Преимущество применения сетчатых эндопротезов ПСГА с антимикробными свойствами в герниопластике

В процессе аллогерниопластики ткани пациента и имплантированный материал вступают во взаимосвязанный специфический фазный динамический процесс, характер и степень выраженности которого определяются комплексом физико-химических свойств самого материала, его массой, формой, природой и силой адаптационных физиолого-биохимических реакций организма пациента. В связи с этим необходимо совершенствование профилактических мероприятий, направленных на все звенья патогенеза развития послеоперационных раневых осложнений аллогерниопластики. Разработка стратегии профилактики и лечения осложнений, связанных с протезирующей пластикой брюшной стенки, также требует рассматривать ПОВГ не как локальный процесс, а как сложное системное заболевание, обусловленное рядом взаимосвязанных факторов и требующее комплексного и системного подхода к лечению.

Проблема хирургического лечения послеоперационных вентральных грыж

Проблема хирургического лечения послеоперационных вентральных грыж остается актуальной. Они составляют 20–22% от всех грыж и занимают второе место после паховых. За последние 20 лет частота ПОВГ увеличилась в 9 раз. Несмотря на развитие малоинвазивных технологий, частота возникновения ПОВГ после плановых операций достигает 4,0–18,1%, после ургентных – 18,1–58,7%. Результаты хирургического лечения неудовлетворительные: рецидивы после аутопластики достигают 10,0–45,5%, при больших ПОВГ – 60%. Послеоперационная летальность достигает 3–7%. Неудовлетворительные результаты лечения часто приводят к отказу пациентов от плановых операций [1].

Применение сетчатых имплантов уменьшило количество рецидивов, но привело к увеличению раневых осложнений – 20,9–49,2%. Увеличение числа осложнений дает основание говорить о «болезни имплантов» в герниологии [2].

Осложнения герниопластики увеличивают количество послеоперационных койко-дней, материальные затраты лечебного учреждения и пациента, требуют дополнительных госпитализаций и курсов лечения. Раневые осложнения – основная причина рецидивов грыж. Рецидивы после нагноения послеоперационной раны отмечаются в 77,9%, после лечения сером и гематом – в 70,9% случаев. 

Среди наиболее распространённых раневых осложнений можно выделить такие, как серома, продолжительное выделение лимфы, гематома, воспаление в области раны, нагноение, некроз краёв раны, поражение подкожно-жировой клетчатки, образование кисты в месте имплантации, появление гранулем, образование лигатурных свищей и отторжение имплантата. Приоритетным направлением научных исследований в герниологии является профилактика сером. Они встречаются от 0,8 до 60% и являются самым распространенным осложнением послеоперационного периода. Серома – скопление жидкости в тканях передней брюшной стенки, вызванное экссудацией после операции. Степень экссудации определяется взаимоотношением импланта с анатомическими слоями, свойствами эндопротеза, площадью контакта с тканями, хирургической травмой и индивидуальными особенностями пациента. Факторы риска: возраст старше 60 лет, женский пол, большие размеры грыжевых ворот, продолжительность операции свыше 2 часов, сахарный диабет, ожирение [3].

Патофизиология серомы неясна. Предполагают, что серомы – это неспецифическая воспалительная реакция на имплант и травму тканей, либо реакция на инородное тело. Некоторые связывают серомы с контактом импланта с подкожно-жировой клетчаткой, другие – с обширной мобилизацией клетчатки. Некоторые относят серомы не к осложнениям, а к особенностям течения раневого процесса.

Через 5–7 дней после операции в области эндопротеза обнаруживается небольшое количество жидкости, которое спонтанно рассасывается. Однако при большем скоплении жидкости развивается серозное или гнойное воспаление. Основные возбудители – бактерии, вегетирующие на коже брюшной стенки. Контакт с лигатурами, воспалительными инфильтратами и абсцессами, эрозии и язвы кожи в области грыжевого мешка, увеличивают риск развития инфекционных осложнений.

В чем заключаются преимущества лавсановых сетчатых протезов с антимикробными свойствами

Как говорилось ранее, основной проблемой лечения больших послеоперационных вентральных грыж являются раневые осложнения. Отечественный производитель ЗАО «Плазмофильтр» с 2007 года серийно выпускает «Протез сетчатый для герниопластики с антимикробными свойствами» — ПСГА, соответствующий всем требованиям идеального имплантата: обладают оптимальной тканевой совместимостью, минимальной материалоёмкостью, устойчивостью к биодеградации, а также имеют структуру, способствующую быстрому прорастанию соединительной тканью. В данной статье мы рассмотрим преимущества лавсановых сетчатых протезов с антимикробными свойствами в герниопластике.

Сетчатый имплант ПСГА способен решить проблему ранних и поздних послеоперационных осложнений благодаря исходно взятому материалу, а именно комплексным лавсановым нитям. Лавсановые сетчатые имплантаты обладают высокой биосовместимостью, что снижает риск отторжения и воспалительных реакций. Это связано с тем, что лавсан имеет химическую структуру, которая гистологически инертна для организма. Это в свою очередь способствует снижению местной иммунной реакции, которая в условиях своей несостоятельности может привести к осложнениям, в том числе инфекционного генеза.

Для профилактики раневых инфекционных осложнений стоит именно отметить то, что ПСГА пропитывается антимикробной композицией, состоящей из высокомолекулярного поливинилпирролидона и антисептика. Эта комбинация обеспечивает двойную антимикробную защиту, которая осуществляется антисептиком с нанокластерами серебра и блокирует пространство между отдельными нитями из лавсана, предупреждая этим проникновение в имплантируемый материал микроорганизмов. После имплантации такой сетки, содержащей нанокластеры серебра, пролонгированный антимикробный эффект в тканях раны сохраняется до 5 суток, так необходимых для благоприятного течения репаративных процессов в ране. 

Нанокластеры серебра предупреждают формирование микробных биопленок и развитие нагноения вокруг протеза

Наночастицы серебра представляют собой активно развивающуюся область современных нанотехнологий. Они обладают выдающимися бактерицидными и бактериостатическими свойствами. Серебро более эффективно против антибиотикоустойчивых штаммов бактерий. Наиболее эффективными являются частицы размером от 9 до 15 нанометров, которые обладают значительной удельной поверхностью, что способствует увеличению площади контакта наночастиц серебра с патогенными микроорганизмами. Ионы серебра обладают бактерицидным, противогрибковым и антисептическим действием, способствуя обеззараживанию и укреплению иммунной системы.

Механизмы действия наночастиц серебра подробно описаны в многочисленных научных источниках. Основные этапы этого процесса включают в себя следующие стадии:

1. Повреждение клеточных мембран бактерий. Отрицательно заряженные бактериальные клеточные стенки притягивают положительно заряженные наночастицы благодаря электростатическим взаимодействиям. В результате положительно заряженные наночастицы прочно связываются с мембранами, что приводит к разрушению клеточных стенок бактерий и увеличению их проницаемости.

2. Дестабилизация бактериальной клеточной стенки и мембраны. После прикрепления к поверхности бактерий наночастицы могут взаимодействовать с клетками по двум механизмам. Наночастицы меньшего размера проникают непосредственно в клетку, в то время как более крупные остаются вне бактерий. В обоих случаях наночастицы непрерывно выделяют ионы (Ag+), которые связываются с клеточными мембранными структурами, дестабилизируя мембранный потенциал. Дестабилизация клеточной стенки значительно увеличивает проницаемость бактерий, позволяя более крупным наночастицам проникать внутрь клетки.

3. Производство активных форм кислорода (АФК). Наночастицы антибактериальных металлов и оксидов металлов известны своей способностью производить активные формы кислорода (АФК), такие как перекись водорода (H2O2), супероксид-анион (O2−) и гидроксильный радикал (OH+), вызывая повреждение практически всех органических биомолекул (аминокислот, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот и белков), что в конечном итоге приводит к гибели микроорганизмов [4,5].

Серебро обладает выдающимися антимикробными свойствами, превосходящими по своей эффективности даже такие широко известные антибиотики, как пенициллин и биомицин. Более того, оно не представляет опасности для клеток человеческого организма. Уничтожающая способность серебра в отношении бактерий в 1750 раз превосходит действие карболовой кислоты и более чем в 3 раза — сулемы. Даже при концентрации 0,1 мг/л серебро проявляет выраженное фунгицидное действие. По сравнению с хлорной известью и гипохлоридом натрия, растворы серебра демонстрируют более высокую эффективность. Ионы серебра проявляют бактерицидное и бактериостатическое действие в отношении Staphylococcus aureus, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa и Escherichia coli. В некоторых случаях серебро может превосходить антибиотики в борьбе с Staphylococcus aureus и большинством кокков. Наиболее распространённая теория механизма действия серебра — адсорбционная. Согласно этой теории, патогенная клетка теряет жизнеспособность в результате поглощения ионов серебра [6,7].

Бактерицидные свойства ПСГА с нанокластерами серебром успешно подтверждены в ряде микробиологических исследований

К примеру, профессор Николай Александрович Пострелов с коллегами в опыте оценивали антимикробное действие покрытия in vitro по величине задержки роста тест-штаммов St. aureus at CC 6538, Escherichia coli at CC 35218, Pseudomonas aeruginosa at CC 15442, Candida albicans at CC 10232 в дозе 100 млн КОЕ/см2. In vivo изучали микробную колонизацию в ране после имплантации протеза под кожу лопаточной и тазобедренной областей морским свинкам на 1, 2-е и 3-и сутки, фрагменты протезов извлекали в асептических условиях и подвергали микробиологическим исследованиям.

Оценку скорости формирования микробной биопленки на ПСГА проводили in vitro с использованием штамма St. aureus 209Р «Оксфорд» при микробной нагрузке 1×10⁷ КОЕ/мл. Фрагменты сетки помещали в планшеты для клеточных культур с инокулированным питательным бульоном. Оценивали количество КОЕ/см2 и белка в питательной среде и на поверхности сетки по методу Лоури, а также формирование биопленки в сканирующем микроскопе и при помощи видеотестсистемы («ВидеоТестМастер Морфология»).

В опытах in vivo сетчатый протез размещали подкожно морским свинкам в условиях контаминации штаммом St. aureus 209Р «Оксфорд» при микробной нагрузке 1×10⁹ КОЕ/мл. Антимикробную активность сеток оценивали дискодиффузным методом.
Особенности течения репаративной реакции сетки изучены на 22 морских свинках: гистологические исследования околопротезных тканей проводили на 7 и 15 дни после имплантации протезов с различной концентрацией антисептика; сравнительную оценку ПСГА проводили с сетками из моно- и полифиламентных лавсановых нитей и полипропилена без антимикробной защиты. Морфологическое изучение образцов тканей проводили на 7, 14, 21 и 28 дни после имплантации.

При клиническом применении протез выкраивали ножницами соответственно размерам мышечно-апоневротического дефекта, фиксацию осуществляли антимикробным шовным материалом. Оценивали реактивные изменения асептического характера в области раны, воспалительную реакцию и присоединение инфекции, включая гнойное отделяемое, выделение микроорганизмов, повышение температуры тела и лейкоцитоз. Протез применяли при лапароскопической герниопластике. Антибиотикопрофилактику не проводили.

Микробиологические исследования выявили необходимую терапевтическую концентрацию серебра (20 мкг на 1 см² ПСГА) и определили наилучшее соотношение компонентов антимикробной композиции для герниопротеза с антимикробными свойствами пролонгированного действия. Контрольные планшеты показали значительный рост инфекта в питательной среде после инкубации сетки без антимикробного состава: к концу 1-й недели — (5,6±1,1)×10⁸ КОЕ/мл в гомогенизате микробной биопленки. Протез с антимикробной композицией предотвращал рост инфекта, что подтверждали данные сканирования и видеотестсистемы [8].

Таким образом, одним из ключевых аспектов, определяющих успешность имплантации герниопротеза ПСГА, является подавление инфекционного агента. Нанокластеры серебра представляют собой эффективное средство, предотвращающее образование микробной биоплёнки на поверхности имплантата, а оптимальным выбором для герниопластики является сетка из комплексных лавсановых нитей, пропитанная антимикробной композицией. Имплантация такой сетки сопровождается интенсивным протеканием репаративных процессов в перипротезной области с отсутствием раневых осложнений, что особенно важно в пластике послеоперационных вентральных грыж.

Литература:

1. Аббасзаде, Т. Н. Диагностика и профилактика ранних послеоперационных раневых осложнений у больных с большими вентральными грыжами / Т. Н. Аббасзаде, А. Ю. Анисимов // Медицинский вестник Башкортостана. –2013. – Т. 8, № 3. – С. 21–25.

2. Айдемиров, А. Н. Новые технологии в диагностике и лечении больших и гигантских вентральных грыж / А. Н. Айдемиров, А. З. Вафин, Г. С. Чемянов, Э. Г. Мнацаканян, Р. М. Лайпанов, П. И. Чумаков // Медицинский вестник Северного Кавказа. – 2012. – Т. 25, № 1. – С. 38–42.

3. Алишев, О. Т. Новые подходы в профилактике послеоперационных осложнений при протезирующей герниопластике послеоперационных вентральных грыж больших размеров / О. Т. Алишев // Вестник современной клинической медицины. – 2014. – Т. 7, прил. 2. – С. 15–21.

4. Abo-zeid Y., Williams G.R. The potential anti-infective applications of metaloxide nanoparticles: a systematic review. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol., 2019, vol. 12, no. 3, pp. 1–36. doi: 10.1002/wnan.1592

5. Alavi M., Rai M. Recent advances in antibacterial applications of metal nanoparticles (MNPs) and metal nanocomposites (MNCs) against multidrug resistant (MDR) bacteria. Expert. Rev. Anti. Infect. Ther., 2019, vol. 17, no. 6, pp. 419–428. doi: 10.10 80/14787210.2019.1614914

6. Брызгунов В.С. Сравнительная оценка бактерицидных свойств серебряной воды и антибиотиков на чистых культурах микробов и их ассоциациях / В.С. Брызгунов, В.Н. Липин, В.Р. Матросова // Научн.тр.Казанского мед.ин-та. -1964. -Т.14. -С. 121-122.

7. Иванов В.Н. Некоторые экспериментальные и клинические результаты применения катионов серебра в борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами / В.Н. Иванов, Г.М. Ларионов, Н.И. Кулиш, М.А. Лутцева и др. // Серебро в медицине, биологии и технике. Сиб.отд. РАМН. - 1995. - №4 -С. 53-62.

8. Н.А. Пострелов, Г.Е. Афиногенов, Б.Я. Басин, А.Г. Афиногенова, А.И. Кольцов, А.Н. Клюев. «ОБОСНОВАНИЕ КЛИНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПРИ ГЕРНИОПЛАСТИКЕ СЕТЧАТОГО ПРОТЕЗА С АНТИМИКРОБНЫМИ СВОЙСТВАМИ». 

https://cyberleninka.ru/article/n/metody-diagnostiki-profilaktiki-i-lecheniya-oslozhneniy-gernioplas...