Ученые подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ) разработали две базы данных электронных и световых микрофотографий соединительной ткани, окружающей имплантируемый материал. Проведенное исследование может помочь практикующим хирургам подбирать наиболее подходящий трансплантат биологического или синтетического происхождения. В базах данных определено соотношение коллагена I типа к III типу — ключевой показатель, характеризующий стадию и качество регенерации тканей после хирургической имплантации.
Необходимость внедрения имплантируемого материала в человеческий организм возникает при различных травмах и патологиях, когда организм не способен самостоятельно воссоздать утраченный участок ткани. К таким ситуациям относятся удаление органов и структур, закрытие грыжевых ворот, восстановление брюшной стенки, закрытие дефектов плевры и другие. Идеальным вариантом трансплантации является использование собственных тканей пациента. Этот метод широко применяется, например, при ожогах. Однако в ряде случаев аутотрансплантация невозможна: при обширных поражениях, когда площадь повреждения превышает возможности закрытия собственными тканями. В таких ситуациях хирурги прибегают к материалам синтетического или биологического происхождения, каждый из которых обладает своими преимуществами и недостатками.
Синтетические материалы, как правило, обеспечивают формирование более жесткой и прочной структуры. Биологические лучше приживаются и формируют тканевую архитектуру, более близкую к естественной. Понимание того, какой материал предпочтительнее в конкретной клинической ситуации, имеет решающее значение для исхода операции.
Ученые Медицинского института Пензенского госуниверситета зарегистрировали две базы данных, которые помогут практикующим хирургам подбирать наиболее подходящий трансплантат. В базах собраны результаты исследования фрагментов тканей, непосредственно окружающих имплантированный материал. Всего было изучено более 300 микрофотографий тканей. Экспериментальное исследование совместно с практикующими хирургами кафедры «Хирургия» ПГУ проводилось на кроликах на базе Лунинской районной станции по борьбе с болезнями животных. Животным имплантировали фрагменты синтетического и биологического протезов в различные анатомические зоны — стенку кишки и апоневроз брюшной стенки.
Мы изучали процесс регенерации после имплантации. В качестве биологического протеза использовался ксеноперикард производства компании "Кардиоплант", в качестве синтетического — полипропиленовая сетка, — рассказала об эксперименте заведующая кафедрой «Морфология» ПГУ, кандидат медицинских наук, доцент Мария Федорова.
Первая база данных — «Субмикроскопическое строение соединительной ткани, окружающей имплантированный материал» — содержит электронные микрофотографии волокнистого компонента соединительной ткани, окружающей имплантированный материал, полученные на электронном микроскопе с визуализацией субклеточных структур. В базу включены изображения тканей стенки кишки и апоневроза брюшной стенки в области имплантации ксеноперикарда и полипропиленовой сетки. Вторая база данных — «Микропрепараты волокнистого компонента соединительной ткани, окружающей имплантированный материал» — содержит световые микрофотографии волокнистого компонента соединительной ткани с окраской специализированным красителем Sirius red. Этот метод позволяет визуально различать коллаген разных типов на гистологических препаратах. База также включает изображения тканей стенки кишки и апоневроза брюшной стенки в области имплантации обоих типов протезов.
Процесс регенерации исследователи оценивали по соотношению коллагенов I и III типов в формирующейся рубцовой ткани. В зоне имплантации после хирургического вмешательства образуется тканевая структура, содержащая коллаген.
Первыми синтезируются волокна коллагена III типа, так называемого "молодого" коллагена. В норме в процессе созревания рубцовой ткани коллаген III типа должен постепенно замещаться коллагеном I типа, более зрелым и прочным. Повышенная доля коллагена III типа свидетельствует о незавершенности процесса регенерации и его затяжном течении, — пояснила Мария Федорова.
В ходе эксперимента ученые установили, что стенка кишки продемонстрировала более высокую скорость регенерации по сравнению с апоневрозом. Однако синтетический трансплантат — полипропиленовая сетка — приживается в стенке кишки хуже: его жесткость не соответствует механическим требованиям этой анатомической зоны.
Для поддержания перистальтики критически важна эластичность ткани. Синтетическая сетка стимулирует образование более толстых, плотных, но менее организованных коллагеновых волокон. В зоне имплантации синтетического материала формируется структура, устойчивая к механическому воздействию, но лишенная должной эластичности, — отметила Мария Федорова.
В свою очередь, биологический материал — ксеноперикард — в стенке кишки показал лучшие результаты. Формирующаяся к моменту завершения регенерации тканевая структура ближе к естественной, обладает необходимой эластичностью и не препятствует перистальтическим движениям. В апоневрозе оба типа материалов показали хорошие результаты приживления. Как пояснила Мария Федорова, это объясняется тем, что для данной анатомической зоны приоритетом является механическая прочность, которую обеспечивают оба типа протезов.
Исследование пензенских ученых позволяет хирургам различных направлений более осознанно подходить к выбору типа трансплантата в зависимости от зоны имплантации. ученые изучают поведение имплантируемых материалов в легочной ткани и паранефральной области.
Источник: Минобрнауки России
