Dynamics of the cellular component of the connective tissue capsule during implantation of a super-light polypropylene-polyvinylidene fluoride endoprosthesis (experimental study)

В 21 веке в хирургической практике вентральных грыж широкое распространение получило эндопротезирование брюшной стенки, что обеспечило снижение рисков развития рецидивов до 3–5% [1]. Для закрытия грыжевых дефектов брюшной стенки наиболее часто применяются стандартные с диаметором нити 120 микрон и тяжелые с диаметром нити 140 микрон синтетические импланты, которые формируют очень прочный соединительно-тканный рубец [2]. Отрицательным свойством применение таких имплантов является ограничение подвижности брюшной стенки за счет вовлечения мышечно-апоневротических структур в соединительнотканный рубец [3]. У пациентов развивается хронический болевой синдром при выполнении повседневной работы, появляется чувство ощущения

«инородного тела» в брюшной стенке, снижается качество жизни [4].

Одной из тенденций современной герниологии является смещение акцента в сторону имплантации легких с диаметром нити 90 микрон и супер легких с диаметром нити 70 микрон синтетических протезов, на внедрение которых не развивается грубого соединительнотканного рубца [5]. К сожалению при имплантации легких протезов формируется не достаточно прочная соединительнотканная капсула из-за малого количества клеточного компонента, что при водит к увеличению рецидивов грыжи до 8–10% [6].

Для стимуляции регенераторных процессов в зоне герниопластики стали применять эмбриональные фибробласты, аскорбиновую кислоту, оротат калия, солкосерил и другие лекарственные препараты [7].

Суковатых Б.С., Назаренко П.М. и др.

ДИНАМИКА КЛЕТОЧНОГО КОМПОНЕНТА СОЕДИНИТЕЛЬНОТКАННОЙ КАПСУЛЫ ПРИ ИМПЛАНТАЦИИ СУПЕРЛЕГКОГО ПОЛИПРОПЕЛЕН-ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИДНОГО ЭНДОПРОТЕЗА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

Большую известность для стимуляции репаративных процессов в различных областях медицины получила аутоплазма, обогащённая тромбоцитами (АпОТ), которая содержит факторы роста. Факторы роста оказывают воздействие на все репаративные процессы и являются естественные полипептидами нашего организма [8]. Полное влияние АпОТ на течение раневого процесса изучено не до конца и остаётся открытыми ряд интересующих аспектов, которые представлены в данной работе. В частности остаётся не изученной влияние АпОТ на динамику клеточного компонента соединительнотканной капсулы вокруг протеза.

Цель : изучить влияние АпОТ на динамику клеточного компонента соединительнотканной капсулы при имплантации суперлегкого полипропелен-поливинили-денфторидного эндопротеза.

Материалы и методы

Эксперимент был выполнен на кроликах породы Chinchilla в количестве 50. Животных разделили на две равные группы по 25 особей в каждой. В обеих группах выполнялось эндопротезирование на апоневроз передней брюшной стенки суперлегким полипропелен-поливи-нилиденфторидным эндопротезом с диаметром нити 70 микрон. Животным первой группы под эндопротез вводили АпОТ, а второй группе не вводили АпОТ. Подробная технология экспериментального исследования представлена нами в предшествующей работе [9].

Для проведения гистологического исследования выполнялось иссечение передней брюшной стенки, обязательно вместе с имплантированным протезом. Потом проводилась фиксация в растворе нейтрального формалина с последующей заливкой парафином по общепринятой методике. Половина полученного материала направлена для гистологического, а другая — для иммунногистохимического исследования.

При изучении гистологических препаратов оценивали динамику толщины клеточной стенки капсулы в микрометрах (мкм), воспалительной и фибробластической реакций по процентному количеству клеток воспалительного и фибробластического ряда в соединительнотканной капсуле.

Иммуногистохимическое исследование выполняли с моноклональными антителами к маркеру клеточной пролиферации Ki-67, проводимую в соответствии с протоколом Ultra — Vision ONE [10]. Ядерный антиген Ki-67 даёт возможность при взаимодействии с моноклональными антителами определить клетки находящиеся в фазе клеточного цикла, так как они будут окрашиваться, а клетки в покое не будут.

Интенсивность деления клеток оценивали по возможности клеток давать положительную экспрессию Ki-67 в непересекающихся полях зрения, что свидетельствует о нахождении клеток в активной фазе клеточного цикла. После был выполнен расчёт индекса пролиферации (ИП), который является прямым отношением количества кле- ток с положительной реакцией на Ki-67 к общему числу клеток в поле зрения. Данное соотношение для удобства было переведено в %.

Статистическую обработку выполнили в программе Microsoft Office «Excel 2010». Полученные цифровые значения в результате эксперимента обрабатывали для оценки статистической значимости расхождения средних значений в сравниваемых группах. Определяли значение среднего арифметического (М) и ошибку средней арифметической (m). При изучении типа распределения было принято решение использования критерия Манна-Уитни для оценки достоверности. Данное решение принято из-за высокого отклонения от кривой Гауссова распределения. Из-за низкой чувствительности к непараметрическим методикам, был выбран уровень значимости р≤0,05, соответствующий экспериментальным медикобиологическим исследованиям.

Результаты и обсуждение

Изменения с течением времени толщины перипро-тезной капсулы после имплантации суперлегкого эндопротеза продемонстрированы на рисунке 1.

Увеличение толщины капсулы напрямую зависит от наличия обогащенной тромбоцитами аутоплазмы. Так к 7 суткам отмечается статистически достоверное увеличение толщины капсулы в группе с введением АпОТ на 1,3 раза, а под конец эксперимента уже в 2,8 раза, чем в группе без ведения АпОТ (p≤0,05).

О динамике воспалительной реакции в соединительнотканной капсуле судили по изменению количества клеток воспалительного ряда: гранулоцитов, лимфоцитов, монацитов, тучных клеток. Интенсивность изменения воспалительной реакции, после имплантации суперлегкого эндопротеза представлена на рисунке 2.

Количество клеток воспалительного ряда на 3 сутки эксперимента с введением АпОТ было в 1,22 раза больше по сравнению с группой без введения АпОТ. На 7 сутки в группе животных без введения АпОТ произошло увеличение воспалительной реакции в 1,1 раза, а в группе с ведением АпОТ наоборот произошло снижение количества

Рис. 1. Динамика изменения толщины перипротезной капсулы.

Рис. 3. Динамика клеток фибробластического ряда в перипротезной капсуле.

Рис. 2. Динамика клеток воспалительного ряда в перипротезной капсуле.

Рис. 4. Динамика индекса пролиферативной активности.

клеток воспаления в 1,7 раза. К 10 суткам эксперимента воспалительный процесс вокруг капсулы завершился в обеих группах.

Изменения количества макрофагов, фибробластов и фиброцитов показывающих интенсивность фибробластической реакции, после имплантации суперлегкого эндопротеза представлено на рисунке 3.

У животных в условиях эксперимента после ведения АпОТ в область протеза наблюдалось увеличение фибробластической реакции, которая превосходила реакцию у животных без введения АпОТ. На 3 сутки она была больше в 1,9 раза, на 7 сутки и на 10 сутки в 2 раза, на 14 сутки и на 21 сутки в 2,3 раза (p≤0,05).

Далее проведен анализ иммуногистохимического исследования пролиферативной активности клеточного компонента соединительной ткани, окружающей суперлегкий эндопротез, по экспрессии Ki-67. Динамика индекса пролиферативной активности представлена на рисунке 4.

На 3 сутки исследования в условиях АпОТ обнаружены более половины клеток в активной фазе с положительной экспрессией Ki-67 от общего их количества, окружающих протез. Индекс пролиферации на 3 сутки эксперимента выше в группе с введением АПОТ в 2,7 раза (Рис. 5 А), чем в группе без ее введения (Рис. 5 Б) (p≤0,05).

Рис. 5. Микрофотография тканей, окружающих нити эндопротеза, на 3 сутки эксперимента. А — в условиях применения АпОТ. Б — без применения АпОТ. Иммуногистохимическая реакция, DAB. Ув. x 200.

На 7-е сутки эксперимента отмечено, что в условиях АпОТ происходит снижение пролиферативной активности по сравнению с 3-ми сутками 1,6 раза. Однако, по сравнению с группой без введения АпОТ индекс пролиферации оказался в 1,3 раза выше (Рис. 6 А, Б) (p≤0,05).

Суковатых Б.С., Назаренко П.М. и др.

ДИНАМИКА КЛЕТОЧНОГО КОМПОНЕНТА СОЕДИНИТЕЛЬНОТКАННОЙ КАПСУЛЫ ПРИ ИМПЛАНТАЦИИ СУПЕРЛЕГКОГО ПОЛИПРОПЕЛЕН-ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИДНОГО ЭНДОПРОТЕЗА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

Рис. 6. Микрофотография тканей, окружающих нити эндопротеза, на 7-е сутки эксперимента. А — в условиях применения АпОТ. Б — без применения АпОТ.

Иммуногистохимическая реакция, DAB. Ув. х 400.

Рис. 7. Микрофотография тканей, окружающих нити эндопротеза, на 10 сутки эксперимента. А — в условиях применения АпОТ. Б — без применения АпОТ.

Иммуногистохимическая реакция, DAB. Ув. х 400.

К 10-м суткам пролиферативная активность продолжает идти на спад в обеих группах. Индекс пролиферации в группе с введением АпОТ выше, чем без ее введения в 1,8 раза(p≤0,05) (Рис. 7 А, Б).

На 14-е сутки эксперимента зарегистрировано сильное снижение плотности клеток на единицу площади, что по своей сути свидетельствует о сильном снижении клеток воспалительного ряда. Наибольшая пролиферативная активность клеток выявлена в условиях применения АпОТ. Пролиферативная активность в данной группе выше в 2,3 раза, чем в группе без ее введения(p≤0,05) (Рис. 8 А, Б).

На 21-е сутки (окончание эксперимента) выявлено заметное снижение пролиферативной активности клеток в обеих группах в 3,5 раза, что объясняется наличием перипротезной капсулы, а также зрелостью соединительнотканных волокон. Индекс пролиферации в условиях АпОТ выше в 2,7 раза, чем в группе без использования аутоплазмы (p≤0,05) (Рис. 9 А, Б).

Таким образом, наибольшая пролиферативная активность клеток соединительной ткани в группе животных с введением АпОТ отмечена на 3 сутки эксперимента, а в группе животных без введения плазмы на 7 сутки. На всех сроках эксперимента пролиферативная активность в группе с введением АпОТ превосходила аналогичный показатель в контрольной группе. Введение АпОТ в область имплантации протеза позволяет повысить клеточный компонент соединительнотканной капсулы.

Рис. 8. Микрофотография тканей, окружающих нити эндопротеза, на 14-е сутки эксперимента. А — в условиях АпОТ. Б — без применения АпОТ. Иммуногистохимическая реакция, DAB. Ув. х 400.

Рис. 9. Микрофотография тканей, окружающих нити эндопротеза на 21-е сутки эксперимента. А — в условиях введения АпОТ. Б — без применения АпОТ.

Иммуногистохимическая реакция, DAB. Ув. х 400.

Вывод

Введение аутоплазмы, обогащённой тромбоцитами, в зону имплантации суперлегкого полипропелен-поли-винилиденфторидного эндопротеза позволяет повысить пролиферативную активность клеток соединительной ткани и к концу эксперимента сформировать в 2,8 раза более прочную соединительнотканную капсулу, чем у животных без введения аутоплазмы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов (The authors declare no conflict of interest).

ДИНАМИКА КЛЕТОЧНОГО КОМПОНЕНТА СОЕДИНИТЕЛЬНОТКАННОЙ КАПСУЛЫ ПРИ ИМПЛАНТАЦИИ СУПЕРЛЕГКОГО ПОЛИПРОПЕЛЕН-ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИДНОГО ЭНДОПРОТЕЗА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)