Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИЗУЧЕНИЯ ВНУТРИБРЮШНОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для экспериментального изучения функциональных, морфологических и патоморфологических изменений в результате моделирования повышенного внутрибрюшного давления (ВБД) на лабораторных животных.

Многие патологические процессы в брюшной полости сопровождаются повышением давления, в результате развивается внутрибрюшная гипертензия. Она может возникнуть при внутрибрюшном и забрюшинном кровотечениях, воспалительных процессах в брюшной полости, травмах живота, послеоперационных отеках внутренних органов и др. Внимание к проблеме внутрибрюшной гипертензии за последние годы значительно возросло. Однако экспериментальные модели и методики их изучения до настоящего времени остаются несовершенными.

Известны способы моделирования и изучения внутрибрюшного давления путем нагнетания воздуха в толстую кишку или помещения эластичных резервуаров, заполняемых различными средами [1, 2, 3]. Эти способы не позволяет получить все необходимые данные о пациенте, т.к. невозможно, например, исключить воздействие сопутствующей патологии, индивидуальных и возрастных особенностей и др. Поэтому данные способы представляют собой технически сложные и малоинформативные методики.

Известен способ моделирования повышенного внутрибрюшного давления путем помещения эластичного резервуара, заполняемого подкрашенной жидкостью, например фурацилином [4]. Согласно способу в брюшную полость животного помещают баллончик из тонкой резины с герметично фиксированной в просвете трубкой. Свободный конец трубки выводят через подкожный туннель на заднюю поверхность шеи, лапаротомную рану ушивают наглухо. Регистрацию внутрибрюшного давления в динамике проводят посредством подключения свободного конца трубки к измерительному устройству, в качестве которого используют вертикальный штатив с мерной линейкой от водного манометра, к которому в вертикальном положении прикреплен венозный катетер. Расположение трубки на шее не позволяет животному, свободно находящемуся в клетке, достать до него зубами.

При измерении давления животное помещают на один уровень с нулевой отметкой измерительной шкалы устройства. На трубку накладывают зажим, пробку снимают и подсоединяют трубку к переходнику. Зажимы с трубок снимают. Движение столбика подкрашенной жидкости по катетеру вдоль измерительной линейки показывает изменение внутрибрюшного давления в миллиметрах водного столба. Данные фиксируют в протоколе исследования. Измерительная система позволяет определять давление раздельно на вдохе и выдохе, в том числе при различных положениях животного. Конструкция системы позволяет многократно подключать животное к измерительной системе и наблюдать динамику внутрибрюшного давления в течение длительного времени.

Недостатками способа является необходимость дополнительного травмирования животного при размещении трубки на поверхности шеи и невозможность получения необходимых показателей, характеризующих состояние всех органов, подверженных влиянию создаваемого давления, а так же поддержание и регулирование внутрибрюшного давления на определенном уровне в течение длительного времени.

Изобретение позволяет более точно контролировать и управлять внутрибрюшным давлением в течение длительного времени. Предложенный способ является простым, менее травматичным и надежным в работе, позволяющим осуществлять наблюдение за животным в условиях опыта и упрощающим изучение синдрома внутрибрюшной гипертензии (ВБГ).

Согласно способу моделирования повышенного внутрибрюшного давления (ВБД) после обездвиживания животного путем введения наркоза, производят пункцию и последующую катетеризацию брюшной полости катетером с эластичной манжетой на конце (по типу катетера Фалея). Катетер фиксируют к коже на спине животного. На область живота надевают корсет, в частности, жесткую (не эластичную) повязку из плотной хлопчатобумажной ткани со шнуровкой. Шнуровку затягивают таким образом, чтобы животное могло свободно передвигаться. Через катетер в манжету нагнетают среду до получения необходимого уровня ВБД.

Контроль уровня ВБД осуществляют через установленный катетер. Во время опыта оценивают сердечно-сосудистую систему, дыхательную систему, коагулограмму, электролитный обмен и другие функциональные и морфологические параметры организма животного. Эвтаназию проводят путем передозировки эфирного наркоза после завершения опыта, после оценивают патоморфологические изменения в тканях и органах животного.

Данный способ не требует дополнительного травмирования животного, кроме катетеризации брюшной полости.

Жесткий корсет фиксирует постоянный объем брюшной полости, что сокращает время достижения необходимого внутреннего давления, время для получения необходимых данных реагирования органов на созданные условия и минимизирует количество нагнетаемой среды. Использование корсетов с другими характеристиками в данной методике также не исключается и может быть полезно при исследовании различных ситуаций формирования ВБД.

В качестве нагнетаемой среды может быть применена любая жидкость, например вода или любой газ, например воздух.

Использование катетера с эластичной манжетой исключает протечки нагнетаемой среды внутрь брюшной полости, поэтому является более надежной системой. Отсутствие узлов соединения катетера с эластичной емкостью исключает нежелательное травматическое воздействие на органы, что исключает погрешности эксперимента.

Способ осуществляется следующим образом.

Моделирование повышенного ВБД осуществлялось на малых лабораторных животных, однако, также могут быть использованы морские свинки, собаки или другие некрупные животные. Экспериментальное животное наркотизировали путем внутрибрюшинной инъекцией смеси 5% раствора кетамина (120 мг/кг) и 0,5% раствора седуксена (5 мг/кг). В положении на спине произвели пункцию и последующую катетеризацию брюшной полости катетером G 18 (диаметр катетера подбирается в зависимости от используемого лабораторного животного). Катетер фиксировали на коже на спине животного. На область живота надели жесткий корсет, представляющий собой повязку из плотной хлопчатобумажной ткани со шнуровкой. Шнуровку затянули, а в брюшной полости, через катетер, используя инфузомат, создается карбоксиперитонеум до необходимого уровня ВБД. Контроль уровня ВБД осуществляется через установленный катетер по способу I. Kron и соавт. (1989) с помощью тонометра низких давлений «Тритон - 01». При этом животные могли свободно передвигаться по клетке.

Во время опыта оценивалась сердечно-сосудистая система (ЭКГ), дыхательная системы (частота дыхания), коагулограмма, электролитный обмен (уровень Na+ и K+ в органах и тканях) и другие функциональные и морфологические параметры организма животного. После эвтаназии оценивались патоморфологические изменения в тканях и органах животного.

Все манипуляции с животными проводились с соблюдений правил гуманного обращения с лабораторными животными и с соблюдением правил использования и содержания лабораторных животных (Приказ №755 МЗ СССР от 12.07.1977 г.), а также с учетом требований Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 18.03.86 г.), норм асептики и антисептики.

Объектом экспериментального исследования являлись 35 половозрелых крыс линии «Вистар» - самцах с массой от 300 до 350 г. Животные содержались по 5 особей в клетках, при температуре 18-22°C и 24-часовом световом режиме (12 ч свет, 12 ч - темнота), со свободным доступом к воде и корму.

Исследования были выполнены на четырех группах животных. В первой (контрольной) группе (n=5) были интактные здоровые животные. Во второй (n=10), третьей (n=10) и четвертой (n=10) - моделировалось острое повышение ВБД до 25 мм рт.ст. в течение 6, 12 и 24 часов соответственно.

Регистрация ЭГК и оценка частоты дыхания проводилась с помощью системы «КОКС - Комплекс Оценки Кардиореспираторной Системы» («ООО Нейроботикс») под наркозом до моделирования ВБГ и через 6, 12 и 24 часа после начала эксперимента. Оценивали ЧСС и его ритм, длительность интервалов P-Q, QRS, Q-T и величину зубцов Р, R, S и T, расположение и конфигурацию сегмента S-T. Оценку функции дыхания осуществляли по регистрации частоты дыхания и величине амплитуды дыхания (рисунок 1).

Состояние свертывающей системы крови изучалось на коагулографе «STA Compact» («Roshe») у здоровых животных и через 6, 12 и 24 часа после повышения ВБД. При этом определяли: начало, продолжительность, окончание свертывания крови, ее вязкость и плотность кровяного сгустка.

Морфологическое исследование состояния органов и тканей (сердце, легкое, печень, тонкий кишечник и почка) изучали общепринятыми морфологическими и гистологическими методами, через 6, 12 и 24 часа после моделируемой ВБГ. Фиксацию материала в 10% формалине, проводку и изготовление срезов проводили по общепринятой методике. Депарафинированные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Ванн-Гизону. Морфометрию производили на микроскопе «Leica DM LB2» при увеличении 100, 200, 400 и 1000 (масляная иммерсия). Общий объем проведенного исследования составил 175 гистологических препаратов.

Объективизация морфологических исследований обеспечена применением наряду с описательной микроскопией, морфометрических методик с полуколичественной оценкой морфологических изменений полученных препаратов. В нашей работе на гистологических препаратах миокарда, печени, почек и тонкой кишки применен расчет мерного показателя полнокровия сосудов, относительного показателя объемной плотности капиллярного русла, вычисление коэффициента капиллярной диффузии. На гистологических препаратах легких измеряли толщину межальвеолярной перегородки, ширину и глубину альвеол, рассчитывали относительный показатель объемной плотности воздушности альвеол.

Анализ проводили по алгоритму организации гистометрических исследований для устранения погрешностей, связанных как с количественной оценкой свойств исследуемой генеральной совокупности гистологических структур, так и для устранения инструментальных погрешностей. Необходимая степень точности исследования была выбрана 5%, соответственно вероятность безошибочного суждения - 95%. При проведении поискового исследования и замере 30 микрообъектов по каждому параметру было установлено, что все количественные признаки подчинялись закону нормального распределения, поэтому необходимое минимальное число замеров мерного признака определялось по формуле:

где N - оптимальный объем наблюдений для обеспечения абсолютной погрешности морфометрии заданной величиной ε; - табличное значение критерия Стьюдента при указанном количестве степеней свободы; S_B - 100-α-процентная односторонняя верхняя доверительная граница для стандартного отклонения.

В наших исследованиях для количественного мерного признака N оказалось равным 145 замерам (не менее 20 в каждом гистологическом препарате).

Статистическая обработка полученных данных проведена с помощью стандартного пакета прикладных программ «Statistica 6.0» в операционной среде Windows XP.

Данная модель экспериментального изучения внутрибрюшного давления у животных проста в воспроизводстве, не требует большого набора расходных материалов и может быть использована при проведении фундаментальных и прикладных исследований, посвященных данной проблеме.

Способ позволяет лучше понять протекание процесса внутрибрюшной гипертензии, выделить стадии и подобрать необходимый комплекс лечебных мероприятий.

Источники

[1] - RU 2264657 C1, 2005;

[2] - UA 62782 U, 12.09.2011;

[3] - KG 1040 C1, 31.05.2008;

[4] - RU 2358330 C1, 10.06.2009.