RESULTS OF PHYSICAL AND MECHANICAL STUDY OF THE FORMING PROTES-TISSUE COMPLEX AFTER ENDOPROTESIS IN THE CONDITIONS OF APPLICATION PRP-TECHNOLOGIES

Full Text

Endoprosthesis, connective tissue capsule, platelet-rich autoplasma, breaking load, relative breaking elongation, tensile strength. За последнюю четверть века в российской герни-ологии произошли революционные изменения, связанные с активным внедрением в герниопластику эндопротезов, использование которых снизило количество рецидивов до 3-5 % [7, 8, 10]. После имплантации эндопотеза в брюшную стенку развивается гиперпластическая реакция соединительнотканных элементов перипротезной капсулы, нарушается подвижность брюшной стенки, что, в свою очередь, приводит к развитию хронического болевого синдрома в области послеоперационного рубца, ощущению «инородного тела» [9, 11]. Снижение качества жизни пациентов привело к внедрению в клиническую практику легких, с диаметром нити 90 микрон, и суперлегких, с диаметром нити 70 микрон, эндопротезов [5, 12]. Однако гипоп-ластической реакции соединительной ткани брюшной стенки в местах их имплантации и низкая прочность привели к росту количества рецидивов грыж до 810 % [1, 2, 13]. Плохо сформированная соединительнотканная капсула приводила к образованию складок и появлению рецидива заболевания по краю эндопротеза [3, 4, 6]. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить физико-механические свойства сформированного комплекса «протез-ткань» после имплантации эндопротеза. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Изучение физико-механических свойств (прочности и эластичности) сформированного после имплантации комплекса «протез-ткань» проводили на разрывной машине РЭМ-0,2-1 на базе научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава РФ. После имплантации эндопротеза «Гинефлекс» супер-легкий в ткани, на 3, 7, 10, 14 и 21-е сутки из передней брюшной стенки кролика выделяли сформированный комплекс «протез-ткань», представляющий собой сетчатый эндопротез размерами 2 х 10 см с перипротезной соединительной тканью (на поздних сроках с соединительнотканной капсулой) и помещали между зажимами разрывной машины, расстояние между которыми составляло 5 см. Задавали на разрывной машине стандартные параметры и рассчитывали следующие показатели: разрывная нагрузка (F) - наибольшее усиление, выдерживаемое эндопротезом до разрыва (Н); относительное разрывное удлинение (коэффициент деформации), при нагрузках меньше разрывных, %; относительное разрывное удлинение (коэффициент деформации), при разрывных нагрузках (%); и предел прочности (R), кгс/мм2. Измерения выполняли вдоль петельного ряда и вдоль петельного столбика. Учитывали, что показатели растяжимости и относительного разрывного удлинения при нагрузке характеризовали эластические свойства эндопротеза, а показатель предела прочности - прочностные свойства эндопротеза. Полученные цифровые данные обрабатывали с использованием пакета программ Statistica v. 8.0 (StatSoft Inc., США). Различия были определены при 0,05 уровне значимости. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Выявленные морфологические отличия в особенностях пространственной организации перипротезной капсулы, зависящие от вида эндопротеза и условий эксперимента - с введением в рану АпОТ или без введения, определили потребность в изучении физико-механических свойств используемых эндопротезов на разные сроки после их имплантации в ткани. Выпуск 4 (68). 2018 123 До имплантации в ткани расчет показателей выявил, что эндопротез «Гинефлекс» сверхлегкий обладает большей прочностью на разрыв и эластичностью вдоль петельного ряда. Его разрывная нагрузка вдоль петельного ряда в сравнении с петельным столбиком больше в 1,7 раза. Подтверждением хорошей эластичности эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий является преобладание значений показателей относительного разрывного удаления при нагрузке 16Н и при разрывных нагрузках вдоль петельного ряда. После имплантации эндопротезов в ткани происходит изменение эластических свойств и прочности формирующегося комплекса «протез-ткань». Изучение эластических и прочностных свойств образующегося комплекса «протез-ткань» при имплантации эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий выявило увеличение показателей разрывного удлинения вдоль петельного столбика на 3-и сутки эксперимента, как при нагрузке 16 Н (в 1,2 раза), так и при разрывной нагруз ке (в 1,5 раза). Затем, наблюдалось снижение данного показателя при нагрузке 16 Н и к 21-м суткам, относительно исходных данных, что составило 7,5 % в условиях с введением в рану АпОТ и 9,9 % в условиях без введения в рану АпОТ. Полученные данные представлены в табл. 1. При разрывной нагрузке уменьшение значений показателя относительного разрывного удлинения составило к окончанию эксперимента 20 и 26 % соответственно. Данная динамика представлена на рис. 1. При измерении удлинения вдоль петельного ряда при нагрузке 16 Н на 3-и сутки эксперимента прирост удлинения относительно исходных показателей составил 1,2 раза, а при разрывной нагрузке - в 1,4 раза в условиях с введением в рану АпОТ (табл. 2). К окончанию эксперимента снижение эластичности формирующегося комплекса «протез-ткань» при нагрузке 16 Н в условиях с введением в рану АпОТ составило 1,6 %, а в условиях без ведения в рану АпОТ - Таблица 1 Динамика изменений показателя относительного разрывного удлинения (%) при нагрузке 16 Н и при разрывной нагрузке вдоль петельного столбика (M ± m) Сутки ЭНДОПРОТЕЗ «ГИНЕФЛЕКС» СВЕРХЛЕГКИЙ без введения в рану АпОТ с введением в рану АпОТ при разрыве вдоль петельного столбика при нагрузке 16 Н при разрывной нагрузке при нагрузке 16 Н при разрывной нагрузке Исходно (до импл.) 29,90 ± 1,48 62,30 ± 0,96 29,90 ± 1,48 62,30 ± 0,96 3 30,15 ± 0,78 90,34 ± 1,98 34,81 ± 0,45 94,51 ± 1,76 7 23,45 ± 1,45* 76,32 ± 0,84** 33,06 ± 1,27* 84,46 ± 1,87** 10 24,13 ± 1,13* 70,56 ± 0,31** 28,44 ± 0,56* 84,34 ± 0,67** 14 22,43 ± 0,04 50,24 ± 1,89** 25,76 ± 0,48 64,13 ± 1,01** 21 20,01 ± 1,45 36,71 ± 0,94** 22,45 ± 1,48 42,17 ± 0,34** Различия достоверны (р < 0,05) между группами с введением в рану АпОТ и без введения АпОТ при нагрузке 16 Н* или при разрывной нагрузке**. 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 О ГфБАпОТ.16^^^ГфАпОТ.16н □ ГфБАпОТ.Разр.Нагр.^^"ГфАпОТ.Разр.Нагр Рис. 1. Динамика удлинения образцов при нагрузке 16 Н и разрывной нагрузке относительно исходных величин вдоль петельного столбика после имплантации в ткани эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий; ГфБАпОТ.16н - «Гинефлекс» сверхлегкий без введения в рану АпОТ при нагрузке 16 Н; ГфАпОТ16н - «Гинефлекс» сверхлегкий с введением в рану АпОТ при нагрузке 16 Н; ГфБАпОТРазр.Нагр. - «Гинефлекс» сверхлегкий без введения в рану АпОТ при разрывной нагрузке; ГфАпОТ.Разр.Нагр. - «Гинефлекс» сверхлегкий с введением в рану АпОТ при разрывной нагрузке 124 Выпуск 4 (68). 2018 ©зшірСз [ЩсоШтСІМЩ 6,1 %. При разрывной нагрузке - на 21,2 и 29,6 % соответственно (рис. 2). Также была выявлена меньшая потеря эластичности формирующегося комплекса «протез-ткань» при имплантации эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий с наилучшей выраженностью вдоль петельного столбика. Что, в свою очередь, свидетельствует об образовании более эластичной соединительнотканной перипро-тезной капсуле к окончанию эксперимента. При имплантации эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий изучение прочности формирующегося комплекса «протез-ткань», измеряемой величиной разрывной нагрузки, выявило увеличение значений вдоль петельного столбика в 1,5-2 раза в зависимости от условий -без введения в рану АпОТ или с введением в рану АпОТ соответственно (табл. 3). Прирост значений данного показателя вдоль петельного столбика на 21-е сутки составил 15,8 % без введения в рану АпОТ и 29,3 % с введением в рану АпОТ (рис. 3). Вдоль петельного ряда разрывная нагрузка увеличивалась в 1,3 раза в условиях без введения в рану АпОТ и в 1,6 раза с введением в рану АпОТ. Данные увеличения разрывной нагрузки представлены в табл. 3. Прирост значений показателя разрывной нагрузки вдоль петельного ряда на 21-е сутки составил 16,5 % без введения в рану АпОТ и 32,5 % с введением в рану АпОТ. Что также свидетельствует в пользу имплантации эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий в условиях введения в рану АпОТ. Относительно изменений показателя предела прочности при разрывной нагрузке менее выраженное уменьшение его значений наблюдалось в сло- Таблица 2 Динамика изменений показателя относительного разрывного удлинения (%) при нагрузке 16 Н и при разрывной нагрузке вдоль петельного ряда (M ± m) Сутки ЭНДОПРОТЕЗ «ГИНЕФЛЕКС» СВЕРХЛЕГКИЙ без введения в рану АпОТ с введением в рану АпОТ при разрыве вдоль петельного ряда при нагрузке 16 Н при разрывной нагрузке при нагрузке 16 Н при разрывной нагрузке Исходно (до импл.) 31,60 ± 0,49 69,60 ± 1,91 31,60 ± 0,49 69,60 ± 1,91 3 32,29 ± 1,03 92,76 ± 0,90 38,76 ± 0,18 99,44 ± 1,84 7 30,98 ± 0,71* 78,14 ± 1,13** 36,21 ± 0,27* 86,01 ± 0,91** 10 30,76 ± 0,17* 73,24 ± 1,18** 34,78 ± 0,05* 84,17 ± 1,71** 14 28,01 ± 0,94* 52,91 ± 0,01** 32,24 ± 0,37* 63,78 ± 0,09** 21 25,48 ± 1,07* 40,01 ± 1,13** 30,01 ± 0,04* 48,37 ± 1,06** Различия достоверны (р < 0,05) между группами с введением в рану АпОТ и без введения АпОТ при нагрузке 16 Н* или при разрывной нагрузке**. 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 О ГфБАпОТ.16н • ГфАпОТ.16н □ ГфБАпОТ.Разр.Нагр.^^ГфАпОТ.Разр.Нагр. Рис. 2. Динамика удлинения образцов при нагрузке 16 Н и разрывной нагрузке относительно исходных величин вдоль петельного ряда после имплантации в ткани эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий: ГфБАпОТ.16н - «Гинефлекс» сверхлегкий без введения в рану АпОТ при нагрузке 16 Н; ГфАпОТ.16н - «Гинефлекс» сверхлегкий с введением в рану АпОТ при нагрузке 16 Н; ГфБАпОТ.Разр.Нагр. - «Гинефлекс» сверхлегкий без введения в рану АпОТ при разрывной нагрузке; ГфАпОТ.Разр.Нагр. - «Гинефлекс» сверхлегкий с введением в рану АпОТ при разрывной нагрузке Выпуск 4 (68). 2018 125 ях с введением в рану АпОТ, на фоне большей потери прочности вдоль петельного ряда (табл. 4). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Резюмируя все ранее изложенное, следует отметить, что после имплантации в ткани передней брюш ной стенки вокруг протеза образуется соединительнотканная капсула, обладающая определенными биомеханическими свойствами и, естественно, оказывающая влияние на формирующийся комплекс «протез-ткань». При имплантации эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий к 21-м суткам эксперимента формирующийся комп- Таблица3 Динамика изменений показателя разрывной нагрузки (Н) вдоль петельного столбика и петельного ряда (M ± m) ЭНДОПРОТЕЗ «ГИНЕФЛЕКС» СВЕРХЛЕГКИЙ Сутки без введения в рану АпОТ с введением в рану АпОТ при разрыве вдоль петельного столбика петельного ряда петельного столбика петельного ряда Исходно (до импл.) 31,90 ± 0,75 53,70 ± 2,15 31,90 ± 0,75 53,70 ± 2,15 3 32,23 ± 1,15 55,41 ± 1,34 34,50 ± 1,12 56,84 ± 1,73 7 34,81 ± 1,56 58,78 ± 0,01 36,89 ± 1,43 62,31 ± 0,85 10 39,35 ± 0,43 62,91 ± 0,97 51,42 ± 1,21 74,89 ± 0,31 14 41,78 ± 1,30 68,33 ± 1,39 55,78 ± 0,76 77,32 ± 1,54 21 47,65 ± 1,78 70,21 ± 1,78 61,25 ± 0,54 86,24 ± 1,48 Различия достоверны (р < 0,05) между группами с введением в рану АпОТ и без введения АпОТ при разрыве вдоль петельного столбика* или петельного ряда**. О ГфБАпОТ.ПС -^ГфАпОТ.ПС -Ш-ГфБАпОТ.ПР -^ГфАпОТ.ПР Рис. 3. Динамика разрывной нагрузки относительно исходных величин вдоль петельного столбика и петельного ряда после имплантации в ткани эндопротеза «Гинефлекс» сверхлегкий: ГфБАпОТ.ПС - «Гинефлекс» сверхлегкий без введения в рану АпОТ вдоль петельного столбика; ГфАпОТ.ПС - «Гинефлекс» сверхлегкий с введением в рану АпОТ вдоль петельного столбика; ГфБАпОТПР - «Гинефлекс» сверхлегкий без введения в рану АпОТ вдоль петельного ряда; ГфАпОТ.ПС - «Гинефлекс» сверхлегкий с введением в рану АпОТ вдоль петельного ряда Таблица 4 Динамика изменений показателя предела прочности (кгс/мм2) при разрывной нагрузке вдоль петельного столбика и ряда после имплантации в ткани эндопротеза «Г инефлекс» сверхлегкий (M ± m) ЭНДОПРОТЕЗ «ГИНЕФЛЕКС» СВЕРХЛЕГКИЙ Сутки без введения в рану АпОТ с введением в рану АпОТ при разрыве вдоль петельного столбика петельного ряда петельного столбика петельного ряда Исходно (до импл.) 5,30 ± 0,29 7,40 ± 0,59 5,30 ± 0,29 7,40 ± 0,59 3 0,96 ± 0,13 2,07 ± 0,11 1,19 ± 0,04 2,28 ± 0,08 7 0,86 ± 0,02* 1,98 ± 0,04** 1,01 ± 0,12* 2,04 ± 0,47** 10 0,78 ± 0,07 1,53 ± 0,77 0,84 ± 0,05 1,72 ± 0,14 14 0,67 ± 0,03* 1,02 ± 0,19** 0,75 ± 0,09* 1,48 ± 0,09** 21 0,54 ± 0,10 0,73 ± 0,12 0,67 ± 0,11 0,94 ± 0,07 Различия достоверны (р < 0,05) между группами с введением в рану АпОТ и без введения АпОТ при разрыве вдоль петельного столбика* или петельного ряда**. 126 Выпуск 4 (68). 2018 ©зшірСз [ЩсоШтСІМЩ лекс «протез-ткань» был более эластичным в условиях введения в рану АпОТ. Эластичность протеза «Гинефлекс» сверхлегкий после имплантации была больше, так как относительно исходных величин снижение удлинения комплекса «протез-ткань» при введении в рану АпОТ у «Гинефлекс» сверхлегкий было на 7 %. Без введения в рану АпОТ снижение было у «Гинефлекс» сверхлегкий на 10 % вдоль петельного столбика. Изучение прочностных свойств формирующегося комплекса «протез-ткань» при имплантации «Гинефлекс» сверхлегкий выявило большие значения разрывной нагрузки и, как следствие, большую прочность вдоль петельного ряда и петельного столбика в условиях введения в рану АпОТ. «Гинефлекс» сверхлегкий обладал наибольшей прочностью, максимальные значения разрывной нагрузки которого наблюдались вдоль петельного столбика. К окончанию эксперимента разрывная нагрузка, в сравнении с исходными данными, увеличилась вдоль петельного столбика в 2 раза и вдоль петельного ряда в 1,6 при имплантации «Гинефлекс» сверхлегкий. Таким образом, проведенное изучение физикомеханических свойств формирующегося комплекса «протез-ткань» после имплантации эндопротеза «Гинеф-лекс» сверхлегкий в условиях с введением в рану под эндопротез АпОТ и без ее применения выявило более быструю смену стадий воспаления и наступления периода активной регенерации, морфологическим субстратом которой явилось появление зрелых, ярко оксифиль-ных коллагеновых волокон (при окраске по Ван Гизон) на 10-е сутки эксперимента. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. ЛИТЕРАТУРА

About the authors

T. V. Mutova

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of Public Health Ministry of the Russian Federation

M. A Zatolokina

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of Public Health Ministry of the Russian Federation

B. S Sukovatukh

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of Public Health Ministry of the Russian Federation

A. I Bezhin

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of Public Health Ministry of the Russian Federation

A. V Prusachenko

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of Public Health Ministry of the Russian Federation

E. S Zatolokina

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of Public Health Ministry of the Russian Federation

References

Supplementary files