Оценка эффективности средств профилактики послеоперационного адгезиогенеза брюшины в эксперименте

Резюме

Цель - оценить эффективность средств профилактики послеоперационного адгезиогенеза брюшины.

Материал и методы. Работа выполнена на 80 половозрелых крысах линии Вистар. На первом этапе моделировали спаечный процесс асептическим травматическим способом. Спустя 21 сут проводили релапаротомию и оценивали морфологические изменения поврежденной брюшины, по результатам которой все животные были поделены на 2 группы. 1-ю (n=69) составили животные, у которых развился спаечный процесс, во 2-ю группу (n=11) вошли крысы без спаек. Животным этой группы повторно проводили десерозирование брюшины, в то время как животным 1-й группы выполняли тотальный адгезиолизис. По способу применяемых средств профилактики спаек, в соответствии с планом рандомизации, животные 1-й группы были поделены на 3 равные подгруппы. В первой подгруппе (контрольной) по завершению операции интраперитонеально вводили 0,9% NaCL, во второй подгруппе - 4% икодекстрин, в третьей - между десерозированными листками брюшины помещали мембрану КолГАРА. Через 3 нед выполняли релапаротомию и оценивали морфологические изменения брюшины с использованием визуально-описательного метода. Показатели распространенности адгезиогенеза, деформация органов брюшной полости и выраженность конкретных видов спаек оценивали в соответствии классификацией Diamond и соавт. (1987).

Результаты. Развитие послеоперационного спаечного процесса у лабораторных животных характеризуется неоднородным распределением. У 11 (14%) лабораторных животных уровень физиологических резервов организма способствовал естественному адгезиолизису десерозированных участков брюшины и регенерации поврежденного мезотелия, что было продемонстрировано в двух сериях эксперимента. Достоверное снижение (p<0,01) случаев распространенности и выраженности спаечного процесса достигнуто в группах животных с использованием противоспаечных средств по сравнению с контрольной группой.

Заключение. Использование барьерной противоспаечной мембраны КолГАРА и 4% раствора икодекстрина хотя и дало приблизительно одинаковый эффект в общем снижении случаев спайкообразования, имело принципиальное отличие по характеру распространенности и выраженности морфологических изменений брюшины. 

Ключевые слова:адгезиогенез, спаечная болезнь брюшины, адгезиолизис, спайки, 4% икодекстрин, КолГАРА

Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. 2017. 2. С. 33-39.

DOI: 10.24411/2308-1198-2017-00031

Статья поступила в редакцию: 02.11.2016. Принята в печать: 19.04.2017. 

Тайна патофизиологических основ послеоперационного спаечного процесса брюшины, знание которых ограничивалось патологическим склеиванием соседних органов, побуждало исследователей к эмпирическому поиску средств профилактики. Однако, спустя столетие, добившись существенных результатов в понимании патогенеза спаечного процесса, в поиске средств его профилактики, мы и сегодня считаем, проблема послеоперационного адгезиогенеза брюшины остается нерешенной, о чем свидетельствуют распространенность данного осложнения и ежегодные затраты системы здравоохранения разных стран на его лечение [1-5].

Изучение развития спаек у людей представляется трудной задачей, сложность которой обусловлена отсутствием точных неинвазивных диагностических методов исследования брюшины, стоимостью существующих методов и невозможностью использования инвазивных методик для оценки распространенности послеоперационного спаечного процесса по этическим соображениям [6]. Поэтому лучшим способом изучения влияния интраоперационной травмы на брюшину является эксперимент. Для оптимальной экспериментальной модели спаечного процесса было использовано большое число лабораторных животных разных видов и предложено множество методик моделирования спаек, и каждая из них обладает определенными преимуществами и недостатками [7].

Цель настоящей работы - оценка эффективности средств профилактики послеоперационного спаечного процесса у лабораторных животных.

Материал и методы

Дизайн исследования. Для достижения поставленной цели было проведено экспериментальное проспективное рандомизированное контролируемое слепое исследование на лабораторных животных.

Объектом исследования были половозрелые крысы линии Вистар обоих полов массой 200-250 г; общее количество - 80 животных. Для исследования отбирали животных без внешних признаков заболевания, прошедших карантин, их содержали в одинаковых стандартных лабораторных условиях Центральной научно-исследовательской лаборатории Южно-Уральского государственного медицинского университета (при комнатной температуре 21±2 °С, с влажностью 55±10%, 12:12-часовом световом, питьевом и пищевом режимах).

Операции на животных проводили в 2 этапа. На первом этапе в асептических условиях с использованием общего обезболивания, достигнутого однократным внутрибрюшным введением раствора золетила (Virbac) в дозировке 20-40 мг/кг. Переднюю брюшную стенку освобождали от шерсти, двукратно обрабатывали раствором повидон-йода и с помощью скальпеля и хирургических ножниц выполняли срединную лапаротомия (длина разреза - до 4 см). Спаечный процесс в брюшной полости моделировали асептическим травматическим способом [8]: париетальную брюшину правой мезогастральной области подвергали предварительной гидравлической препаровке 2 мл 0,9% NaCl, затем с помощью хирургических ножниц ее отсепаровывали и иссекали на 1,5 см2 поверхности, до появления капиллярного кровотечения. Слепую кишку на всем протяжение подвергали скарификации сухой марлевой салфеткой до появления "кровавой росы" [9]. На десерозированную париетальную брюшину правой мезогастральной области накладывали сетчатый эндопротез размером 1,5×2 см (Prolen, Ethicon). По завершению операции рану послойно ушивали 4/0 Prolen, Ethicon. Время операции у всех лабораторных животных не превышало 20 мин, вмешательство выполнял один хирург.

На втором этапе, спустя 21 сут, выполняли релапаротомию и ревизию органов брюшной полости, изучали морфологические изменения в области предшествующего травматического повреждения брюшины. При развитии спаечного процесса проводили адгезиолизис в области как предшествующего повреждения, так и в других анатомических областях брюшной полости. Париетальную брюшину правой мезогастральной области в проекции расположения сетчатого эндопротеза и висцеральную брюшину слепой кишки подвергали повторному десерозированию асептическим травматическим способом. Дальнейшее вмешательство определялось планом рандомизации:

1-я подгруппа (контрольная): перед послойным ушиванием послеоперационной раны интраперитонеально вводили 10 мл/кг раствора 0,9% NaCl (n=23);

2-я подгруппа: в правую мезогастральную область помещали противоспаечную мембрану КолГАРА размером 2,5×3 см, для разобщения смежных десерозированных листков брюшины и послеоперационного рубца (n=23) (рис. 2);

3-я подгруппа: перед послойным ушиванием послеоперационной раны внутрибрюшинно вводили 10 мл/кг раствора 4% икодекстрина (n=23);

4-я подгруппа: данную подгруппу составили животные, у которых спаечный процесс не развился, им проводили повторное десерозирование брюшины и вводили 10 мл/кг раствора 0,9% NaCl (n=11).

Оценка морфологических изменений брюшины.

Спустя 21 сут выполняли аутопсию, изучали морфологические изменения в брюшной полости с использованием визуально-описательного метода. Методика представляет систему перевода качественных характеристик спаечного процесса в цифровые значения. Данные документировали с помощью аналогового фотоаппарата (Nicon D5100). Показатели распространенности процесса, деформации органов брюшной полости и выраженность конкретных видов спаек, в соответствии с классификацией Diamond и соавт. [10], оценивали 2 эксперта, не информированные о сущности эксперимента, но владеющие методикой оценки выраженности спаечного процесса.

Полученные данные распространенности, зрелости спаек и степени адгезии каждой экспериментальной модели суммировали в каждой группе, подвергали статистической обработке с использованием программы SPSS.20; данные представлены в виде медианы (Ме) и 25 и 75% процентилей. Для выявления межгрупповых различий использовали критерий Крускала-Уоллиса и Манна-Уитни. Проверка статистических гипотез производилась при критическом уровне значимости 0,05, при попарном сравнении групп с учетом поправки Бонферони, критический уровень значимости составил 0,017.

Лабораторных животных выводили из эксперимента путем обескровливания под наркозом, в соответствии с рекомендациями Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA), с соблюдением принципов, изложенных в Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей (г. Страсбург, Франция, 1986), и согласно правилам лабораторной практики РФ (приказ МЗ РФ No 267 от 19.06.2003).

Результаты

На первом этапе исследования из 80 лабораторных животных в 11 (14%) случаях произошел физиологический адгезиолизис десерозированных участков брюшины, сопровождающийся полным восстановлением мезотелия.

На втором этапе: при аутопсии в 1-й подгруппе лабораторных животных (n=23) (Ме=8,00 [5,00; 8,00]) спаечный процесс в области моделирования развился у всех животных и был представлен спаечными сращениями в виде формирования конгломератов, состоящих из тонкой кишки и сальника, фиксированных к вентральной стенке в месте расположения сетчатого эндопротеза (n=13) (рис. 1). Слепая кишка была деформирована, подвздута, ее поверхность была геморрагически изменена и вместе с сальником плотно фиксирована к краям эндо- протеза и узловым швам, с помощью которых сетка прикреплялась к париетальной брюшине. У других животных (n=5) послеоперационный адгезиогенез был представлен шнуровидными и плоскостными спайками от сетчатого эндопротеза к слепой кишке. Лишь в оставшихся случаях (n=4) патологические изменения были представлены изолированной фиксацией сальника к проленовой сетке.

Несмотря на одинаковый срок развития спаек, их степень зрелости носила неоднородный характер: так, если шнуровидные спайки были обильно васкуляризованы (n=3), то плоскостные (n=2) со- судов не имели. В случае формирования спаечных сращений 6 из них были умеренно васкуляризованы, в 3 случаях отчетливо развита сосудистая сеть; в оставшихся 9 случаях развития сосудов не наблюдалось.

При ревизии брюшной полости у 13 животных спаечный процесс был ограничен и не распространялся за пределы области предшествующего оперативного вмешательства. В 7 случаях спаечным процессом были охвачены смежные анатомические области с вовлечением в процесс толстой и тонкой кишок, занимающим более половины пространства брюшной полости. Более того, массивный распространенный спаечный конгломерат с вовлечением паренхиматозных органов и сальника отмечался у 3 лабораторных животных. Спаечные сращения тяжело поддавались ручному разделению тупым способом с формированием глубоких десерозированных участков висцеральной брюшины, сопровождающихся обильным капиллярным кровотечением. В 5 случаях соседние органы удалось разделить только с разрывом стенки слепой кишки. Адгезиолизис в случаях с изолированной фиксацией сальника к сетчатому эндопротезу, а также разделение шнуровидных и плоскостных спаек проводили тупым способом, они сопровождались меньшей технической трудностью и степенью травматизации брюшины.

Из числа описанных случаев участие сальника в послеоперационном адгезиогенезе отмечалось у 14 животных. Париетальная брюшина в спаечный процесс, за исключением области нанесения травмы, не вовлекалась. Степень ремезотелизации поврежденных участков составила около 20%.

Во 2-й подгруппе лабораторных животных (n=23) (Ме=5,00 [0,00; 8,00]) развитие послеоперационного спаечного процесса в области моделирования травмы было различным как по выраженности и распространенности процесса, так и по характеру морфологических изменений брюшины. В результате патологический процесс развился у 14 (61%) животных и был представлен сращениями, состоящими из тонкой кишки и сальника, фиксированных к вентральной стенке в месте расположения сетчатого эндопротеза (n=7). Слепая кишка и сальник были плотно фиксированы к краям эндопротеза и узловым швам. У других животных (n=4) сформировались массивные шнуровидные и плоскостные спайки от эндопротеза к слепой кишке. В оставшихся случаях (n=3) патологические изменения были представлены изолированной фиксацией сальника к проленовой сетке.

Степень зрелости спаек варьировала от аваскуляризованных плоскостных (n=3), сращений слепой кишки с вентральной стенкой (n=8) до обильно васкуляризованных шнуровидной спайки (n=1) и сращений слепой кишки с вентральной стенкой (n=2). Спаечный процесс ограничивался областью предшествующего оперативного вмешательства лишь в 3 случаях, у 11 животных он распространялся на соседние тонкую и толстую кишки, ранее не подвергавшиеся интраоперационной травме. Спаечные сращения слепой кишкик вентральной стенке, интимная фиксация сальника к проленовой сетке, а также шнуровидные и плоскостные спайки поддавались разделению тупым способом. Сальник был вовлечен в патологический процесс у 10 животных. В 4 случаях между слепой кишкой и эндопротезом образовался абсцесс. Степень ремезотелизации поврежденных участков в среднем составила 45%.

В 3-й подгруппе лабораторных животных (n=23) (Ме=4,00 [0,00; 5,00]) в области предшествующего оперативного вмешательства спаечный процесс развился у 13 (57%) животных и был представлен сращениями, состоящими из слепой и петель тонкой кишки и сальника, фиксированных к вентральной стенке в месте расположения сетчатого эндопротеза (n=7). У других животных (n=4) сформировались тонкие плоскостные спайки от сетчатого эндопротеза к слепой кишке. В оставшихся случаях (n=2) патологические изменения были представлены изолированной фиксацией сальника к сетчатому эндопротезу. Степень зрелости спаек варьировала от аваскуляризованных плоскостных спаек (n=4) и спаечных сращений слепой кишки с вентральной стенкой (n=6) до умеренно васкуляризованных сращений слепой кишки с вентральной стенкой (n=3). Спаечный процесс ограничивался областью предшествующего оперативного вмешательства лишь в 10 случаях, в 3 случаях он распространялся на соседние тонкую кишку, ранее не подвергавшуюся интраоперационной травме (рис. 3). 

Сращения слепой кишки с вентральной стенкой, интимная фиксация сальника к сетчатому эндопротезу, а также плоскостные спайки легко поддавались разделению тупым способом. Сальник был вовлечен в спаечный процесс в 6 случаях. Степень ремезотелизации поврежденных участков не превышала 58% (рис. 4).

Гипотеза об отсутствии межгрупповых разли- чий (1-3-я группы) с использованием критерия Крускала-Уоллиса была отвергнута (р=0,000). При попарном сравнении статистически значимое различие (р=0,001) было выявлено между 1-й и 2-й группами, 1-й и 3-й группами (р=0,000). Между 2-й и 3-й группами различий не выявлено (р=0,148).

Обсуждение

В экспериментальных условиях, при равной степени травматизации брюшины, развитие послеоперационного спаечного процесса характеризуется неоднородным распределением среди лабораторных животных. Животным, у которых не удалось добиться развития спаечного процесса на первом этапе (n=11), повторно было проведено десерозирование брющины, и они составили 4-ю экспериментальную группу. По результатам аутопсии этих животных спаечных сращений выявить также не удалось, и поврежденные участки брюшины были полностью ремезотелизированы.

Использование для профилактики адгезиогенеза барьерной противоспаечной мембраны КолГАРА и 4% раствора икодекстрина [11] хотя и имело приблизительно одинаковый эффект в общем снижение случаев спайкообразования, принципиально отличалось по характеру, распространенности и выраженности морфологических изменений брюшины. Вероятность возникновения ожидаемых различий предполагалась на стадии планирования эксперимента. Так как профилактическое действие противоспаечной мембраны основано на разобщение десерозированных смежных областей брюшины, положительного результата удалось достигнуть только в области применения, тогда как в соседних анатомических областях брюшной полости уровень развития спаечного процесса был сопоставим с таковым контрольной группы. В 3-й подгруппе действие 4% икодекстрина было обусловлено равномерным распределением по всей брюшной полости, поэтому на одинаковую частоту снижения случаев спаечного процесса в сравнение с группой КолГАРА приходилось снижение распространенности и выраженности адгезиогенеза за пределами области предшествующего травматического повреждения в сравнении с первыми двумя подгруппами.

Учитывая частоту случаев вовлечения в спаечный процесс органов, не подвергавшихся предшествующей механической травме и расположенных в соседних анатомических областях брюшной полости, данный факт имеет важное профилактическое значение. Принимая во внимание распространенность случаев вовлечения послеоперационного рубца и сальника в спаечный процесс, являющийся непосредственной причиной спаечной болезни брюшины в форме острой кишечной непроходимости, установленной по результатам многих исследований [12], использование барьерных противоспаечных средств имеет свою специфическую область применения.

Заключение

Существование лабораторных животных, у которых не развились спаечные сращения, наличие эффективных противоспаечных средств, неоднородность характера морфологических изменений брюшины, а также широкая вариабельность случаев возникновения спаек [13], подтверждают, что данный патологический процесс является обратимым. Это вселяет надежду на поиск ключевого механизма адгезиогенеза брюшины, объясняющего избирательность развития данной патологии у животных, и на возможное решение данной проблемы.

Протокол исследования соответствует этическим принципам и нормам проведения биомедицинских исследований с участием животных, одобрен этическим комитетом ФГБОУ ВО "Южно-Уральского государственного медицинского ууниверситета" (протокол заседания No 11 от 13.11.2015). 

Литература

1.    Favorov М., Ali М., Tursunbayeva A., Aitmagambetova I., Kilgore P., Ismailov S., Chorba T. Comparative tuberculosis (TB) prevention effectiveness of Bacillus Calmette-Guerin (BCG) vaccines from different producers among children // PLoS One. 2012. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0032567

2.    Belilovskiy E., Borisov S., Dadu A., Favorov M. Implementation of the computerized TB surveillance in National Tuberculosis Program // Int. J. Tuberc. Lung Dis. The 3rd Congress of IUATLD. European Region. 14th National Congress on Lung Diseases. June, 2004. Moscow, Abstract book. Abstract 222.

3.    Colditz G.A., Brewer T.F., Berkey C.S., Wilson M.E., Burdick E., Fineberg H.V. Efficacy of BCG vaccine in the prevention of tuberculosis. Meta-analysis of published literature // JAMA. 1994. Vol. 271. P. 698702.

4. Вакцина БЦЖ. Документ по позиции ВОЗ (русск.). URL: https://www.who.int/immunization/policy/position_papers/bcg_efficacy_tb.pdf  (англ.) (дата обращения: 09.08.2019)

5.    Comstock G.W. Simple, practical ways to assess the protective efficacy of a new tuberculosis vaccine // Clin. Infect. Dis. 2000. Vol. 30, suppl. 3. P S250-S253.

6.    Romanus V. Tuberculosis in bacillus Calmette-Guerin immunized and non-immunized children in Sweden: a ten years evaluation following cessation of general bacillus Calmette-Guerin immunization of the newborn in 1975 // Pediatr. Infect. Dis. J. 1987. Vol. 6. P 272-280.

7.    Mackenzie R., Dixon A.K. Measuring the effects of imaging: an evaluative framework // Clin. Radiol. 1995. Vol. 50, N 8. P 513-518.

8.    URL:    https://www.healthcare-economist.com/2016/01/25/efficacy-vs-effectiveness-vs-efficiency/   (дата обращения: 09.08.2019)

9.    Padungchan S., Konjanart S., Kasiratta S., Daramas S., ten Dam H.G. The effectiveness of BCG vaccination of the newborn against childhood tuberculosis in Bangkok // Bull. World Health Organ. 1986. Vol. 64. P 247-258.

10.    Tidjani O., Amedome A., ten Dam H.G. The protective effect of BCG vaccination of the newborn against childhood tuberculosis in an African community // Tubercle. 1986. Vol. 67. P 269-281.

11.    Знания исцеляют. 60 лет бесполезной вакцинации от ТБ // URL: https://glagolas.livejournal.com/126884.html  (дата обращения: 09.08.2019)

12.    WHO/UNICEF Review of National Immunization Coverage 19802007. Kazakhstan, 2008.

13.    Статистический обзор по туберкулезу в Республике Казахстан / под ред. Ш.Ш. Исмаилова. Минздрав РК, Национальный центр проблем ТБ РК. Алматы, 2009.

14.    Агентство Республики Казахстан по статистике. URL: http://www.stat.kz  

15.    Smith P.G., Morrow R.H. (eds). Field Trials of Health Interventions in Developing Countries. A Toolbox. 2nd ed. London : Macmillan Education, 1996.

16. Белиловский Е.М., Борисов С.Е., Рыбка Л.Н. Мониторинг туберкулеза в городе Москве и перспективы его развития // Туберкулез и социально значимые заболевания. 2017. № 1. С. 4-13.

17.    Shapiro C., Cook N., Evans D. et al. A case-control study of BCG and childhood tuberculosis in Cali, Colombia // Int. J. Epidemiol. 1985. Vol. 14. P 441-446.

18.    Sirinavin S., Chotpitayasunondh T., Suwanjutha S., Sunakorn P, Chantarojanasiri T. Protective efficacy of neonatal Bacillus Calmette-Guerin vaccination against tuberculosis // Pediatr. Infect. Dis. J. 1991. Vol. 10. P. 359-365.

19.    Comstock G.W. Field trials of tuberculosis vaccines: how could we have done them better? // Control. Clin. Trials. 1994. Vol. 15. P 247-276.

20.    von Reyn C.F. Routine childhood Bacillus Calmette-Guerin immunization and HIV infection // Clin. Infect. Dis. 2006. Vol. 42. P 559-561.

21.    Favorov M., Belilovsky E., Aitmagambetova I., Ismailov S., White M.E., Chorba T Tuberculosis deaths averted by implementation of the DOTS strategy in Kazakhstan // Int. J. Tuberc. Lung Dis. 2010. Vol. 14, N 12. P. 1582-1588.

22.    Аксенова В.А., Барышникова Л.А., Cевостьянова Т.А., Клевно Н.И. Туберкулез у детей в России и задачи фтизиатрической и общей педиатрической службы по профилактике и раннему выявлению заболевания // Туберкулез и болезни легких. 2014. № 3. С. 40-46.

23.    Fine P.E. BCG vaccination against tuberculosis and leprosy // Br. Med. Bull. 1988. Vol. 44. P 691-703.

24.    Rodrigues L.C., Diwan V.K., Wheeler J.G. Protective effect of BCG against tuberculous meningitis and miliary tuberculosis: a meta-analysis // Int. J. Epidemiol. 1993. Vol. 22, N 6. P 1154-1158.

25.    Mangtani P, Abubakar I., Ariti C., Beynon R., Pimpin L., Fine P.E.M. et al. Protection by BCG vaccine against tuberculosis: A systematic review of randomized controlled trials // Clin. Infect. Dis. 2014. Vol. 58, N 4. P 470-480.

26.    Белиловский Е.М., Кочеткова Е.Я., Сельцовский П.П., Котова Е.А., Рыбка Л.Н., Ростовцев С.А. и др. Заболеваемость туберкулезом // Противотуберкулезная работа в городе Москве. Аналитический обзор статистических показателей по туберкулезу, 2017 г. : сборник / под ред. Е.М., Богородской, В.И. Литвинова, Е.М. Белиловского. М. : МНПЦБТ, 2018. С. 33-66.

27. Ильченко А.Д., Богородская Е.М., Мохирева Л.В. Организация противотуберкулезной помощи бездомным (лицам БОМЖ), иностранным и иногородним гражданам на территории города Москвы // Противотуберкулезная работа в городе Москве. Аналитический обзор статистических показателей по туберкулезу 2017 г. : сборник / под ред. Е.М., Богородской, В.И. Литвинова, Е.М. Белиловского. М. : МНПЦБТ, 2018. С. 207-252.

28.    Fine P.E. BCG: the challenge continues // Scand. J. Infect. Dis. 2001. Vol. 33. P. 243-245.

29.    Delogu G., Fadda G. The quest for a new vaccine against tuberculosis // J. Infect. Dev. Ctries. 2009. Vol. 3. P. 5-15.

30.    Behr M.A., Wilson M.A., Gill W.P. et al. Comparative genomics of BCG vaccines by whole-genome DNA microarray // Science. 1999. Vol. 284. P. 1520-1523.

31.    Brosch R., Gordon S.V., Garnier T. et al. Genome plasticity of BCG and impact on vaccine efficacy // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2007. Vol. 104. P. 5596-5601.

32.    Svenson S., Kallenius G., Pawlowski A., Hamasur B. Towards new tuberculosis vaccines // Hum. Vaccin. 2010. Vol. 6. P. 309-317.

33.    Russell D.G., Barry C.E. 3rd, Flynn J.L. Tuberculosis: What we don’t know can, and does, hurt us // Science. 2010. Vol. 328. P. 852-856.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Дземешкевич Сергей Леонидович
Доктор медицинских наук, профессор (Москва, Россия)

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»