Разработка и оценка эффективности биосинтетического трансплантата для герниопластики

Актуальность темы

.

Проблема хирургического лечения послеоперационных вентральных грыж остается актуальной до настоящего времени. Частота их возникновения после лапаротомий достигает по данным разных авторов 4,0 — 18,1% (4, 140), а после ургентных операций — от 18,1% до 58,7% (47,55).

Послеоперационные вентральные грыжи уже занимают второе место после паховых грыж, составляя 20−22% от общего числа грыж (27). Результаты хирургического лечения послеоперационных вентральных грыж остаются неудовлетворительными из-за высокой частоты рецидивов, достигающих 10 — 45,5% (77, 85), а по данным некоторых авторов до 60 — 64% (91, 130).

Неудовлетворенность результатами лечения послеоперационных вентральных грыж способствовала росту огромного количества исследований, посвященных как изучению патогенеза послеоперационных вентральных грыж и путей их профилактики, так и разработке более совершенных методов оперативного вмешательства, позволяющих улучшить результаты лечения и снизить процент осложнений.

Несмотря на полученные некоторыми авторами положительные результаты лечения послеоперационных вентральных грыж пластикой местными тканями с применением оригинальных методик, данные большинства исследований приводят к выводу о необходимости использования при лечении гигантских послеоперационных вентральных грыж дополнительных синтетических или биологических материалов.

В последнем случае актуальной становится проблема поиска оптимального пластического материала, отвечающего требованиям идеального протеза (115, 150). Размеры грыжевого мешка и грыжевых ворот и предполагаемый в связи с этим высокий процент послеоперационных раневых осложнений и рецидивов вследствие несостоятельности вновь формируемой ткани ограничивают применение синтетического или биологического материала в отдельности при лечении гигантских послеоперационных вентральных грыж.

Предложение использовать в качестве пластического материала трансплантатов композитной природы сделано в расчете на то, что биологические материалы стимулируют местные и общие регенераторные процессы, что создает благоприятные условия для ускорения сроков вживления синтетических сетчатых материалов и формирования более полноценных в функциональном отношении регенераторных тканей (3), а также позволяет избежать ряда осложнений, характерных для применения синтетических материалов (59, 93).

Наличие в настоящее время большого количества синтетических эксплантатов и биологических материалов, в том числе, так называемых, стимуляторов регенерации, открывает широкие возможности для поиска оптимального их сочетания и создания нового биосинтетического материала.

Цель работы Разработка технологии создания нового биосинтетического трансплантата для улучшения результатов хирургического лечения послеоперационных вентральных грыж.

Задачи исследования Разработать методику нанесения эмбриональных фибробластов на полипропиленовую сетку.

Разработать оптимальные состав и соотношение компонентов биологического покрытия, обеспечивающие наиболее благоприятные условия для его вживления и функционирования.

Изучить в экспериментальных условиях эффективность использования оригинального биосинтетического трансплантата при пластике дефектов передней брюшной стенки.

Изучить механизм участия фибробластов (эмбриональных и собственных) в процессе вживления биосинтетического трансплантата.

Научная новизна Предложено использование культуры эмбриональных фибробластов в качестве основной составляющей биологического покрытия биосинтетического трансплантата для пластики дефектов передней брюшной стенки.

• Впервые установлена оптимальная для жизнедеятельности клеток концентрация вводимых в коллагеновый гель эмбриональных фибробластов и разработана методика его нанесения на полипропиленовую сетку.

• В экспериментах на животных показано, что созданные биосинтетические трансплантаты, используемые для закрытия дефектов передней брюшной стенки, обладают значительно лучшей вживляемостью по сравнению со стандартными протезами и позволяют получить более полноценную в функциональном отношении регенераторную ткань, близкую по строению к собственным тканям организма.

• Доказано, что входящие в качестве основного компонента биологического покрытия трансплантата эмбриональные фибробласты помимо стимулирующего действия на процессы формирования новой регенераторной ткани стимулируют местные репаративные процессы организма путем активации роста и активности собственных фибробластов организма.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование культуры эмбриональных фибробластов для создания биологического покрытия биосинтетического трансплантата позволяет ускорить вживляемость последнего и обеспечивает формирование более функционально полноценной регенераторной ткани.

2. Технология создания композитных трансплантатов на синтетической основе предусматривает предварительную подготовку их поверхности. Наилучшие результаты для обеспечения активной жизнедеятельности культуры фибробластов достигаются путем нанесения на сетку коллагенового геля.

3. Разработанная методика нанесения культуры эмбриональных фибробластов на синтетическую сетку позволяет создать оптимальные условия для функционирования биологического покрытия.

4. Использование разработанного биосинтетического трансплантата позволяет в эксперименте добиться снижения активности воспалительной реакции вокруг протеза, что предотвращает развитие рубцово-спаечных осложнений и деформацию протеза.

5. Эмбриональные фибробласты помимо непосредственного участия в формировании новой регенераторной ткани стимулируют рост и активность собственных фибробластов организма.

Практическое значение результатов исследования.

Разработан оригинальный, доступный по стоимости и временным затратам биосинтетический трансплантат для пластики дефектов передней брюшной стенки, технология создания которого включает несколько этапов:

1 — выделение и культивирование эмбриональных аллофибробластов;

2 — внесение культуры эмбриональных фибробластов в коллагеновый гель;

3 — нанесение биологического покрытия на синтетическую сетку.

В экспериментах на животных доказаны преимущества использования биосинтетических трансплантатов для закрытия дефектов передней брюшной стенки. Данные трансплантаты продемонстрировали значительно лучшую вживляемость по сравнению со стандартными сетками, что позволило резко снизить частоту раневых осложнений, минимизировать рубцово-спаечные изменения вокруг протеза и. избежать деформации и сморщивания последнего.

Апробация и внедрение результатов исследования Основные положения диссертации доложены на заседаниях кафедры факультетской хирургии совместно с проблемной комиссией «Абдоминальная хирургия и проктология» СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова (2004, 2005 гг.), а также на VI международной научно-практической конференции «Санкт-Петербургские научные чтения» (Санкт-Петербург, 2004).

Основные материалы исследования включены в лекционный курс и программу практических занятий кафедры факультетской хирургии СПбГМУ им: акад. И. П. Павлова для студентов IV курса, врачей-интернов и клинических ординаторов.

Объем и структура диссертации Материалы диссертации представлены на 162 страницах. Она состоит из введения, обзора литературы, трех глав, обобщающих Выводы.

1. Использование культуры эмбриональных фибробластов в технологии создания оригинального биосинтетического трансплантата способствует формированию в зоне пластики функционально полноценной грануляционной ткани и сокращает сроки вживления трансплантата.

2. Эмбриональные фибробласты в составе биологического покрытия биосинтетического трансплантата предотвращают развитие грубого рубцово-спаечного процесса в перипротезной зоне и в брюшной полости.

3. Выявленное достоверное увеличение количества сосудов и фибробластов при снижении числа лимфоцитов является структурной основой для сокращения сроков вживления трансплантата.

4. Разработанная методика нанесения эмбриональных фибробластов на синтетическую сетку, включающая внесение эмбриональных фибробластов в коллагеновый гель в оптимальных концентрациях, создает наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности клеточной культуры.

5. Использование созданного биосинтетического трансплантата позволяет минимизировать развитие раневых осложнений, а также избежать формирования рецидивных парапротезных грыж, ввиду отсутствия деформации и сморщивания трансплантата.

Практические рекомендации.

1. Разработанный биосинтетический трансплантат, характеризующийся хорошей вживляемостью и способствующий формированию функционально полноценной регенераторной ткани, рекомендуется использовать при пластике обширных дефектов передней брюшной стенки.

2. Отсутствие грубого рубцово-спаечного процесса в перипротезной зоне и в брюшной полости в процессе вживления биосинтетического трансплантата позволяет рекомендовать его использование для пластики дефектов передней брюшной стенки любых размеров при трудностях с герметизацией брюшины, а также при опасности вовлечения в рубцовый процесс функционально важных органов и сосудов (т. сгетаз1ег, а. е1 v. ?Иаа, а. v. (етоп).

3. Оптимальные условия для жизнедеятельности культуры фибробластов биосинтетического трансплантата достигаются путем нанесения ее на синтетическую сетку в составе коллагенового геля, имеющего концентрацию 3 мг/мл, в соотношении 200 000 клеток на 1 мл геля.