Физико-механические особенности барьерных бикомпонентных мембран в абдоминальной хирургии.

Полный текст

В медицине существует множество нерешенных задач, некоторые из них на сегодняшний день являются серьезной проблемой, в частности, в клинической хирургии. В хирургической гастроэнтерологии до настоящего времени используются оперативные вмешательства, отдельные этапы которых сопряжены с нарушением целостности дигестивной трубки, например, стенки кишечника. Это обстоятельство грозит, с одной стороны, несостоятельностью швов и выходом содержимого в свободную брюшную полость, с другой - формированием избыточной соединительной ткани вокруг места интервенции.
Абдоминальный фиброз приводит к деформации участка органа и нарушению его функционирования, что зачастую вызывает различного рода осложнения. Несмотря на большое количество исследований, этиология и патогенез формирования спаек недостаточно изучены, а также не существует надёжных средств и методов профилактики спаечной болезни органов брюшной полости и ее лечения [3].
Бикомпонентные полимерные пленчатые имплантаты обеспечивают наиболее плотную и надежную фиксацию благодаря тому, что одна из сторон обладает достаточно высокими адгезивными свойствами, в то время как другая сторона таких свойств не имеет [4, 5]. Из-за своих физиологических особенностей они способны сворачиваться до определенного уровня, плотно прилегая к органу [6, 7, 8]. Безусловно, именно бикомпонентность может стать перспективной разработкой в борьбе со спаечной болезнью.
Для обоснования выбора наиболее оптимальных вариантов разработанных образцов, требуются их исследования с определенными функционально значимыми параметрами, которые обуславливают их клиническую эффективность.
Цель исследования. В условиях эксперимента in vitro, в сравнительном аспекте изучить определенные свойства новых образцов полимерных пленчатых имплантатов для использования их при операциях на органах брюшной полости.
Материалы и методы
Материалом для данных экспериментальных исследований послужила серия опытных образцов: 1, 2, 3, 4, 5, 6, изготовленных на основе полимера целлюлозы, которые отличались друг от друга различными технологиями изготовления.
Для достижения поставленной цели было проведено микрофотографирование полимерных пленчатых имплантатов с помощью лабораторного микроскопа LevenhukD320L при увеличении ×80.С помощью электронного микрометра iGaging0-1"/0.00005 измерена толщина и определен рельеф экспериментальных образцов. Мембраны размером 10×10 мм взвешены с помощью лабораторных весов. Были рассчитаны объем и плотность образцов размером 10×10 мм. Определение эластичности проводилось путем фиксации угла в момент нарушения целостности образца полимерного пленчатого имплантата в нативном состоянии с помощью транспортира.
V=a*b*c, где V-объем [мм³], a-длина [мм], b-ширина [мм], c-толщина участка образца [мм];
ρ=m/V, где ρ-плотность [мг/мм³], m- масса [мг], V-объем участка образца [мм³].
В конце исследования было применено ранжирование по Спирмену
Результаты и их обсуждение
По результатам проведенного исследования, было выявлено, что самым легким является образец размером 10×10 мм №6 с массой 4,72±0,11 мг, а образец №5 обладает максимальным показателем по данному критерию, значение которого составило 69,1±0,31мг (табл. 1). По результатам анализа объема участков исследуемых образцов, было отмечено, что образец №5 имеет наибольшее значение 7,36±2,54 мм, мм3. Наименьший показатель у образца № 6 и составил 4,22±0,36 мм, мм3. Полимерный пленчатый имплантат №6, в свою очередь, оказался и самым тонким образцом, его толщина составила 0,042±0,01 мм, напротив, самую большую толщину имеет полимер №5 - 0,736±0,02 мм. Набольшее значение плотности при изучении образцов соответствовало полимеру №3, что больше в 1,1 в сравнении с образцом №5.
Исследования эластичности показали, что образец №5 при сгибании под углом 180°, не теряет своей целостности, что нельзя сказать про остальные образы, которые теряют свою структуру уже при сгибании под углом в 80°. Благодаря такой особенности данный образец сможет более точно повторять контуры и изгибы части органа, на который был наложен имплантат, что обеспечит максимально плотную фиксацию к поврежденному участку.
По результатам анализа толщины, массы и объема исследуемых мембран размером 10×10 мм, выявлено, что образец №6 является самым тонким, легким и обладает наименьшим объемом среди всех остальных. Противоположным этому образцу является образец №5, который является самым плотным, тяжелым и обладает наибольшим объемом. На основе сделанных выводов, можно утверждать, что образец №5 не подходит для дальнейшего клинического исследования, в связи со своими физическими свойствами.
Из полученных данных анализа плотности исследуемых образцов, следует вывод, что полимеры №6 и №5 размером 10×10 мм обладают самой низкой плотностью. Обладатель самой высокой плотности является образец №3. На основании результатов можно сделать вывод, что только образцы № 6 и № 5 смогут обеспечить максимально плотную фиксацию к поврежденному участку.
Определение рельефа участков образцов размером 10×10 мм производилось по микрофотографиям, сделанным при помощи лабораторного микроскопа Levenhuk D320L при увеличении ×80 (табл. 2).
По результатам анализа микрофотографий исследуемых образцов можно отметить следующее: полимерные пленчатые имплантаты №1, №3, №6 обладают наибольшей площадью «высоких участков». Самая гладкая поверхность участков у образцов №2, №4, №5. На основе полученных данных можно сделать вывод, что имплантаты с наибольшей площадью «низких участков» отличаются лучшим контактом с поврежденным участком и за счет возникшей адгезии, могут обеспечить максимальную герметичность, что является одним из важных характеристик образцов, которые в дальнейшем могут быть использованы во время оперативного вмешательства.
С целью выявление наилучшего образца полимерного импланта по данным комплексного исследования в условиях in vitro было использовано ранжирование (табл. 3).
Минимальное значение ранга присвоено образцам с наиболее физиологичными для организма характеристиками (минимальное значение массы, толщины, объема, плотности, максимальное значение эластичности), затем полученные ранги суммировались (табл. 3). Импланты, набравшие наименьшее количество баллов (№6, №1) являются наиболее приемлемыми образцами для дальнейшего экспериментально исследования в условиях in vivo.
Таким образом, благодаря определению физико-механических свойств бикомпонентных пленчатых имплантатов, мы можем выбрать наиболее подходящие образцы для имплантации и проведения дальнейшей научной исследовательской работы в условиях in vivo.
Полученные результаты в будущем помогут открыть перспективы применения пленчатых полимерных имплантатов для лечения и профилактики различных заболеваний, связанных с хирургическим вмешательством.
Вывод
На основании результатов исследования было выявлено, что образцами с наиболее физиологичными имлпантами для дальнейшего исследования в условиях in vitro являются образцы №6 и №1.

Об авторах

Вячеслав Александрович Липатов

ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава России

Email: Valipatov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6121-7412
SPIN-код: 1170-1189
https://kurskmed.com/department/operative_surgery/teacher/587

д.м.н. профессор кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии

Россия, 305004, Россия, Курск, ул.Карла Маркса,3

Дмитрий Муталифович Ярмамедов

ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава России

Email: D-yarmamedov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4580-5502
SPIN-код: 5572-9676
https://kurskmed.com/department/ophthalmology/teacher/602

ассистент кафедры офтальмологии ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава России

Россия, Россия, г. Курск, ул. К. Маркса, 3, 305004

Анна Владимировна Давыдова

ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: anna.dav412@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6809-6438
SPIN-код: 3291-2891

студент

Россия, 305004, Россия, Курск, ул.Карла Маркса,3

Список литературы

Дополнительные файлы