроль) |
Полипропиленовый герниоимплантат с рутиновым покрытием |
Полипропиленовый герниоимплантат с покрытием рутин + аскорбиновая кислота |
|
Фибробласты, % |
33 (32; 34) |
32 (30; 34) |
31 (29; 33) |
|
Фиброциты, % |
41 (40; 42) |
31 (29; 33)* |
41 (39; 42)@ |
|
Лимфоциты, % |
8 (7; 9) |
13 (11; 15)* |
12 (10; 13)* |
|
Макрофаги, % |
8 (6; 9) |
7 (4; 8) |
3 (2; 4)*@ |
|
Нейтрофилы, % |
1 (0; 2) |
2 (1; 3) |
5 (3; 6)* |
Примечание: *p≤0,05 – при сравнении контрольной группы с группами полипропиленовых герниоимплантатов с рутиновым покрытием и покрытием рутин + аскорбиновая кислота, @p≤0,05 при сравнении групп полипропиленовых герниоимплантатов с рутиновым покрытием и покрытием рутин + аскорбиновая кислота
Исследование количества клеток вокруг герниоимплантатов на 90-е сутки (табл. 3) показало, что уровень фибробластов в группе герниоимплантата с рутиновым покрытием был достоверно (p≤0,05) выше, чем в группах контроля и герниоимплантата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота. Однако при этом наблюдалось статистически значимое (p≤0,05) снижение количества фиброцитов в группе с рутиновым покрытием имплантата по сравнению с контрольной группой и группой полипропиленового герниоимплантата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота. В свою очередь, группа герниоимплантата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота на 90-е сутки показала сниженный уровень (p<0,05) лимфоцитов относительно групп герниоимплантата без покрытия и с покрытием рутином.
Таблица 3
Количественный состав клеток на 90-сутки в зоне имплантируемых герниоимплантатов, Ме (25; 75)
|
Клетки |
Полипропиленовый герниоимплантат (контроль) |
Полипропиленовый герниоимплантат с рутиновым покрытием |
Полипропиленовый герниоимплантат с покрытием рутин + аскорбиновая кислота |
|
Фибробласты, % |
21 (21; 22) |
39 (38; 40)* |
26 (24; 27)*@ |
|
Фиброциты, % |
63 (61; 64) |
46 (44; 47)* |
62 (60; 63)@ |
|
Лимфоциты, % |
7 (5; 8) |
7 (5; 8) |
3 (1; 4)*@ |
|
Макрофаги, % |
5 (3; 6) |
4 (2; 5) |
3 (1; 4) |
|
Нейтрофилы, % |
0 (0; 1) |
0 (0; 1) |
0 (0; 2) |
*p≤0,05 – при сравнении контрольной группы с группами полипропиленовых герниоимплантатов с рутиновым покрытием и покрытием рутин + аскорбиновая кислота, @p≤0,05 при сравнении групп полипропиленовых герниоимплантатов с рутиновым покрытием и покрытием рутин + аскорбиновая кислота
Заключение
В результате гистологического исследования тканевой реакции использование герниоимплантата с покрытием рутин + аскорбиновая кислота выявило лучшее интегрирование с окружающими тканями, что выражалось в оптимальном формировании плотной соединительнотканной капсулы за счет раннего преобладания клеток фибробластического ряда, которые способствовали стимуляции синтеза коллагена. Применение полипропиленового герниоимплантата с рутиновым покрытием и без него вызывает равную степень реактивности тканей.