Особенности интеграции ксеноперикарда с висцеральной и париетальной плеврой (экспериментальное исследование)

УДК 616-01

DOI 10.21685/2072-3032-2017-3-3

В. И. Никольский, С. В. Фролов, М. Г. Федорова, С. Н. Логинов

ОСОБЕННОСТИ ИНТЕГРАЦИИ КСЕНОПЕРИКАРДА С ВИСЦЕРАЛЬНОЙ И ПАРИЕТАЛЬНОЙ ПЛЕВРОЙ

Аннотация.

Актуальность и цели. Частота рецидивов спонтанного пневмоторакса при буллезной болезни на данный момент достигает от 20,5 до 50 %, что, в свою очередь, мотивирует большое количество исследователей изучать вопросы патогенеза, возможности профилактики формирования рецидивов, разрабатывать более совершенные методы оперативных вмешательств. Цель исследования: изучить особенности интеграции ксеноперикардиальных пластин с тканью висцеральной и париетальной плевры в эксперименте.

Материалы и методы. Представлены экспериментальные данные имплантации ксеноперикардиальных пластин в плевральную полость гладкой и шероховатой поверхностью к париетальной и висцеральной плевре кроликам-самцам. Проведено гистологическое исследование полученных препаратов.

Результаты. За время наблюдения не было отмечено случаев отторжения материала и развития инфекционных или иных осложнений. Имплантат плотно срастался шероховатой стороной с подлежащими тканями. Гладкая сторона ксеноперикарда не прирастала к окружающим тканям.

Выводы. Использование ксенопластики у больных буллезной эмфиземой легких, осложненной спонтанным пневмотораксом возможно при условии расположения имплантата шероховатой стороной к висцеральной плевре, а гладкой стороной - к париетальной плевре

Ключевые слова: буллезная болезнь, спонтанный пневмоторакс, ксенопе-рикард.

V. I. Nikol'skiy, S. V. Frolov, M. G. Fedorova, S. N. Loginov

FEATURES OF INTEGRATION OF XENOPERICARDIUM WITH VISCERAL AND PARIETAL PLEURA

Abstract.

Background. The recurrence rate of spontaneous pneumothorax at bullous disease is currently 20.5 to 50 %, and it motivates a large number of researchers to study the pathogenesis, the possibility of relapse prevention, and to develop improved methods for surgical interventions. The research objective is to study the features of integration of xenopericardial plates with visceral and parietal pleura tissue in the experiment.

Materials and methods. The article presents experimental data on the implantation of xenopericardial plates (its smooth and rough surface) into the pleural cavity to the parietal and visceral pleura of male rabbits. A histological study of the preparations was carried out.

Results. During the observation period, there were no cases of material rejection and/or development of infections or other complications. The implant's rough surface firmly grew together with the underlying tissues. The tmooth side of the xen-opericardium did not grew to the surrounding tissues.

Conclusions. Xenoplasty for patients with bullous emphysema complicated by spontaneous pneumothorax is possible provided the implant's rough side is positioned to the visceral pleura and the smooth side - to the parietal pleura.

Key words: bullous disease, spontaneous pneumothorax, xenopericardium.

Актуальность

Частота рецидивов спонтанного пневмоторакса при буллезной болезни на данный момент достигает от 20,5 до 50 %, что, в свою очередь, мотивирует большое количество исследователей изучать вопросы патогенеза, возможности профилактики формирования рецидивов, разрабатывать более совершенные методы оперативных вмешательств, позволяющие улучшить результаты лечения, снизить процент рецидивов и осложнений. [1-3]. Несмотря на усовершенствование лечебных методик, спонтанный пневмоторакс остается одной из наиболее злободневных проблем современной торакальной хирургии и чаще встречается у лиц молодого трудоспособного возраста (от 20 до 40 лет). Его частота достигает 7,4-8 случаев на 100 тысяч мужчин и 1,2-6 случаев на 100 тысяч женщин в год [4]. У больных хронической обструктивной болезнью легких частота спонтанного пневмоторакса составляет 26 случаев на 100 тысяч населения в год [5].

Цель исследования: изучить особенности интеграции ксеноперикар-диальных пластин с тканью висцеральной и париетальной плевры в эксперименте.

Материалы и методы исследования

Исследования были проведены в соответствии с требованиями Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных (приказ МЗ СССР № 755 от 12.08.1987); Федерального закона «О защите животных от жестокого обращения» от 01.01.1997; приказа № 267 МЗ РФ от 19.06.2003 («Об утверждении Правил лабораторной практики») и требованиями «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» (Страсбург, 1986) [1, 2].

В качестве экспериментальных животных были выбраны 8 половозрелых кроликов-самцов породы шиншилла массой до 3,5 кг. Животным выполняли имплантацию ксеноперикарда «Кардиоплант». Первый ксеноперикар-диальный лоскут имплантировали в плевральную полость гладкой стороной к висцеральной плевре, шероховатой стороной к париетальной плевре. Второй ксеноперикардиальный лоскут - гладкой стороной к париетальной плевре, шероховатой - к висцеральной плевре. В послеоперационном периоде животных содержали в условиях вивария в просторных клетках с сетчатым дном на стандартном питании. Проводили динамическое наблюдение за состоянием послеоперационных ран. Осложнений в послеоперационном периоде не выявлено. Из эксперимента животных выводили путем передозировки эфира через 1, 2, 4, 6 месяцев. Из зоны имплантации получали по 2 образца размером 12^12 мм, которые помещали в 10 % раствор нейтрального забуференно-го формалина. Далее материал обезвоживали в 50, 60, 70, 80, 90, 96 % спирте и в двух порциях 100 % спирта, выдержав по 24 ч в каждом. Помещали в смесь равных частей абсолютного спирта и ксилола на 2 ч. Дважды отмывали в чистом ксилоле по 2 ч и держали в насыщенном растворе парафина

в ксилоле при 37° (в термостате) еще 2 ч. Затем препарат помещали в первый чистый парафин на 1,5 ч, и во второй - на 1 ч при 54-56° (в термостате). После этого материал заливали чистым парафином и охлаждали в воде.

Срезы толщиной 7-8 мкм изготавливали на санном микротоме и окрашивали гематоксилином и эозином.

Гистологическое исследование проводили совместно с сотрудниками кафедры клинической морфологии и судебной медицины с курсом онкологии (заведующий кафедрой - к.м.н., доцент А. С. Купрюшин, соисполнитель работы - к.м.н., доцент М. Г. Федорова) Медицинского института Пензенского государственного университета.

В препаратах, полученных в ходе эксперимента посредством программ «Лх^18юи» и «ImageToolv 3.0», подсчитывали:

- количество лейкоцитов в поле зрения;

- количество лимфоцитов в поле зрения;

- количество фибробластов в поле зрения;

- количество фиброцитов поле зрения;

- толщину плевры в месте установки ксеноперикардиальной пластины,

мкм.

Статистическую обработку проводили с использованием пакетов прикладных программ «81ай8йса 6.0». Для сравнения полученных результатов между группами высчитывали среднеарифметическое значение (М = ХУИ), стандартное отклонение от генеральной совокупности (о). Средние величины представлены в виде М ± 5Ю. Данные, имеющие категориальное выражение, сравнивали при помощи «%-квадрат» теста (критерий «%-квадрат»). Критический уровень значимости был взят за 0,05.

Результаты

Результаты исследования через 1 месяц представлены в табл. 1.

Таблица 1

Количество клеточных элементов препарата через 1 месяц

Нейтрофильные лейкоциты

Висцеральная плевра 25,7 ± 1,3 27,2 ± 1,1 89,5 ± 4,1 50,3 ± 3,9 740 ± 8,3

Париетальная плевра 23,3 ± 1,4 25,9 ± 1,6 93,6 ± 2,8 59,5 ± 3,2 780 ± 7,9

Ксеноперикардиальная пластина имплантирована шероховатой стороной на висцеральную плевру: количество нейтрофильных лейкоцитов (активных клеток экссудативной фазы воспаления) составляло в среднем 25,7 ± 1,3 клетки в поле зрения. Также в препаратах присутствовали лимфоциты (клетки пролиферативной фазы воспаления) в количестве 27,2 ± 1,1 в поле зрения. На париетальной плевре количество нейтрофилов составляло в среднем 23,3 ± 1,4 клетки в поле зрения, лимфоцитов - 25,9 ± 1,6 клетки. Такая микроскопическая картина свидетельствовала об умеренном течении воспалительного процесса.

Число фибробластов на висцеральной плевре составляло в среднем 89,5 ± 4,1 клетку в поле зрения, фиброцитов - 50,3 ± 3,9. На париетальной плевре количество данных клеток соответственно 93,6 ± 2,8 и 59,5 ± 3,2. Такое соотношение свидетельствовало об активно текущих процессах синтеза волокнистого компонента соединительной ткани. На данном этапе ксенопе-рикардиальная пластина, имплантированная на плевру, еще четко различалась, хотя процесс врастания в нее коллагеновых и эластических волокон уже начался. Пластина ксеноперикарда, помещенная на висцеральную плевру, приобретала неровности, в которые втягивалась подлежащая плевра и легочная ткань (рис. 1). Сторона ксеноперикарда, обращенная в плевральную полость, оставалась гладкой как в случае его имплантации на висцеральную, так и на париетальную плевру. Мезотелий по бокам от вживленной пластины начинал на нее нарастать.

Рис. 1. Легочная ткань 1 врастающая в неровности ксеноперикардиальной пластины 2; 1 месяц, окраска гематоксилином и эозином, ><100

Толщина плевры вместе с помещенным на нее ксеноперикардиальным фрагментом составляла с висцеральной стороны в среднем 740 ± 8,3 мкм, с париетальной стороны - 780 ± 7,9 мкм.

Результаты исследования через 2 месяца представлены в табл. 2.

Через два месяца после начала эксперимента признаки экссудативного воспаления в препаратах уменьшались. Количество нейтрофильных лейкоцитов снизилось до 10,8 ± 2,5 клетки в поле зрения в препаратах висцеральной плевры и 12,2 ± 1,6 - париетальной. Число лимфоцитов, напротив, увеличивалось, что свидетельствовало о развитии пролиферативной фазы воспаления. В толще висцеральной плевры количество этих клеток составляло 33,3 ± 2,3 в поле зрения, париетальной - 35,8 ± 2,6.

Изменения числа соединительнотканных элементов отражает процесс роста волокон и их внедрения в ксеноперикардиальную пластину. Количество фибробластов составляло в среднем 102,8 ± 4,4 и 111,5 ± 2,2 клетки

в поле зрения в препаратах висцеральной и париетальной плевры соответственно. Число фиброцитов по-прежнему было существенно меньше -66,4 ± 3,7 и 70,2 ± 4,2, что свидетельствовало об активно текущих синтетических процессах. Границы ксеноперикардиальной пластины плохо различались, так как срослись с собственной соединительной тканью плевры. Легочная ткань плотно прилегала к плевре, соединенной с ксеноперикардом. Мезо-телий распространялся по поверхности ксеноперикардиального фрагмента.

Таблица 2

Количество клеточных элементов препарата через 2 месяца

Нейтрофильные лейкоциты

Висцеральная плевра 10,8 ± 2,5 33,3 ± 2,3 102,8 ± 4,4 66,4 ± 3,7 650 ± 7,5

Париетальная плевра 12,2 ± 1,6 35,8 ± 2,6 111,5 ± 2,2 70,2 ± 4,2 700 ± 7,7

Толщина плевры вместе с имплантированным ксеноперикардиальным участком уменьшалась и составляла в среднем 650 ± 7,5 мкм на висцеральной плевре и 700 ± 7,7 на париетальной.

Результаты исследования через 4 месяца приведены в табл. 3.

Таблица 3

Количество клеточных элементов препарата через 4 месяца

Нейтрофильные лейкоциты

Висцеральная плевра - 21,5 ± 1,8 108,7 ± 2,6 74,4 ± 2,1 530 ± 6,3

Париетальная плевра - 23,2 ± 1,6 105,3 ± 3,5 81,8 ± 1,7 550 ± 6,9

Через 4 месяца от начала эксперимента нейтрофильные лейкоциты в препаратах обеих групп не обнаруживались. Количество лимфоцитов было сопоставимо со значениями второго месяца: в толще висцеральной плевры обнаруживали в среднем 21,5 ± 1,8 лимфоцита в поле зрения, в толще париетальной - 23,2 ± 1,6. Такая картина свидетельствовала о том, что воспалительная реакция подходила к завершению.

Количество синтетически активных фибробластов оставалось практически на прежнем уровне. В препаратах висцеральной плевры - в 108,7 ± 2,6 клетки в поле зрения, в препаратах париетальной плевры - 105,3 ± 3,5. Незначительно увеличивалось число дефинитивных форм: 74,4 ± 2,1 клетки в поле зрения в висцеральной плевре и 81,8 ± 1,7 в париетальной. Процесс биодеградации ксеноперикарда продолжался. Скопления характерных ксеноперикар-диальных волокон обнаруживали в центре имплантата. По краям его волокна постепенно смешивались и плавно переходили в собственную соединительную ткань плевры. При помещении ксеноперикарда на висцеральную или париетальную плевру образовывался участок с неровной поверхностью, плотно

срощенный с подлежащими тканями. Мезотелий покрывал участок с ксено-перикардом практически полностью.

Толщина плевры имплантированным ксеноперикардиальным участком продолжала уменьшаться и достигала 530 ± 6,3 мкм на легочной и 550 ± 6,9 на реберной стороне.

Результаты исследования через 6 месяцев приведены в табл. 4.

Таблица 4

Количество клеточных элементов препарата через 6 месяцев

Нейтро фильные лейкоциты

Висцеральная плевра - Единич. 108,5 ± 3,3 90,3 ± 2,7 390 ± 7,2

Париетальная плевра - Единич. 122,1 ± 4,3 107,2 ± 3,4 410 ± 7,4

Через 6 месяцев от начала эксперимента в препаратах обеих групп нейтрофильных лейкоцитов не наблюдали, а лимфоциты обнаруживали в единичном количестве, что для соединительной ткани является нормой.

Количество фибробластов все еще превышало число фиброцитов, хотя уже менее значительно. В толще висцеральной плевры число фибробластов составляло 108,5 ± 3,3 клетки в поле зрения, фиброцитов 90,3 ± 3,4. В толще париетальной плевры количество данных клеток 122,1 ± 4,3 и 107,2 ± 3,4 в поле зрения. Скоплений специфических волокон ксеноперикарда не обнаруживали, они наблюдались отдельными очагами в собственной соединительной ткани. Мезотелий полностью покрывал свободную поверхность ксе-ноперикардиального лоскута.

Толщина плевры в зоне операции составляла 390 ± 7,2 мкм с легочной стороны и 410 ± 7,4 с реберной.

Обсуждение

Исходя из полученных результатов можно считать, что бурная воспалительная реакция не была характерна после имплантации ксеноперикарда. На первом месяце при имплантации ксеноперикардиальной пластины шерхо-ватой стороной к висцеральной плевре количество нейтрофильных лейкоцитов составило в среднем 25,7 ± 1,3 клетки в поле зрения, лимфоцитов 27,2 ± 1,1 в поле зрения. Несколько меньше число клеточных элементов отмечено при имплантации пластины к париетальной плевре - количество нейтрофилов составляло в среднем 23,3 ± 1,4 клетки в поле зрения, лимфоцитов - 25,9 ± 1,6 клетки в поле зрения, что свидетельствовало об экссудатив-ной фазе воспалительного процесса. На втором месяце после имплантации количество нейтрофильных лейкоцитов с обеих сторон имплантированных лоскутов было примерно одинаково 10,8 ± 2,5 и 12,2 ± 1,6 клеток в поле зрения. Число лимфоцитов, напротив, увеличивалось и составляло в толще висцеральные плевры 33,3 ± 2,3 клеток в поле зрения, париетальной 35,8 ± 2,6. Такая микроскопическая картина свидетельствовала о пролиферативной фазе воспаления. К четвертому месяцу нейтрофилы отсутствовали, количество

лимфоцитов было аналогичным показателям второго месяца - воспалительный процесс подходил к завершению. На шестом месяце эксперимента данные клеточные элементы были единичны, что свидетельствует об отсутствии воспалительной реакции.

О процессе роста волокон и их интеграции в ксеноперикардиальную пластину свидетельствует количество фибробластов и фиброцитов. Уже на первом месяце эксперимента на висцеральной плевре количество фибробла-стов составляло в среднем 89,5 ± 4,1 клетки в поле зрения, фиброцитов -

50.3 ± 3,9. На париетальной плевре количество данных клеток 93,6 ± 2,8 и 59,5 ± 3,2. Также на данном этапе ксеноперикадиальная пластина, помещенная на висцеральную плевру, приобретала неровности, в которые втягивалась подлежащая плевра и легочная ткань. Сторона ксеноперикарда, обращенная в плевральную полость, оставалась гладкой как в случае его имплантации на висцеральную, так и на париетальную плевру. Мезотелий по бокам от вживленной пластины начинал на нее нарастать. На втором месяце эксперимента продолжался рост числа фибробластов в среднем 102,8 ± 4,4 и 111,5 ± 2,2 клетки в поле зрения в препаратах висцеральной и париетальной плевры соответственно. Число фиброцитов по-прежнему было существенно меньше -

66.4 ± 3,7 и 70,2 ± 4,2, что свидетельствовало об активно протекающих синтетических процессах. Границы ксеноперикардиальной пластины не четко визуализировались в связи с прорастанием соединительной ткани плевры. Легочная ткань плотно прилегала к плевре в месте соединения с ксеноперикар-дом. Мезотелий распространялся по всей поверхности ксеноперикардиально-го фрагмента. На четвертом месяце исследования процесс биоинтеграции не завершился, число фибробластов и фиброцитов составляло с висцеральной стороны 108,7 ± 2,6 и 74,4 ± 2,1 клетки в поле зрения, с париетальной 105,3 ± 3,5 и 81,8 ± 1,7 соответственно. По краям ксеноперикардиальные волокна постепенно смешивались и переходили в ткань плевры, мезотелий покрывал данный участок полностью. На шестом месяце ксеноперикардиальная пластина плотно срослась с плеврой, число фиброцитов с висцеральной стороны и париетальной стороны 90,3 ± 2,7; 107,2 ± 3,4, фибробластов 108,5 ± 3,3, 122,1 ± 4,3 клетки в поле зрения. Скоплений волокон ксенопери-карда не обнаруживали, они наблюдались отдельными очагами.

Толщина плевры уменьшалась с каждым месяцем от 740 ± 8,3 до 390 ± 7,2 мкм с висцеральной и от 780 ± 7,9 до 410 ± 7,4 мкм с париетальной стороны. Что также свидетельствовало о прочной интеграции ксеноперикар-диальных пластин.

Было выявлено, что при помещении ксеноперикардиального фрагмента на легочную или париетальную плевру через 4 месяца воспалительная реакция купировалась, через 6 месяцев имплантат плотно срастался шероховатой стороной с подлежащими тканями. Гладкая сторона ксеноперикарда не прирастала к окружающим тканям. Толщина плевры в данной зоне немного превышала норму.

Заключение

Таким образом, использование ксенопластики у больных буллезной эмфиземой легких, осложненной спонтанным пневмотораксом, возможно при

условии расположения имплантата шероховатой стороной к висцеральной плевре, а гладкой стороной - к париетальной плевре. При такой экспозиции ксеноперикардиального лоскута происходит подтягивание ткани легкого к шероховатой поверхности ксеноперикарда, что может уменьшить размеры буллезно-измененных полей, а гладкая сторона лоскута, обладая антиадгезивными свойствами, позволит сохранить функциональную подвижность легкого.

Библиографический список

1. Сравнительная характеристика морфологических изменений передней брюшной стенки при имплантации ксеноперикардиального и полипропиленового протезов в отдаленные сроки после операции / О. В. Калмин, М. Г. Федорова, Е. В. Титова, Е. В. Янгуразова, В. И. Никольский // Актуальные вопросы современного практического здравоохранения : сб. тр. XVIII Межрегион. науч.-практ. конф. памяти акад. Н. Н. Бурденко. - Пенза, 2012. - С. 96-97.

2. Клинико-морфологическое обоснование ксенопластики вентральных грыж / В. И. Никольский, О. В. Калмин, Е. В. Титова, А. А. Венедиктов, М. Г. Федорова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. -2012. - № 1 (21). - С. 11-18.

3. Изучение IN VIVO свойств ксеноперикарда, прошедшего различную обработку химико-ферментным методом / О. В. Калмин, Л. В. Живаева, А. А. Венедиктов, Д. В. Никишин, В. К. Фуки, М. Т. Генгин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2013. - № 2 (26). - С. 11-17.

4. Фунлоэр, И. С. Диагностика, клиника буллезной болезни, осложненной спонтанным пневмотораксом в условиях Киргизии / И. С. Фунлоэр, Б. К. Жынжыров, Т. К. Юнусов // Медицина. - 2011. - № 3. - С. 100-104.

5. Smit, H. J. Spontaneous pneumothorax: predictable mini-epidemics (letter) / H. J. Smit, W. L. Deville, F. M. Schramel, P. E. Postmus // Lacent. - 1997. - Vol. 350, № 9089. - P. 1450.

References

1. Kalmin O. V., Fedorova M. G., Titova E. V., Yangurazova E. V., Nikol'skiy V. I. Ak-tual'nye voprosy sovremennogo prakticheskogo zdravookhraneniya: sb. tr. XVIII Mezhregion. nauch.-prakt. konf. pamyati akad. N. N. Burdenko [Topical problems of modern practical healthcare: proceedings of XVIII Interregional scientific and practical conference commemorating academician N.N. Burdenko]. Penza, 2012, pp. 96-97.

2. Nikol'skiy V. I., Kalmin O. V., Titova E. V., Venediktov A. A., Fedorova M. G. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Meditsinskie nauki [University proceedings. Volga region. Medical sciences]. 2012, no. 1 (21), pp. 11-18.

3. Kalmin O. V., Zhivaeva L. V., Venediktov A. A., Nikishin D. V., Fuki V. K., Gengin M. T. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Meditsinskie nauki [University proceedings. Volga region. Medical sciences]. 2013, no. 2 (26), pp. 11-17.

4. Funloer I. S., Zhynzhyrov B. K., Yunusov T. K. Meditsina [Medicine]. 2011, no. 3, pp. 100-104.

5. Smit H. J., Deville W. L., Schramel F. M., Postmus P. E. Lacent. 1997, vol. 350, no. 908, p. 1450.

Никольский Валерий Исаакович

доктор медицинских наук, профессор, кафедра хирургии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет

E-mail: pmisurg@gmail.com

Фролов Сергей Владимирович

ассистент, кафедра хирургии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет

E-mail: mebege41@gmail.com

Федорова Мария Геннадьевна

кандидат медицинских наук, доцент, кафедра клинической морфологии с курсом онкологии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет

E-mail: marusa101@rambler.ru

Логинов Сергей Николаевич

кандидат медицинских наук, старший преподаватель, кафедра хирургии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет

E-mail: loginovsn37@mail.ru

Nikol'skiy Valeriy Isaakovich Doctor of medical sciences, professor, sub-department of surgery, Medical Institute, Penza State University

Frolov Sergey Vladimirovich

Assistant, sub-department of surgery, Medical Institute, Penza State University

Fedorova Mariya Gennad'evna Candidate of medical sciences, associate professor, sub-department of clinical pharmacology with a course of oncology, Medical Institute, Penza State University

Loginov Sergey Nikolaevich Candidate of medical sciences, senior lecturer, sub-department of surgery, Medical Institute, Penza State University

УДК 616-01 Никольский, В. И.

Особенности интеграции ксеноперикарда с висцеральной и париетальной плеврой (экспериментальное исследование) / В. И. Никольский, С. В. Фролов, М. Г. Федорова, С. Н. Логинов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2017. - № 3 (43). -С. 23-31. DOI 10.21685/2072-3032-2017-3-3