Морфогенез анастомозов желудочно-кишечного тракта: экспериментальное исследование

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

МОРФОГЕНЕЗ АНАСТОМОЗОВ ЖЕЛУДОЧНО - КИШЕЧНОГО ТРАКТА (экспериментальное исследование)

14.00.15 - патологическая анатомия

Молокова Ольга Александровна

Челябинск - 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Бычков Виталий Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Кононов Алексей Владимирович

доктор медицинских наук, профессор Гиниатуллин Равиль Усманович

доктор медицинских наук, профессор Шабунина-Басок Наталья Рудольфовна

Ведущая организация: ФГУ «Институт морфологии человека РАМН», г. Москва

Защита состоится на заседании диссертационного совета Д 208.117.01 при ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава» (454092, г. Челябинск, ул. Воровского,64 )

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава»

Автореферат разослан 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Долгушина В.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Вопросы патогенеза, механизмы развития патологических процессов и восстановительные изменения, развивающиеся после резекции, представляют большой интерес как в практическом, так и в теоретическом плане. Использование в абдоминальной хирургии разнообразных способов выполнения хирургического шва, накладываемого для создания анастомозов на всем протяжении желудочно - кишечного тракта, требует изучения особенностей развития восстановительных изменений в зависимости от уровня и способа наложения анастомоза, выявления общих закономерностей репаративного процесса. Интерес к морфогенезу, способам и механизмам восстановления нарушенных функций в зоне соединения кишечных стенок особенно актуален в связи с тем, что именно от них зависит формирование качественного анастомоза, который, в конечном итоге, определяет судьбу оперированного больного.

Все виды соединения краев кишки условно разделяются на 4 группы: ручной шов, механический шов, бесшовный и компрессионный анастомозы. Несмотря на многочисленность методик формирования ручных и механических анастомозов преодолеть отрицательные особенности этих способов соединения краев кишки не удается. Шовные нити, металлические скрепки являются инородными включениями, способствуют хронизации воспаления, удлиняют сроки эпителизации, формирования соединительнотканного рубца; обладают фитильными и «пилящими» свойствами, способствуют образованию раневых каналов и проникновению микрофлоры в стенку кишки, приводят к рубцовому стенозу (А.П. Власов, 1991; В.М. Буянов, 1993, 2000; А.И. Наумов и соавт, 1997; В.Н. Егиев, 1998; А.И. Кечеруков, 2003 и др.). Более выгодные условия заживления развиваются при создании компрессионных способов соединения полых органов. Перспективными являются анастомозы, сформированные при помощи имплантатов принципиально нового класса на основе TiNi сплавов (Н.Н. Каншин и соавт, 1978; Ю.Ф. Исаков, 1982; Н.А. Бородин, 1987; Б.К. Гиберт, 1995; А.М. Карякин, 1998; В.С. Исаев и соавт., 2003; Ф.Ш. Алиев и соавт., 2005; А.И. Кечеруков и соавт., 2006 и др.).

История применения в хирургии желудочно - кишечного тракта компрессионного способа соединения тканей насчитывает около 200 лет (Н.А. Бородин, 1987; Б.К. Гиберт., 1995; М.И. Кузьмин - Крутецкий, 1998; Н.Н. Каншин и соавт, 2004; С.Д. Фролов и соавт, 2006). Меньшая доля несостоятельности анастомозов отмечается при создании компрессионных соустий - 1,5 - 7,7%, в отличие от ручных и механических - 4,0 - 12,0% и 2,0 - 8,0% соответственно (Р.В. Зиганьшин и соавт., 1990 - 2003; Н.Н. Каншин, 2001; В.В. Плотников и соавт, 2001, 2006; А.И. Кечеруков и соавт., 2003; Ф.Ш. Алиев, 2006 и др.).

30-летний период использования никелид - титановых конструкций для создания компрессионных анастомозов способствовал накоплению большого объема морфологического материала. Гистологичесские исследования проводились во всех работах, посвященных изучению закономерностей заживления желудочно-кишечных, межкишечных, билиодегистивных анастомозов, но они носили описательный характер, без выявления стадийности процесса и общебиологических закономерностей, без проведения сравнительного анализа разных способов кишечного шва (А.Г. Земляной и соавт, 1991; И.М. Крючков, 1992; А.И. Кечеруков, 1998; Н.Н. Каншин, Р.А. Василенко, 2001, 2004; А.М. Машкин, 2002; А.И. Чернов, Ф.Ш. Алиев, 2006; В.Э.Гюнтер и соавт., 2006 и др.).

Объектом исследования являются зоны анастомозов, сформированные на разных уровнях желудочно - кишечного тракта, и выполненные различными видами хирургического шва.

Предметом исследования являются морфологические изменения, развивающиеся в зоне анастомоза, сформированного разными видами кишечного шва. Световая микроскопия вносит существенные ограничения в освещение механизмов развития патологического процесса и регенераторных проявлений. Электронная микроскопия позволяет значительно углубить представления о морфологической сущности процесса, полученные при помощи световой микроскопии. Использование просвечивающей и растровой электронной микроскопии помогло изучить механизмы развития воспаления и регенерации отдельных видов тканей: эпителиальной, соединительной, нервной и гладкомышечной. Комплексное гистологическое, микроскопическое и гистохимическое исследование позволило выявить особенности соединительнотканного рубца, сформированного в зоне соустьев. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Выяснение особенностей морфогенеза анастомозов, выполненных на разных уровнях желудочно - кишечного тракта, с использованием различных способов соединения анастомозируемых органов.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить структурные перестройки элементов кишок при заживлении пищеводно - кишечных анастомозов, выполненных компрессионным и лигатурным способами с помощью световой, электронной растровой микроскопии..

2. Определить морфологические изменения при заживлении инвагинационных тонко - толстокишечных анастомозов, выполненных устройством Зиганьшина - Гюнтера, аппаратом УКА и лигатурным способом с использованием световой, электронной просвечивающей и растровой микроскопии.

3. Сформулировать морфологические особенности заживления толстокишечных анастомозов, выполненных компрессионным, механическим и лигатурным способами с использованием световой, растровой электронной микроскопии и иммуногистохимических методов.

4. Провести сравнительный анализ свойств анастомозов желудочно - кишечного тракта. Выявить этапы морфогенеза анастомозов желудочно - кишечного тракта и закономерности восстановительных процессов в послеоперационном периоде.

5. Дать характеристику особенностей морфогенеза компрессионного, лигатурного и механического анастомозов.

Научная новизна. В работе впервые проведено комплексное микроскопическое, электронно-микроскопическое, морфометрическое и гистохимическое исследование восстановительных процессов при заживлении анастомозов желудочно - кишечного тракта.

Новым является выявление общих закономерностей восстановительного периода независимо от способа формирования анастомоза и уровня его наложения в желудочно - кишечном тракте. Впервые проведено электронномикроскопическое изучение динамики восстановительных процессов при заживлении лигатурных и компрессионных анастомозов.

Впервые выявлены особенности соединительной ткани, образующей рубец, при лигатурном и компрессионном способах формирования соустий. Выявлены стадии восстановительного периода и описаны их морфологические проявления.

Проведено сравнительное изучение динамики заживления лигатурных, механических и компрессионных анастомозов. Определены факторы, тормозящие восстановительные процессы при заживлении ручных и механических анастомозов. Выявлена продолжительность восстановительного периода в зависимости от способа выполнения анастомоза.

Теоретическое и практическое значение работы. В эксперименте на беспородных собаках изучены морфологические изменения, развивающиеся в органах желудочно - кишечного тракта, после их резекции с целью создания анастомозов. Теоретическое значение работы состоит в углублении представлений о закономерностях развития репаративной регенерации в условиях патологического процесса.

Практическая значимость проведенных исследований заключается в разработке критериев, характеризующих особенности заживления разных видов кишечных швов, выборе наиболее оптимального вида формирования кишечного шва с целью улучшения непосредственных и отдаленных послеоперционных результатов, улучшения качества жизни этих больных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Морфогенез анастомозов желудочно - кишечного тракта характеризуется стандартным чередованием патологических, регенераторных и компенсаторных процессов. Время после создания анастомоза является восстановительным периодом.

2. Независимо от уровня наложения анастомоза в желудочно-кишечном тракте, модификации компрессионного устройства, вида лигатурного или механического швов восстановительный период развивается однотипно и характеризуется развитием воспалительно - репаративной реакции, которая проходит 4 стадии.

3. Динамика развития репаративных процессов при заживлении компрессионных анастомозов расценивается как критерий выраженности и продолжительности восстановительного периода. Отклонения в сроках развития и выраженности репаративных процессов отражают особенности морфогенеза анастомозов, сформированных другими способами.

4. Анастомозы, сформированные компрессионными устройствами, характеризуются полным восстановлением анатомо - функционального состояния резецированных органов.

Реализация и апробация работы.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедрах общей хирургии, патологической анатомии, кафедре клинических дисциплин при ФУВ ТюмГМА. Материалы работы используются при проведении практических занятий и лекций в курсе патологической анатомии по теме «Компенсаторно - приспособительные процессы. Регенерация, атрофия гипертрофия», «Болезни желудочно - кишечного тракта» для студентов лечебного и педиатрического факультетов в ГОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия».

Результаты исследования используются хирургами при выборе оптимального вида формирования межкишечных соустий, оценке динамики течения постоперационного периода и прогнозирования возможных осложнений.

В прозекторской практике врачами патологоанатомами Тюменских областных клинических больниц № 1 и № 2 используются критерии для определения категории осложнений у больных, которым при жизни выполнена резекция с созданием анастомозов в органах ЖКТ.

Основные положения работы доложены и обсуждены на международном симпозиуме «Медицина и охрана здоровья» (Тюмень, 1998 - 2005); Всероссийской конференции хирургов (Тюмень, 2003); международной конференции «Биосовместимые материалы с памятью формы и новые технологии в медицине» (Томск, 2004); международном «Форуме по проблемам науки, техники, образования» (Москва, 2005), исследования отмечены «Золотым дипломом 2005 года» за научную работу по направлению «Экология человека и здравоохранение»; научно - практической конференции «Актуальные вопросы хирургии» (Ростов-на-Дону, 2006), на конгрессе «III Международные Пироговские чтения»; международной конференции «Материалы с памятью формы и новые технологии в медицине» (Томск, 2007); на международной гистологической конференции «Морфогенезы в эволюции, индивидуальном развитии и эксперименте» (Тюмень, 2008); на IY межрегиональной научно - практической конференции хирургов и эндоскопистов Тюменской области (Тюмень, 2008); на Всероссийской научно - практической конференции патологоанатомов (Миасс, 2008); на заседании Областного общества патологоанатомов (Тюмень, 2009).

Публикации. Результаты работы опубликованы в 39 научных изданиях, в том числе 15 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 226 страницах, состоит из 7 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 246 источников, из них - 52 иностранных авторов. Диссертация содержит 15 таблиц; иллюстрирована 160 фотографиями, 15 графиками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования. В основу работы легли экспериментальные исследования динамики восстановительных процессов после резекции органов ЖКТ и наложения анастомозов с помощью разных видов кишечного шва.

Экспериментальные операции выполнялись на кафедре клинических дисциплин ФПК и ППС ГОУ ВПО Тюм ГМА (г. Курган)¹, на кафедре общей хирургии ВПО Тюм ГМА¹ , в ЦНИЛЕ Тюм ГМА с соблюдением международных принципов Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным и «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных», после получения разрешения этического комитета Тюм ГМА.

Хирургические вмешательства выполнены на 144 беспородных собаках обоего пола, массой от 7 до 20 кг. Были сформированы 3 экспериментальных группы.

В первую группу вошли 48 животных, которым был наложен внутриплевральный пищеводно-желудочный анастомоз двумя способами: лигатурным двухрядным швом (n=24) и аппаратом КЦА (аппарат для формирования компрессионных циркулярных анастомозов) (n=24). Во вторую группу вошли 30 животных, которым выполнили тонко - толстокишечные анастомозы 3 способами: лигатурный (n=10), компрессионный аппаратом УКА (n=10) и компрессионный устройством «Скрепка» Зиганьшина - Гюнтера (n=10). В третью группу вошли 66 беспородных собак, у которых толстокишечные анастомозы формировали 3 способами. Для наложения лигатурных анастомозов применялся 2-х рядный шов с использованием современных атравматических материалов (викрил, дексон, полипропилен): 1-й ряд- серозно-мышечно-подслизистый шов по Пирогову-Матешуку, 2-й ряд - узловые серо-серозные швы (n=32). Механические соустья накладывались с помощью степплеров фирмы «Ethicon» и сшивающих аппаратов отечественного производства СПТУ (n=32). Компрессионный анастомоз выполняли трехвитковым никелид-титановым устройством размером 20х10 и 25х12 мм, сечение провода диаметром 1,9-2,2 мм (n=32).

Объем экспериментальных исследований на животных включал сравнительное изучение динамики восстановительных изменений, механической прочности, эластичности, биологической герметичности в определенные сроки послеоперационного периода. Для забора материала у экспериментальных животных на 1, 3, 5, 7, 10, 14, 21, 30, 45, 60, 90-е сутки производилась эвтаназия путем внутриплеврального введения раствора тиопентала натрия или гексенала (50 мг/кг), затем выполнялось внутрисердечное введение этого же препарата (1000 мг).

Приношу искреннюю благодарность профессору А.И.Кечерукову, профессору В.В. Плотникову, д.м.н. Ф.Ш. Алиеву, к.м.н. И.А. Чернову, к.м.н. В.В. Спиреву, к.м.н. А.Н. Робаку за помощь в выполнении работы.

Во всех исследуемых сериях животных для приготовления морфологических препаратов участок кишки, включающий анастомоз, иссекали и фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. Кусочки вырезали перпендикулярно линии шва, расправляли на плоскости и вновь погружали в фиксатор. Гистологические препараты окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван Гизону, Слинченко и по Вейгерту. Полутонкие срезы окрашивали метиленовым синим и азур-эозиновой смесью Романовского.

При изучении микроскопических препаратов оценивали динамику развития воспалительной реакции, особенности регенерации слизистого, подслизистого и мышечного слоев, структурно-функциональное восстановление футлярного строения кишечной стенки. Изучение морфогенеза толстокишечных анастомозов с помощью электронной микроскопии выполнено при участии старшего научного сотрудника лаборатории электронной микроскопии «Российского НИИ восстановительной травматологии и ортопедии им. академика Г.А. Илизарова» (г. Курган) к.б.н. Н. С. Мигалкина .

Забор материала для растровой электронной микроскопии проводили в разные сроки послеоперационного периода. Фиксированные тканевые фрагменты исследуемых анастомозов иссекали и подвергали стандартной процедуре промывки и обезвоживания, испытуемые образцы пропитывали камфеном при температуре 50⁰ С, выдерживали при комнатной температуре на воздухе 24 часа. После возгонки камфена высушенный образец закрепляли на держателе каплей токопроводящего клея и напыляли слоем серебра. Напыленные образцы исследовали в сканирующем электронном микроскопе JSM-840 («Jeol») при ускоряющем напряжении 20 кВ и рабочем расстоянии 16 мм.

Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца аппаратом LKB “Ylltrastainer” и исследовали в электронном микроскопе JSM -100 В при ускоряющем напряжении 60 Кв.

Особенности кровоснабжения в зоне формируемого анастомоза изучали на рентгеновазограммах. Для этого в сосуды на месте стыка соединяемых стенок органов вводили свинцовый сурик с оранжевой художественной краской и делали рентгенографию.

Для иммуногистохимического исследования использован набор следующих маркеров (антител): б -SMA, десмин, виментин, Ki - 67, коллаген IY типа. Для проведения иммуногистохимических исследований ткани фиксировали в 10% забуференном формалине (рН 7,2), проводили по спиртам и ксилолам, заливали в парафин. Готовили серийные парафиновые срезы и наносили на стекла с адгезивным покрытием, депарафинировали. Исследования проводили в соответствии с методикой C.R. Taylor, R. Cote. Предварительная обработка срезов проводилась по методу восстановления антигенных детерминант ткани (S.H Shi, 1991 и М. Sowa, Y . Kato, I. Nakanishi et all., 1992). Инкубация с первичными антителами составляла 30 мин при комнатной температуре. Использовались позитивные и негативные контроли. Срезы тщательно отмывали в буфере, подсушивали, затем на них наносили систему En Vision (фирмы Daco, Дания). После каждой инкубации срезы тщательно отмывали, подсушивали вокруг, для визуализации реакции на них наносили DAB + или АЕС (фирмы Daco, Дания), что позволяло получать специфическую коричневую окраску. Использовали моноклональные антитела к десмину (фирма Daco, разведение RTU), к виментину (фирма Daco, разведение RTU), к б -SMA (фирма Daco, разведение 1:50), к Ki - 67 (фирма Daco, разведение RTU), к Collagen - IY (фирма Daco, разведение 1:40). Все манипуляции проводили в соответствии с рекомендуемыми протоколами выявления специфического окрашивания. Ядра докрашивали гематоксилином Майера. Интенсивность специфического окрашивания оценивали полуколичественным методом. Для выявления пролиферативной активности в восстанавливающемся эпителии определяли Ki - 67, выявляющего пролиферирующие клетки, находящиеся на разных фазах цикла. Определение индекса пролиферации Ki - 67 в ядрах клеток определялось как среднее от числа меченых ядер на 100 учтенных ядер (В.Н. Эллиниди, 2002; С.В. Петров, Н.Т. Райхлин, 2004 и др.). В экстрацеллюлярном матриксе соединительной ткани выявляли коллаген IY типа.

Морфометрические исследования гистологического материала. Плотность воспалительного инфильтрата определяли путем подсчета количества клеток в 10 полях зрения в гистологических препаратах при увеличении микроскопа х630. Состав клеточного воспалительного инфильтрата с подсчетом нейтрофильных лейкоцитов, лимфоцитов, фибробластов, фиброцитов, плазматических клеток (в %) проводили в 10 полях зрения с каждого микропрепарата при увеличении микроскопа х630. Толщину слизистой оболочки измеряли окуляром микрометром (в мм) при световой микроскопии и в микронах при растровой электронной микроскопии. Определение ширины рубца производили при растровой электронной микроскопии в мкм. Исследования выполняли при разных видах и способах формирования анастомозов.

Механическая прочность анастомозов изучалась методом пневмопрессии с использованием манометра ИАД - 1, регистрирующего давление в пределах от 20 до 300 мм рт. ст. на 1 - 45-е сут эксперимента. Соустье считали герметичным, если оно выдерживало давление не менее 50 - 60 мм рт. ст. (А.А. Запорожец, 1974; А.В. Шотт и соавт., 1983).

Эластичность сформированных анастомозов изучали на тензометрической установке УТР с определением величины относительной остаточной деформации.

Изучение биологической герметичности толстокишечных анастомозов проводилось в лаборатории клинической бактериологии на базе Тюменского НИИ краевой инфекционной патологии. Выполнено 720 бакпосевов: по 240 посевов с линии лигатурного, механического и компрессионного швов. Заборы материала на Гр (+), Гр ( -) и грибковую микрофлору производились из просвета кишки во время операции и с линии толстокишечных анастомозов на 1, 3, 5, 7, 10-е сут эксперимента. Посевы производились на традиционные дифференциально - диагностические среды с определением количественных и качественных характеристик высеваемых колоний микроорганизмов.

Количественные данные подвергали статистической обработке с применением метода вариационной статистики. Оценка достоверности результатов проводилась с использованием критерия Стьюдента и Уилкоксона (Г.Г. Автандилов, 1990).

Использован метод корреляционного анализа с вычислением коэффициента ранговой корреляции по Спирмену с учетом критерия достоверности (р). При положительных значениях коэффициента ранговой корреляции связь между признаками оценивалась как прямая, при отрицательных - как обратная. При значениях коэффициента корреляции свыше 0,7 связь между признаками оценивалась как сильная, от 0,5 до 0,69 - средняя, от 0,3 до 0,49 - слабая, при значениях меньше 0,29 - связь между признаками отсутствовала (Г.Г. Автандилов, 1990; С. Гланц, 1999). Статистическая обработка информации произведена на персональном компьютере с использованием программного продукта компании Statsoft - «Statistica 5.5».

анастомоз морфогенез кишечный шов

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Макро- и микроскопические изменения в зоне анастомоза в разные сроки после операции являются одним из наиболее достоверных критериев оценки состояния межкишечного соустья.

Морфологическое исследование пищеводно - желудочных анастомозов, сформированных лигатурным и компрессионным способом, выявило общие закономерности и особенности морфогенеза каждого из анастомозов, которые заключались в следующем. Морфометрия слизистой оболочки в зоне анастомоза показала, что диастаз слизистых оболочек и язвенный дефект при формировании ручного анастомоза был статистически достоверно больше, чем при компрессионном способе создания анастомоза ( р? 0,05). В обоих случаях язвенный дефект сформировался на 3-и сут. При компрессионном способе формирования анастомоза полная эпителизация выявлена на 14-е сут (Рис. 1).

При компрессионном анастомозе воспалительная инфильтрация в первые сутки после операции выражена меньше, в составе экссудата преобладал фибринозный компонент. Наиболее отчетливо клеточный состав экссудата начинал определяться с 3-х сут.



Рис. 1. Диастаз и язвенный дефект слизистых оболочек при лигатурном и компрессионных способах формирования пищеводно-желудочных анастомозов (в мм).

Морфометрия клеточного состава воспалительного инфильтрата выявила, что он зависел от способа формирования анастомоза. В лигатурном анастомозе в первые 7 сут преобладали нейтрофилы, начиная с 14-х сут их число значительно уменьшалось, усиливался лимфоцитоз, появились фибробласты. В компрессионном анастомозе изменение клеточного состава воспалительного инфильтрата происходило в более ранние сроки. Уровень лейкоцитов в компрессионном анастомозе значительно ниже и уменьшался быстрее, чем при лигатурном (р? 0,05) (Рис. 2). Тканевой лимфоцитоз более выражен, образование фибробластов и фиброцитов начиналось раньше.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Уровень нейтрофильных лейкоцитов при компрессионном и лигатурном пищеводно-желудочных анастомозах (в %)

В компрессионных анастомозах к 7 сут альтерация и экссудация уменьшались, воспаление приобретало характер подострого. Репаративная регенерация эпителия началась уже на 5-е сут послеоперационного периода. Аналогичные изменения при лигатурном шве отмечались с 14-х суток. Полная эпителизация язвенного дефекта происходила в более ранние сроки, чем при ручном шве. Однако процесс дифференцировки и созревания эпителия продолжался до 40-х сут. Сходные изменения при лигатурном шве отмечались на 45-е сут. Особенностью морфогенеза компрессионного шва являлось восстановление лимфо - гистиоцитарного слоя слизистой оболочки. При лигатурном кишечном шве в этот срок изменения не достигали полного развития.

Проведенное морфометрическое исследование рубца позволяет считать, что он начинает формироваться только с 5-х - 7-х сут послеоперационного периода. До 5-х сут раневой канал заполнен фибринозно-клеточным экссудатом. Анализ морфометрических данных выявил, что достоверной является только морфометрия рубца при компрессионном анастомозе (р? 0,05). При лигатурном анастомозе выявлено большое колебание ширины рубца, что обусловлено наличием лигатур в составе рубца и невозможностью измерения его в строго фиксированных точках. Ширина рубца при формировании компрессионного анастомоза к 60-м сут послеоперационного периода достоверно уменьшилась в 1, 8 раза (Рис.3).



Рис. 3. Динамика ширины рубца в послеоперационном периоде (в мкм) в компрессионных пищеводно-желудочных анастомозах.

Формирование первичного соединительнотканного рубца заканчивалось на 14-е сут , в дальнейшем продолжался процесс его созревания, рубец становился тоньше. При лигатурном шве рубец оставался широким, грубым, с гиалинозом основного вещества соединительной ткани.

На 40-е сут после операции репаративная регенерация в зоне анастомоза полностью завершилась. Сформировавшийся рубец имел типичное Х-образное строение, он уже, чем при ручном шве. Начиная с этого срока, на первое место выходили изменения, развивающиеся в рубце: пролиферация гладкомышечных клеток отмечалась в мышечной пластинке слизистой оболочки, что сопровождалось их врастанием в зону соединительнотканного рубца в подслизистой основе. Этот процесс продолжался до 90-х сут послеоперационного периода и приводил к восстановлению непрерывности мышечной пластинки слизистой оболочки. Следствием этого явилось восстановление складчатости слизистой оболочки кишки над зоной анастомоза. При наложении лигатурного анастомоза к концу эксперимента не происходило восстановление разрушенной мышечной пластинки и складчатости слизистой оболочки в зоне анастомоза.

Пролиферация гладкомышечных клеток в краях мышечной оболочки сопровождалась их врастанием в рубец в мышечной оболочке. К концу эксперимента происходило рассасывание соединительнотканного матрикса и постепенное истончение рубца, рубец уменьшался в объеме, прослеживался в виде узкой полоски не на всем протяжении. К 90-м сут произошло сращение не только слизистой и серозной оболочек, но и практически полное соединение мышечных слоев. Развитие адаптивных изменений в зоне соустья, проявляющихся восстановлением непрерывности разрушенной мышечной пластинки слизистой оболочки, восстановлением ее складчатости, частичной репарацией мышечного слоя оболочки достигало полного объема только при компрессионном анастомозе.

Анализ гистологических изменений показал, что при заживлении тонко - толстокишечных анастомозов выявлялись следующие особенности. Острые воспалительные изменения резко уменьшались в компрессионных анастомозах к 7 сут эксперимента. При всех видах тонко - толстокишечных анастомозов регенерация эпителия начиналась на 7-е сут послеоперационного периода, в последующем развивалась дифференцировка эпителия.

Морфометрия клеточного состава воспалительных инфильтратов выявила, что в ранние сроки преобладающими клетками являлись нейтрофильные лейкоциты. При лигатурном анастомозе уровень нейтрофильных лейкоцитов статистически достоверно выше (р? 0,05), чем при компрессионном.

Острые воспалительные изменения стихали в компрессионных анастомозах к 7 сут послеоперационного периода.

При выполнении лигатурных анастомозов воспалительные изменения были очень выражены: уровень нейтрофильных лейкоцитов существенно уменьшался только на 14-е сут опыта и оставался достаточно высоким вплоть до 21-х сут (Рис. 4).

Процесс закрытия язвенного дефекта характеризовался одновременной пролиферацией тонкокишечного и толстокишечного эпителиев. Параллельно с закрытием язвенного дефекта выявлено образование секреторных отделов железистых крипт на границе с подслизистой оболочкой. Новообразованные крипты укорочены, просветы расширены, бокаловидных клетки единичные. Более активно пролиферировал тонкокишечный эпителий, который быстрее дифференцировался и замещал язвенный дефект.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Динамика изменения количества нейтрофильных лейкоцитов в составе клеточного воспалительного инфильтрата при тонко-толстокишечных анастомозах.

Полная эпителизация слизистой оболочки при компрессионных анастомозах развивалась на 14-е сут послеоперационного периода. При лигатурном анастомозе эпителизация затягивалась до 21-х сут, продолжалось инфицирование глубоких слоев и развивались повторные некрозы новообразованной слизистой оболочки вследствие отхождения шовного материала в просвет кишки.

Формирование грануляционной ткани более активно развивалось при заживлении компрессионного анастомоза, фибробласты и новообразованные коллагеновые волокна в большом количестве выявлены на 3-и сут послеоперационного периода. Динамика нарастания числа фибробластов наиболее выражена при компрессионном анастомозе, на 21-е сут уровень фибробластов почти в 4 раза выше (р? 0,05), чем при лигатурном анастомозе (Рис. 5 ).

Формирование первичного соединительнотканного рубца при компрессионных анастомозах завершалось на 14-е сут, при лигатурных анастомозах эти процессы затягивались до 21-х сут. К концу эксперимента в компрессионных анастомозах происходило увеличение толщины выстилки в зоне анастомоза, восстанавливалось соотношение стромы и паренхимы, увеличивалось количество бокаловидных клеток в железистых криптах, восстанавливался лимфо-плазмоцитарный слой слизистой оболочки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5 . Динамика изменения количества фибробластов в клеточном воспалительном инфильтрате при тонко-толстокишечных анастомозах.

Завершалось формирование соединительнотканного рубца, сопровождающееся рассасыванием избыточного количества коллагеновых волокон и уменьшением ширины сформированного рубца.. При формировании анастомозов «конец в конец», рубец приобретал Х-образный вид, при наложении конце-боковых анастомозов рубец имел П-образный вид, был более узким, особенно в мышечной оболочке. Развивалась регенерация нервных волокон с их врастанием в соединительнотканный рубец.

Пролиферация гладкомышечных элементов выявлялась с 45-х сут. Первоначально этот процесс развивался в подслизистой оболочке, проявляясь в двух формах: хаотичное врастание гладкомышечных клеток в рубец и упорядоченное врастание с формированием мышечной пластинки слизистой оболочки. Наибольшего объема этот процесс достигал при компрессионном анастомозе. Отмечалось практически полное восстановление мышечной пластинки слизистой оболочки. В мышечной оболочке процесс пролиферации гладкомышечных клеток наиболее отчетливо был выражен только при компрессионном анастомозе, сформированном УКА. Заметного уменьшения размеров рубца за счет рассасывания соединительной ткани не выявлено. Электронно-микроскопическое исследование позволило уточнить особенности морфогенеза тонко-толстокишечных анастомозов. В компрессионных анастомозах острые воспалительные изменения сохранялись до 14-х сут послеоперационного периода. В этот срок в составе воспалительного инфильтрата выявлялись малодифференцированные макрофаги, гистиоциты, Т-лимфоциты, плазматические клетки первого типа.

В ранние сроки после операции восстановительные процессы в слизистой оболочке проявлялись двумя типами изменений: закрытием язвенного дефекта новообразованным однорядным эпителием и формированием железистых крипт. Гермитативная зона в толстой кишке занимала нижнюю и среднюю треть крипт. Наряду с пролиферирующими клетками в криптах выявлены клетки в состоянии апоптоза. В исследуемый срок апоптоз выражен незначительно, что свидетельствовало о преобладании пролиферации над гибелью клеток, отражая развитие регенераторных процессов.

Признаки регенерации нервной ткани отмечены на 21-е сут послеоперационного периода. Они выявлены в Мейснеровском и Ауэрбаховом нервных сплетениях. В более поздние сроки нервные волокна определялись в составе соединительнотканного рубца, формирующегося на стыке резецированных петель кишки. В соединительной ткани рубца в большом количестве встречались тучные клетки. Регенерационная гиперплазия нервных волокон выявлялась в отдаленные сроки эксперимента.

При сканирующей электронной микроскопии выявлено несколько функциональных типов фибробластов: юные фибробласты входили в состав грануляционной ткани, зрелые фибробласты выявлялись в составе первичного соединительнотканного рубца, фиброциты - в составе зрелой соединительной ткани. Первичный соединительнотканный рубец на 21-е сут послеоперационного периода состоял из двух типов коллагеновых волокон: толстых, образующих пучки, и тонких, переплетающихся с ними.

Микроскопическое исследование толстокишечных анастомозов выявило, что нарушения кровообращения, дистрофические изменения, воспалительная инфильтрация обусловлены сдавлением тканей компрессионным устройством, которое сохранялось в просвете кишки до 3-х - 5 суток. К 7 сут альтерация и экссудация в компрессионных и механических анастомозах уменьшались, воспаление приобретало характер подострого, в лигатурных анастомозах этот период удлинялся до 14-х сут.

Морфометрическое исследование и статистическая обработка его результатов выявили значительную разницу как количественного, так и качественного составов клеточного инфильтрата в различных толстокишечных анастомозах. Выявлено, что наименьшая плотность воспалительного инфильтрата определялась в первые сутки после наложения анастомозов, на 3-и сут она увеличивалась, что свидетельствовало о прогрессировании острого воспаления.

Начиная с 7-х сут этот показатель неуклонно уменьшался, оставаясь статистически достоверно ниже в компрессионных анастомозах (р<0,01) по сравнению с лигатурными и механическими (Рис. 6). На 14-е сут плотность клеточного инфильтрата в компрессионных анастомозах была более чем в 3 раза ниже, чем в лигатурных и механических соустьях. На 30-е сут плотность клеточного инфильтрата в компрессионных анастомозах была в 3 раза ниже, чем в лигатурных и в 3,2 раза ниже, чем в механических соустьях (р<0,01).



Рис. 6. Динамика изменения плотности клеточного инфильтрата в толстокишечных анастомозах.

В ранние сроки после операции во всех анастомозах преобладающими клетками являлись нейтрофилы. В компрессионных анастомозах относительное содержание нейтрофильных лейкоцитов во все сроки наблюдения было достоверно более низким (р<0,01) по сравнению с лигатурными и механическими, что свидетельствовало о меньшей степени выраженности воспалительных процессов (Рис. 7).

Начиная с 7-х сут во всех анастомозах, особенно в компрессионных, увеличивалось содержание фибробластов. Во все сроки наблюдения количество фибробластов и фиброцитов в компрессионных анастомозах было статистически достоверно выше. Эти данные свидетельствовали о более ранней активизации пролиферативных процессов в компрессионных соустьях по сравнению с лигатурными и аппаратными (Рис. 8).

Клеточный состав инфильтрата в компрессионных соустьях представлен преимущественно фиброцитами, в то время как в лигатурных и аппаратных соустьях в равной степени определялись как фиброциты, так и фибробласты.



Рис. 7. Динамика изменения относительного количества лейкоцитов в клеточном инфильтрате в толстокишечных анастомозах.

При компрессионном и механическом анастомозах репаративная регенерация начиналась в более ранние сроки - с 5-х суток. Эпителизация раневой поверхности при компрессионных анастомозах заканчивалась к 14-м сут после операции. При лигатурном анастомозе эпителизация завершалась на 21-е сут, при механическом позднее - на 30-е сутки.

Рис. 8. Динамика изменения относительного количества фибробластов и фиброцитов в клеточном инфильтрате в толстокишечных анастомозах.

Морфометрия новообразованной слизистой оболочки выявила, что толщина реэпителизированного участка слизистой оболочки зависит от сроков развития полной эпителизации. При компрессионных анастомозах толщина слизистой оболочки достоверно выше к концу эксперимента, чем на 14-е сут (р< 0,05), что отражает нормальный процесс дифференцировки эпителиального пласта (Рис. 9). При механическом анастомозе толщина слизистой оболочки в реэпителизированной зоне на 30-е - 90-е сут мало отличается от показателей при компрессионном анастомозе. Самые большие показатели толщины слизистой оболочки при лигатурном анастомозе, особенно на 30-е сут, когда развивалась полная эпителизация язвенного дефекта. В дальнейшем толщина слизистой оболочки уменьшалась, оставаясь почти в 1,5 раза больше, чем при компрессионном и механическом анастомозах.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9. Толщина слизистой оболочки (мкм) в толстокишечных анастомозах

Анализ результатов, полученных при растровой электронной микроскопии, позволил выявить следующие закономерности: при создании лигатурных анастомозов отмечалось развитие острой воспалительной реакции, которая связана с травматизацией кишечной стенки шовным материалом, формированием лигатурных каналов, проникновением бактериальной микрофлоры в стенку толстой кишки. Минимальная травматизация тканей в компрессионных соустьях способствовала раннему стиханию воспалительной реакции, более быстрому развитию регенераторных процессов и завершению эпителизации слизистой оболочки на 14-е сутки послеоперационного периода.

Самый широкий рубец формировался при механическом сшивании тканей. Площадь рубца увеличивалась за счет фрагментов мышечных волокон, затянутых в соустье при наложении скрепок. В ручных анастомозах также встречались мышечные фрагменты, попавшие в рубец, при наложении лигатур. Вокруг них формировалась грануляционная ткань, увеличивающая объем соединительнотканного биокомпозита. Формирующийся рубец имел неровные, рваные, края. Во всех анастомозах соединительнотканный рубец приобретал типичный Х-образный вид. Коллагеновые волокна в рубце подслизистой и серозной оболочек ориентированы продольно, в мышечной оболочке - поперечно.

При заживлении компрессионных и механических анастомозов восстанавливался лимфо-плазмоцитарный слой. При механических и компрессионных соустьях за счет секвестрации лигатур и скрепочного материала в просвет кишки развивались повторные изъязвления слизистой оболочки, поддерживающие пролиферацию клеток эпителия и задерживающие их дифференцировку. При ручном и механическом анастомозах выявлена деформация складок и компенсаторная гипертрофия слизистой оболочки вблизи зоны резекции. Выявлено врастание регенерировавших нервных волокон в рубец.

Благодаря удлинению сроков эксперимента в этой серии удалось изучить закономерности регенерации гладкомышечной ткани. Пролиферация гладкомышечных клеток в краях резецированной мышечной пластинки слизистой оболочки и в мышечной оболочке способствовала её гипертрофии на границе с рубцом. Этот процесс продолжался до 90-х сут послеоперационного периода и приводил к восстановлению непрерывности мышечной пластинки слизистой оболочки. Следствием этого явилось восстановление складчатости слизистой оболочки кишки над зоной анастомоза. При наложении лигатурного анастомоза к концу эксперимента не происходило восстановления разрушенной мышечной пластинки и складчатости слизистой оболочки в зоне анастомоза.

Пролиферация гладкомышечных клеток в краях мышечной оболочки сопровождалась врастанием клеток в рубец в мышечной оболочке. К концу эксперимента происходило рассасывание соединительнотканного матрикса и уменьшение рубца. Рубец выглядел истонченным, в виде узкой полоски и прослеживался не на всем протяжении.

К 90-м сут произошла репарация не только слизистой и серозной оболочек, но и полное соединение мышечных слоев. Развитие адаптивных изменений в зоне соустья, проявляющихся восстановлением непрерывности разрушенной мышечной пластинки слизистой оболочки, восстановлением складчатости слизистой оболочки и частичным восстановлением мышечной оболочки достигало полного объема только при компрессионном анастомозе.

При механическом анастомозе регенерация мышечной ткани выражена слабее, чем при компрессионном. Восстановления складчатости слизистой оболочки не развивалось, соединительнотканный рубец оставался широким, отмечалось внедрение в него гладкомышечных клеток. При ручном анастомозе объем репарации гладкомышечной ткани наименьший, что проявлялось только тенденцией к восстановлению мышечной пластинки слизистой оболочки и незначительным прорастанием гладкомышечными клетками соединительно-тканного рубца в мышечной оболочке.

Показатели механической прочности толстокишечных анастомозов зависели от сроков послеоперационного периода. Наиболее низкие показатели физической герметичности соустий определялись на 3 - 5-е сутки после операции. Начиная с 7-х суток, они начинали возрастать, достигая максимума на 45-е сутки послеоперационного периода (Рис. 10).



Рис. 10. Механическая прочность толстокишечных анастомозов в различные сроки наблюдения (мм рт. ст.)

На третьи сутки более герметичными становились компрессионные швы, механическая прочность которых была на 20-25 мм. рт.ст. выше механических, и на 30-35 мм. рт.ст. выше лигатурных швов. На 30-е сутки и в более поздние сроки показатели механической прочности компрессионных, лигатурных и механических швов существенно не отличались друг от друга.

Сравнительное изучение показателей физической герметичности на 1 - 45-е сутки с помощью критерия Уилкоксона (W) показало, что компрессионные анастомозы обладали более высокой механической прочностью, чем лигатурные (W= -28.0, р<0,05) и механические соустья (W= -33,0, р<0,05). Минимальные показатели давления разрыва в компрессионных швах более чем в 2 раза были выше пороговых показателей внутриполостного давления.

Показатели механической прочности кишечных швов зависели от степени выраженности воспалительной реакции в кишечном соустье. Об этом свидетельствовала высокая степень обратной коррелятивной связи между физической герметичностью соустий и относительным количеством нейтрофильных лейкоцитов. Для ручных соустий коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r_S) составил - -0,82; механических - -0,83; компрессионных - -0,94. Начиная с 7-х суток после операции, физическая герметичность анастомозов зависела от выраженности регенераторных процессов в кишечном шве. Об этом свидетельствовала прямая коррелятивная связь между показателями механической прочности анастомозов и относительным количеством клеток соединительной ткани. Для лигатурных соустий коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r_S) составил 1, механических - 1, компрессионных - 1, что говорило о высокой степени связи между изучаемыми параметрами. Данные статистической обработки результатов исследования свидетельствовали о том, что более высокая механическая прочность компрессионных анастомозов была связана как с минимальной выраженной воспалительной реакцией, так и с более ранним развитием регенераторных процессов.

Исследование эластичности анастомозов. При лигатурных швах в первые трое суток соединяемые ткани удерживались только за счет лигатур, поэтому как при растяжении, так и после снятия усилий на зону соустья, наблюдались проявления, обусловленные лишь эластичными свойствами шовного материала. Для механического шва, гистерезисная петля выглядела почти как прямая линия, как при деформации, так и при снятии напряжения, за счет того, что в металлических материалах при изменении нагрузки изменение состояния системы происходит мгновенно. В поздние сроки наблюдения выявлялась остаточная деформация тканей. Расчеты показали, что начиная с 5-ых суток показатели остаточной деформации при всех способах кишечного шва снижались с 3,4 - 3,8% до 2,7-3,0% к 21-ым и 30-тым суткам. Средние арифметические с уточненными стандартными ошибками составили при терминальных толстокишечных лигатурных швах 3,24±0,18%, при механических швах - 3,50±0,24%.

Инфицированность компрессионных анастомозов с третьих суток после операции была достоверно ниже по сравнению с ручными (р<0,001) и механическими соустьями (р?0,001) (Табл. 1 ).

Таблица 1. Инфицированность толстокишечных анастомозов в различные сроки после операции (M_р±m_р)

Сроки наблюдения (сут.)	Лигатурные анастомозы	Механические анастомозы	Компрессионные анастомозы
1 (n=48)	77,08±6,07%	54,16±7,11%	52,03±7,21%
3-5 (n=96)	87,5±3,37%	61,45±4,96%.	33,33±4,81%* #
7-10(n=96)	38,54±4,96%	28,12±4,38%	11,45±3,24%* #

Примечание: n - количество бак. посевов, выполненных на различные питательные среды; * - достоверно отличающиеся показатели (р<0,001) по сравнению с ручными соустьями; # - достоверно отличающиеся показатели (р?0,001) по сравнению с механическими анастомозами

В первые сутки показатели инфицированности толстокишечных анастомозов статистически значимо не отличались друг от друга. Наиболее показательными были результаты исследования на 3-5-е сутки после операции. В лигатурных и механических соустьях в эти сроки отмечалось повышение инфицированности линии шва, обусловленное проникновением кишечной микрофлоры по раневым каналам, образованным шовными лигатурами или металлическими скрепками. В компрессионных соустьях в эти сроки происходило снижение инфицированности шва, что объяснялось минимальной травматизацией кишечной стенки, отсутствием инородных включений в стенке кишки, поддерживающих воспалительную реакцию и способствующих проникновению микрофлоры в брюшную полость.

Микробная обсемененность компрессионных швов во все сроки наблюдения была достоверно ниже (р<0,001) по сравнению с лигатурными и механическими соустьями (Табл. 2). В первые сутки послеоперационного периода более высокие показатели биологической герметичности компрессионного шва были связаны с минимальным инфицированием брюшной полости при выполнении операции.

Таблица 2. Количество колоний микроорганизмов, высеваемых с линии толстокишечных анастомозов, в различные сроки после операции (M±m), тыс.

Сроки наблюдения (сут.)	Лигатурные анастомозы	Механические анастомозы	Компрессионные анастомозы
1 (n=6)	642,1±36,3	534,5±21,7	86,3±2,5 *#
3-5 (n=12)	99,2±2,1	92,3±2,4	5,8±0,14 *#
7-10 (n=12)	0,35±0,01	0,26±0,008	0,021±0,001 *#

Примечание: n - количество проб, взятых с линии анастомоза; *- достоверно отличающиеся показатели (р<0,001) по сравнению с ручными соустьями; # - достоверно отличающиеся показатели (р<0,001) по сравнению с механическими анастомозами.

В отличии от открытых способов восстановления непрерывности кишечника, просвет толстой кишки вскрывался лишь на этапе внедрения компрессионного устройства, что значительно снижало инфицирование брюшной полости и повышало асептичность вмешательства. Начиная с 3 - х суток микробная обсемененность анастомозов была связана с проникновением кишечной микрофлоры по раневым каналам, образованным шовными лигатурами или металлическими скрепками. В компрессионных соустьях проникновение кишечной микрофлоры было возможным только через ручную порцию анастомоза, которая составляла 15% от периметра соустья, вследствие чего бактериальная обсемененность «бесшовных» соустий и в последующие сроки наблюдения оставалась достоверно более низкой (р<0,001).

Изучение результатов рентгеновазографии при формировании толстокишечных анастомозов выявило, что при лигатурном способе образуется четко выраженная безсосудистая зона. Ткани инъецированы свинцовым суриком неравномерно, валик анастомоза в пределах 2 - 5 мм совершенно не прокрашивается, сосуды короткие, извитые, прерывистые. В компрессионном анастомозе сосуды прокрашены хорошо, непосредственно примыкают к компрессионному устройству практически по всему периметру анастомоза, краска заполняет даже мелкие сосуды на противобрыжеечном крае.

Сравнительный анализ изученного материала выявил, что независимо от уровня наложения анастомоза в желудочно-кишечном тракте, а также модификации компрессионного устройства, вида лигатурного или механического шва послеоперационный период после наложения анастомоза можно рассматривать как восстановительный период, при котором развиваются стандартные, последовательные изменения, характеризующиеся стадийностью и временной протяженностью. Они проявляются чередованием патологических, регенераторных и компенсаторных процессов. Однотипность развития изменений в восстановительном периоде позволяет уточнить периодизацию восстановительных изменений и выявить особенности морфогенеза каждого из видов анастомозов.

На основании морфологической картины выделено четыре стадии морфогенеза анастомозов. В основу периодизации положено представление о воспалительно-репаративной реакции, подразумевающей единство воспалительного и собственно репаративного компонентов, представляющих собой компенсаторно-приспособительный процесс адаптации тканей к изменившимся условиям (В.В. Серов, А.Б. Шехтер, 1981).

Первая стадия- сдавление и адаптация тканей - характеризуется развитием острой воспалительной реакции в области соустья. При компрессионных анастомозах индуцируется ранняя, короткая по времени воспалительная реакция, приводящая к ускорению процессов репаративной регенерации. В воспалительном инфильтрате происходит смена клеточных популяций, свидетельствующая о переходе пролиферативной фазы воспаления в продуктивную. Восстанавливается баланс между процессами утилизации и синтеза внеклеточного матрикса, формируется базальная мембрана, развивается краевая миграция эпителия с неповрежденных участков, индуцируется ангиогенез, миграция и пролиферация фибробластов, образуется грануляционная ткань. К концу этой стадии острое экссудативное воспаление переходит в подострое, начинается развитие регенераторных процессов.

Особенностью ручных анастомозов является сохранение воспалительной реакции, способствующей дальнейшей деструкции, замедлению реэпителизации и избыточному формированию грануляционной ткани. При лигатурных анастомозах развивается выраженная макрофагальная реакция, свидетельствующая о наличии хронического гранулематозного воспаления. В ранние сроки воспалительного процесса макрофаги встречаются в формирующейся соединительной ткани, а в более поздние сроки они фиксированы на шовных нитях. Наличие и увеличение контактов между макрофагами и лимфоцитами свидетельствует об антигенной стимуляции макрофагов.