The prevention of leakage of ileo-colonic anastomosis in an experimental peritonitis

Full Text

Обоснование:

Правосторонние гемиколэктомии выполняются в экстренной хирургии, как правило по поводу осложнений онкозаболеваний и осложнений воспалительных заболеваний кишечника. При этом количество онкологических пациентов среди всех, перенесших подобную операцию составляет 92% [1]. В целом, число больных колоректальным раком выросло с 49,5 человек на 100 тысяч населения в 1995 году до 149,6 в 2018 году, т.е. в 3 раза [2, 3]. Примерно треть от всех пациентов с колоректальным раком первично диагностируются при развитии осложнений, наиболее частыми из которых являются острая кишечная непроходимость (до 40% от общего числа больных) и перфорация опухоли с развитием перитонита (до 10%)[4]. Наряду с восходящим отделом ободочной кишки, активной хирургической зоной в неотложной хирургии является также подвздошная кишка, которая наиболее подвержена развитию острой непроходимости, вызванный ущемленной грыжей передней брюшной стенки, спаечной болезнью, желчным камнем, инвагинацией кишечника; тромбоза ствола или ветвей верхних брыжеечных сосудов[9].Традиционно, лечением осложненных опухолей ободочной кишки занимаются общехирургические стационары, а не онкологические диспансеры, следовательно опыт оперирующего хирурга в выполнении гемиколэктомий, как правило, невелик. Соответственно и непосредственные исходы оперативных вмешательств у общих хирургов хуже, чем у колопроктологов[5]. Распад опухоли с перфорацией является одним из частых осложнений рака ободочной кишки, а опухоли правой половины ободочной кишки с осложненным течением составляют 22-44,4%[6, 7]. Летальность после операций на высоте перитонита достигает 50% и более. [8]. Если при развитии кишечной непроходимости, хирург может ограничиться формированием обходного анастомоза или проксимальной стомы (в том числе на тонкую кишку), то при распаде опухоли перед ним стоит гораздо более сложная задача – в условиях перитонита и параканкрозного нагноения удалить опухолевый очаг, завершив операцию безопасным и приемлемым для пациента способом [10]. При опухолях правых отделов ободочной кишки, равно как и при осложнениях ВЗК в данной зоне, операцией выбора является одномоментная правосторонняя гемиколэктомия. В условиях перитонита, когда имеется высокий риск несостоятельности соустья, предпочтение может отдаваться двухмоментным операциям типа Лахея и У-образных тонко-толстокишечных анастомозов, осложнения и летальность после которых также являются высокими. Несостоятельность кишечных анастомозов в колоректальной хирургии является основной причиной ранней послеоперационной смертности, несмотря на своевременные повторные оперативные вмешательства, причем именно у пациентов, оперированных в экстренном порядке летальность достигает 73%.[1, 20].

Частота несостоятельности тонко-толстокишечных анастомозов при острой кишечной непроходимости в настоящее время остается высокой – до 14,3%. Сюда входят несостоятельность собственно анастомоза и осложнения со стороны ушитых культей кишечных петель при формировании боковых анастомозов(в зарубежной литературе их именуют «функциональный конец-в-конец») [5, 11, 12].

Основными факторами, провоцирующими несостоятельность анастомоза в хирургии правой половины ободочной кишки, являются пожилой возраст, локализация опухоли в поперечноободочной кишке (в ее правой половине), формирование кишечного шва в условиях экстренной хирургии [13, 14, 19]. Смертность после развития несостоятельности анастомоза при правосторонних опухолях вдвое выше, чем при лечении левосторонних поражений [15]. Значительное влияние оказывает редукция кровотока в анастомозируемых участках кишки. К ее причинам относят сахарный диабет, курение, применение хирургических степплерных аппаратов для формирования анастомоза [16, 17].

В случае же развития несостоятельности толстокишечного анастомоза основным вариантом лечения является его разобщение или обструктивная резекция [1]. Послеоперационный период у пациентов с колостомой, как правило, протекает благоприятно, в отличие от последствий илеостомии. По некоторым данным до 50% больных не переживают даже ранний послеоперационный период[18].

Продолжается поиск путей решения данной проблемы, постоянно предлагаются новые методы профилактики несостоятельности анастомозов. Применяются различные клеевые композиции, аппликации сальника и соседних кишечных петель, в том числе демукозированных фрагментов[21]. В эксперименте разрабатывается даже применение стволовых клеток[22].

Вследствие того, что подавляющее большинство пациентов с острой кишечной непроходимостью опухолевого генеза поступает в общехирургические ургентные стационары, требуется разработка такого тонко-толстокишечного анастомоза, который бы имел низкий риск осложнений, вкупе с технической простотой и стандартностью формирования, обладал воспроизводимостью, отсутствием необходимости в сложных технических приспособлениях[23].

Цель исследования. Морфологически обосновать улучшение репарации в зоне кишечного шва при формировании оригинального тонко-толстокишечного анастомоза «конец в бок» в условиях 1-суточного экспериментального распространенного перитонита. Этим имитируется ситуация, достаточно часто встречающаяся в современной экстренной хирургии.

Материалы и методы: Эксперимент проводили на крысах линии Вистар, самках, возрастом 4-6 месяцев, весом 250-300 гр. Все манипуляции и послеоперационное ведение экспериментальных животных проводили в соответствии с принципами Хельсинкской декларации. Было сформировано две группы по 25 животных – исследуемая и контрольная. В обеих группах выполняли моделирование перитонита по следующей методике. В асептических условиях под эфирным наркозом проводили срединную лапаротомию, петлю тонкой кишки в 4-6 см. от илеоцекального угла пересекали ножницами на ¼ диаметра (по противобрыжеечному краю) (Рис. 1). Кишечное содержимое марлевым шариком наносили на различные участки париетальной и висцеральной брюшины. Дополнительно в брюшную полость вводили 5 мл. 0,9% раствора NaCl для большего распространения химуса по брюшной полости.

Брюшную полость ушивали наглухо. Через 24 часа выполняли релапаротомию. У всех животных имелись признаки распространенного гнойного перитонита в виде гиперемии париетальной и висцеральной брюшины, гнойного выпота и тяжей фибрина в брюшной полости Выполняли правостороннюю гемиколэктомию, проксимальная линия резекции проходила на 2 см. выше наложенной лигатуры, дистальная – в средней трети поперечноободочной кишки. В контрольной группе накладывали илеотрансверзоанастомоз «бок-в-бок». Поперечноободочную и тонкую кишку при этом пересекали под углом 90⁰. Петли кишок рассекали продольно. Соустье формировали однорядным непрерывным полипропиленовым швом нитью 8/0 на колющей игле без использования специальной оптики.

В исследуемой группе культю толстой кишки формировали путем пересечения толстой кишки в косо-поперечном направлении под углом 50⁰-60⁰ к ее брыжеечному краю и ушивали однорядным непрерывным швом полипропилен 8/0. Сегмент тонкой кишки в области анастомоза также пересекали в косо-поперечном направлении под углом 50⁰-60⁰ к брыжеечному краю тонкой кишки. В противобрыжеечной части стенки толстой кишки высекали площадку овальной формы площадью, соответствующей площади сечения тонкой кишки. Формировали тонко-толстокишечный анастомоз по типу «конец в бок» с помощью однорядного непрерывного кишечного шва (Рис. 2). По нашему мнению, такая модификация анастомоза позволяет иссечь потенциально ишемизированные участки кишечной стенки, так как в подавляющем большинстве случаев субстратом несостоятельности является некроз по линии шва.

 Брюшную полость осушивали марлевым тампоном и ушивали наглухо. На 6 сутки после данного вмешательства животных выводили из эксперимента. Проводили забор анастомоза для морфологического исследования.

Далее срезы изучали при увеличении х400 и х630 на световом микроскопе «Карл Цейс», площадь поля зрения 0,091 мм². Определяли количество и суммарную площадь кровеносных сосудов в поле зрения, количество нейтрофилов, клеток фибробластического ряда на 10⁵ мкм² в подслизистом и мышечном слоях кишечной стенки. Для этого использовали специализированную программу «Морфометрия» [24]. Нейтрофильные формы лейкоцитов являются индикатором выраженности воспалительного процесса. Чем выше их число, тем более выражен воспалительный процесс. Количество клеток фибробластического ряда и сосудов свидетельствует об активности регенераторных процессов.

Проведение исследования было одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО НГМУ 22.02.2019 г., протокол №144.

Обработка полученных данных проводилась в соответствии с принятыми в медико-биологических исследованиях методами статистического анализа. При изучении количественных данных по результатам морфологического исследования сравнение двух независимых групп по количественным признакам проводили при помощи теста Манна-Уитни. Количественные данные описаны в формате: медиана и интерквартильный размах Me (LQ; UQ). Клинические результаты эксперимента - с использованием двустороннего точного критерия Фишера. Обработка проводилась с использованием пакетов прикладных программ «Statistica». Результаты считали статистически значимыми, если интервал p был меньше 0,05 [25].

Результаты и обсуждение:

В контрольной группе число случаев вследствие несостоятельности анастомоза составило 36% (n=9), все они привели к распространенному перитониту (Табл. 1). В исследуемой группе выявлено 2 случая (8%) несостоятельности анастомоза. Также обращало на себя внимание то, что в исследуемой группе у животных отсутствовало расширение приводящей тонкокишечной петли, что является проявлением хорошей функции соустья. В контрольной группе приводящая петля была в той или иной мере расширена у большинства крыс.

Очевидно, что применение модифицированного кишечного анастомоза привело к статистически значимому(р=0,021) снижению числа осложнений. Также, при планировании исследования, мы рассматривали предположение о снижении риска развития осложнений за счет сохранения максимального объема кровотока по линии шва. С этой целью при формировании анастомоза в исследуемой группе были иссечены наиболее отдаленные от брыжейки участки кишечной стенки.

Сравнительное исследование сосудистого русла.

Подсчет количества кровеносных сосудов в подслизистом слое дал следующие результаты (Табл.2) – в исследуемой группе в среднем 30,2, в контрольной – 25,8, в мышечном слое – соответственно 10,8 и 5,3 (p< 0,01). При определении площади кровеносных сосудов подслизистого слоя получены следующие данные – в исследуемой группе этот показатель составил в среднем 5,77 % от поля зрения (Табл. 3). Площадь кровеносных сосудов в мышечном слое исследуемой группы составила в среднем 1,79 %. В контрольной группе в подслизистом слое площадь кровеносных сосудов была достоверно меньше – 4,88% от поля зрения (p< 0,01), в мышечном слое отмечена аналогичная закономерность – площадь кровеносных сосудов составила 1,64% от поля зрения (p< 0,05).

Морфологические маркеры выраженности воспаления и репарации по линии анастомоза.

Количество нейтрофилов указывает на степень активности воспаления. Учитывая, что операции были выполнены в условиях перитонита и риск осложнений при этом особенно высок. Подсчет количества нейтрофильных лейкоцитов подслизистого слоя на срезе кишки в зоне анастомоза дал следующие данные (Табл. 4) – в исследуемой группе оно составило в среднем 39,8 а в мышечном слое – 35,7 на 10⁵ мкм². При этом в контрольной группе эти показатели были составили 43,1 в подслизистом слое (р<0,05) и 36,1 в мышечном. (p> 0,05). Таким образом, сохранение кровоснабжения шовной полосы не оказало влияния на уровень воспаления в мышечном слое кишки, но при этом влияло на подслизистый слой. С учетом того, что основной объем сосудистого русла приходится именно на подслизистый слой, это закономерно.

Мы считали существенным исследовать репаративные процессы в тонко-толстокишечных анастомозах. Различные формы клеток фибробластического ряда образуют межклеточное вещество соединительной ткани. Так, фибробласты продуцируют коллаген, эластин, протеогликаны, гликопротеины, фиброциты поддерживают межклеточное вещество в определенном структурном состоянии, а фиброкласты разрушают его при условиях, требующих ремоделирования каркаса волокон. Благодаря этим свойствам клеток фибробластического ряда осуществляется одна из функций соединительной ткани — репаративная (пластическая)[26].

В подслизистом слое в исследуемой группе количество клеток фибробластического ряда (Табл. 5) составило в среднем 18,3 на 10⁵ мкм² площади среза, а в мышечном слое – 26,4. При этом в контрольной группе эти показатели были меньше на 26 % (p< 0,01) в подслизистом слое и на 23 % (p< 0,01) в мышечном.

 Выводы: При создании оригинального тонко-толстокишечного анастомоза по разработанному нами способу сохранение более интенсивного кровотока по линии шва в условиях экспериментального распространенного перитонита. Увеличилось число клеток фибробластического ряда, что является признаком активизации репаративных процессов. Как следствие – в исследуемой группе экспериментальных животных достоверно снизилась частота развития несостоятельности анастомоза.

 

Источник финансирования отсутствует

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

 

Таблицы:

 

Группы	Число случаев несостоятельности кишечных швов	Выжившие без несостоятельности кишечных швов
1- исследуемая группа,n = 25	2(8%)	23
2- контрольная группа,n = 25	9(36%) р=0,021	16

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Результаты экспериментальных операций

 Table 1 - Results of experimental operations

 

 

 

 

 

 

 

Группы	Me,(LQ; UQ), p*	Количество кровеносных сосудов подслизистого слоя	Количество кровеносных сосудов мышечного слоя
1 Б исследуемая группа, n = 25	Me,(LQ; UQ)	30,2 (28,1; 32,3)	10,8 (7,7; 12,8)
1 А Контрольная группа, n = 25	Me,(LQ; UQ) р 1А-1Б	25,8 (23; 28,3) < 0,01	5,3 (4; 7) < 0,01

Таблица 2 - Количество сосудов – на 10⁵ мкм² площади

Table 2 - Number of vessels - per 10⁵ µm² area

 

Группы	Me, (LQ; UQ), p*	Площадь кровеносных сосудов подслизистого слоя	Площадь кровеносных сосудов мышечного слоя
1 Б исследуемая группа, n = 25	Me,(LQ; UQ)	5,77 (5,27; 6,46)	1,79 (1,49; 2,24)
1 А Контрольная группа, n = 25	Me,(LQ; UQ) р 1А-1Б	4,88 (4,38; 5,7) < 0,01	1,64 (1,31; 1,94) < 0,05

Таблица 3 – Площадь сосудов – % от поля зрения.

Table 3 - Vascular area -% of the field of view.

 

Группы	Me, (LQ; UQ), p*	Количество нейтрофилов подслизистого слоя	Количество нейтрофилов мышечного слоя
1 Б исследуемая группа, n = 25	Me,(LQ; UQ)	39,8 (35,4; 43,4)	35,7 (32,2; 40,1)
1 А Контрольная группа, n = 25	Me,(LQ; UQ) р 1А-1Б,	43,1 (39,3; 45,7) < 0,05	36,1 (32,5; 41,3) > 0,05

Таблица 4 – Число нейтрофилов в шовной полосе анастомоза (на 10⁵ мкм²)

Table 4 - The number of neutrophils in the suture strip of the anastomosis (per 10⁵ µm² area)

Группы	Me,(LQ; UQ), p*	Клетки фибробластического ряда подслизистого слоя	Клетки фибробластического ряда мышечного слоя
1 Б исследуемая группа, n = 25	Me,(LQ; UQ)	18,3 (16,4; 19,4)	26,4 (23,5; 27,8)
1 А Контрольная группа, n = 25	Me,(LQ; UQ) р 1А-1Б	13,5 (11,4; 14,6) < 0,01	20,3 (18,2; 23,3) < 0,01

 

Таблица 5 – Число фибробластов (на 10⁵ мкм²) в шовной полосе анастомоза

Table 5 - The Number of fibroblasts in the suture strip of the anastomosis (per 10⁵ µm² area)

About the authors

Jurij Sergeevich Vajner

Novosibirsk state medical University

Email: doctorenco@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-8742-0424

docent, Department of faculty surgery

Russian Federation, Russian Federation, 630091, Novosibirsk, Krasny prospect, 52

Konstantin Viktorovich Atamanov

Novosibirsk state medical University

Email: k_atamanov@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4315-7484

docent, head of the Department of faculty surgery

Russian Federation, Russian Federation, 630091, Novosibirsk, Krasny prospect, 52

Tat'jana Sagadatovna Beljakova

Novosibirsk state medical University

Author for correspondence.
Email: tanya_belyako@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4336-0677

assistant, Department of faculty surgery

Russian Federation, Russian Federation, 630091, Novosibirsk, Krasny prospect, 52

References

Supplementary files