Результат интеллектуальной деятельности: Композитный сетчатый эндопротез для лечения парастомальной грыжи

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано для лечения парастомальной грыжи.

Парастомальная грыжа – это позднее осложнение кишечной стомы, представляющее собой выхождение органов брюшной полости в грыжевой мешок через отверстие в передней брюшной стенке, ранее созданное оперативным путём для выведения на переднюю брюшную стенку кишки в качестве искусственного полного свища [Шелыгин Ю.А., Ачкасов С.И., Москалев А.И. Национальные клинические рекомендации по герниологии. Раздел «Парастомальные грыжи». M., 2017]. Данное состояние является самым частым поздним осложнением кишечной стомы [Lockhart‐Mummery, H. E. «Surgery of the anus, rectum and colon. JC Goligher, Leeds, with the collaboration of HL Duthie, Sheffield, and HH Nixon, London. 190×250 mm. Pp. 1164+ viii, with 608 illustrations. 1975. London: Baillière Tindall.£ 21.» (1976): 252].

Для лечения парастомальных грыж используют синтетические сетчатые эндопротезы, предназначенные для укрепления брюшной стенки. При этом решающее значение имеет расположение протеза относительно грыжевого дефекта. Таким образом, имплантация, может производиться как внебрюшинно между слоями передней брюшной стенки, так и внутрибрюшинно, при непосредственном контакте с органами брюшной полости. Существует два варианта интраперитонельного расположения сетчатого имплантата при выполнении лапароскопической герниопластики по поводу парастомальной грыжи: техника «замочной скважины» (Keyhole) с использованием композитного эндопротеза отверстием в центре, и методика Sugarbaker, при которой пластика, расширенного стомального канала, выполняется цельным сетчатым имплантатом и сочетается с латерализацией кишки несущей стому [Hansson, Birgitta ME, et al., «Surgical techniques for parastomal hernia repair: a systematic review of the literature». Annals of surgery 255.4 (2012): 685-695. Faylona J. M. V. Invited comment to: European Hernia Society guidelines on prevention and treatment of parastomal hernias // Hernia. – 2018. – Т. 22. – № 1. – С. 203]. Наиболее часто оперативное вмешательство происходит с использованием имплантатов, имеющих отверстие для формирования стомального канала. В некоторых случаях для пластики парастомальной грыжи допустимо использование стандартной хирургической полипропиленовой сетки, при этом отверстие для проведения кишки, несущей стому, формируется оперирующим хирургом. Однако при плотном контакте с последней возможно образование кишечных парастомальных свищей, абсцессов и флегмон [LeBlanc K. A., Kingsnorth A., Sanders D. L. (ed.). Management of abdominal hernias. – Springer, 2018].

Известен способ пластики парастомальной грыжи с использованием хирургического имплантата на основе ксеноперикардиальной пластины, при помощи которого укрепляют стомальный канал, располагая имплантат с использованием традиционного открытого доступа в положении onlay. (Патент РФ № 2719955). Материал (ксеноперикард) и его применение имеют следующие недостатки:

- повышенный риск раневой инфекции при надапоневротическом расположении эндопротеза;

- сравнительно высокая вероятность рецидива при использовании биоимплантата, еще более увеличивается при расположении изделия в положении onlay;

- повышенный риск образования серомы;

- технические сложности при изготовлении имплантатов из ксеноперикарда;

- непредсказуемость результатов при использовании имплантатов из ксеноперикарда при внутрибрюшной пластике с применением лапароскопического доступа;

- выраженные иммунобиологические реакции на чужеродный биологический материал.

Известны многослойные синтетические сетчатые эндопротезы, один из слоев которых представляет собой инертную синтетическую основу, а другой выполнен из резорбируемого материала [DeAsis, Francis J., et al., «Current state of laparoscopic parastomal hernia repair: a meta-analysis». World journal of gastroenterology: WJG 21.28 (2015): 8670]. Как правило, слой, лежащий в основе биологически инертен, обладает большей прочностью, имеет ячеистую структуру, необходимую для прорастания тканей. Второй слой, выполняет функцию антиадгезивного барьера, снижающего вероятность развития и выраженность спаечного процесса. В качестве антиадгезивного слоя используются окисленная карбоксиметилцеллюлоза, поливинилиденфторид, укрепленный коллаген. Однако данные эндопротезы имеют определенные недостатки:

- антиадгезивный барьерный слой уменьшает вероятность развития и степень выраженности брюшных спаек, но полностью не исключает их возникновения;

- биодеструкция рассасывающегося слоя в послеоперационном периоде может вызывать тканевую реакцию, предсказать которую не представляется возможным;

- значительный риск инфекции эндопротеза;

- высокая стоимость.

За прототип выбран известный композитный сетчатый эндопротез, предназначенный для лечения и профилактики парастомальных грыж и известный под торговой маркой Parietex™ Composite (PCO) Parastomal Mesh, (производство Medtronic Inc., США, сайт: www.medtronic.com).

Данное изделие является двуслойным биосовместимым эндопротезом, нерассасывающийся компонент которого состоит из мультифиламентного полиэстера, а антиадгезивная защитная мембрана выполнена из сшитого коллагена и жирных спиртов со средним сроком резорбции 20 суток.

Данное изделие имеет следующие недостатки:

- высокая вероятность развития спаечного процесса в долгосрочной перспективе;

- полиэстер, использующийся в качестве нерезорбируемой основы в данном виде имплантатов, демонстрирует худшие прочностные свойства, чем полипропилен;

- полиэстер вызывает более сильные воспалительные и гистопатологические изменения;

- имеющиеся в составе антиадгезивного слоя жирные спирты благоприятствуют колонизации микроорганизмов, что способствует развитию послеоперационных инфекционных осложнений в зоне имплантации.

Достижение технического результата осуществляется композитным сетчатым эндопротезом для лечения парастомальной грыжи, включающем связанные между собой нерассасывающуюся сетку и биосовместимую антиадгезивную защитную мембрану, выходящую за границы сетки, сетка выполнена из полипропилена, покрыта с двух сторон двумя тонкопленочными мембранами из полилактида, выходящими за границы сетки не менее чем на 3 мм.

Необходимую прочность созданному имплантату обеспечивает полипропиленовая сетчатая основа. Одной из особенностей эндопротеза является использование в его составе полилактидной пленки, имеющей гладкую поверхность, для капсулирования материала основы. Целостный композитный эндопротез создавали, помещая полипропиленовую сетку между тонкопленочными мембранами (толщина 20-100 мкм) из полилактида превышающего размер сетки не менее чем на 3 мм, и прокатывая получившийся «сэндвич» между двумя листами тефлона через ламинатор при температуре 130°С.

Другой особенностью изделия является то, что используемый в качестве нерассасывающейся антиадгезивной основы полипропилен покрывается биоразлагаемым биосовместимым барьером с двух сторон, что препятствует образованию адгезий до полной деструкции указанного слоя, когда имплантат покрывается неоперитонеумом и адгезия тканей перестает быть проблемой. Кроме того, благодаря этому, от полипропиленовой основы изолирован сегмент кишки в стомальном канале, что нивелирует вероятность развития «пролежня» кишечной стенки, предупреждая образование абсцессов, флегмон и кишечных свищей в области стомы.

Еще одной отличительной чертой разработанного композитного эндопротеза является использование полилактида в качестве материала антиадгезивного биоразлагаемого слоя. Являясь производным молочной кислоты, полимер имеет высокую степень биосовместимости, демонстрируя отсутствие цитотоксичности, что подтверждается клеточными экспериментами in vitro. Кроме того, низкомолекулярные продукты гидролитического распада полилактида, выделяющиеся в процессе его биорезорбции, усиливают локальную пролиферацию клеток [Morozov, A.G., Razborov, D.A., Egiazaryan, T.A. et al. In Vitro Study of Degradation Behavior, Cytotoxicity, and Cell Adhesion of the Atactic Polylactic Acid for Biomedical Purposes. J Polym Environ 28, 2652-2660 (2020). https://doi.org/10.1007/s10924-020-01803-x].

С использованием созданного эндопротеза выполнено 18 операций в эксперименте с участием шести животных (кроликов). Эндопротез для эксперимента выполнен с использованием полипропиленовой сетки размером 15×15 см, которая покрыта с двух сторон мембранами из полилактида толщиной 20 мкм, выступающими за край сетки на 3 мм. В эксперименте использованы фрагменты предложенного эндопротеза, взятые с краев, с размерами сетчатой основы 2×2 см, аналогичного размера фрагменты прототипа и пропиленовая сетка.

Для анестезии использовали Золетил 20 мг/кг. Операционное поле обрабатывали йодопироном, выполняли среднесрединную лапаротомию, затем производили имплантацию созданных эндопротезов и прототипов, в непосредственной близости от толстой кишки кролика в месте предполагаемого формирование колостомы. Лапаротомную рану ушивали послойно, непрерывным швом ПГА 2-0. Выведение животных из эксперимента осуществлялось после тридцати суток наблюдения. При аутопсии визуально оценивали интенсивность спаечного процесса с использованием методики Вандербильтского университета. Во всех случаях имплантации разработанных эндопротезов спаечный процесс отсутствовал или представлен минимально.

Пример экспериментального использования эндопротеза приводим выпиской из протокола эксперимента № 4.

Кролику-самцу породы Русская шиншилла возрастом 7 месяцев, массой 3670 граммов была выполнена имплантация созданного эндопротеза, аналогичного антиадгезивного эндопротеза Parietex optimized composite mesh и стандартной полипропиленовой сетки, в непосредственной близости от толстой кишки кролика в местах предполагаемого формирования колостомы. Послеоперационный период протекал без осложнений, явлений инфекции области операционного вмешательства не было. Животное самостоятельно принимало пищу и воду, начиная с первых суток после операции, самостоятельная дефекация отмечена с третьих послеоперационных суток, отсутствовали вялость, вздутие живота, не отмечалось выраженной болезненности послеоперационной раны. Животное выведено из эксперимента на 30 сутки после операции. На аутопсии отмечено отсутствие спаечного процесса в зоне имплантации заявленного эндопротеза. Сумма баллов по шкале Виндербильтского университета равнялось 0. При осмотре зоны имплантации аналога Paritex Сomposite Optimized Mesh отмечено образование рыхлых спаек, легко разделяемых с помощью тупой диссекции занимающих до 30% поверхности эндопротеза. В зоне имплантации стандартной полипропиленовой сетки отмечено развитие выраженного спаечного процесса над всей площадью имплантата. Таким образом, обращало на себя внимание отсутствие адгезий, признаков формирования внутрибрюшных абсцессов и кишечных свищей в зоне разработанного имплантата. Результат имплантации признан удовлетворительным.

Использование композитного сетчатого эндопротеза на основе полипропилена с антиадгезивным биоразлагаемым полилактидным покрытием позволяет исключить образование адгезий между висцеральными органами и синтетическим имплантатом в области кишечной стомы в течение длительного времени, сохранить прочностные свойства полипропилена, при минимальном риске развития гнойно-воспалительных осложнений, а также осложнений, связанных с эндопротезом, сократить время операции.