ксеноперикардиальная заплата что такое
Ксеноперикардиальная заплата что такое
РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского РАМН
Первый МГМУ им. И.М. Сеченова; Московский НИИ педиатрии и детской хирургии
Отделение кардиохирургии клиники аортальной и сердечно-сосудистой хирургии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова
Кафедра сердечно-сосудистой хирургии и инвазивной кардиологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (зав. — д.м.н. Р.Н. Комаров), Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского (дир. — акад. РАН Ю.В. Белов), Москва, Россия
Применение заплаты из децеллюляризированного ксеноперикарда в хирургии брахиоцефальных артерий
Журнал: Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2018;11(2): 31-34
Белов Ю. В., Лысенко А. В., Леднев П. В., Салагаев Г. И. Применение заплаты из децеллюляризированного ксеноперикарда в хирургии брахиоцефальных артерий. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2018;11(2):31-34.
Belov Iu V, Lysenko A V, Lednev P V, Salagaev G I. Decellularized xenopericardial patch in supra-aortic vessels repair. Kardiologiya i Serdechno-Sosudistaya Khirurgiya. 2018;11(2):31-34.
https://doi.org/10.17116/kardio201811231-34
РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского РАМН
Цель исследования — представить результаты применения пластического материала из децеллюляризированного ксеноперикарда в хирургии брахиоцефальных артерий. Материал и методы. Каротидная эндартерэктомия с пластикой заплатой из децеллюляризированного ксеноперикарда MatrixPatch (Auto Tissue, «Berlin Gmbh.») была выполнена 5 пациентам с симптомными унилатеральными стенозами внутренних сонных артерий (ВСА) до 75—90%. Для оценки коллатерального кровотока по системе контралатеральной ВСА и вертебробазилярного бассейна применяли транскраниальную допплерографию. Результаты. Госпитальная летальность и случаи острого нарушения мозгового кровообращения отсутствовали. Три пациента были переведены на самостоятельное дыхание и экстубированы на операционном столе, 2 больных экстубированы в течение 2 ч после операции в отделении реанимации. Длительность операции составила от 48 до 65 мин (в среднем 56,5 мин), время ишемии головного мозга — от 23 до 28 мин. Выводы. Заплаты из децеллюляризированного материала удобны в работе, обладают большей пластичностью и мягкостью по сравнению с ксеноперикардом, обработанным глутаровым альдегидом, и могут быть рекомендованы для применения в сосудистой хирургии.
РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского РАМН
Первый МГМУ им. И.М. Сеченова; Московский НИИ педиатрии и детской хирургии
Отделение кардиохирургии клиники аортальной и сердечно-сосудистой хирургии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова
Кафедра сердечно-сосудистой хирургии и инвазивной кардиологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (зав. — д.м.н. Р.Н. Комаров), Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского (дир. — акад. РАН Ю.В. Белов), Москва, Россия
Одной из наиболее часто выполняемых операций в сосудистой хирургии является каротидная эндартерэктомия [1].
В настоящее время предложено несколько вариантов каротидной эндартерэктомии, и хирург в зависимости от своего опыта, клинической ситуации или предпочтений клинического подразделения может выполнить каротидную эндартерэктомию с первичным ушиванием артериотомического отверстия, пластику заплатой из различных материалов или эверсионную эндартерэктомию [2—4].
При использовании заплаты для пластики артериотомического отверстия хирург всегда стоит перед выбором — какой материал выбрать?
Аутовенозные заплаты имеют хороший непосредственный результат, но в отдаленном периоде склонны к аневризматической трансформации. Синтетическая заплата (дакрон или политетрафторэтилен) имеет хорошие отдаленные результаты, но может потребовать применения биологических гемостатиков и специального шовного материала, что может сопровождаться увеличением стоимости операции или приводить к значительному кровотечению по краю шва артерия-заплата. В этой ситуации настоящей находкой стали заплаты из обработанного глутаровым альдегидом ксеноперикарда крупного рогатого скота. Эти трансплантаты практически не имеют недостатков, но сама по себе обработка высокотоксичным веществом (глутаровым альдегидом) сопряжена с определенными рисками, избежать которых невозможно [5—7]. Для минимизации проникновения глутарового альдегида в организм пациента заплату из ксеноперикарда промывают в течение нескольких минут с обязательной многократной сменой раствора, что, безусловно, требует времени и тщательного соблюдения протокола. Даже полное следование инструкциям производителя не исключает попадания глутарового альдегида в организм пациента, следовательно, применение таких заплат нельзя считать полностью безопасным.
В последние годы в связи с прогрессом биотехнологических наук в области биоматериалов и способах их обработки получено большое количество низко- и неиммуногенных ксенотрансплантатов без применения токсичных соединений, в том числе с использованием технологии децеллюляризации [8—10].
Децеллюляризация — процесс обработки биологических тканей, обеспечивающий минимальную реактивность организма реципиента, что достигается разрушением и удалением всех структур, несущих генетическую информацию (ядро клетки) донора. Последнее может быть достигнуто с применением физических, химических методов или их сочетанием. В результате децеллюляризации можно полностью удалить РНК и практически всю ДНК из тканей донора, что делает невозможной передачу любых вирусов и бактерий от донора и обеспечивает полную ареактивность иммунной системы организма реципиента на применение ксенотрансплантата [11—15].
Мы представляем результаты первого в России использования заплат из децеллюляризированного ксеноперикарда MatrixPatch (Auto Tissue, Berlin Gmbh) в хирургии брахиоцефальных артерий.
Материал и методы
Каротидная эндартерэктомия с пластикой заплатой из децеллюляризированного ксеноперикарда MatrixPatch (Auto Tissue, Berlin Gmbh) была выполнена 5 пациентам с симптомными унилатеральными стенозами внутренних сонных артерий (ВСА).
Все пациенты имели унилатеральный стеноз ВСА до 75—90%, что было подтверждено данными ультразвукового исследования и ангиографии брахиоцефальных артерий (рис. 1). 
Рис. 1. Ангиограмма бифуркации ОСА. Стеноз устья ВСА до 85%.
В предоперационном периоде всем пациентам выполнено комплексное обследование в соответствии с принятым в клинике протоколом, включающим, помимо госпитального скрининга (ЭхоКГ, ЭКГ), обязательную оценку коронарного русла (коронарография) и артерий нижних конечностей (УЗДГ или МСКТ), эзофагогастродуоденоскопию и осмотр невролога.
Все операции выполнены по единой схеме. Пациента укладываем на спину с валиком под плечами, голову поворачиваем в контралатеральную от хирурга сторону.
Доступ к сонным артериям осуществляем разрезом параллельно переднему краю грудиноключично-сосцевидной мышцы.
После рассечения кожи, подкожной жировой клетчатки и m. platisma мобилизуем и пересекаем лицевую вену, которая обычно лежит на уровне бифуркации общей сонной артерии (ОСА). Далее визуализируем сосудисто-нервный пучок и последовательно выделяем наружную сонную артерию (НСА), ОСА и ВСА. Для уверенной и безопасной работы на ВСА мобилизуем артерию на 2,0—3,0 см выше места предполагаемого окончания атеросклеротической бляшки.
Рефлексогенную зону в области бифуркации ОСА (каротидный гломус) блокируем 1% раствором лидокаина гидрохлорида. Особое внимание при выделении сонных артерий уделяем сохранению всех нервов, сопровождающих сосуды. С целью отведения нервных стволов из зоны операции мы берем их на резиновые держалки, за которые осуществляем минимально необходимые тракции.
После мобилизации ОСА, НСА и ВСА вводим гепарин из расчета 100 ЕД на 1 кг массы тела пациента и через 5—7 мин проводим контроль активированного времени свертывания (целевой показатель — от 250 с).
Для оценки коллатерального кровотока по системе контралатеральной ВСА и вертебробазилярного бассейна и толерантности головного мозга к пережатию ВСА мы применяем транскраниальную допплерографию. Пробу с пережатием проводим в условиях управляемой гипертензии при АД 150—170 мм рт.ст. Снижение средней скорости кровотока по средней мозговой артерии (СМА) на 50% и более от исходной и/или отсутствие пульсового характера кровотока могут свидетельствовать о низкой толерантности головного мозга к пережатию ВСА и необходимости использования временного внутрипросветного шунтирования (ВВШ). Ни один из наших пациентов не потребовал применения ВВШ.
Мы выполняли классическую каротидную эндартерэктомию с пластикой сосудистого дефекта децеллюляризированной ксеноперикардиальной заплатой MatrixPatch (Auto Tissue, Berlin Gmbh).
Артериотомию выполняли скальпелем со стороны ОСА, в просвет артерии вводили ножницы и продолжали разрез в направлении ВСА до неизмененного участка. Циркулярно отделяли атеросклеротическую бляшку от стенки артерии в пределах наружной эластической мембраны, после чего отсекали бляшку в проксимальном направлении. В дистальном отделе бляшку сводили «на нет», используя принятую в клинике технику. Обычно мы не удаляли атеросклеротическую бляшку из НСА, а лишь освобождали ее начальный отдел на протяжении 5—10 мм и срезали бляшку в дистальном направлении.
После удаления атеросклеротической бляшки из ВСА, ОСА и НСА просвет артерии промывали раствором хлорида натрия и тщательно удаляли любые фрагменты и детрит. Обязательно приоткрывали зажим на ВСА и промывали ВСА ретроградным кровотоком. Для закрытия артериотомического отверстия мы использовали децеллюляризированную ксеноперикардиальную заплату MatrixPatch (Auto Tissue, Berlin Gmbh) шириной около 5,0 мм. Перед пуском кровотока еще раз тщательно промывали просвет артерии сначала физиологическим раствором и затем ретроградным кровотоком из ВСА. Швы на протяжении последних 5 мм накладывали при снятом зажиме с ВСА, что позволяло эвакуировать воздух и возможные микроэмболы из зоны реконструкции. Далее пинцетом пережимали ВСА в области устья и снимали зажимы с НСА, верхней щитовидной артерии и ОСА. После 7—9 сокращений сердца убирали пинцет и пускали кровоток во ВСА (рис. 2). 
Рис. 2. Финальный вид реконструкции.
В зону реконструкции устанавливали трубчатый дренаж через контрапертуру и выполняли послойное ушивание раны: подкожная жировая клетчатка, m. platisma и кожа. Дренаж подключали на активную аспирацию.
В послеоперационном периоде пациентам проводили антикоагулянтную терапию гепарином 2500 ЕД 6 раз в сутки под контролем времени свертывания крови (целевое значение 10—14 мин). После экстубации трахеи назначали двойную антиагрегантную терапию — клопидогрель 150 мг и ацетилсалициловая кислота 200 мг.
Результаты
Все пациенты удовлетворительно перенесли периоперационный период, 3 из них переведены на самостоятельное дыхание и экстубированы на операционном столе. Два пациента переведены в отделение реанимации в сознании на ИВЛ и экстубированы в течение 2 ч после операции.
Длительность операции составила от 48 до 65 мин (в среднем 56,5 мин).
Время ишемии головного мозга колебалось от 23 до 28 мин.
Неврологических осложнений зарегистрировано не было. У одного пациента имела место выраженная артериальная гипертензия, что потребовало мультимодального подхода (обезболивание + антигипертензивная терапия).
Раны на шее зажили первичным натяжением у всех пациентов.
Реакции на трансплантат в виде провоспалительных сдвигов в анализе крови, местных проявлений и температуры не отмечено ни в одном случае.
Согласно УЗДГ брахиоцефальных артерий в раннем послеоперационном периоде, у все пациентов отмечен ламинарный кровоток в зоне реконструкции без локального ускорения, признаков тромбоза и резидуального сужения.
На 5—7-е сутки все пациенты были выписаны на амбулаторный этап лечения в удовлетворительном состоянии.
Обсуждение
Мы впервые в своей практике применили заплату из децеллюляризированного ксеноперикарда в хирургии брахиоцефальных артерий.
К преимуществам данных заплат можно отнести следующее:
— быстрая подготовка (однократное промывание в течение 60 с в 0,9% растворе NaCl);
— толщина материала (0,3 мм) оптимально подходит для хирургии брахиоцефальных артерий;
— отличные манипуляционные свойства;
— герметичность мест проколов;
— отсутствие токсичности и ареактивность материала для реципиента.
В сравнении с ксеноперикардиальными заплатами, обработанными глутаровым альдегидом, можно отметить большую пластичность и мягкость децеллюляризированного материала, что, несомненно, важно для работы и может обеспечить лучшие результаты в послеоперационном периоде.
Заплаты из децеллюляризированного ксеноперикарда очень удобны в работе, полное отмывание проводим всего за 60 с в физиологическом растворе.
Опыт использования децеллюляризированной ксеноперикардиальной заплаты MatrixPatch (Auto Tissue, Berlin Gmbh) мы считаем положительным и можем рекомендовать данный материал для применения в сосудистой хирургии, в частности для реконструкции брахиоцефальных артерий.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Медицинские интернет-конференции
Языки
Изучение свойств ксеноперикардиальной пластины, обработанной модифицированным химико-ферментативным методом
Калмин О.В., Венедиктов А.А.*, Никишин Д.В., Живаева Л.В.*
Резюме
Цель: разработка метода химико-ферментативной обработки ксеноперикарда с целью получения нового материала с низкой биорезорбцией. Методы. Материалом исследования были образцы ксеноперикарда, обработанные стандартным и модифицированным химико-ферментативными методами. Часть образцов ксеноперикарда подвергали исследованию механических свойств. Другая часть образцов имплантировалась экспериментальным животным. Сроки имплантации составили 2 недели, 1 и 2 месяца. После выведения животных из эксперимента производилось гистологическое исследование образцов. Результаты. Установлено, что ксеноперикардиальная пластина, обработанная модифицированным методом, обладает более высоким модулем упругости, большей прочностью и меньшей растяжимостью, в отличие от материала, обработанным запатентованным химико-ферментативным методом. Повышение прочности и упругости, но снижение растяжимости образцов экспериментальной группы связано с обработкой глутаровым альдегидом в более высокой концентрации. В связи с этим биодеградация и биоинтеграция в образцах, подвергшихся стандартной обработке, активно выявляются уже в конце первого месяца после имплантации, в отличие от ксеноперикарда, обработанного модифицированным способом, у которого данные процессы проявляются к концу второго месяца. Заключение. Изучение деформативно-прочностных свойств и микроморфологии ксеноперикардиальной пластины на разных этапах эксперимента подтверждает, что модернизированный метод химико-ферментативной обработки ксеноперикарда позволяет создать биоматериал, обладающий лучшими упруго-эластическими характеристиками и характеризующийся более низкой скоростью биорезорбции и замещения собственной соединительной тканью реципиента.
Ключевые слова
Введение
О.В. Калмин – ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет Минобрнауки России, кафедра анатомии человека, заведующий кафедрой, доктор медицинских наук, профессор; А.А. Венедиктов – Общество с ограниченной ответственностью «Кардиоплант»; Д В. Никишин – ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет Минобрнауки России, кафедра анатомии человека, доцент, кандидат медицинских наук; Л.В. Живаева – Общество с ограниченной ответственностью «Кардиоплант».
На современном этапе развития в реконструктивной медицине одной из наиболее актуальных является проблема подбора материалов для проведения реконструктивных хирургических манипуляций.
Хорошо известно, что «идеальный» трансплантат должен отвечать следующим требованиям: не приводить к воспалительной реакции; не оказывать токсического и иммуногенного действия; должен сохранять заявленные свойства как на этапе хранения, так и в организме, в который он был имплантирован; обладать способностью к физиологической деградации с образованием безопасных продуктов распада; обладать необходимой скоростью деградации, соответствующей процессам образования новой соединительной ткани; давать возможность нанесения биологически активных веществ на его поверхность; должен обладать эффективной и универсальной возможностью стерилизации; иметь длительные сроки хранения.
Наиболее часто в клинической медицине для трансплантации используют следующие основные виды материалов: аутотрансплантаты, аллотрансплантаты и синтетические материалы.
Аутотрансплантаты – это собственные ткани организма пациента. Этот материал имеет значительный плюс, он высоко биосовместим, но при проведении хирургических манипуляций с его использованием врачу приходится забирать материал и, как следствие, травмировать пациента, что увеличивает период реабилитации пациента 1.
Аллотрансплантаты – это ткани и органы, взятые от донора (человека). В качестве донора может выступать трупный материал. Данный материал труднодоступен, т.к. в Российской Федерации практически отсутствуют банки с алломатериалами. При этом такой материал может нести в себе риск заражения различными инфекциями, что является недопустимым в клинической медицине 4.
Синтетические материалы широко распространены в практической медицине, имеют относительно небольшую стоимость, но обладают малым уровнем биоинтеграции и довольно часто отторгаются [8, 9].
Ксенотрансплантаты – это ткани и органы, которые взяты от животных. Их использование началось еще в конце XX века, однако они редко использовались из-за несовершенной методики изготовления ксеноматериала: оставшиеся в материале клетки запускали иммунный ответ, что способствовало отторжению имплантатов.
Основной причиной антигенности являются клетки ксеноматериала, а также глизоамингликаны. Именно поэтому в процессе подготовки необходимо разрушить клетки и вывести их из материала. Суть наиболее распространенного метода обработки ксеноперикарда, использующегося на данный момент (Патент на изобретение РФ № 2197818 от 28.10.2008 г.), состоит в том, что фермент разрушает носители антигенности, а вследствие обработки ткани гипертоническими растворами хлорида натрия фрагменты клеток удаляются из материала. При этом волокна соединительной ткани остаются незатронутыми и сохраняют свою структуру, а дальнейшая обработка глутаровым альдегидом превращает ткань ксеноматериала в биополимер. Однако данный метод не лишен недостатков и требует дальнейшего развития и оптимизации.
Целью настоящего исследования явилась разработка метода химико-ферментативной обработки ксеноперикарда с целью получения нового материала с низкой биорезорбцией.
Материал и методы
Взятие ксеноперикарда производилось не позднее 20 минут с момента забоя животного. Полученный перикард погружался в физиологический раствор и доставлялся в лабораторию для дальнейшей обработки. Образцы были разделены на 2 группы: опытную и контрольную. В каждой группе исследовалось по 20 образцов ксеноперикарда.
Контрольная группа была обработана стандартным методом (Патент РФ № 2197818 от 28.10.2008 г.). Опытную группу образцов ксеноперикарда подвергали действию протеолитического фермента при различных режимах: изменяли время обработки, концентрацию протеолитического фермента, температуру при обработке, уровень рН, а также концентрацию сшивающего агента, в качестве которого служил раствор глутарового альдегида. Подобная модель ткани, будучи относительно «сильно зашитой», в теории должна обладать пониженной скоростью биоразложения. В конце обработки ксеноперикарда проводился гистологический контроль материала на наличие клеточных элементов и сохранность коллагеновых и эластических волокон ксеноперикарда.
На половине образцов из каждой группы изучали деформативно-прочностные свойства биоматериала. Исследование проводили на испытательной машине INSTRON-5944 BIO PULS, при этом изучались: максимальная нагрузка, максимальная относительная деформация, модуль упругости, напряжение при растяжении при максимальной нагрузке. Во время измерений образцы смачивались в физиологическом растворе.
Оставшиеся 10 образцов из каждой группы имплантировали экспериментальным животным. При проведении эксперимента соблюдались положения Европейской Конвенции по защите экспериментальных животных (1986 г.). В качестве экспериментальных животных выступали белые крысы породы Wistar массой до 260 г. Экспериментальных животных содержали на обычной диете. Экспериментальную модель создавали путем имплантации образцов материалов животным под кожу в область межлопаточного пространства. Операция проводилась в условиях стерильности под масочным эфирным наркозом. Подкожные полости формировали тупым способом с помощью стерильного шпателя. Разрез ушивали рассасывающейся нитью. Срок имплантации составил 2 недели, 1 месяц и 2 месяца. По истечении сроков образцы из каждой экспериментальной группы извлекали и производили гистологический анализ материала. Образцы тканей фиксировали в нейтральном 10%-ном формалине, проводили через батарею спиртов возрастающей концентрации и заливали в парафин. Парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилином-эозином и по методу Вейгерта-Ван-Гизона. Используя микроскоп с цифровой фото насадкой, разрешением 7 мегапикселей с каждого гистологического препарата было получено по три фотографии. На микрофотографиях изучали: состояние коллагеновых и эластических волокон; наличие и характер клеточных элементов; наличие новообразованных кровеносных сосудов; явления биоинтеграции и биодеградации; наличие и степень воспалительной реакции.
Результаты
Исследование деформативно-прочностных свойств. Исследование выявило, что образцы ксеноперикардиальной пластины, обработанные запатентованным и экспериментальным методами, имеют различные деформативно-прочностные свойства (табл. 1).
Модуль упругости (модуль Юнга) пластин ксеноперикарда экспериментальной группы был выше в 1,52 раза, чем в контрольной группе. Наоборот, максимальная относительная деформация образцов экспериментальной группы была ниже в 1,32 раза по сравнению с контрольной. Образцы экспериментальной группы обладали более значительной прочностью по сравнению с контрольной группой, прошедшей запатентованную обработку (в 1,36 раза). Повышение прочности и упругости, но снижение растяжимости образцов экспериментальной группы связано с обработкой глутаровым альдегидом в более высокой концентрации. В результате такой обработки происходит образование большего количества поперечных сшивок между коллагеновыми волокнами. Вследствие этого коллагеновая сеть становилась более плотной, а весь ксеноматериал становится более прочным и упругим, но менее растяжимым.
Значение напряжения при максимальной нагрузке в контрольной группе незначительно отличалось от аналогичного показателя экспериментальной группы. Следовательно, такой вид модификации ксеноперикардиальной пластины не оказывает сильного влияния на распределение сил между волокнами при приложении нагрузки в виде одноосного растяжения.
Микроскопическое исследование.
1. Обработка ксеноперикарда стандартным методом. При гистологическом исследовании контрольных образцов ксеноперикарда, прошедших стандартную обработку, было установлено, что при окраске гематоксилином и эозином клеточные элементы не выявлялись; при окраске по методу Вейгерта-Ван-Гизона, несмотря на обработку ксеноперикарда агрессивными веществами и разрушение клеточных элементов, состояние эластических и коллагеновых волокон оставалось без изменений.
При исследовании ксеноперикарда на 14-е сутки после имплантации при окраске гематоксилином и эозином отмечались было установлено, что в 2 образцах имелась слабо выраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация (в среднем на 2/3 от общей толщины ксеноперикардиальной пластины) с включением эпителиоидных клеток и клеток фибропластического ряда, в 1 образце – умеренно выраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация. Вокруг имплантированных образцов ксеноперикарда сохранялась умеренная клеточная инфильтрация, наблюдалось образование грануляционной ткани с единичными новообразованными сосудами (рис. 1).
Рис. 1. Контрольные образцы ксеноперикарда (а – ксеноперикард, обработанный стандартным методом, окраска гематоксилином-эозином, х200; б – ксеноперикард, обработанный стандартным методом, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; в – ксеноперикард, обработанный модифицированным методом, окраска гематоксилином-эозином, х200; г – ксеноперикард, обработанный модифицированным методом, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400)
При анализе гистологических препаратов, окрашенных по Вейгерту-Ван-Гизону, выявлено частичное разрушение коллагеновых и эластических волокон, что свидетельствует об активных процессах биодеградации исследуемого фрагмента ксеноперикарда.
К концу первого месяца эксперимента в местах прилегания трансплантата к тканям реципиента отмечались выраженные пролиферативные процессы. Ксеноперикардиальная пластина имела однородную структуру, по наружной поверхности была инфильтрирована лимфоцитами и гистиоцитами. Пластина была окружена выраженным инфильтрационным валом. В составе клеточного инфильтрата встречались плазматические клетки, лимфоциты, гистиоциты, клетки фибробластического ряда. В области контакта с материалом преобладают лимфоциты и гистиоциты, на периферии грануляционного вала – пролиферирующие фибробласты и очаги новообразованного коллагена. В зоне вокруг ксеноперикарда определялись новообразованные кровеносные сосуды. При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону выявлялись формирующиеся собственные коллагеновые и эластические волокна.
Через 2 месяца после начала эксперимента на поверхности материала отмечались явления биодеградации. Было обнаружено практически полное врастание собственной соединительной ткани и новообразованных сосудов, значительное уменьшение количества лимфоцитов и макрофагов в инфильтрате. Фибробласты активно синтезировали соединительнотканный каркас вокруг трансплантата. При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону определялось большое количество новообразованных собственных коллагеновых и эластических волокон. Подобные изменения свидетельствовали об активном процессе биодеградации ксеноперикардиальной пластины и интеграции в нее собственной соединительной ткани с дальнейшим полным замещением имплантата (рис. 2).
Рис. 2. Ксеноперикард, обработанный стандартным методом, (а – 14-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200, б – 14-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; в – 30-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; г – 30-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; д – 60-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; е – 60-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400)
2. Обработка ксеноперикарда модифицированным методом. При гистологическом исследовании контрольных образцов ксеноперикарда, обработанных модифицированным методом, было выявлено, что при окраске гематоксилином-эозином клеточные элементы не выявлялись; при окраске по Вейгерту-Ван-Гизону состояние эластических волокон и коллагеновых волокон оставалось без изменений, но они имели более рыхлое пространственное расположение.
При гистологическом исследовании ксеноперикарда на 14-е сутки в образцах при окраске гематоксилином-эозином выявлялась умеренная лимфогистиоцитарная инфильтрация: в одном образце отмечались процессы инкапсуляции, в остальных образцах лейкоциты проникали на 1/3 от общей толщины пластины.
При анализе препаратов, окрашенных по Вейгерту-Ван-Гизону, отмечалось частичное разрушение коллагеновых и эластических волокон на всю глубину лимфогистиоцитарной инфильтрации, а в толще ксеноперикардиальной пластины наблюдались коллагеновые и эластические волокна без изменений, что говорит о слабо активных процессах биодеградации исследуемого объекта.
К концу 1-го месяца эксперимента в тканевом ложе трансплантата отмечаются выраженные пролиферативные процессы. Материал трансплантата имел однородную структуру, по поверхности был инфильтрирован лимфоцитами и гистиоцитами. Трансплантат был окружен выраженным инфильтрационным валом. В составе клеточного инфильтрата выявлялись лимфоциты, гистиоциты, плазматические клетки, клетки фибробластического ряда. В области контакта собственных тканей с материалом имплантата преобладали лимфоциты и гистиоциты, по периферии грануляционного вала – пролиферирующие фибробласты и очаги новообразованного коллагена. В реактивной зоне вокруг ксеноперикарда выявлялись новообразованные кровеносные сосуды. При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону были найдены формирующиеся собственные коллагеновые и эластические волокна.
Через 60 суток обнаруживались явления биодеградации материала на наружной его поверхности, было выявлено практически полное прорастание в пластину собственной соединительной ткани и новообразованных сосудов. Отмечалось значительное уменьшение количества лимфоцитов и макрофагов в воспалительном инфильтрате. Пролиферирующие фибробласты активно формировали соединительнотканный каркас вокруг трансплантата.
При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону выявлялось значительное количество собственных коллагеновых и эластических волокон. Выявленные тканевые изменения подтверждали наличие активного процесса биодеградации ксеноперикарда и интеграции в него собственной соединительной ткани с последующим замещением ксеноперикарда (рис. 3).
Рис. 3. Ксеноперикард, обработанный модифицированным методом (а – 14-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; б – 14-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; в – 30-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; г – 30-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; д – 60-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; е – 60-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400)
Обсуждение
Полученные в ходе проведенных экспериментальных исследований данные показывают, что ксеноперикардиальная пластина, обработанная модифицированным методом, обладает более высоким модулем упругости, большей прочностью и меньшей растяжимостью, в отличие от материала, обработанным запатентованным химико-ферментативным методом, меньше деформируется. Повышение прочности и упругости, но снижение растяжимости образцов экспериментальной группы связано с обработкой глутаровым альдегидом в более высокой концентрации. В результате такой обработки происходит образование большего количества поперечных сшивок между коллагеновыми волокнами.
В связи с этим биодеградация и биоинтеграция в образцах, подвергшихся стандартной обработке, активно выявляются уже в конце первого месяца после имплантации, в отличие от ксеноперикарда, обработанного модифицированным способом, у которого данные процессы проявляются к концу второго месяца. Полученные данные подтверждают довольно высокую эффективность применения модифицированной ксеноперикардиальной пластины в реконструктивных операциях, когда необходимо длительное сохранение механической прочности трансплантата.
Заключение
Изучение деформативно-прочностных свойств и микроморфологии ксеноперикардиальной пластины на разных этапах эксперимента подтверждает, что модернизированный метод химико-ферментативной обработки ксеноперикарда позволяет создать биоматериал, обладающий лучшими упруго-эластическими характеристиками и характеризующийся более низкой скоростью биорезорбции и замещения собственной соединительной тканью реципиента. Результаты исследования позволяют предположить большую эффективность применения ксеноперикардиального имплантата, обработанного модифицированным методом, для восстановления соединительной ткани реципиента. Эти ксеноперикардиальные пластины могут применяться как самостоятельный пластический материал для использования в реконструктивных операциях, требующих имплантаты с указанными свойствами, так и в качестве матрицы для нанесения стволовых клеток, используемых в генной инженерии.
Конфликт интересов. Работа выполнена в рамках приоритетного направления научно-исследовательской деятельности Пензенского государственного университета на 2011-2015 годы № 4 «Биомедицинский кластер».
Литература
Таблицы
Таблица 1. Деформативно-прочностные свойства ксеноперикарда
Модуль упругости (МПа)
Максимальная нагрузка (Н)
Напряжение при растяжении при максимальной нагрузке (МПа)