Экспериментальное обоснование реконструктивных операций на икроножной мышце с использованием сухожильного трансплантата

УДК 616.74-018.38-089.843 © Н.Н. Аслямов, 2012

Н.Н. Аслямов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКТИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ

НА ИКРОНОЖНОЙ МЫШЦЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУХОЖИЛЬНОГО ТРАНСПЛАНТАТА

ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Минздравсоцразвития России, г. Уфа

Изучены процессы заместительной регенерации в области подсадки губчатого аллотрансплантата в эксперименте. Выявлены структурные особенности регенерата, полученного в отдаленные сроки эксперимента. Обнаружена морфогенетическая роль губчатого биоматериала при подсадке в мышечное ложе. Доказана целесообразность комбинирования губчатого трансплантата и аллосухожильной нити.

Ключевые слова: губчатый аллотрансплантат, структура аллотрансплантата, заместительная регенерация.

N.N. Aslyamov

THE EXPERIMENTAL PROVEMENT OF RECONSTRUCTIVE OPERATIONS ON THE MUSCULUS GASTROENEMIUS USING TENDON ALLOGRAFT

The processes of replacing regeneration in the region of the sponge allograft have been investigated in the ex-periment.The regenerated features were revealed in the result of long-term period of the experiment. There were found the morphogenetic role of the spongy biomaterial in the transplantation to the muscular bed. The necessity of combining the sponge graft and the allogenic tendon biomaterials has been proved.

Key words: sponge allograft, allograft structure, replacement regeneration.

Введение. Реконструктивная и восстановительная хирургия скелетных мышц является актуальной медицинской проблемой. С необходимостью восстановления функции поврежденной скелетной мышцы сталкиваются специалисты различных областей медицины: травматологи, общие хирурги, офтальмохирурги, челюстно-лицевые хирурги.

Сегодня доказано, что скелетная мышечная ткань способна к репаративной регенерации [2]. При этом факторами, влияющими на репаративные процессы, являются: степень повреждения, течение воспалительного процесса в ране и интенсивность обменных процессов, реваскуляризация и ре-иннервация поврежденной скелетной мышцы, возрастной фактор [1].

С целью оптимизации репаративных процессов в скелетных мышцах известно применение ал-логенных и ксеногенных трансплантатов. Недостатком ксенотрансплантатов является быстрое замещение, когда морфогенетические свойства биоматериала не успевают реализоваться. Для сравнения следует отметить, что аллогенные трансплантаты обнаруживаются при выполнении реопераций в сроки до 5-7 лет, что свидетельствует о более длительном течении процессов заместительной регенерации и о формировании адекватной структуры регенерата [4]. Однако недостаточно изучено влияние формообразующей роли аллогенных биоматериалов, использующихся для пластики поврежденной мышцы. Для решения данной задачи нами изучены процессы заместительной регенерации при пересадке двух форм трансплантата аллогенного сухожилия (аллосухожильная нить и модифицированный губчатый трансплантат) при подсадке в мышечное ложе.

Материал и методы исследования. Экспериментально-морфологические исследования выполнены на 72 половозрелых крысах породы Вистар.

В контрольной серии (n = 36) после разреза кожных покровов на задней конечности животного производилось препарирование икроножной мышцы и пяточного сухожилия. Затем выше области перехода пяточного сухожилия в мышечное брюшко наносился мышечный дефект на протяжении 810 мм, так оставалась проксимальная - мышечная культя и дистальная - сухожильно-мышечная культя (рис. 1.1). В толще культей создавался тоннель, через который проводился структурированный трансплантат аллогенного сухожилия (рис. 1.2) и фиксировался путем формирования узлов на его концах (рис. 1.3). После всех указанных манипуляций производилось окутывание оперированного участка мембранным трансплантатом (рис. 1.4) с фиксацией последнего по краям узловыми швами нитью Vicryl 6-0 (Ethicon J&J, США) (рис. 1.5).

Рис. 1. Пластика дефекта икроножной мышцы аллогенным сухожильным трансплантатом с последующим окутыванием мембранным ограничителем

В опытной серии (n = 36) после нанесения дефекта в него укладывался модифицированный (губчатый) сухожильный аллотрансплантат соответствующих размеров (рис. 2.1). Последний представляет собой сухожилие, обработанное по специальной технологии, что позволяет добиться модификации структуры трансплантата в губчатую форму с увеличением объема биоматериала в 6 раз. Морфометрия губчатого трансплантата показала, что ячейки трансплантата имеют диаметр 40-550 мкм, а стенки ячеек толщину до 10 мкм. Макроскопически форма ячеек приближалась к форме трубочки с перемычками толщиной до 3 мкм [6]. В толще дистальной и проксимальной мышечных культей, а также в толще губчатого биоматериала создавался тоннель. Через последний проводился трансплантат аллогенного сухожилия (рис. 2.3) и фиксировался путем формирования узлов на его концах (рис. 2.4). Затем выполнялась фиксация губчатого биоматериала на сухожильном трансплантате путем прошивания нитью Viryl 6-0 (рис. 2.2).

Как показали предварительные исследования, вариант самостоятельной подсадки губчатого трансплантата в мышечное ложе приводит к лизису и отторжению биоматериала. Указанные процессы происходят в результате того, что биоматериал оказывается не включенным в кинематическую цепь. Комбинация со структурированным сухожильным биоматериалом позволяет зафиксировать губчатый трансплантат «на пути» передачи двигательной энергии от мышечного брюшка к сухожилию.

После чего производилось окутывание оперированного участка мембранным трансплантатом (рис. 1.5) с фиксацией последнего по краям узловыми швами нитью Vicryl 6-0 (рис. 1.6). Последним этапом в обеих сериях являлось послойное ушивание мягких тканей и кожи шелком 3-0.

Аллогенные биоматериалы готовились в лаборатории Центра в соответствии с требованиями ТУ 9398-001-04537642-2011: сухожильный трансплантат, губчатый трансплантат, мембранный трансплантат (руководитель лаборатории д-р биол. наук О.Р. Шангина).

Рис. 2. Пластика дефекта икроножной мышцы губчатым и сухожильным аллогенными трансплантатами с последующим окутыванием мембранным ограничителем

Животные выводились из эксперимента на 14-е, 60-е и 90-е сутки. Гистологические срезы, полученные в разные сроки эксперимента, окрашивались по Ван-Гизону, гематоксилином и эозином, по

Маллори, проводилась поляризационная микроскопия. Для морфометрии и статистической обработки использовались программы Biovision 3.0, Microsoft Excel 2010 и Statistica 8.0.

Результаты исследования и их обсуждение. Создание дефекта на протяжении икроножной мышцы в контрольной серии позволило проследить процессы репаративной регенерации скелетной мышечной ткани и замещения аллотрансплантатов. Так, в ранние сроки (14-е сутки) наблюдается постепенное нарастание полиморфно-клеточной инфильтрации биоматериала. Клетки представлены ма-лодифференцированными фибробластами, макрофагами и единичными лимфоцитами. Также в указанные сроки происходил активный рост мышечной ткани области травмы от перерезанных мышечных волокон (рис. 3.2). При этом на концах последних формировались наплывы саркоплазмы с последующей дифференцировкой в миотубы (рис. 3.1), что согласуется с данными Н.В. Буляковой [1].

А.М. Стасюк [5] в своих исследованиях показал, что мембранный трансплантат изолирует область повреждения, сокращая сроки ремоделирования соединительной ткани. Данный факт подтверждается в нашем исследовании: в указанные сроки благодаря применению мембранного ограничителя в области дефекта наблюдается пролиферация рыхлой соединительной ткани с преимущественно однонаправленной ориентацией коллагеновых волокон (рис. 3.3).

Рис. 3. Экспериментальная аллопластика дефекта скелетной мышцы крысы с использованием сухожильного трансплантата (контрольная серия). 14-е сутки.

Окраска по Ван-Гизону. Объектив х 10, окуляр х 20

В отдаленные сроки (60-90-е сутки) в результате синтетической активности фибробластов и резорбции биоматериала макрофагами реализуются процессы заместительной регенерации в зоне трансплантации. Доказана сбалансированность двух указанных процессов, объясняющая высокие упруго-деформативные свойства аллотрансплантата сухожилия на разных этапах замещения [3]. Регенерация скелетной мышечной ткани идет вокруг биоматериала, расстояние между проксимальной и дистальной культями мышцы сокращалось. В области травмы регенерирующие мышечные волокна соединяли обе мышечные культи. Так, в финале репаративных процессов регенерат был представлен скелетной мышечной тканью (в периферической части - рис. 4.2) и плотной оформленной соединительной тканью (в центральной части - рис. 4.1). В области подсадки мембранного трансплантата наблюдается восстановление эпи- и перимизия в результате процессов заместительной регенерации.

Рис. 4. Экспериментальная аллопластика дефекта скелетной мышцы крысы с использованием сухожильного трансплантата (контрольная серия). 90-е сутки. Окраска по Ван-Гизону. Объектив х 10, окуляр х 20

В опытной серии в ранние сроки (14-е сутки) модифицированный сухожильный трансплантат плотно сращен со структурами мышечного ложа, однако при этом он сохраняет губчатую структуру. Происходит клеточная инфильтрация трансплантата от периферии к центру. При этом часть клеток фиксируется на стенках трансплантата ( рис. 5.1), а часть располагается свободно в его ячейках (рис. 5.2). В эти же сроки наблюдается синтез основного вещества соединительной ткани, постепенно замещающей биоматериал. Пучки коллагеновых волокон окружали стенки ячеек биоматериала, которые в сроки до 30-х суток остаются неизмененными. Параллельно с указанными явлениями нарастают процессы регенерации скелетной мышечной ткани. Отличительной особенностью данной серии является прорастание мышечной ткани между ячейками трансплантата. На концах поврежденных мышечных волокон, как и в контрольной серии, формируются наплывы сакроплазмы, а также процессы дифференцировки мышечных волокон. Источником регенерации мышечной ткани, по-видимому, являются резидентные клетки-сателлиты, которые активируются в результате травмы и подсадки соединительнотканного трансплантата. По данным J. Wang et al. [9] и C. Lepper et al. [8] приведенные механизмы являются ведущими в репаратив-ном миогенезе у взрослого человека.

Рис. 5. Экспериментальная аллопластика дефекта скелетной мышцы крысы с использованием губчатого и сухожильного трансплантата (опытная серия).

14-е сутки. Окраска по Ван-Гизону. Объектив X 10, окуляр X 20

В более поздние сроки (60-90-е сутки) задняя конечность животного на стороне миопластики функционирует в полном объеме. Трансплантат внедрен в кинематическую цепь и определяется в виде незначительного утолщения в области средней трети икроножной мышцы. Ячейки трансплантата определяются лишь в центральных его отделах, большая часть биоматериала замещена соединительной и мышечной тканями. Благодаря тому, что в раннем периоде заместительной регенерации фибробласты располагались пристеночно и в просвете ячеек, за счет синтетической активности данных клеток просвет ячеек заполнен рыхлой неоформленной соединительной тканью (рис. 6.2). Стенки указанных ячеек замещаются, формируя структуры оформленной волокнистой соединительной ткани, подобные эндо- и перимизию. По данным S.B. Charge и M.A. Rudnicki [7], трофика и микроокружение, обеспечиваемые соединительной тканью, играют ведущую роль в регенерации скелетной мышцы.

В результате прорастания мышечных волокон глубоко в дефект между предсуществующими стенками ячеек губчатого трансплантата формируется органотипичная структура скелетной мышцы. При этом наблюдаются процессы дифференцировки регенерирующих мышечных волокон, увеличение в волокне количества миофибрилл с четкой поперечной исчерченностью (рис. 6.1). Полученные данные согласуются с результатами исследований, выполненных на других моделях экспериментальной травмы скелетных мышц [1, 7].

Рис. 6. Экспериментальная аллопластика дефекта скелетной мышцы крысы с использованием губчатого и сухожильного трансплантата (опытная серия). 90-е сутки.

Поперечный срез. Окраска по Ван-Гизону. Объектив х 10, окуляр х 20

Выводы. Результаты, полученные в контрольной серии, подтвердили данные более ранних исследований сухожильного трансплантата в форме нити. Так, при подсадке в мышечное ложе указанный трансплантат служит дополнительной опорой для мышечного брюшка, в финале процессов заместительной регенерации формируется структура, подобная перистой мышце.

Модифицированный (губчатый) сухожильный аллотрансплантат выполняет морфогенетиче-скую роль при подсадке в мышечное ложе. При этом необходима комбинация губчатого и структурированного сухожильного трансплантатов для включения первого в кинематическую цепь мышечное брюшко - сухожилие.

Замещение модифицированного сухожильного биоматериала при подсадке в мышечное ложе происходит с краев трансплантата. В направлении с периферии к центральным участкам биоматериала пролиферирует соединительная ткань. При этом стенки ячеек биоматериала замещаются оформленной волокнистой соединительной тканью формируя структуры эндо- и перимизия. Мышечные фибриллы прорастают между указанными структурами с двух концов биоматериала во встречном направлении. В центральных участках трансплантата ячейки заполнены рыхлой неоформленной соединительной тканью, что можно рассматривать как этап формирования регенерата.

Список литературы

1. Булякова, Н. В. Регенерация скелетных мышц и реакция иммунной системы млекопитающих при лазерном и радиационном облучении / Н. В. Булякова, С. М. Зубкова, В. С. Азарова. - М. : Т-во научных изданий КМК, 2010. - 122 с.

2. Данилов, Р. К. Миосателлитоциты как источники регенерации скелетной мышечной ткани / Р. К. Данилов, Х. Х. Мурзабаев, И. А. Одинцова и др. // Успехи современной биологии. - 2002. -Т. 122, № 3. - С. 272-280.

3. Лекишвили, М. В. Биологические имплантаты в реконструктивной хирургии / М. Г. Васильев, В. В. Зайцев // Труды АГМА. - Астрахань : Изд-во АГМА, 2009. - Т. 38. - Актуальные вопросы травматологии ортопедии и реконструктивной хирургии. - С. 61-62.

4. Мулдашев, Э. Р. Теоретические и прикладные аспекты создания аллотрансплантатов серии «Аллоплант» для пластической хирургии лица : автореф. дис. ... д-ра мед. наук. / Э. Р. Мулдашев. -СПб., 1994. - 40 с.

5. Стасюк, А. М. Восстановление сгибательного аппарата кисти после повреждения сухожилий в «критической зоне» / А. М. Стасюк // Мат-лы VII съезда травматологов-ортопедов России : тез. докл. : в 2 т. (Новосибирск, 18-20 сентября 2002 г.) / под ред. Н. Г. Фомичева. - Томск : STT, 2002. - Т. 2. - С. 295.

6. Хасанова, Ю. С. Структурная модификация аллогенного сухожильного биоматериала и морфологические особенности его замещения : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Ю. С. Хасанова. -М., 2006. - 23 с.

7. Charge, S. B. Cellular and molecular regulation of muscle regeneration / S. B. Charge, M. A. Rud-nicki // Physiol. Rev. - 2004. - № 84. - Р. 209-238.

8. Lepper, C. Adult satellite cells and embryonic muscle progenitors have distinct genetic requirements / C. Lepper, S. J. Conway, C. M. Fan // Nature. - 2009. - № 460. - Р. 627-631.

9. Wang, J. Embryonic vs. Adult Myogenesis : challenging the 'Regeneration Recapitulates Development' Paradigm / J. Wang and I. Conboy // Journal of Molecular Cell Biology. - 2009. - № 2. - Р. 1-4.

Аслямов Наиль Назипович, кандидат медицинских наук, соискатель ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Минздравсоцразвития России, Республика Башкортостан, 450075, г. Уфа, ул. Рихарда Зорге, д. 67/1, тел.: (347) 278-87-37, e-mail: nigmatullinr@mail.ru.

УДК 616.61-002.151-06:616.16-018.74-092-07 © А.А. Байгильдина, 2012

А.А. Байгильдина

ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ДЕСКВАМАЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ И ЕЕ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ДИНАМИКОЙ УРОВНЯ ФАКТОРА РОСТА

ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ В КРОВИ ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ЛИХОРАДКЕ

С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ

ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, г. Уфа

Рассмотрена взаимосвязь между уровнями циркулирующих эндотелиальных клеток (ЦЭК) и сосудистого эндотелиального фактора роста (СЭФР) в крови и их патогенетическую роль при геморрагической лихорадке с почечным синдромом (ГЛПС). Обследованы 118 больных в возрасте 22-65 лет. Содержание ЦЭК определено по методу J. Hladovec, концентрация СЭФР - набором компании «BioSource» (Бельгия). Уровень ЦЭК выше контроля практически во все периоды при всех формах тяжести ГЛПС, СЭФР - преимущественно ниже контроля. Корреляция между показателями преимущественно слабая положительная. Сделано заключение о значительном повреждении эндотелия, низкой активности процессов его репарации, вовлечении СЭФР в процессы ограничения повреждающего действия хантавируса, об отсутствии явлений тканевой гипоксии.

Ключевые слова: циркулирующие эндотелиоциты, фактор роста эндотелия сосудов, геморрагическая лихорадка с почечным синдромом.

A.A. Baygildina

THE INTENSITY OF ENDOTHELIUM DESQUAMATION PROCESS AND ITS INTERCONNECTION WITH VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR

DYNAMICS IN BLOOD IN HEMORRHAGIC FEVER WITH RENAL SYNDROME

The research aimed to evaluate interconnection between intensity of endothelium desquamation and vascular endothelial growth factor (VEGF) blood level and their pathogenetic importance at hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS). In examination 118 patients at the age of 22-65 years were involved. Circulating desquamated endotheliocytes (CDE) by J. Hladovec's method were quantified, VEGF blood level with the help of BioSource (Belgium) assay kit was determined. CDE blood level during HFRS was mainly significantly high, VEGF level was predominantly significantly low than control. Between CDE and VEGF blood level mainly weak direct correlation was observed. The conclusion was that endothelium at HFRS was considerably destroyed, intensity of its repairing processes was low, tissue hypoxia was not developed, VEFF was involved into the processes of limitation of the hantavirus damaging action.

Key words: circulating desquamated endotheliocytes, vascular endothelial growth factor, hemorrhagic fever with renal syndrome.

Введение. В настоящее время является доказанным, что эндотелиоциты являются главной мишенью для действия возбудителей вирусных геморрагических лихорадок - филовирусов [13], аренавирусов [10], флавовирусов [11], хантавирусов [12]. По мнению ряда исследователей, такие осложнения вирусных геморрагических лихорадок, как инфекционно-токсический шок и ДВС-