Коллаборация межвузовских научных исследований в области экспериментальной хирургии

EDN: GYFJMQ

эксперимента с техническими вузами, позволит достичь лучших результатов лечения в клинической хирургии.

У истоков становления экспериментальной хирургической школы в Саратове стоял хирург Василий Иванович Разумовский, который в 1909 г. стал первым ректором открытого в г. Саратове Императорского Николаевского государственного университета (в последующем СГУ) и продолжателем

Рис. 1. Академик С. И. Спасокукоцкий (здесь и далее — фотографии из личного архива В. В. Алипова)

анатомо-хирургического направления школы Н. И. Пирогова [1]. В 1911 г. в СГУ организована новое подразделение — кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии с упражнениями на трупах. Кафедру возглавил хирург, доктор медицины Сергей Иванович Спасокукоцкий (рис. 1). Именно Сергею Ивановичу, в будущем академику, одному из выдающихся хирургов России, предстояло разработать методику проведения хирургического эксперимента, заложить основы экспериментов на трупном материале и лабораторных животных. Для решения экспериментальных хирургических задач он предлагал создание репрезентативных групп лабораторных животных различных видов и ведéние подробных систематизированных протоколов экспериментальных исследований.

С. И. Спасокукоцкий и В. И. Разумовский совместно заложили фундамент проведения хирургического эксперимента с ориентацией на непременном внедрении его результатов в клиническую практику. При этом, кроме проведения исследований студентами, приветствовались как привлечение к экспериментам практических хирургов, так и широкая публикация и критическое обсуждение результатов проведенных исследований [2, 3]. В Саратовском государственном медицинском университете (Саратовском ГМУ), в 2009 г. названном именем Василия Ивановича Разумовского, и ныне продолжаются традиции, заложенные выдающимися основателями Саратовской хирургической школы. Исторически определено, что основной кафедрой, на базе которой выполняются экспериментальные хирургические исследования, является кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии Саратовского ГМУ (возглавляет ее профессор В. В. Алипов; рис. 2). Научные эксперименты и отработка практических навыков студентами проводится в научном студенческом кружке (руководитель — профессор В. В. Алипов) и «Школе мастерства» (руководитель — доцент Н. О. Челнокова).

В новом тысячелетии для проведения хирургического эксперимента кафедра располагает виварием и оборудованным операционным блоком. Эксперименты на животных проводятся в соответствии с Международными руководящими принципами для биомедицинских исследований (обновлены в 2012 г.) и выполняются с разрешения локального этического комитета Саратовского ГМУ.

Рис. 2. Коллектив преподавателей и студентов, участников экспериментального исследования на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии

Рис. 3. Команда кружковцев кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии — победителей Московской олимпиады по хирургии

Сегодня модно быть членом хирургического кружка, пользующегося огромной популярностью в Саратовском ГМУ. Под руководством преподавателей кафедры в экспериментальной операционной студенты на симуляторах и лабораторных животных осваивают хирургический инструментарий, технику наложения швов, в том числе и эндоскопических. Для подготовки к хирургическому эксперименту проводятся факультативные занятия по эндоскопической хирургии и микрохирургии, при этом важная роль принадлежит студентам-старшекурсникам как наставникам в обучении студентов II–III курсов.

В настоящее время обучение основам экспериментальной хирургии является одной из актуальных проблем в деятельности российских кафедр оперативной хирургии и клинической анатомии. В статье И. И. Кагана [4] обобщен опыт этих кафедр, определена роль информационных технологий и основные пути развития хирургической анатомии. Национальный бренд «Российское студенческое олимпийское движение по хирургии» является одной из прогрессивных форм в обучении предмету и мотивирует студента к выбору будущей специальности. Наши студенты-кружковцы ежегодно участвуют во внутри-вузовских, поволжских и всероссийских (Московской) олимпиадах по хирургии и эндовидеохирургии, где занимают призовые места, трижды они были победителями Московской олимпиады имени М. И. Перельмана (рис. 3).

С участием студентов-кружковцев, совместно с преподавателем кафедры, обсуждается план и техника проведения эксперимента, назначается ответственный хирург и анестезиолог, составляется график послеоперационного ухода за животными. На кафедре проводятся совместные научные исследования по применению лазерного излучения и наночастиц металлов в экспериментальной хирургии. В комплексировании экспериментов участвуют учебно-научно-технологический центр «Ветеринарный госпиталь» Саратовского государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии имени

Н. И. Вавилова (профессор А. С. Рыхлов), ГНЦ РФ АО «Научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений» (Г. Л. Гусейнов, г. Москва), предоставляющий наночастицы металлов. Совместно с учеными из Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского (СГУ) исследуется применение фотодинамичекской терапии при лечении моделированных гнойно-воспалительных заболеваний (член-корреспондент РАН профессор В. В. Тучин), использование электромагнитного излучения для стимуляции регенерации тканей (профессор А. В. Скрипаль), применение клеевых субстанций на основе хитозана при ранах кожи (профессор А. Б. Шиповская).

На кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии в одном из первых экспериментальных исследований в области компьютерного моделирования совместно с учеными СГУ применен программный комплекс ANSYS Multiphysics. Доцентом кафедры Н. О. Челноковой проведено компьютерное 3D-пространственно ориентированное моделирование гемодинамики с учетом напряженно-деформированного состояния стенки правой венечной артерии. Анализ данных полученной модели позволил прогнозировать в клинической практике локализацию атеросклеротического процесса и оценивать гемодинамику в бассейне правой венечной артерии [5]. В другом исследовании аспирантом кафедры В. О. Поляевым создана 3D-модель зоны бифуркации общей сонной артерии, которая определяет распределение потоков крови, напряжение различных участков сосудистой стенки данной зоны и локализацию атеросклеротического процесса. Результаты эксперимента предложены для клинического применения при планировании реконструктивных вмешательств на сонных артериях с точки зрения параметров гемодинамики [6].

В коллаборации с учеными СГУ моделированы гнойные абсцессы печени и мягких тканей, гнойный мастит, получена модель отграниченного абсцесса

Рис. 4. Студенты-кружковцы, участники экспериментальных хирургических исследований

За двадцатилетний период кафедральных исследований оценены результаты лечения более чем 1000 экспериментальных животных с моделированной хирургической патологией (рис. 4). В группах животных применяли инновационные методики послеоперационного лечения с применением фотодинамической терапии [8, 9], клеевых субстанций на основе хитозансодержащих препаратов [10, 11], электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона и лазерного излучения [12], а также наночастиц металлов [13, 14]. Нам удалось добиться отсутствия роста микрофлоры из полости гнойника, благодаря чему уменьшилась продолжительность фазы воспаления и ускорилось протекание фазы регенерации, что позволило сократить сроки лечения на 5–7 сут [15].

Для диагностики осложненного хирургического вмешательства сразу после его окончания нами запатентовано (рис. 5, а ) и предложено использование устройства-порта (эндоскопическая лапаростома; рис. 5, б ), которое может быть установлено в одном из отделов послеоперационной раны или проведено через один из проколов выполненного

а

Рис. 5. Патент на изобретение ( а ) устройства-порта ( б ) для мониторинга и лечения послеоперационных осложнений

б

лапароскопического пособия. Применение такого устройства позволяет обеспечить визуализацию зоны осложнения, выполнить контрастное рентгенологическое исследование, биопсию, а также провести введение антибиотиков, наночастиц, лечение лазером, выполнить санацию и дренирование брюшной полости с последующей активной программированной аспирацией и т. д. Нами проведена апробация устройства при экспериментальной коррекции хирургических осложнений, планируется промышленное производство устройства и внедрение его в клиническую практику [16].

На основании результатов проведенных биомеханических и морфологических исследований совместно с сотрудниками и студентами кафедры факультетской хирургии и онкологии Саратовского ГМУ имени В. И. Разумовского нами изучена совместимость биологических имплантатов и тканей передней брюшной стенки. Впервые в эксперименте проведена сравнительная оценка особенностей интеграции сетчатых материалов, подтверждена эффективность методики подшивания сетчатого имплантата при вентропластике по технологии sublay [17].

По представленным темам экспериментальных исследований 7 студентов-кружковцев защитили кандидатские диссертации, двое из них работают ассистентами кафедры. Кружковцами совместно с сотрудниками кафедры изданы 3 монографии, 11 учебных пособий, опубликованы 57 научных работ, получены 20 патентов на изобретения. Совместные доклады по новым компьютерным и эндоскопическим нанотехнологиям, разработанным в эксперименте, удостоены 15 дипломов на всероссийских хирургических конференциях.

Подводя итоги проведенных исследований, мы констатируем важность коллаборации их в первую очередь с хирургическими и морфологическими кафедрами, кафедрами микробиологии и рентгенологии. Проведенные исследования не могли иметь новизну и техническое обеспечение без межвузовского комплексирования. Важнейшей основой грамотного выполнения хирургического эксперимента является знание всех разделов оперативной хирургии, дополненные современной клинической анатомией на основе методов прижизненной визуализации (компьютерной, магнитно-резонансной, ультразвуковой, эндоскопической анатомии), макромикроскопи-ческой или микрохирургической анатомией.

Сегодня невозможно представить современную оперативную хирургию без микро-, эндоскопической и роботизированной хирургии. Кафедрам оперативной хирургии и топографической (клинической) анатомии, которые являются основными исполнителями экспериментальных исследований, надлежит обеспечить эффективную работу научного студенческого кружка. Следует вовлекать активных кружковцев для участия в внутривузовских, региональных и всероссийских олимпиадах по хирургии, проводить обучение студентов в «Школе мастерства», обеспечивать совершенствование студентов области биомеханического моделирования, 3D- и цифровых компьютерных технологий.

В настоящее время наметились реальные перспективы поддержки научных исследований в университетском образовании за счет укрепления и модернизации материальной базы. Получение эффективных результатов хирургического эксперимента, безусловно, возможно при комплексировании научных исследований с клиническими хирургическими коллективами и синергии научных разработок с техническими университетами.

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.