Использование биологически активного шовного материала при хирургическом лечении грыж передней брюшной стенки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Хирургическое лечение грыж передней брюшной стенки остается одной из наиболее актуальных проблем абдоминальной хирургии [11, 62, 77, 183, 207, 254, 278, 321]. Потенциальным грыженосителем является каждый третий - пятый житель Земли [78]. Ежегодно в мире выполняется более двух миллионов грыжесечений: в РФ 200 - 400 тысяч, в США - около 700000, в Европе - более миллиона [76, 88, 247]. Среди всех хирургических вмешательств герниопластика по частоте занимают второе место после аппендэктомий и составляет от 10 % до 15 % от всех операций в общехирургических стационарах [185]. К настоящему времени в мировой практике накоплен огромный материал по изучению патогенеза и этиологии брюшных грыж, отработана техника оперативного вмешательства, имеется огромный арсенал пластических и шовных материалов для закрытия дефектов брюшной стенки, однако проблемы герниологии не стали менее актуальными прежде всего потому, что результаты операций не удовлетворяют ни больных, ни хирургов. Рецидивы грыж составляют до10% при простых формах и до 30 - 50% при сложных (рецидивные, инцизионные, гигантские, скользящие, ущемленные и т.д.) [54, 57, 84, 197, 231, 253]. Основными причинами значительного количества рецидивов считаются выраженное натяжение тканей брюшной стенки (или неправильно выбранный способ оперирования) и раневые осложнения [2, 17, 77, 85, 122, 136, 227, 249, 267, 285]. Несмотря на достижение определенного успеха в борьбе с хирургической инфекцией, гнойно - септические осложнения после хирургических вмешательств до сих пор относятся к числу ведущих причин летальности, увеличения длительности пребывания больного в стационаре, существенного увеличения материальных затрат на лечение и реабилитацию пациентов, значительному снижению качества жизни оперированных больных [20, 24, 58, 72, 75, 97, 113, 125, 142, 197, 249, 269, 276]. Среди послеоперационных гнойно - септических осложнений особая роль отводится раневой инфекции. По данным литературы, нагноение послеоперационной раны обусловливает до 70% рецидивов независимо от методов герниопластики и находится на втором месте по значимости после рецидивов [24, 26, 41, 73, 163, 176, 234, 253].

Повсеместное внедрение в герниологию синтетических материалов позволило широко применять ненатяжные методы оперирования и снизить количество рецидивов, но резко повысило уровень послеоперационных раневых осложнений, уровень которых достигает, по данным различных авторов, 18, 6 - 67% [16, 17, 43, 86, 176, 227, 234]. Наиболее часто встречаются серома, инфильтрат, длительная экссудация из раны, реже - нагноение, краевой некроз кожи, инфаркт подкожно - жировой клетчатки, свищи, кисты имплантата, гранулемы и т.д. [147, 251, 258, 269].

Оним из наиболее перспективных и многообещающих методов профилактики раневых осложнений является имплантационная антибиотикопрофилактика с помощью биологически активного (антимикробного) шовного материала на всех этапах грыжесечения [79, 82, 85, 86, 136]. Учитывая тот факт, что при имплантации любого шовного материла и/или имплантата возникает конкуренция между микроорганизмами и клетками макроорганизма за место на его поверхности, то наиболее правильным и патогенетически обоснованным может явиться именно внедрение в клинику имплантационного способа профилактики ИОХВ [110, 115, 143, 244].

К числу хорошо зарекомендовавших себя антимикробных хирургических шовных материалов относится нить «Никант», разработанная во Всероссийском научно - исследовательском институте синтетических волокон (ВНИИСВ) с участием ученых Тверской государственной медицинской академии (ТГМА) [58, 112, 113, 114, 115].

В свете всего изложенного, представляются актуальными исследования, посвященные совершенствованию методов грыжесечения (как аутопластики, так и с использованием имплантатов), предусматривающих использование антибактериальных шовных материалов, в частности нити «Никант», у пациентов с различными видами грыж передней брюшной стенки.

Все это побудило нас провести настоящее исследование, ориентированное на повышение эффективности хирургического лечения пациентов, страдающих брюшными грыжами.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящего исследования явилось улучшение результатов хирургического лечения больных с грыжами передней брюшной стенки путем применения при выполнении герниопластики биологически активного (антимикробного) шовного материала.

Исходя из названной цели, решались следующие задачи.

1. Изучить в эксперименте на модели герниопластики (аутопластики и эндопротезирования) особенности морфологических изменений тканей в зоне операции при использовании для ее выполнения биологически активного шовного материала.

2. Исследовать особенности течения раневого процесса после герниопластики, выполненной с использованием биологически активного хирургического шовного материала, в клинике.

3. Оценить в сравнительном аспекте непосредственные и отдаленные результаты хирургического лечения больных с грыжами передней брюшной стенки в зависимости от характера использованного при проведении операции шовного материала (обычный, биологически активный).

4. Исследовать качество жизни у больных с брюшными грыжами до и в сроки 1, 6, 12 месяцев после плановой герниопластики, выполненной с помощью обычного и биологически активного шовных материалов.

Научная новизна.

В эксперименте на модели герниопластики местными тканями и сетчатым имплантатом показано, что использование биологически активного шовного материала при выполнении и той, и другой операции снижает степень воспалительной реакции тканей на хирургическое вмешательство и оказывает положительное влияние на течение репаративных процессов.

Установлено, что раневой процесс после герниопластики местным тканями и эндопротезирования с использованием биологически активных нитей в клинике характеризуется меньшей степенью выраженности воспалительных изменений тканей и более быстрым купированием этих изменений, чем при аналогичных операциях, выполненных с помощью обычного шовного материала.

Осуществлена сравнительная оценка динамки качества жизни больных, оперированных по поводу грыж живота с пластикой местным тканями и с применением имплантата, в зависимости от того, какой шовный материал использовался при выполнении вмешательства, биологически активный или инертный в биологическом отношении. Выявлено, что использование биологически активных нитей обеспечивает более высокое качество жизни пациентов и ускоряет их реабилитацию после выполненной операции.

Практическая значимость.

Результаты проведенных экспериментальных исследований послужили основанием для применения изучаемого биологически активного шовного материала (нити «Никант») в практике хирургического лечения больных с грыжами передней брюшной стенки. Указанный шовный материал рекомендован к использованию на всех этапах операции по поводу грыжи, в том числе для соединения тканей в области грыжевых ворот при аутопластике и для фиксации имплантата к краям грыжевого дефекта при эндопротезировании. Применение биологически активного шовного материала при хирургическом лечении грыж позволило существенно улучшить непосредственные и отдаленные результаты выполненных вмешательств и качество жизни оперированных больных.

Внедрение в практику.

Результаты исследования используются в практической деятельности хирургического отделения Бологовской Центральной районной больницы Тверской области, в частных медицинских центрах г. Москвы, в учебном процессе на кафедре общей хирургии Тверской государственной медицинской академии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование биологически активного шовного материала при моделировании герниопластики в эксперименте (создание дупликатуры апоневроза и имплантация в брюшную стенку эндопротеза) снижает степень воспалительной реакции тканей на оперативное вмешательство и оказывает положительное влияние на течение репаративных процессов в зоне повреждения.

2. Раневой процесс после операций устранения грыж передней брюшной стенки в клинике сопровождается менее выраженными и быстрее купирующимися признаками воспаления, если при осуществлении вмешательства применяется не обычный, а биологически активный шовный материал.

3. Выполнение герниопластики с использованием биологически активного шовного материала у пациентов с брюшными грыжами обеспечивает улучшение результатов операций за счет снижения числа раневых осложнений и случаев возврата заболевания.

4. Качество жизни у пациентов, оперированных по поводу грыж живота с применением биологически активного шовного материала, на протяжении первого года после вмешательства по целому ряду критериев оказывается существенно лучшим, чем у пациентов после герниопластики, выполненной с помощью обычных шовных материалов.

Апробация работы и публикации.

Основные положения работы доложены на выездном заседании Тверского регионального отделения Российского общества хирургов (г. Осташков Тверской области, 28 мая 2010 г.), на VII Всероссийской конференции общих хирургов с международным участием (г. Красноярск, 17-18 мая 2012 г.), на V Всероссийской научно-практической конференции «Современные аспекты исследования качества жизни в здравоохранении» (г. Москва, 15-16 ноября 2013 г.), расширенном заседании кафедры общей хирургии Тверской государственной медицинской академии (27.12.2013).

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 4 в журналах, учитываемых ВАК РФ.

1. Обзор литературы

1.1 Хирургический шовный материал и раневая инфекция

История применения шовных материалов.

Хирургические шовные материалы применяются уже несколько тысячелетий [155, 199, 232, 265]. За 2000 лет до нашей эры в рукописях Древнего Китая найдено первое упоминание о шовном материале растительного происхождения [60]. За тысячу лет до нашей эры Caraka Samhita описал использование муравьев с широкими челюстями для сведения краев раны[61]. За 600 лет до нашей эры индийский хирург Susruta использовал для наложения швов конские волосы, хлопок, шелковые нити, лоскуты кожи, сухожилья и нервы животных [25]. В 175 году до нашей эры Гален впервые описал применение кетгута в хирургии [132, 159, 309]. В папирусе Эдвина Смита (Edwin Smith Papyrus), являющимся одним из старейших образцов древней медицинской литературы, возраст которого оценивается в 4000 лет, описано применение древними египтянами льняных хирургических нитей [174]. В ХV веке широко применяли лигатуры из золота, объясняя это его инертностью [61]. В 1857 году Симс описал использование нитей из серебра при оперативном лечении ректовагинальных свищей [151]. Лишь в XIX веке Джозеф Листер предложил методы стерилизации нитей, что явилось началом повсеместного использования кетгута, длительно являющегося единственным рассасывающим шовным материалом [72, 174]. На сегодняшний день применение кетгута сравнивают с операцией трансплантации чужеродной ткани, поскольку это единственный шовный материал, на использование которого описана реакция в виде анафилактического шока [60, 157]. В настоящее время применение кетгута запрещено в медицинской практике стран Евросоюза и США; тем не менее отечественными хирургами он продолжает активно использоваться ввиду его дешевизны и распространенности [1, 62].

Вторым из наиболее распространенных шовных материалов можно назвать шелк, описание которого можно встретить в рукописях 1050 года нашей эры [132]. Широкому применению шелковых нитей в хирургии способствовал великий хирург Эмиль Теодор Кохер (1841 - 1917), чей опыт быстро перенят европейскими хирургами [30, 174]. Шелк представляет собой условно рассасывающуюся нить природного происхождения, много лет называемую «золотым стандартом» в хирургии. По данным различных авторов, при использовании шелковой нити достаточно лишь 10 микробных тел стафилококка, чтобы вызвать нагноение раны [25, 26]. Кроме этого, шелк, обладая выраженными сорбционными и фитильными свойствами, служит проводником и резервуаром для микроорганизмов в ране [204, 262].

Начиная с 50-х годов, появляется все больше работ, посвященных проблеме шовных материалов в хирургии, так как выяснилось, что шовный материал является по сути "минипротезом" или инородным телом (для подавляющего большинства операций единственным), которое остается в тканях навсегда [157, 179, 188]. Поэтому от качества и вида шовного материала зависит реакция тканей на его имплантацию и, соответственно, итог операции [47, 61].

В 1924 году в Германии Херман и Хохль впервые получили нить из поливинилового спирта, признанную первым синтетическим шовным материалом [61, 221]. В 30-х годах на Западе были созданы еще два синтетических шовных материала - капрон (полиамид) и лавсан (полиэфир). 1956 год считается годом рождения полипропилена [61]. 40-е годы ознаменовались появлением интереса к комплексным нитям. Одной из первых таких нитей, производимых промышленно, была «супрамид экстра», которая представляла собой крученый капрон с полимерным покрытием [48]. В 70 - х годах был создан политетрафторэтилен (тефлон). А в 1971 году был представлен первый синтетический рассасывающийся шовный материал под названием «Дексон», который представлял собой синтетический сополимер гликолевой кислоты. В 1974 году широкой хирургической общественности был представлен викрил, являющийся сополимером лактида и гликолида [61]. В 1980 году появились монофиламентные синтетические рассасывающиеся шовные материалы, такие как максон (Maxon) и ПДС (PDS) [12]. В 1991 году синтезирован шовный материал нового поколения полисорб, который по своим физическим качествам не уступал шелку, протягивался в тканях, как монофиламентный и оказался в 1, 5 раза прочнее викрила [15, 61]. Позднее были созданы такие синтетические материалы, как биосин и монокрил [93, 232].

Требования, предъявляемые к шовным материалам.

В современной хирургии выбор шовного материала определяется, прежде всего, тем, какие требования мы к нему предъявляем. Впервые такие требования были сформулированы в 1844 году великим русским хирургом Н.И. Пироговым и опубликованы в книге "Начала военно - полевой хирургии". «Идеальный шовный материал», по мнению Н.И. Пирогова, должен вызывать минимальные нарушения и воспаление в тканях; иметь гладкую, ровную поверхность; не должен абсорбировать содержимое раны, набухать, вызывать брожение и становиться источником заражения; не должен быть объемным и склеиваться с окружающими тканями [12, 48]. В дальнейшем требования к шовному материалу значительно расширялись в связи с увеличением спектра проводимых оперативных вмешательств. В 1965 году А. Щупинским были опубликованы новые требования к современному хирургическому шовному материалу [174]. В 2000 году Д.Н. Бонцевичем и И.В. Слепцовым в эти требования были внесены значительные изменения, согласно которым современный шовный материал, помимо ранее упомянутых качеств, должен обладать заданной биологической активностью, но, прежде всего, быть активным к инфекции [25, 164]. Ведущим специалистом в области шовных материалов профессором В.Н. Егиевым в 2001 году были сформулированы требования к "идеальным" шовным материалам, включающие в себя следующие пункты [61]:

1) биосовместимость, или отсутствие токсического, аллергенного, тератогенного действия шовной нити на ткани организма;

2) биодеградация, или способность материала распадаться и выводиться из организма. Иными словами, шовный материал должен удерживать ткани до образования рубца (исключение составляет шов протеза, так как никогда не образуется рубец между протезом и собственной тканью), т.е. темп биодеградации не должен превышать скорость образования рубца.

3) атравматичность шовного материала, что характеризует поверхностные свойства нити и тип соединения нити с иглой;

4) отличные манипуляционные свойства нити, куда относят эластичность и гибкость нити;

5) прочность нити и ее сохранение до образования рубца.

Классификация шовных материалов.

Существуют многочисленные классификации шовного материала, в основу которых положены различные признаки (по происхождению, по структуре, по предназначению и др.), но они имеют односторонний характер и не охватывают всего комплекса физических, биологических и функциональных свойств, присущих шовным материалам [61, 154]. Наиболее удачными признаны классификации, предложенные В.М. Буяновым (1974), М.Е. Шляпниковым (1997) и Д.Н. Бонцевичем (2005) [61].

По мнению ведущих исследователей и специалистов в области хирургии, наиболее современной и систематизирующей является классификация, в основу которой положен принцип многокомпонентности характеристик классифицируемого объекта, предложенную в 2005 году Д.Н. Бонцевичем и В.В. Аничкиным (Д.Н. Бонцевич, 2005; Д.Н. Бонцевич и др., 2007).

Единая классификация шовного материала (авторы Д.Н. Бонцевич, В.В. Аничкин, 2005).

По историко - временному признаку:

1.1. Традиционный шовный материал (кетгут, шелк, хлопок, лавсан и др.).

1.2. Современный шовный материал (дексон, максон, этибонд и др.).

По происхождению:

2.1. Природные органические (биологические): кетгут овечий, конский волос, нити из сухожилий, производные целлюлозы.

2.2. Природные неорганические: металлическая проволока, нихромовая проволока и др.

2.3. Синтетические: полиэфиры (этибонд, тикрон), полиолефины (пролен, полиэтилен), фторполимеры (фторлон, фторэкс).

По строению:

3.1. Мононить - единое волокно с гладкой поверхностью (пролен, максон, нейлон, корален и др.).

3.2. Полинить - некоторое количество волокон, соединенных между собой определенным способом: крученые, плетеные, комплексные.

По способности к биодеструкции (рассасыванию) в тканях организма и химическому составу:

4.1. Рассасывающиеся (на основе соединительной ткани, целлюлозы, полигликолидов, полиглекапрона 25, полиуретанов).

4.2. Условно (или медленно) рассасывающиеся (материалы на основе продуктов жизнедеятельности тутового шелкопряда, на основе полиамидов).

4.3. Нерассасывающиеся (на основе семян хлопчатника, на основе полиэфиров, полиолефинов, поливинилидена, полибутестеров, металла).

По клиническому значению:

5.1. Универсальные хирургические нити.

5.2. Хирургические нити специального назначения (для кожного шва, для кишечного шва, для сосудистого шва и т.д.).

По специальному эффекту, оказываемому на окружающие ткани организма человека:

6.1. Нити без специального эффекта (пролен, ПДС и т.д.).

6.2. Нити с антибактериальным эффектом (Капрогент, Капроаг, Никант, Викрил Плюс, Абактолат).

6.3. Нити, стимулирующие репаративные процессы в тканях (римин, Никант - П) [25].

Поиск новых материалов привёл к созданию ряда перспективных направлений, работа по которым продолжается до настоящего времени. Основными являются следующие четыре направления [12]:

- разработка синтетических рассасывающихся нереактогенных материалов с точно известными сроками деструкции;

- разработка нерассасывающихся шовных материалов с хорошими манипуляционными качествами и минимальным повреждающим действием на ткани;

- разработка антибактериальных шовных материалов;

- разработка шовных материалов, стимулирующих процессы репарации тканей.

Раневая инфекция.

По данным разных авторов, в структуре всех осложнений послеоперационного периода частота раневой инфекции (или инфекции области хирургического вмешательства) достигает 10 - 40%, превышая уровень, существовавший до широкого внедрения антибиотиков в хирургическую практику [1, 44, 72, 161, 162, 220, 332]. Распространенность инфекций области хирургического вмешательства (ИОХВ) приводит к увеличению стоимости лечения стационарных пациентов в десятки раз, часто становится причиной повторных операций, удлиняет сроки лечения и существенно ухудшает результаты хирургических вмешательств и качество жизни пациентов [1, 32, 34, 41, 42, 43, 106, 110, 134, 176, 202, 203, 206, 251]. Среди всех инфекционных осложнений, развивающихся у оперированных пациентов, на долю ИОХВ приходится до 40%, из них 2/3 связаны с областью операционного разреза, а 1/3 затрагивает орган или полость [34]. При экстраабдоминальных вмешательствах ИОХВ развиваются у 2-5% госпитализированных пациентов, при вмешательствах на брюшной полости - у каждого пятого пациента [198]. По данным Национальной системы наблюдения за нозокомиальными инфекциями США (NNIS), ИОХВ занимают 3 - е место, составляя до 16% всех нозокомиальных инфекций среди стационарных больных [297].

Инфекционное осложнение области послеоперационной раны принято обозначать термином инфекция в области хирургического вмешательства (ИОХВ). Существует стандартное определение ИОХВ, представляющее собой систему сформулированных в виде алгоритма клинических и лабораторных критериев, позволяющих судить о наличии у пациента этого осложнения [90].Это понятие весьма распространено за границей и на сегодняшний день набирает популярность в России [26, 56, 57, 72, 289].

Стандартное определение ИОХВ разработано в США Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC) для Национальной программы эпидемиологического надзора за нозокомиальными инфекциями (NNIS). Критерии CDC обеспечивают возможность сопоставления данных на международном уровне [20, 297]. Согласно этим критериям, ИОХВ подразделяются на две группы: инфекция хирургической раны и инфекция органа/полости. Инфекцию хирургической раны, в свою очередь, подразделяют на инфекцию, вовлекающую только кожу и подкожные ткани (поверхностная инфекция) и инфекцию, вовлекающую глубокие мягкие ткани в области разреза (глубокая ИОХВ) [2, 70, 72, 104, 239].

Поверхностная ИОХВ должна удовлетворять следующим критериям:

- инфекция возникает не позднее 30 дней после операции и вовлекает только кожу и подкожные ткани в области раны;

- гнойное отделяемое из поверхностной раны;

- выделение микроорганизмов из жидкости или ткани, полученной асептически из области поверхностной раны;

- хирург намеренно открывает рану, если имеется, по крайней мере, один из следующих признаков или симптомов воспаления в области раны: болезненность, ограниченная припухлость, краснота, повышение температуры, за исключением тех случаев, когда посев из раны дает отрицательные результаты.

Глубокая ИОХВ должна удовлетворять следующим критериям:

- инфекция возникает не позднее 30 дней после операции при отсутствии имплантата или не позднее одного года при наличии его в месте операции, причем есть основания считать, что инфекция связана с данной хирургической операцией и вовлекает глубокие мягкие ткани (например, фасциальный и мышечный слои) в области раны, при этом у пациента имеется, хотя бы, одно из перечисленных обстоятельств:

- гнойное отделяемое из глубины раны, но не органа/полости в месте данного хирургического вмешательства;

- спонтанное расхождение краев раны или намеренное ее открытие хирургом, когда у пациента имеется, по крайней мере, один из следующих признаков или симптомов инфекции: лихорадка (> 37,5° С) или локализованная болезненность, за исключением тех случаев, когда посев из раны дает отрицательные результаты;

- при непосредственном осмотре, во время повторной операции, при гисто - патологическом, рентгенологическом или эхосонографическом исследовании обнаружен абсцесс или иные признаки инфекции в области глубокой раны [90].

В случае распространения инфекции как на область поверхностного разреза, так и на фасциальный и мышечный слои, она расценивается как глубокая ИОХВ [104].

Согласно данным современной литературы, существует два пути инфицирования послеоперационной раны в процессе ее заживления, связанные с хирургическим шовным материалом [60, 90, 216, 227]:

1) Первичный, когда стерильность хирургического шовного материала является одним из решающих факторов в профилактике раневых инфекционных осложнений. На сегодняшний момент современные способы стерилизации шовных нитей позволяют полностью исключить экзогенный путь первичного имплантационного инфицирования, связанный с хирургическим шовным материалом;

2) Вторичный, когда шовный материал с первых дней после имплантации и на протяжении всего периода времени пребывания в тканях, является своеобразной мишенью для патогенных и условно - патогенных бактерий.

В настоящее время общепризнанно, что все раны, независимо от их происхождения и локализации, заживают однотипно и периодично по единому биологическому закону заживления, проходя фазы воспаления, регенерации или пролиферации и реорганизации рубца [50, 96, 162, 165, 318]. Последовательность этих фаз всегда неизменчива; клинические, микробиологические, биохимические и патофизиологические различия в течение основных фаз носят обычно количественный, а не качественный характер [50]. Существенные, но также не качественные сдвиги в течение раневого процесса вносит развитие инфекции [44, 84, 90, 297, 308, 313].

Наиболее экономичным с биологических позиций считается заживление раны по типу первичного натяжения. Асептичность раны при этом не является обязательным условием, поскольку наличие в ней микробов в количестве 105КОЕ в 1 г ткани (так называемый «критический уровень») может не препятствовать заживлению раны первичным натяжением [34, 50, 74]. Многочисленные исследования показали, что по краю операционной раны в первые 2 - 6 часов образуется сухой асептический струп, надежно защищающий рану от проникновения инфекции извне [90]. В подкожном пространстве (подкожной жировой клетчатке, мышцах) в 100% наблюдений отмечается формирование раневой полости, которая может сохраняться до 14 суток послеоперационного периода [1, 17, 34, 90]. Дополнительным барьером на пути инфекции являются микроорганизмы, вегетирующие на покровных тканях (коже или слизистых), которые представляют собой селекционно сформировавшееся, ориентированное на фенотип организма - хозяина микробное сообщество, препятствующее инвазии и активному размножению чужеродных микробиотов [39, 190, 239]. Возможными путями вторичного экзогенного инфицирования чистой или условно чистой раны является проникновение микроорганизмов по прокольному каналу и самому шовному материалу, за счет присущей всем хирургическим шовным нитям «фитильности», а также за счет формирования условно патогенными микроорганизмами биопленок на поверхности шовного материала и протеза, которые препятствуют воздействию антибиотиков и факторов иммунной защиты макроорганизма на микроорганизм [58, 79, 80, 83, 93, 161, 240, 252, 267].

Понятию «биопленка» в последние годы уделяется особое внимание в связи с широким внедрением в медицинскую практику имплантационных технологий лечения [72, 86, 232]. Под биопленкой понимается сообщество микроорганизмов, внедренное в синтезированный ими полимерный матрикс, в котором бактерии составляют от 5 до 35 процентов массы биопленки, остальная ее часть - это межбактериальный матрикс [193]. Данная форма существования позволяет микроорганизмам выжить при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды и организма-хозяина. Биопленки, образующиеся на имплантируемых медицинских изделиях (катетерах, искусственных клапанах сердца, протезах, шовном материале, линзах и так далее), зачастую приводят к развитию тяжелых инфекционных осложнений [103, 119, 227, 241, 233, 313].

Универсальной защитной реакцией макроорганизма на хирургическую шовную нить является его стремление к быстрейшей локализации этого травмирующего фактора путем формирования в окружающих тканях очага воспаления с соответствующими сосудистыми, биохимическими и клеточными реакциями и образованием капсулы из фиброзной ткани [35, 48, 85, 181]. Образование фиброзной капсулы вокруг хирургической шовной нити рассматривается как наиболее благоприятный исход этой реакции, так как, в этом случае, хирургический шовный материал оказывается практически вне макроорганизма, и последний на него больше не реагирует [8, 12, 107, 162, 262]. Химическая структура полимера, из которого изготовлен хирургический шовный материал, может извращать данный процесс путем непосредственного токсического воздействия на окружающие нить клетки тканей (например, вызывая их некроз), либо опосредованно, увеличивая вирулентность условно патогенной микрофлоры в очаге асептического воспаления, способствуя приобретению или восстановлению патогенных свойств сапрофитами и условно патогенным микроорганизмами [104, 119]. Если первый тип воздействия на асептический воспалительный процесс носит только количественный характер, то второй приобретает качественную окраску и с ним связано понятие имплантационного пути эндогенного вторичного инфицирования раны, зашитой первичным швом [135, 161, 232, 304, 305]. С образованием вокруг хирургической шовной нити фиброзной капсулы прекращается токсическое действие полимера не только на окружающие ткани макроорганизма, но и на бактерии, в результате чего увеличивается их агрессивность. В то же время, сама по себе фиброзная капсула достаточно легко проницаема для бактерий и является для них своеобразным депо[7, 8, 56, 70, 161, 218]. Таким образом, хирургическая шовная нить с первых дней после имплантации и на протяжении всего периода времени пребывания ее в тканях, является провоцирующим факторов в развитии ИОХВ [230].

Широкое внедрение протезирующих методик в различных отраслях медицины (имплантология в стоматологии, эндопротезирование брюшной стенки в герниологии, сосудистое протезирование в ангиологии и т.д.) побудило исследователей всего мира к детальному изучению реакции макроорганизм - инородное тело на клеточном уровне [80, 81, 82, 122, 126, 173, 182, 270, 272, 276]. Имплантация в организм чужеродного материала неизбежно вызывает клеточную реакцию, расцениваемую обычно как асептическое воспаление. Эта реакция является защитной функцией тканей и направлена на их регенерацию. Интенсивность воспаления и длительность регенеративных процессов зависят от природы имплантируемого материала, степени его биосовместимости и биологической активности [15, 23, 82, 113, 191, 201, 209, 221, 240, 319].

Большое количество разнообразных по своему характеру осложнений со стороны послеоперационной раны (инфильтраты, нагноения, лигатурные свищи и др.), связанных с использованием шовного материала, побудило хирургов к поиску иных способов соединения раневых поверхностей (клеевые методики, «биологическая сварка», применение магнитов, адаптационно - репозиционных аппаратов и т.д.) [24, 26, 66, 67, 127, 157, 177, 186, 298]. Однако ведущее место остается за ручным швом, а в некоторых лечебных учреждениях он является единственной методикой соединения тканей [93]. Исходя из этого, проблема разработки и усовершенствования хирургических шовных материалов с минимальным риском развития ИОХВ является одной из самых актуальных на сегодняшний день.

1.2 Биологически активные хирургические шовные материалы

Понятие биологической активности.

К биологически активным относятся нити, содержащие вещества, которые либо постепенно диффундируют из них и проявляют свое химико -терапевтическое действие либо остаются прочно связанными с полимером, а биологическое действие осуществляют за счет физического фактора, например, радиоактивного излучения [36, 37]. В зависимости от метода введения, биологически активные компоненты могут входить в структуру волокна по типу соединений включения, быть зафиксированными на волокне химическими связями, либо закрепленными на нем в виде труднорастворимых индивидуальных веществ, наносимых с помощью полимерных покрытий или низкомолекулярных посредников. При этом способ присоединения, предопределяющий прочность связи волокна с активным веществом, выбирается с учетом особенностей проявления их биологического действия [29, 30, 80, 90, 130, 288].

История развития биологически активных шовных материалов.

Первые упоминания о биологически активных шовных материалах можно найти в рукописях Древнего Китая (IV век до н.э.). Древние китайские медики широко использовали метод лечения свищей прямой кишки лигатурой, пропитанной специальным отваром, который готовился из 14 ингредиентов (травы, костный порошок и др.). Такой лигатурный метод лечения прямокишечных свищей применяется в современной колопроктологии почти без изменений, если не считать того, что не имеется возможности воспроизвести состав, которым китайцы пропитывали лигатуру [151].

Разработка антимикробных хирургических шовных материалов имеет достаточно длительную историю. Серьезный вклад в создание новых отечественных волокнистых материалов медицинского назначения внесла научная школа кафедры «Технологии химических волокон» и «Проблемной лаборатории волокон специального назначения», созданная заслуженными деятелями науки и техники СССР профессорами А.И. Меосом и Л.А. Вольфом [30, 61]. Первым в отечественной практике был создан бактерицидной шовный материал летилен - лавсан [59, 100].В 1986 году LeVeen H.H сообщил о разработке бензотониевых биоцидных нитей [25]. Ю.А. Фурманов (1985) исследовал антимикробную активность полипропиленовых нитей, содержащих полиакриловую кислоту и обработанных канамицином, мономицином и другими антибиотиками. Авторами было установлено, что бактерицидный эффект при имплантации в ткани сохраняется до 5 суток [180]. В.К. Гостищев и соавторы (1986, 1995) изучили в эксперименте и с успехом внедрили в клинику антимикробные нити летилан - лавсан, фторлон с фуразолидоном, фторлоновые крученые нити «НИФТ - Х» (с хинофурилом) и «НИФТ - Л» (с левомицетином), нити «Капрогент» (с гентамицином) [45]. Л.А Вольф и соавторы (1980, 1984, 1990) сообщили о биологически активных волокнах, содержащих канамицин, гентамицин, мономицин, тетрациклин и рекомендовали их для применения в экстренной хирургии [36, 37]. K.P. Александров, A.B. Воленко доказали в своих исследованиях преимущество применения рассасывающих антибактериальных шовных материалов «Капромед» и «Капромед ДХ» во всех областях хирургии [138, 139]. В.В. Плечев (1996) и соавторы разработали и испытали хирургические нити с пролонгированным антибактериальным действием под названием «Абактолат», который был получен путем импрегнации эритромицина из насыщенного раствора в традиционные нити (капрон, лавсан, кетгут) с закреплением антибиотика оболочкой из биосовместимого полимера, обладающего собственной антимикробной активностью [135, 136].

Широкое внедрение протезирующих методик в лечении различных заболеваний и травм повлекли за собой увеличение количества местных инфекционных осложнений в зоне оперативного вмешательства [4, 168, 171, 173, 197, 199, 205, 207, 248, 323]. В связи с этим, работы, посвященные созданию новых современных хирургических шовных материалов и протезов, весьма актуальны [174, 204]. Даже внедрение клеевых и степлерных методик при фиксации и соединении тканей в процессе хирургического вмешательства не повлекли за собой значимого снижения частоты раневых осложнений [66, 274, 336, 337].

На сегодняшний день в хирургии соединения тканей лидирующую позицию занимает шовная технология [48, 93, 129, 186]. В зависимости от вида оперативного вмешательства, типа сшиваемых тканей, патологических изменений, физиологии, хирурги стараются использовать шовный материал и протезы с определенными свойствами, или биологически активные [53, 58, 85, 86, 110, 111, 144, 160, 258, 267, 275, 307].

Ведутся исследования по созданию и широко внедряются в клиническую практику шовные материалы и имплантаты с антиагрегантными, обезболивающими, антикоагулянтными, иммуностимулирующими, репарантными, противоопухолевыми, противоспаечными, стимулирующими коллагенообразование, некролитическими, биоинертными свойствами [16, 53, 65, 74, 79, 81, 85, 112, 114, 115, 116, 123, 130, 136, 204, 206, 307, 314, 317, 322, 326, 327, 328, 342].

Представляет интерес исследования ученых по изучению свойств сетчатых эндопротезов с NO - релизинг факторами [235, 296], с покрытием из лизостафина [317], с дермальными человеческими фибробластами [224, 263], с фибробластами, полученными из биопсийного материала кожи [65]. Внедрением вышеназванных протезов в клиническую практику авторы исследования планируют добиться снижения частоты раневых инфекционных осложнений и ускорения репаративных процессов со стороны операционной раны у пациентов с брюшными грыжами [275, 276, 288, 307].

Хирургический шовный материал, как и любые другие имплантируемые полимерные материалы, очень быстро колонизируются патогенной микрофлорой, образующей на поверхности «биопленку». Результатом ее образования является выживание микроорганизмов и грибов в присутствии антимикробных веществ в количестве, значительно превышающем минимальную подавляющую концентрацию препарата [13, 72, 193, 248, 252, 253, 258]. Иными словами, при имплантации любого шовного материла и/или эксплантата возникает конкуренция между микроорганизмами и клетками макроорганизма за место на его поверхности [161, 165, 176]. Если первопришельцами в послеоперационном периоде выступают бактерии, то они быстро распространяются по всей поверхности шовного материала либо протеза и создают мощную «биопленку», в результате чего микроорганизмы становятся практически недоступны для факторов иммунной защиты, как клеток, так и антител [41, 315, 318]. Использование антибиотиков в обычных и даже повышенных дозах оказывается малоэффективным или вообще неэффективным, поскольку в крови не создаются концентрации препаратов, способные справиться с микроорганизмами, находящимися в составе сообществ [20, 72, 75, 81, 96, 223, 228, 233, 234, 245, 264, 265, 276, 283].В связи с этим, стало целесообразно воздействовать антимикробными соединениями на находящиеся в «биопленке» микроорганизмы изнутри - с поверхности самого имплантата. Исходя из вышеизложенного, наиболее развивающимся и перспективным направлением стало создание шовных материалов и протезов с антимикробными свойствами [80, 81, 97, 206, 261, 262].

На сегодняшний день рынок биологически активных шовных материалов представлен в основном антимикробными нитями. Наиболее распространенными из них являются «Капрогент» - капроновая нить с фиксированным химической связью гентамицином (ООО «Линтекс», Санкт -Петербург), «Никант» - капроновая нить с сополиамидным покрытием, содержащим доксициклин (ВНИИСВ, г. Тверь), «Капроаг» - условно рассасывающаяся капроновая нить с покрытием из хлоргексидина биглюконата (ООО «Репромед», Москва), «Абакталат» - полимидная нить из биосовместимого полимера с эритромицином (ООО «НПО «Башбиомед», Уфа). В эру бурного развития нанотехнологий появились сообщения о разработке и внедрении в практику шовных материалов и протезов, модифицированных наночастицами серебра [16, 86, 140, 141, 142, 143].

В настоящее время во ФГУП «ВНИИСВ» г. Тверь разработаны и находятся на стадии внедрения в хирургическую практику новые виды шовного материала комбинированного действия: хирургические нити НИКАНТ-П и ТВЕРАН, представляющие собой полиамидную или полиэфирную нить в оболочке из синтетического (сополиамид) или природного (хитозан) полимера, в состав которой входят антибиотики и германийсодержащий препарат, ускоряющий течение раневого процесса и способствующий развитию репаративных процессов в ране. Как известно, хитозан - это природный полисахарид, обладающий широким спектром фармакологического действия (иммуномодулирующим, антимикробным, противоопухолевым, ранозаживляющим, радиопротективным). Для придания хирургическим нитям дополнительной биологической активности в состав хитозанового покрытия введены ципрофлоксацин и германийсодержащий препарат Астрагерм - С [114, 115, 154].

В OOO «Линтекс» (г. Санкт-Петербург) и ЗАО «Инфамед» (г. Москва) совместно ведутся работы по созданию нового хирургического шовного рассасывающегося материала с антимикробным эффектом. Объектом исследования стали рассасывающиеся комплексные полигликолидные (ПГА) нити с антимикробной активностью и гладкой атравматичной поверхностью. В качестве антимикробного агента используется отечественный антисептик широкого спектра действия - мирамистин. Придание рассасывающимся комплексным нитям антимикробного эффекта достигают путем обработки нитей растворами полимера полиглактина 370, содержащего мирамистин. Авторы исследования утверждают, что срок антимикробного действия при этом достигает более 10 суток [81].

В последние годы фирмой Ethicon (USA) довольно успешно продвигаются рассасывающиеся антимикробные хирургические нити Vicryl Plus, Monocryl Plus и PDS Plus с триклозаном, хотя использование последнего в качестве антимикробного компонента вызывает определенное сомнение в связи с описанной в литературе токсичностью (особенно продуктов разложения, образующихся при хранении), а также устойчивостью микрофлоры к этому антисептику, давно и широко применяемому в товарах бытовой химии [82, 232, 244, 245].

Vicryl Plus представляет собой рассасывающийся синтетический шовный материал, в состав которого входит сополимер гликолида (90%) , L - лактид (10%) и антибактериальный компонент (антисептик) триклозан [236, 237, 244, 245, 326, 327, 328]. Monocryl Plus представляет собой синтетический рассасывающийся моноволоконный шовный материал, изготовленный из сополимера гликолида и эпсилон-капролактона с добавлением антисептика триклозана [291, 292]. PDS Plus - это антибактериальная рассасывающаяся мононить, состоящая из полидиоксанона и триклозана, предназначена для сопоставления мягких тканей (за исключением контакта с роговицей и склерой). Данный хирургический шовный материал применяется в ситуациях, когда необходима комбинация рассасывающегося материала, продолжительной (до 200 дней) поддержки раны и высок риск развития ИОХВ. Применение в герниологии остается спорным на сегодняшний день [292]. Зарубежом проходят испытания сетчатых протезов и шовного материала софлоксацином [246], ципрофлоксацином [264, 275], ванкомицином [261], цефазолином [260, 267]. Однако преимущество их в герниологии пока не доказано, исследование находится в стадии эксперимента [82, 331]. Из зарубежных аналогов с антимикробной активностью, широко применяемых в хирургии соединения и протезирования тканей, наибольшее распространение получили эксплантаты Dualmesh Plus и Mycromesh Plus (Gore-Tex, Goreand Associates, Flagstaff, AZ, USA), представляющие собой мембраны из политетрафторэтилена, пропитанные карбонатом серебра и диацетатом хлоргексидина [82, 102]. Мембрана Dualmesh Plus используется для внутрибрюшной пластики дефектов как в открытой хирургии, так и в лапароскопической (так называемая IPOM - пластика); протез Mycromesh Plus может быть применен для экстраперитонеальной имплантации в любой из слоев передней брюшной стенки в герниологии, а также при хирургическом лечении тазового пролапса. По данным различных авторов, антимикробный эффект в зоне имплантации сохраняется до 10 суток, предотвращая микробную колонизацию и развитие раневых осложнений в зоне имплантации [67, 89]. Препятствием для широкого применения данных протезов служит их высокая стоимость и низкая способность к интеграции в слои брюшной стенки протезов из политетрафторэтилена [63, 64].

1.3 Современные методы лечения грыж передней брюшной стенки

Распространенность грыж передней брюшной стенки среди взрослого населения.

Грыжами живота страдают 3 - 7 % населения Земли, почти 60 % этого контингента представлено людьми трудоспособного возраста [6, 14, 49, 76, 77, 78, 87, 88, 102, 208, 225, 233]. У лиц пожилого и старческого возраста их частота достигает 15 - 17% [84]. Потенциальным грыженосителем является каждый третий - пятый житель Земли [33]. Пик заболеваемости наблюдается в дошкольном возрасте и у лиц старше 50 лет [3]. У мужчин грыжи живота встречаются чаще, чем у женщин [194]. Ежегодно в мире выполняется более двух миллионов грыжесечений: в РФ - более 200 тысяч, в США - около 700000, в Европе - более миллиона [52, 172, 173, 202, 284, 269, 278, 295]. По данным Комитета здравоохранения Правительства Москвы, ежегодно в клиниках города среди взрослого населения производится 5 - 7 тыс. плановых и 2, 2 - 3 тыс. экстренных грыжесечений [192]. Среди всех хирургических вмешательств, герниопластика по частоте занимает второе место после аппендэктомий и составляет от 10 % до 15 % от всех операций [51, 76, 117, 163, 247]. Около 80 % грыжесечений приходится на долю паховых грыж [87, 88]. Инцизионные (послеоперационные) вентральные грыжи в общей структуре хирургических болезней составляют до 6, 5 % и достигают 15-38 % среди числа всех грыж [77, 78, 133, 158, 175, 254]. Пупочные грыжи составляют 3 - 8% от общего количества брюшных грыж [148]. Соотношение плановых и ургентных герниопластик в РФ составляет 6:1 [194]. По данным зарубежных авторов, в развитых странах данное соотношение составляет 15:1 в пользу плановых грыжесечений [302]. Летальность после плановых оперативных вмешательств при брюшных грыжах невелика: в РФ она не превышает 0, 06% [87]. В то же время летальность при операциях по поводу ущемленных грыж в РФ достигает свыше 3%, а при позднем поступлении пациентов в стационар - 10% [46, 75].

История герниопластики.

Самые первые упоминания о грыжах датируются 1500 годом (древнеегипетский папирус Erbes) [38]. Вопросами герниологии начал заниматься ещё в IV веке до н.э. знаменитый древнегреческий врач Гиппократ, посвятивший часть своих трудов данной проблеме. Термин «hernios» впервые употребил Цельс (C.Celsus, I в.н.э.). Им же и было дано классическое определение грыжи как выпячивания внутренних органов через приобретенные, либо врожденные «ворота» [38].Кроме того, Цельс - один из первых докторов, кто стал рассматривать вопрос лечения брюшных грыж с позиций хирургии [62]. Оперативные пособия тех времен были весьма примитивными и зачастую калечащими, поскольку «лечением» грыж в основном занимались цирюльники, палачи и «грыжесеки» [76, 78, 94, 95]. Герниология средневековья ассоциируется с раневой инфекцией, профузными кровотечениями и некрозами кишечника [98]. В ту эпоху широко применялись инъекционные методики лечения грыж, выполняемые путем введения в грыжевые ворота настойки желатина, йода, алкоголя, морской воды и т.д. [75]. Для закрытия грыжевых ворот использовали нити из золота, бронзы, серебра, гвозди из железа и олова. Тем не менее, даже такое разнообразие предлагаемых методик успеха в лечении грыж не приносило [21, 22, 27, 49, 69].

Огромный вклад в развитие герниологии как науки был внесен гениальным ученым эпохи Ренессанса Амбруазом Паре (1510 - 1590). В известном трактате «The Apologie and Treatise» он посвяти брюшным грыжам целую главу, в которой детально описал технику операций и используемый инструментарий [28].

С конца ХVII века хирурги всего мира вплотную стали заниматься анатомией грыж, что в значительной мере способствовало усовершенствованию методов хирургического лечения [175]. Однако результаты были плачевными: из 500 прооперированных пациентов умирало около 300 [38].

Современная история герниологии начинается лишь во второй половине XIX века, благодаря появлению общего обезболивания (W. Morton, 1846) и внедрению принципов асептики и антисептики (J. Lister, 1865). После создания итальянским хирургом Бассини (E. Bassini) единой концепции хирургического лечения паховых грыж начинается новый этап в герниологии [77, 200]. Первая успешная операция была выполнена им в 1884 году, а уже в1889 г. Э. Бассини публикует свою знаменитую монографию “Nuova metodo per la cura radicale dell, ernia inguinale”, где подробно отражает анатомию и топографию паховой области и предлагаемый им способ хирургической коррекции паховых грыж. Монография вскоре переводится на многие европейские языки, предопределяя развитие герниологии на следующее столетие [49, 87, 88].

Проблема хирургического лечения грыж нашла широкое отражение в научной и практической работе отечественных хирургов. Разработанная Н.И. Пироговым хирургическая анатомия грыж на сегодняшний день остается в золотом фонде отечественной морфологии. Теоретической базой развития гернологиии в России явились монографии П. Заболоцкого (1855), А.А. Боброва (1894), Н.В. Богоявленского (1901), Н.И. Дьяконова (1901), Р.И. Венгловского (1903), А.П. Крымова (1911) [9, 11, 94, 95].

Однако, несмотря на появляющееся огромное количество новых способов хирургического лечения брюшных грыж, обращало на себя внимание огромное количество рецидивов, что послужило поводом для дальнейших исследований [49, 270, 281].

Вопрос о послеоперационных вентральных грыжах встал на повестке дня относительно недавно, с 90-х годов XIX века, с началом бурного развития брюшной хирургии. По меткому выражению Le Torre (1897) “...мы наблюдаем столько послеоперационных грыж, столько выполнено лапаротомий”. Процент инцизионных грыж продолжает неуклонно расти и в наше время, не смотря на широкое внедрение лапароскопических методик оперирования [183, 316]. Широкое внедрение сетчатых имплантатов позволило расширить показания к оперативному лечения инцизионных грыж и значительно уменьшить число рецидивов в ранние сроки после операции, однако при длительном наблюдении этот показатель достигает 32% [27, 211, 212]. Неудовлетворительные результаты лечения послеоперационных вентральных грыж стали одной из самых больших и трудноразрешимых проблем в герниологии [22, 31, 49, 166, 185].

Родоначальником протезирующих методик в грыжесечении поправу можно считать Phelps, который в 1894 году впервые использовал серебряную проволоку для пластики пахового канала [271]. Идея использованания протезов в герниологии стала мощным стимулом для дальнейших исследований. В связи с этим уместно привести крылатое выражение, сказанное T. Billroth: «Если можно было бы создать искусственную ткань, по плотности и крепости равную фасции и сухожилию, то секрет радикального излечения грыж был бы найден» [280].

Длительное время протезирующие методики применялись лишь для пластики послеоперационных грыж, обходя стороной паховое грыжесечение и хирургию первичных вентральных грыж [131, 343]. Лишь в 1964 году Н.З. Монаков рекомендовал применение сетки из капрона для хирургического лечения паховых грыж [128]. F. Usher (1959) успешно использовал в герниологии полипропилен, что дало новый толчок к развитию атензионной герниопластики [21, 211, 212, 214, 334]. Однако стоит заметить, что в течение длительного времени отношение к протезам оставалось сдержанным в связи с отсутствием на рынке биологически инертного, нерассасывающегося, механически плотного материала. В этот период широко применялись аутопластические, гомопластические, гетеропластические методики [33, 167]. Одним из наиболее распространенных способов был метод аутодермопластики, предложенный В.Н. Яновым в 1975 году и применяемый в некоторых клиниках по сегодняшний день [190]. В 1988 г. американский хирург I.L. Lichtenstein выдвинул идею пластики грыж без натяжения тканей (методика tensionfree), используя для этих целей полипропиленовую сетку [279, 280, 281, 335]. При герниопластике бедренных и паховых грыж новая методика дала отличный результат, рецидивов практически не было отмечено. Роль Ирвинга Лихтенштейна неоспоримо велика и сравнима с ролью Бассини в герниологии [189, 343]. Им впервые было доказано, что алломатериал может применяться как стандартная процедура при первичных операциях [279, 280]. С 90-х годов в хирургических клиниках мира началась эра повсеместного применения алломатериалов при герниопластике [33, 319, 335].