Введение к работе
Актуальность исследований
Орбитальные имплантаты применяются, как правило, при проведении корригирующих операций при деформациях орбиты, пластике культи после эвисцерации и энуклеации, для коррекции анофтальмического синдрома. В настоящее время существует множество биологических и искусственных материалов, причем преимуществом обладают биоинтегрируемые имплантаты, которые позволяют тканям реципиента врастать в них, осуществляя надежную фиксацию в месте имплантации. К биологическим материалам относятся ауто-, алло- и ксенотрансплантаты. При аутотрансплантации обычно используется подкожная жировая клетчатка (R.M. Bell, 1989; С. Hmtschich, 2003), реберный хрящ (W.Sr. Danz, 1990), кость (А.С.В Molteno, 1991; В.А. Бельченко, 1996; А.С. Караян, 2008). Аллогенные материалы представляют собой особым образом обработанные и консервированные трупные ткани. Широкое применение нашел реберный хрящ (О.В. Груша, Е.Л. Атькова, 1984; Е.Э. Кугоева, 1997; J.S. Gruss, 1986) и лиофилизованная и/или деминерализованная кость (Е.И. Сидоренко, Е.Д. Горбунова, 2006). Известны отдельные случаи применения хряща ушной раковины (MB. Constantian, 1982), широкой фасции бедра, склеры. Широкое распространение в России получил материал Аллоплант, представляющий собой консервированные трупные ткани, при обработке которых достигается их низкая иммуногенность (Э.Р. Мулдашев, 1987). Из ксеноматериалов в хирургии орбиты предложено применение гидроксиапатита морского коралла (R.E. Holmes, 1988; А.С. Репу, 1991) и ксеноперикарда (Я.О. Груша, 2004).
Преимуществом биологических материалов является их большее сродство с тканями реципиента по сравнению с синтетическими материалами, легкость моделирования, относительная доступность. К существенным недостаткам аутотрансплантации можно отнести необходимость проведения дополнительной операции, которая может привести к развитию осложнений в зоне забора материала, а алло- и ксенотрансплантация чревата риском передачи трансмиссивных инфекций, иммунологической несовместимостью, развитием аллергической реакции на консервант. Для биологических материалов также
характерно частичное рассасывание ткани имплантата (А.С. Караян, 2008) с его последующей деформацией и возможностью дислокации.
Синтетические имплантаты используются в медицинской практике с начала XX века. Вначале широко применялись метилметакрилат, полипропилеи и полиэтилен, но их жесткость и необходимость заводской подготовки обосновали разработку более мягких и эластичных материалов, таких как силикон и гидрогели, а также пористых полимерных и углеродных материалов и керамик. В современной орбитальной хирургии применяется пористый полиэтилен (Т. Wellisz, 1993; J.W. Karesh, 1994; P. Rubin, 1994; J. Froddel, 1998), углеродные материалы (P.A. Гундорова, М.Г. Катаев, И.А. Филатова, 1996), политетрафторэтилен (Ю.С. Астахов, В.П. Николаенко, 2007), гидрогели (Д.В. Давыдов, 2000; R.F. Guthoff, 2006), керамики (В.Л. Красильникова, 2002), металлы (Н.А. Sisler, 1973; В.А. Бельченко, 1996), комбинированные конструкции. Предложена комбиніфованная имплантация биологических и искусственных материалов в орбиту (Я.О. Груша, 2009).
Типичными недостатками искусственных имплантатов являются возможность их дислокации, химическое и механическое раздражающее воздействие на ткани организма, возможная токсичность и дороговизна.
С применением им плантационных материалов также связано развитие ряда осложнений, в частности, обнажения, отторжения и инфицирования имплантата. При выборе имплантата в каждом клиническом случае решающими моментами должны быть не опыт и предпочтения хирурга, а особенности структуры и биоинтеграции материала. Биоинтегративные свойства имплантатов обусловлены их физико-химическими, биологическими и иммунологическими свойствами и, в значительной степени, зависят от пространственной структуры.
Таким образом, сравнительное изучение биоинтегративных характеристик имплантационных материалов, применяемых в хирургии орбиты, является важной и актуальной задачей современной офтальмохирургии.
Целью данной работы было проведение сравнительного экспериментально-морфологического и клинического исследования биоинтеграции некоторых
современных биоинтегрируемых имплантационных материалов, применяющихся в хирургии орбиты.
Задачи исследования:
1. Провести сравнительное исследование пространственной структуры
гидроксиаиатита морского коралла (ГаМК), деминерализованного костного
аллоимплантата (ДКАИ), Аллопланта для пластики орбиты, пористого
полиэтилена (ППЭ), углеродного войлока марки «Карботекстим М» (УВ) и
политетрафторэтилена (ПТФЭ) с помощью сканирующей электронной
микроскопии (СЭМ) и последующего морфометрического анализа
полученных изображений;
2. Изучить с помощью клеточных технологий особенности адгезии фибробластов
к поверхности ГаМК, ДКАИ, Аллопланта, ППЭ, УВ и ПТФЭ;
-
Провести сравнительное динамическое морфологическое исследование особенностей биоинтеграции ГаМК, ДКАИ, Аллопланта, ППЭ, УВ и ПТФЭ при подкожной имплантации этих материалов лабораторным мышам;
-
Проанализировать факторы риска возможного обнажения и отторжения
материала на примере имплантата из УВ;
5. Проанализировать результаты вторичной имплантации искусственных
имплантационных материалов (УВ, ПТФЭ) при ухудшении результатов
первичной реконструктивной операции с имплантацией биологических
материалов (Аллоплант, ДКАИ) в отдаленные сроки у пациентов с
выраженным дефицитом тканей орбиты;
6. Разработать практические рекомендации по применению исследованных
имплантационных материалов в клинической практике.
Научная новизна и практическая значимость работы
В результате проведённой работы были получены данные об особенностях пространственной структуры и биоинтеграции ГаМК, ДКАИ, Аллопланта, ППЭ, УВ и ПТФЭ, выявлены факторы риска и описаны особенности обнажения и отторжения имплантата из УВ при его подкожной имплантации, разработаны практические рекомендации по применению исследованных имплантатов в клинической практике.
Результаты работы внедрены в практику НИИ глазных болезней РАМН и кафедры глазных болезней Первого МГМУ им. И.М. Сеченова.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, из них 4 - в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий, рекомендованных ВАК. Получен 1 патент РФ на изобретение.
Основные положения, выносимые на защиту
-
С помощью СЭМ исследованы и описаны особенности рельефа и параметры норового пространства наиболее часто используемых биологических и искусственных биоинтегрируемых имплантационных материалов. Выделены материалы с «истинными порами» и «псевдопорами», а также описаны микропоры на поверхности материалов. Наибольшая площадь порового пространства характерна для УВ, а наименьшая - для ПТФЭ и Аллопланта, что объясняет закономерности их биоинтеграции, включая скорость врастания элементов соединительной ткани;
-
Разработан метод оценки адгезии клеток к имплантационным материалам с учётом рельефа их поверхности. Наибольшая адгезия фибробластов in vitro происходит к ПТФЭ и ГаМК, а наименьшая - к УВ;
-
Наиболее выраженная воспалительная реакция возникает при имплантации Аллопланта и ДКАИ, с частичным лизисом ткани имплантата. При имплантации ППЭ, ПТФЭ, УВ и ГаМК воспалительная реакция менее выражена и протекает по типу реакции на инородное тело, что говорит об инертности этих материалов. Отмечается частичная поверхностная резорбция ГаМК и практически полное отсутствие признаков биодеградации ППЭ, ПТФЭ, УВ. Описан феномен миграции и выхода частиц УВ за пределы окружающей капсулы вплоть до подкожной мышцы;
-
При покрытии ГаМК, ДКАИ, Аллопланта, ППЭ, УВ и ПТФЭ мягкими тканями толщиной более 500 мкм обнажения и отторжения материалов не происходит. Поверхностная имплантация на глубину менее 250 мкм является фактором риска обнажения и отторжения УВ;
-
При ухудшении результата операции по замещению дефицита тканей орбиты с помощью биологического имплантационного материала эффективна вторичная компенсаторная имплантация УВ поверх биоимплантата;
6. На основании данных о биоинтегративных характеристиках УВ предложен способ маркировки биологических тканей с помощью этого материала для последующей идентификации зоны экспериментального воздействия (Патент на изобретение RU2281785 от 20 августа 2006 г.).
Апробация работы
Предварительные результаты работы доложены на Конференции молодых ученых «Клинические и экспериментальные исследования в офтальмологии», (Москва, 2005), Открытом российском конкурсе на лучшую научную работу студентов 2005 года по разделу «Медицинские науки» (Москва, 2005), VIII съезде офтальмологов России (Москва, 2005), II Панонской Офтальмологической Конференции (Нови Сад, Сербия, 2005), ХШ Международной медицинской студенческой конференции (Гронинген, Нидерланды, 2006), I Международной медицинской студенческой конференции (Нови Сад, Сербия, 2006), XVII Европейской студенческой конференции (Берлин, Германия, 2006), Конференции молодых исследователей «Клиническая и экспериментальная офтальмология» (Москва 2007, 2008), V Конференции молодых ученых России с международным учасгием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2008), Международном конгрессе медицинских наук (София, Болгария, 2009), Всемирном офтальмологическом конгрессе (Берлин, Германия, 2010), на совместном заседании кафедры глазных болезней Первого МГМУ им. И.М. Сеченова и отделения пластической и реконструктивной хирургии век и орбиты НИИ глазных болезней РАМН (2010) и на заседании Проблемной комиссии НИИ глазных болезней РАМН (декабрь, 2010).
Объём и структура диссертации
Диссертация изложена на 153 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 54 отечественных и 108 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 5 таблицами и 153 рисунками.
