Особенности местной тканевой реакции при использовании титановых сетчатых имплантатов для герниопластики в эксперименте

• Чиников М.А.
• Джуманов А.К.
• Волков А.В.
• Лохонина А.В.
• Еремина И.З.
• Файбушевич А.Г.
• Аль-Арики М.К.М.

Резюме

Актуальность. Использование в герниологии имплантатов из полипропилена сопровождается персистенцией хронического воспаления вокруг имплантата и деградацией его материала. Появление новых имплантатов диктует необходимость сравнительной оценки явлений хронического воспаления и качества формирующегося рубца в месте имплантации.

Цель - анализ качества формирующейся соединительной ткани и признаков местного хронического воспаления при использовании титановых и полипропиленовых имплантатов для герниопластики в эксперименте.

Материал и методы. Исследование проведено на 112 лабораторных крысах. Сформировано 2 группы: в 1-й группе (n=56) животным устанавливали титановый сетчатый имплантат, во 2-й группе (n=56) - полипропиленовый. Животных выводили из эксперимента на 14, 30, 60 и 180-е сутки после операции. Использованы 2 метода исследования: морфометрический анализ и метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) с оценкой уровней медиаторов хронического воспаления и маркеров ремоделирования соединительной ткани.

Результаты. При морфометрическом анализе выявлено более быстрое формирование соединительной ткани вокруг титановых сетчатых имплантатов на 14-е и 30-е сутки после операции (3 балла в 1-й группе против 2 баллов во 2-й группе, р=0,007) с меньшим числом клеточных слоев вокруг нитей имплантата (4 балла в 1-й группе против 2 баллов во 2-й группе, р=0,006) в поздние сроки (60 и 180 сут) после операции. В 1-й группе во всех временны́х точках отмечена значимо меньшая местная реакция тканей на имплантат. Зрелость соединительной ткани между нитями имплантата была выше в 1-й группе животных как в ранние сроки после операции (на 30-е сутки 4 балла в 1-й группе против 2 баллов во 2-й группе, при р=0,0052), так и в отдаленном периоде (на 180-е сутки 4 балла в 1-й группе против 3 баллов во 2-й группе, при р=0,015). При использовании метода ПЦР отличия между группами по уровням медиаторов хронического воспаления и маркеров ремоделирования соединительной ткани выявлены не были.

Заключение. Полученные результаты указывают на преимущество титановых сетчатых имплантатов над полипропиленовыми.

Ключевые слова: титановый имплантат; хроническое воспаление; зрелость соединительной ткани; морфометрия; полимеразная цепная реакция; герниопластика

Список сокращений

ИКР - интерквартильный размах

ПЦР - полимеразная цепная реакция

мРНК - матричная рибонуклеиновая кислота

GAPDH - глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа

IL - интерлейкин

TGF β - трансформирующий фактор роста β

TIMP - тканевый ингибитор металлопротеаз

VEGF - сосудистый эндотелиальный фактор роста

В настоящее время протезирующие варианты герниопластики - самый частый метод лечения грыж передней брюшной стенки, а основной материал в большинстве применяемых имплантатов - полипропилен. Однако у полипропилена имеется ряд негативных аспектов, связанных с персистенцией хронического воспаления вокруг имплантата и деградацией его материала [1]. Следствием этого может быть развитие хронической боли, сморщивания имплантата [2, 3], его миграция [4], а также рецидив грыжи. Перспективным для герниологии является разработанный в России титановый сетчатый имплантат [5]. Сетчатые имплантаты из титана обладают высокой адгезивностью и биологической инертностью [6]. Появление новых имплантатов диктует необходимость изучения их биотолерантности.

Цель исследования - сравнительный анализ качества формирующейся соединительной ткани и признаков местного хронического воспаления при использовании титановых и полипропиленовых сетчатых имплантатов для герниопластики в эксперименте.

Задачи исследования: 1. Оценить тканевую реакцию в области интеграции титановых и полипропиленовых сетчатых имплантатов для герниопластики у экспериментальных животных; 2. Изучить выраженность хронического воспаления и проанализировать процессы ремоделирования соединительной ткани в области интеграции титановых и полипропиленовых сетчатых имплантатов для герниопластики у экспериментальных животных.

Дизайн исследования: экспериментальное одноцентровое рандомизированное сравнительное проспективное.

Материал и методы

Экспериментальное исследование проведено на 112 беспородных белых лабораторных крысах мужского пола массой 220±40 г. Возраст лабораторных животных составлял 8±1,5 мес. Работы с животными проводились в соответствии c Правилами по гуманному обращению с лабораторными животными, принятым в РФ законом "О ветеринарии" № 4979-1 от 14.05.1993, Рекомендациями комитета по этике, проводящего экспертизу биомедицинских исследований (Всемирная организация здравоохранения, 2000), локального этического комитета Медицинского института Российского университета дружбы народов им. Патриса Лумумбы.

Все животные разделены на 2 группы: в 1-й экспериментальной группе (n=56) животным устанавливали титановый сетчатый имплантат/сплав с содержанием титана более 99% (НПФ "Темп", Россия), во 2-й группе (n=56) - полипропиленовый сетчатый имплантат (ЗАО "Линтекс", Россия). Животных выводили из эксперимента на 14, 30, 60 и 180-е сутки после операции (по 14 животных из каждой группы).

Использованы 2 метода исследования: морфометрический анализ (полуколичественный и качественный) реакции мягких тканей на имплантат по шкале J.A. Jansen и соавт. [7], а также метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) с оценкой уровней экспрессии маркеров ремоделирования соединительной ткани и медиаторов хронического воспаления в тканях вокруг имплантатов. В каждой временно́й точке иссеченный с окружающими тканями имплантат у 7 (из 14) животных каждой группы отправляли на морфометрический анализ и у 7 - на ПЦР-диагностику.

Под ингаляционным наркозом (Sol. iIsoflurane) животным в межлопаточной области выполняли разрез кожи длиной 12 мм. Тупым путем формировали подкожный карман, сетчатый имплантат размером 10×10 мм укладывали на мышечно-апоневротические структуры без фиксации к тканям. Кожную рану зашивали узловыми швами и обрабатывали 70% раствором этанола. Применяемые имплантаты отличались по толщине нити и эластичности, остальные их характеристики были сопоставимы.

В качестве маркеров хронического воспаления в тканях вокруг имплантата оценивали уровни экспрессии IL-4, IL-10 и IL-13, которые продуцируются М2-макрофагами и указывают на персистенцию хронического воспаления вокруг имплантата [8]. Для оценки качества формирующегося периимплантационного рубца при ПЦР-диагностике определяли уровни экспрессии трансформирующего фактора роста β (TGFβ), сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и тканевых ингибиторов металлопротеиназ 1-го и 2-го типа (TIMP1 и TIMP2). TGFβ отвечает за начало репаративных процессов, стимулирует образование соединительной ткани в ране и обладает профибротическим действием [9, 10]. VEGF вырабатывается под воздействием TGFβ, стимулирует ангиогенез в зоне репарации тканей, а также индуцирует депонирование коллагена в межклеточном матриксе [11, 12]. TIMP1 и TIMP2 блокируют выработку металлопротеаз различных типов, предотвращая разрушение коллагена межклеточного матрикса (ремоделирование соединительной ткани) [13-15].

Методика морфометрического анализа

Фрагменты тканей с титановым сетчатым имплантатом после фиксации в 10% растворе формалина обрабатывали полимерной смолой Technovit 9000 (Heraeus Kulzer, Германия). После полимеризации смолы блоки тканей нарезали на прецизионном станке ISOMET 4000 (Buhler, Германия) и шлифовали на станке ALPHA&BETA/VECTOR (Buhler, Германия) до получения толщины среза 10-15 мкм. Полученные срезы окрашивали методом тройного окрашивания [16]. Фрагменты тканей, содержащие полипропиленовый имплантат, тоже фиксировали в 10% растворе формалина, заливали парафином и на микротоме изготавливали парафиновые срезы толщиной 3 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином ("Биовитрум", Россия). Окрашенные срезы тканей изучали в световом микроскопе Axio Lab.A1 (Zeiss, Германия), оснащенном цифровой фотокамерой.

Шкала J.A. Jansen и соавт. [7] состоит из 4 разделов: 1 - зона реакции полуколичественно (оценивает толщину и количество слоев клеток воспаления вокруг нитей имплантата); 2 - зона реакции качественно (оценивает тип тканевой реакции в капсуле вокруг всего имплантата, от воспалительной до соединительнотканной); 3 - интерфейс качественно (оценивает характер клеток, выявляемых непосредственно на контактной поверхности материала имплантата); 4 - промежуток качественно (оценивает зрелость соединительной ткани, врастающей между нитями имплантата). Каждый раздел шкалы оценивается от 0 до 4 баллов: чем меньше клеток воспаления и выше зрелость формирующейся соединительной ткани, тем выше оценка.

Методика ПЦР-диагностики

Уровни экспрессии матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) TGF-β, VEGF, TIMP1, TIMP2, интерлейкин (IL) 4, IL-10 и IL-13 относительно уровня экспрессии мРНК GAPDH определяли на амплификаторе DTprime ("ДНК-Технология", Россия) с использованием смеси для ПЦР qPCRmix-HS SYBR ("Евроген", Россия), содержащей флуоресцентный интеркалирующий краситель Sybr Green I. Праймеры для ПЦР ("Евроген", Россия) подбирали с помощью онлайн-программы Primer-BLAST в соответствии с общепринятыми требованиями. Для анализа экспрессии генов использовали метод определения порогового цикла (Ct) и вычисления относительной экспрессии гена по M.W. Pfaffl [17]. Относительную концентрацию мРНК рассчитывали по формуле:

[А]0/[В]0 = EΔС(Т),

где [А]0 - начальная концентрация мРНК гена в ПЦР-смеси, [В]0 - начальная концентрация мРНК GAPDH в ПЦР-смеси, E - эффективность реакции (принимали равной 1,98), ΔС(Т) - разность пороговых циклов GAPDH и искомого гена.

Статистическая обработка

Характер распределения показателей устанавливали с помощью теста Колмогорова-Смирнова. Так как распределение данных отличалось от нормального, для оценки достоверности различий использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни, критерий множественного сравнения Краскела-Уоллиса. Если по результатам теста Краскела-Уоллиса выявлялись различия, применяли множественное сравнение средних рангов для всех групп (Statistica 8.0 StatSoft Inc., США) или критерий Данна для определения различий между группами (надстройка AtteStat для Microsoft Office Excel 2007, США). Различия считали статистически значимыми при p<0,05. Данные представляли графически с использованием диаграмм размаха с изображением медианы (Ме), интерквартильного размаха, нижнего (25%) и верхнего (75%) экстремумов в программах Statistica 8.0 и Microsoft Office Excel 2016.

Результаты

Результаты морфометрического анализа

Как видно на рис. 1, к 14-м суткам после операции титановая нить окружена 2-9 слоями клеток (рис. 1В), что соответствует 3 баллам (зона реакции полуколичественно). Во 2-й группе животных (рис. 1Г) число слоев клеток воспаления вокруг нитей пропиленового имплантата варьирует от 4 до 15 (2 балла). Реактивная ткань формирующейся вокруг титанового имплантата капсулы волокнистая, но незрелая, с фибробластами и небольшим количеством коллагеновых волокон (рис. 1А), что соответствует 3 баллам (зона реакции качественно). В эти же сроки в формирующейся вокруг полипропиленового имплантата капсуле (рис. 1Б) можно видеть фибробласты и множество воспалительных клеток (2 балла). На контактной поверхности волокон титанового имплантата (см. рис. 1В) выявляли один слой макрофагов с единичными гигантскими клетками инородного тела и несколькими слоями фибробластов, что оценивали 2 баллами (интерфейс качественно). У животных 2-й группы на поверхности полипропиленового имплантата (см. рис. 1Г) присутствуют множественные слои макрофагов и клеток инородного тела, которые сливаясь образуют симпласты значительных размеров. Между клеток макрофагального ряда различимы лимфоциты, плазмоциты, нейтрофилы. Лимфоциты и плазмоциты образуют скопления, преимущественно параваскулярно.

Нейтрофильные лейкоциты обнаруживаются в непосредственной близости от волокон имплантата (1 балл). Между нитями (промежуток качественно) титанового имплантата (см. рис. 1А) выявляются фибробласты и небольшое количество коллагеновых волокон, имеются признаки неоангиогенеза (3 балла). Между нитями полипропиленового имплантата (см. рис. 1Б) среди волокон коллагена видны множественные макрофаги и молодые фибробласты. Различимы лимфоциты, плазмоциты, нейтрофилы. Лимфоциты и плазмоциты образуют скопления, преимущественно параваскулярно (2 балла).

На 30-е сутки после операции вокруг титановой нити выявляли 4-6 слоев клеток, вокруг полипропиленовых волокон - 13-15 клеточных слоев. В указанный срок клеточная инфильтрация была более выражена вокруг волокон полипропиленового имплантата. В капсуле вокруг титанового имплантата выявляли незрелую волокнистую соединительную ткань, которая содержала фибробласты и небольшое количество коллагеновых волокон. Ткань капсулы вокруг полипропиленового имплантата состояла из хаотично расположенных коротких коллагеновых пучков, содержала большое количество фибробластов и клеток воспаления. На контактной поверхности титанового имплантата определялись фибробласты и единичные макрофаги. На поверхности пропиленового имплантата в эти сроки также обнаруживали множественные слои макрофагов, которые, сливаясь с гигантскими многоядерными клетками, образовывали симпласты значительных размеров. В промежутке между нитями титанового имплантата визуализировали умеренно выраженную соединительную ткань с единичными макрофагами и полнокровными сосудами. Между нитями полипропиленового имплантата определяли умеренно выраженную соединительную ткань с выраженной макрофагальной инфильтрацией, выявляли лимфо- и плазмоциты.

На 60-е сутки эксперимента у 1-й группы животных толщина клеточных слоев и их количество уменьшались до 2-3 клеточных слоев фибробластов. В эти же сроки вокруг полипропиленового имплантата сохранялось 6-15 клеточных слоев. Соединительная ткань капсулы вокруг титанового сетчатого имплантата была зрелой, неплотной, с включениями адипозоцитов, напоминала жировую ткань в неповрежденных областях. Соединительная ткань капсулы вокруг пропиленового имплантата была волокнистой, но незрелой, с фибробластами и небольшим количеством хаотично расположенных коротких пучков коллагена. По периферии зоны имплантации, часто параваскулярно, выявляли выраженный воспалительный инфильтрат, представленный лимфоцитами и плазмоцитами в значительном количестве, а также единичными нейтрофилами. Также наблюдалось значительное уменьшение лимфоцитов и макрофагов в тканях, контактирующих с материалом имплантата у животных обеих групп. У животных 1-й группы на контактной поверхности имплантата макрофаги не определялись, местами выявляли тонкий слой фибробластов с единичными гигантскими клетками инородных тел. На контактной поверхности полипропиленового имплантата присутствовали 1-2 слоя макрофагов и гигантские клетки инородного тела. К этому сроку промежутки между нитями титанового имплантата заполняла плотноволокнистая неоформленная соединительная ткань с участками жировой ткани; воспалительные клетки между пучками коллагена не обнаруживали. Между нитей полипропиленового имплантата выявляли умеренно выраженную соединительную ткань, местами неорганизованную, похожую по структуре на рыхлую волокнистую. Коллагеновые волокна располагались разреженно с выраженной макрофагальной инфильтрацией вокруг.

К 180-м суткам после имплантации вокруг титановых нитей (рис. 2В) количество слоев клеток (зона реакции полуколичественно) увеличилось до 3-4 (4 балла). Вокруг полипропиленового имплантата (рис. 2Г) образовалось 8-15 клеточных слоев (2 балла). На приведенных микрофотографиях (см. рис. 2ВГ) видно, что в отдаленные сроки после операции количество клеток воспаления вокруг нитей полипропиленового имплантата больше, чем вокруг нитей титанового имплантата. К этому сроку у животных 1-й группы (рис. 2А) ткань капсулы вокруг имплантата (зона реакции качественно) зрелая, тонкая, напоминающая соединительную ткань в неповрежденных областях, практически не содержит клеток воспаления (4 балла). В капсуле вокруг пропиленового имплантата (рис. 2Б) образовалась хорошо васкуляризированная фиброзная ткань с умеренной клеточностью за счет фибробластоподобных клеток и клеток воспаления, расположенных между коллагеновых волокон (3 балла). В этом сроке на контактной поверхности (интерфейс качественно) титанового имплантата (см. рис. 2В) видны единичные гигантские клетки инородного тела и рассеянные очаги макрофагов, клетки воспаления отсутствуют (3 балла). На поверхности полипропиленового сетчатого имплантата (см. рис. 2Г) наблюдаем несколько слоев макрофагов и множественные гигантские клетки инородного тела, отмечается формирование гранулем (1 балл).

К 180-м суткам между нитями титанового имплантата (промежуток качественно) видна хорошо организованная соединительная ткань, между волокнами которой незначительные скопления клеток макрофагального ряда без образования гранулем (см. рис. 2А). Указанные ткани напоминают соединительную и жировую в неповрежденных областях (4 балла). В промежутке между нитями полипропиленового имплантата (см. рис. 2Б) видны лимфоциты, плазмоциты и клетки макрофагального ряда, образующие скопления по типу гранулем. Коллагеновые волокна несколько разрежены. Рыхловолокнистая соединительная ткань замещается жировой и плотноволокнистой соединительной тканью (2 балла).

Результаты статистической обработки данных, полученных при морфометрической оценке мягких тканей вокруг имплантатов по каждому из 4 разделов шкалы J.A. Jansen, показаны на диаграммах (рис. 3-6).

Сравнительный анализ средних значений раздела "Зона реакции полуколичественно" (рис. 3) морфометрической шкалы по J.A. Jansen и соавт. [7] выявил значимые отличия на 14, 60 и 180-е сутки после операции в пользу 1-й группы экспериментальных животных (p<0,05). Это говорит о том, что титановый сетчатый имплантат в сравнении с полипропиленовым вызывает меньшую местную воспалительную реакцию мягких тканей с образованием меньшего числа слоев клеток вокруг нитей имплантата как в ранние, так и в отдаленные сроки после операции.

Как видно на рис. 4, воспалительная реакция в тканях капсулы, формирующейся вокруг имплантата, на ранних сроках (14 и 30 сут) после операции была меньше выражена у животных 1-й группы (р<0,05). В более поздние сроки (60 и 180 сут) после вмешательства в капсуле вокруг имплантатов степень воспалительных изменений была менее выражена, а тип тканевой реакции между группами не отличался. Это указывает на то, что установка титановых имплантатов сопровождалась менее выраженной воспалительной реакцией в формирующейся вокруг имплантатов соединительнотканной капсуле в ранние сроки после операции.

Как следует из рис. 5, значимо лучшие показатели получены у животных 1-й группы во всех временных точках (p<0,05). Значит, на контактной поверхности нитей титановых имплантатов воспалительная реакция тканей была менее выраженной. Учитывая бо́льшее количество гигантских клеток инородного тела на контактной поверхности полипропиленового имплантата во всех временны́х точках, можно говорить о более выраженной реакции тканей на полипропилен с тенденцией к уменьшению и стабилизации хронического воспалительного процесса.

Как показано на рис. 6, в 1-й группе животных статистически значимые отличия от 2-й группы наблюдали на 14, 30 и 180-е сутки после операции. Это говорит о том, что использование титановых сетчатых имплантатов сопровождалось формированием более зрелой соединительной ткани, врастающей между нитями имплантата, в ранние сроки (14-е и 30-е сутки) после операции. В отдаленном периоде (180-е сутки после операции) применение полипропиленовых имплантатов приводило к статистически значимо худшему качеству соединительной ткани, врастающей между нитями имплантата, за счет персистенции клеток воспаления.

Результаты ПЦР-диагностики

ПЦР-диагностика не выявила повышения уровней экспрессии интерлейкинов хронического воспаления (IL-4, IL-10 и IL-13) в месте интеграции титановых и полипропиленовых имплантатов в ближайшем и отдаленном периоде после операции. Это указывает на ареактогенность применяемых имплантатов.

Как показано в таблице, уровни экспрессии TGF β между группами животных в каждой временно́й точке статистически значимо не различались (р>0,05). Это говорит о том, что темпы и интенсивность образования соединительной ткани в обеих группах не отличались. Отсутствие значимых отличий уровней экспрессии VEGF между группами в каждой временно́й точке (р>0,05) указывает на то, что применение разных имплантатов не влияло на динамику процессов неоангиогенеза в зоне имплантации. Мы выявили статистически значимо больший уровень экспрессии TIMP1 у животных 1-й группы на 14-е сутки после операции (Ме 0,055 усл. ед. против 0,008 усл. ед. во 2-й группе, при р=0,012). Это говорит о более интенсивном фибропластическом процессе в раннем послеоперационном периоде при использовании титановых сетчатых имплантатов. В остальных временны́х точках значимых отличий уровней экспрессии TIMP1 между группами животных не выявлено (р>0,05). Уровни экспрессии TIMP2 у животных обеих групп (см. таблицу) в каждой из 4 временны́х точек значимо не отличались (p>0,05). Равнозначное повышение уровней экспрессии TIMP1 и TIMP2 в обеих группах животных в отдаленном периоде (180 сут) после операции указывает на начало процессов ремоделирования соединительной ткани вокруг имплантатов.

Таким образом, при морфометрическом анализе выявлено, что использование титановых сетчатых имплантатов сопровождается более быстрым формированием соединительной ткани вокруг имплантата на 14-е и 30-е сутки после операции с образованием меньшего числа клеточных слоев вокруг нитей имплантата, особенно в поздние сроки (60 и 180 сут) после операции. В 1-й группе животных во всех временны́х точках отмечена значимо меньшая реакция тканей на материал имплантата. А зрелость соединительной ткани, врастающей между нитями имплантата, была более высокой в 1-й группе животных, чем во 2-й, как в ранние сроки после операции (14-е и 30 сутки), так и в отдаленном периоде (180-е сутки). Полипропиленовый имплантат поддерживает высокие уровни воспалительного инфильтрата и грануляционной ткани до 30 сут после имплантации. Снижение активности воспаления отмечается после 60 сут наблюдения, но сохраняется на всех сроках исследования. Вокруг титанового имплантата происходит практически полное восстановление гистоархитектоники тканей уже к 60-м суткам наблюдения. Бо́льшая толщина получаемых микропрепаратов тканей с титановыми сетчатыми имплантатами (10 против 3 мкм у микропрепаратов с полипропиленовыми имплантатами) позволяет говорить о еще больших отличиях в пользу применения титановых имплантатов.

ПЦР-диагностика не обнаружила местных проявлений хронической воспалительной реакции, а также не выявила различий по ремоделированию соединительной ткани вокруг имплантата в обеих группах экспериментальных животных. Полученные в этом экспериментальном исследовании данные позволяют говорить о преимуществе титановых сетчатых имплантатов над полипропиленовыми.

Обсуждение

В настоящее время имеются 2 вида титансодержащих сетчатых имплантатов: из сплава с высоким содержанием титана (более 99%) и из полипропилена с титановым покрытием. Морфологическая оценка тканей, образующихся вокруг имплантата, зависит от качественных и количественных шкал, что позволяет получить более точный результат. При морфологической оценке воспалительной реакции вокруг полипропиленовых имплантатов с титановым покрытием одни авторы [18] через 40 сут после операции не выявили отличий, другие [19] через 90 сут выявили меньший объем воспалительного инфильтрата в сравнении с полипропиленовым сетчатым имплантатом. C.G. Pereira-Lucena и соавт. (2010) использовали для этого шкалу морфометрического анализа по J.A. Jansen и соавт. [7] и оценивали только ближайшие сроки (40 сут) после имплантации [18].

 И.И. Бабиченко и соавт. (2016) в эксперименте сравнили пролиферативную активность клеток гранулематозного воспаления вокруг полипропиленовых имплантатов с титановым покрытием и без него в ранние сроки после имплантации (7 и 30 сут) и выявили более высокую пролиферативную активность вокруг имплантатов с титановым покрытием [20]. Эти результаты расходятся с полученными нами данными.

Э.А. Кчибеков и соавт. (2018) оценили толщину формирующейся соединительнотканной капсулы вокруг сетчатых имплантатов из полипропилена и титанового сплава и не выявили значимых отличий этого показателя на 21-е сутки после имплантации [21]. В.Е. Кобазев и соавт. (2018) выявили меньшую воспалительную реакцию с образованием меньшего объема соединительной ткани вокруг нитей сетчатого имплантата из титанового сплава в сравнении с полипропиленовым имплантатом на 30-е и 60-е сутки после операции [22]. Однако авторы не указывают, какую шкалу гистологической оценки они использовали, и оценка выполнялась только по 3 качественным показателям (слабые, умеренные и значительные изменения), что снижает значимость исследования.

Экспериментальная оценка уровней маркеров воспаления и VEGF в системном кровотоке через 40 сут после операции не выявила значимых отличий при использовании полипропиленовых имплантатов с титановым покрытием в сравнении с имплантатами из полипропилена [18]. В более позднем своем исследовании C.G. Pereira-Lucena и соавт. (2014) выявили бо́льшую степень образования коллагена вокруг полипропиленовых имплантатов в сравнении с имплантатами с титановым покрытием, а также проанализировали экспрессию VEGF в тканях вокруг этих имплантатов [23]. Но авторы оценили динамику изменений этих показателей внутри каждой группы без межгруппового сравнения в каждой временной точке. Другие исследователи в экспериментальных условиях выявили значимо меньшие уровни экспрессии маркеров местной воспалительной реакции [IL-10 и фактор некроза опухоли α (ФНОα)] при использовании полипропиленовых имплантатов с титановым покрытием в сравнении с имплантатами из полипропилена; по уровню неоангиогенеза и степени образования коллагена значимых отличий не было [24].

В нашем исследовании мы использовали полуколичественную и качественную шкалу морфологической оценки в сочетании с оценкой уровней экспрессии маркеров хронического воспаления и ремоделирования соединительной ткани в месте установки сетчатых имплантатов из титанового сплава, при этом сравнительную оценку полученных результатов выполнили как в ближайшем, так и в отдаленном периодах после имплантации.

Выводы

1. Использование титановых сетчатых имплантатов у экспериментальных животных в сравнении с применением полипропиленовых имплантатов сопровождается более быстрым формированием соединительной ткани вокруг нитей имплантата с более высокой степенью ее зрелости и образованием меньшего количества клеточных слоев вокруг нитей имплантата, особенно в сроки 60 и 180 сут после операции, с меньшим числом гигантских многоядерных клеток (р<0,05).
2. ПЦР-диагностика не выявила у экспериментальных животных статистически значимых отличий течения процессов хронического воспаления и ремоделирования соединительной ткани в месте интеграции имплантатов из титана и полипропилена. Статистически значимо высокие уровни экспрессии тканевого ингибитора металлопротеазы 1 на 14-е сутки после операции свидетельствуют о более раннем формировании коллагена в области интеграции титановых сетчатых имплантатов.

Литература

1. Сарбаева Н.Н., Пономарева Ю.В., Милякова М.Н., Грибкова О.В. Источники активных форм кислорода и азота в тканевом микроокружении материалов для герниопластики // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Т. 161, № 5. С. 656-660.
2. Silvestre A.C., de Mathia G.B., Fagundes D.J., Medeiros L.R., Rosa M.I. Shrinkage evaluation of heavyweight and lightweight polypropylene meshes in inguinal hernia repair: a randomized controlled trial // Hernia. 2011. Vol. 15, N 6. P. 629-634. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-011-0853-6
3. Narita M., Munekage F., Yamaoka R., Ikai I. Mesh shrinkage is the potential pathogenesis of chronic somatic pain following transabdominal preperitoneal repair: report of two cases // Asian J. Endosc. 2021. Vol. 14, N 4. P. 798-802. DOI: https://doi.org/10.1111/ases.12935
4. Шуинова Е.А., Черниченко Н.В., Сусарев И.О., Гончаров С.В. Интраперитонеальная миграция полипропиленового сетчатого импланта с инвазией в стенку восходящей ободочной кишки: клинический случай // Доказательная гастроэнтерология. 2022. Т. 11, № 4. С. 80-85.
5. Ходаков В.В., Забродин В.В., Забродин Е.В., Васева О.Н. Ближайшие и отдалённые результаты хирургического лечения паховых грыж с применением сетчатых титановых эндопротезов // Уральский медицинский журнал. № 7. С. 93-101. DOI: https://doi.org/10.25694/URMJ.2018.04.132
6. Okamoto E., Arimura K., Mitamura Y. Histological investigation of the titanium fiber mesh with one side sealed with non-porous material for its application to the artificial heart system // J. Artif. Organs. 2018. Vol. 21, N 4. P. 486-490. DOI: https://doi.org/10.1007/s10047-018-1066-x
7. Jansen J.A., Dhert W.J., van der Waerden J.P., von Recum A.F. Semi-quantitative and qualitative histologic analysis method for the evaluation of implant biocompatibility // J. Invest. Surg. 1994. Vol. 7, N 2. P. 123-134. DOI: https://doi.org/10.3109/08941939409015356
8. Huang X., Li Y., Fu M., Xin H.B. Polarizing macrophages in vitro // Methods Mol. Biol. 2018. Vol. 1784. P. 119-126. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7837-3_12
9. Clark D.A., Coker R. Transforming growth factor-beta (TGF-beta) // Int. J. Biochem. Cell Biol. 1998. Vol. 30, N 3. P. 293-298. DOI: https://doi.org/10.1016/s1357-2725(97)00128-3
10. Johnston E.F., Gillis T.E. Transforming growth factor beta- 1 (TGF-beta1) stimulates collagen synthesis in cultured rainbow trout cardiac fibroblasts // J. Exp. Biol. 2017. Vol. 220, pt 14. P. 2645-2653. DOI: https://doi.org/10.1242/jeb.160093
11. Simpson A.H., Mills L., Noble B. The role of growth factors and related agents in accelerating fracture healing // J. Bone Joint Surg. Br. 2006. Vol. 88, N 6. P. 701-705. DOI: https://doi.org/10.1302/0301-620X.88B6.17524
12. Spiller K.L., Anfang R.R., Spiller K.J., Ng J., Nakazawa K.R., Daulton J.W. et al. The role of macrophage phenotype in vascularization of tissue engineering scaffolds // Biomaterials. 2014. Vol. 35, N 15. P. 4477-4488. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2014.02.012
13. Brew K., Dinakarpandian D., Nagase H. Tissue inhibitors of metalloproteinases: evolution, structure and function // Biochim. Biophys. Acta. 2000. Vol. 1477, N 1-2. P. 267-283. DOI: https://doi.org/10.1016/s0167-4838(99)00279-4
14. Ярмолинская М.И., Молотков А.С., Денисова В.М. Матриксные металлопротеиназы и ингибиторы: классификация, механизм действия // Журнал акушерства и женских болезней. 2012. Т. 61, № 1. С. 113-125.
15. Югай Ю.В., Голицына А.А., Толмачев В.Е., Маркелова Е.В. Анализ показателей матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов до и после дентальной имплантации // Тихоокеанский медицинский журнал. 2014. № 3 (57). С. 65-67.
16. Волков А.В., Шустров С.А., Корсаненков К.С., Набиева Е.Х. Новый метод окраски недекальцинированной костной ткани // Клиническая и экспериментальная морфология. № 4 (20). С. 55-58.
17. Pfaffl M.W. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR // Nucleic Acids Res. 2001. Vol. 29, N 9. P. e45. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/29.9.e45
18. Pereira-Lucena C.G., Artigiani-Neto R., Lopes-Filho G.J., Frazao C.V., Goldenberg A., Matos D. et al. Experimental study comparing meshes made of polypropylene, polypropylene + polyglactin and polypropylene + titanium: inflammatory cytokines, histological changes and morphometric analysis of collagen // Hernia. 2010. Vol. 14, N 3. P. 299-304. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-009-0621-z
19. Scheidbach H., Tannapfel A., Schmidt U., Lippert H., Köckerling F. Influence of titanium coating on the biocompatibility of a heavyweight polypropylene mesh. An animal experimental model // Eur. Surg. Res. 2004. Vol. 36, N 5. P. 313-317. DOI: https://doi.org/10.1159/000079917
20. Бабиченко И.И., Казанцев А.А., Титаров Д.Л., Шемятовский К.А., Гевондян Н.М., Мельченко Д.С. и др. Влияние титанового покрытия на биосовместимость сетчатых эндопротезов из полипропилена // Цитология. 2016. Т. 58, № 1. С. 44-51.
21. Кчибеков Э.А., Коханов А.В., Калиев Д.Р., Кудаев С.В., Бондарев В.А., Сердюков М.А. Особенности воспалительной реакции крыс на имплантацию современных сетчатых эндопротезов для герниопластики // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 1. С. 61. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27384 (дата обращения: 05.08.2023).
22. Kobazev V.E., Yadav M.K., Vasilyev A.V., Nerobeev A.I. An experimental research in mice on the "soft tissue reaction to 3 different mesh implants: Titanium silk, Parietene Progrip and Prolene" // JPRAS Open. 2018. Vol. 18, N 3. P. 108-124. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpra.2018.07.005
23. Pereira-Lucena C.G., Artigiani Neto R., de Rezende D.T., Lopes-Filho G. de J., Matos D., Linhares M.M. Early and late postoperative inflammatory and collagen deposition responses in three different meshes: an experimental study in rats // Hernia. 2014. Vol. 18, N 4. P. 563-570. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-013-1206-4
24. Ai F.F., Mao M., Zhang Y., Kang J., Zhu L. The in vivo biocompatibility of titanized polypropylene lightweight mesh is superior to that of conventional polypropylene mesh // Neurourol. Urodyn. 2020. Vol. 39, N 1. P. 96-107. DOI: https://doi.org/10.1002/nau.24159