Введение к работе
Актуальность проблемы. Оптимальным для современной хирургии является создание и испытание шовного материала, обладающего высокими манипуляционными и механическими характеристиками, способностью к биодеградации, равномерной по диаметру гладкой поверхностью, низкой реактогенностью, отсутствием токсического, аллергогенного, тератогенного действия, антибактериальнми свойствами [T. Nilsson et al, 1982; Н.Л. Кузьмина с соавт., 1988; К.В. Пучков с соав., 1995; А.В. Тепликов, 1999; В.М. Буянов с соавт., 2000; В.В. Шадрин с соавт., 2001; В.Н. Егиев, 2002; В.К. Гостищев с соавт., 2011; B. Puerta et al, 2011].
В настоящее время в хирургии используются шовные материалы с заданными сроками рассасывания от 7 до 180 суток, позволяющие осуществлять дифференцированную аппроксимацию тканей с учетом особенностей их структуры и сроков регенерации [Кузьмина Н.Л. с соавт., 1988; Буянов В.М. с соавт., 2000; Пучков К.В. с соавт., 2011; Justinger C. et al, 2012; В.К. Гостищев, М.А. Евсеев, 2012].
Появление новых хирургических шовных материалов формирует новые технологические требования к изучению атравматических хирургических игл: это уменьшение диаметра прокольного канала, износостойкость, качество фиксации нити в ушке иглы и т.д. Существующие стандартизованные методики исследования шовных материалов [ГОСТ 6611.2-73; ГОСТ Р53005-2008] и хирургических игл [ГОСТ 25981-83; ГОСТ 26641-85] определяли только их основные технические характеристики, которые не отражали важных для практического применения в хирургии механических и реологических свойств [C. Justinger et al, 2012; S. Sahoo et al, 2012].
Свойства отдельных современных шовных материалов и атравматических игл позволяют дифференцированно применять однорядный непрерывный шов в абдоминальной хирургии [А.В. Тепликов, 1999; A. Ceydeli, et al, 2009].
В России на сегодня отсутствуют единые обоснованные стандарты оперативной техники наложения межорганных анастомозов и ушивания лапаротомных ран. Преобладают традиционные подходы использования прерывного многорядного узлового шва нерассасывающимися плетеными шовными материалами [В.К. Гостищев, М.А. Евсеев, 2012], что сопровождается высоким процентом послеоперационных осложнений: эвентрация – 0,3-3,0% [В.С. Савельев с соавт, 1976; L. Puchlmayr, 1983; Р.Р. Аляутдинов с соавт., 2010], вентральные послеоперационные грыжи – 2,0-15,9% [В.Н. Егиев, 2003; В.И. Белоконев с соавт., 2007; C. Justinger et al, 2012]; лигатурные свищи – 1,0-5,7% [M.A. Carlson, et al, 1995; L.A. Israelsson, et al, 2000]. Для предупреждения перечисленных послеоперационных осложнений и инфекции области хирургического вмешательства используются новые шовные материалы с антибактериальными свойствами (антибактериальное покрытие Irgacare) и заданными сроками рассасывания, а также усовершенствованные техники хирургического шва в абдоминальной хирургии [M. Storch, et al, 2002; X. Ming, et al, 2007; J.V. Rodricks, et al, 2010; C. Justinger et al, 2012]. Их широкое применение в абдоминальной хирургии сдерживает консерватизм региональных хирургических школ и недостаточное теоретическое научное обоснование эффективности применения данных методик. Не представлена биомеханическая модель однорядного непрерывного шва с расчетом его оптимальных характеристик. Применение методик рассасывающегося и нерассасывающегося шовного материала и однорядного непрерывного шва недостаточно морфологически обосновано в клинике и эксперименте [F. Marco et al, 2007; X. Chen et al, 2010].
Поэтому актуальным является поиск оптимальных способов ушивания операционных лапаротомных ран с использованием петлевых шовных материалов с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания и наложения межкишечных и билиодигестивных анастомозов в хирургической гастроэнтерологии и гепатологии [C. Justinger, et al, 2011; M. Albertsmeier et al, 2012; D.Leaper et al, 2011].
Таким образом, актуальной проблемой является разработка единой концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства в абдоминальной хирургии на основании клинических рандомизированных и экспериментальных исследований с применением современных шовных материалов и техник однорядного непрерывного шва.
Цель исследования.
Улучшение результатов оперативного лечения и профилактики ИОХВ за счет дифференцированного использования современных синтетических шовных материалов с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания в абдоминальной хирургии.
Задачи исследования.
Изучить механические и реологические свойства современных рассасывающихся и нерассасывающихся шовных материалов с антибактериальным покрытием и атравматических хирургических игл в эксперименте.
Создать и обосновать в эксперименте динамическую биомеханическую модель прерывного и непрерывного однорядного шва передней брюшной стенки;
Оптимизировать способы закрытия передней брюшной стенки с помощью петлевых шовных материалов с антибактериальным покрытием и наложения межорганных соустьев современными рассасывающимися шовными материалами с использованием однорядных непрерывных швов в эксперименте на животных.
Усовершенствовать концепцию профилактики ИОХВ в абдоминальной хирургии и оценить эффективности использования нитей с антибактериальным покрытием в хирургической гастроэнтерологии и гепатологии.
Научная новизна исследования. Разработан оригинальный способ экспериментального исследования механических свойств шовных материалов с использованием электромеханической системы Instron 5882 c видеоэкстензометром Instron AVE.
Доказано, что современные синтетические шовные материалы с антибактериальным покрытием при воздействии на них агрессивных биологических сред (желчь человека, панкреатический сок) in vitro сохраняют модуль упругости в пределах заданных сроков рассасывания. Усовершенствован способ сравнительного анализа свойств современных атравматических игл путем определения их прочностных и деформационных критериев при моделировании прошивания.
Впервые разработаны динамические биомеханические модели узлового и однорядного непрерывного швов апоневроза передней брюшной стенки с учетом внутрибрюшного давления, определены зависимости между силой затянутой нити и напряжением в ткани апоневроза для обоих вариантов. Определена динамика изменения напряжения в ткани апоневроза передней брюшной стенки в зависимости от техники наложения шва.
Сравнительный морфологический анализ показал эффективность применения прерывного и непрерывного швов передней брюшной стенки петлевым шовным материалом с антибактериальным покрытием и заданными сроками рассасывания в эксперименте на животных.
Усовершенствованы способы формирования толсто-толстокишечного анастомоза однорядным непрерывным швом конец-в-конец (рацпредложение №2565 от 27.01.2012), однорядных билиодигестивных анастомозов (рацпредложение №2564 от 27.01.2012), оперативная техника наложения непрерывного однорядного шва апоневроза передней брюшной стенки (рацпредложение №2579 от 03.04.2012).
Применение усовершенствованной концепции профилактики инфекции области хирургического вмешательства в абдоминальной хирургии путем применения современных шовных материалов, кожных антисептиков, биологического клея, антимикробного герметика привело к снижению специфических послеоперационных осложнений.
Практическая значимость работы. Результаты проведенного исследования непосредственно относятся к практической медицине. С учетом расчетов оптимальных характеристик непрерывного шва, индивидуальных особенностей каждого пациента и различных показаний к применению современных синтетических рассасывающихся шовных материалов, снизился процент имплантационного инфицирования хирургических больных в абдоминальной хирургии за счет дифференцированного использования современных хирургических шовных материалов с антибактериальным покрытием.
Обоснована оперативная техника наложения однорядного непрерывного шва с учетом построенной биомеханической модели. Рассчитаны оптимальные характеристики: угол 30-45 градусов к разрезу в плоскости апоневроза с захватом брюшины и мышечно-апоневротического слоя; расстояние между стежками 8-10 мм; расстояние от краев раны до места вкола иглы – 5-6 мм.
Способ ушивания лапаротомной раны непрерывным швом через все слои с использованием современных синтетических рассасывающихся шовных материалов позволяет уменьшить время выполнения оперативного вмешательства, а также сократить количество осложнений со стороны лапаротомной раны в раннем и позднем послеоперационном периоде.
Основные положения, выносимые на защиту.
Исследование механических и реологических свойств атравматических игл и современных шовных материалов позволили дифференцированно выбрать наиболее современный шовный материал с оптимальными физическими и реологическими свойствами для использования в абдоминальной хирургии.
Использование однорядного непрерывного шва апоневроза передней брюшной стенки рассасывающимися шовными материалами с антибактериальным покрытием в эксперименте сопровождается снижением гнойных осложнений и локальной аллергической реакции, что свидетельствует о стимулировании регенераторных процессов.
Биомеханическое моделирование прерывного и однорядного непрерывного швов передней брюшной стенки с помощью законов биомеханики, математического анализа и эксперимента позволяет рассчитать оптимальные оперативно-технические параметры их выполнения.
Усовершенствованная концепция профилактики инфекции области хирургического вмешательства позволяет снизить процент поверхностных инфекционных осложнений области хирургического вмешательства и улучшить результаты оперативного лечения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях молодых ученых в рамках 15-й и 17-й международных выставок «Медицина и здоровье» (г. Пермь, 2009-2011); межрегиональной научной сессии молодых ученых 2011 года, посвященной 95-летию высшего медицинского образования на Урале и 80-летию Пермской государственной медицинской академии им. ак. Е.А. Вагнера (г. Пермь, 2011); Пермской краевой научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургии», посвященной 90-летнему юбилею кафедры общей хирургии лечебного факультета Пермской государственной медицинской академии им. ак. Е.А. Вагнера (г. Пермь, 2011); конференции «Современные подходы к профилактике инфекций области хирургического вмешательства» (г. Казань, 2011); Всероссийском пленуме проблемной комиссии «Неотложная хирургия» Межведомственного научного совета по хирургии РАМН и Министерства здравоохранения и социального развития РФ с международным участием, посвященном 65-летию Научного хирургического общества и 20-летию Ассоциации врачей хирургического профиля на Кавказских Минеральных Водах (г. Пятигорск, 2011); VII, VIII конференциях «Актуальные вопросы герниологии» (г. Москва, 2010, 2011 гг.); конференции «Молодые ученые здравоохранению Урала» (г. Пермь, 2012); региональной конференции «Инновационные технологии на службе здравоохранения Прикамья» (г. Пермь, 2012); VII Всероссийская конференция общих хирургов с международным участием совместно с Пленумом проблемных комиссий "Неотложная хирургия" и "Инфекция в хирургии" Межведомственного научного совета по хирургии РАМН и Минздравсоцразвития РФ (г. Красноярск, 2012); конференции «Анастомозы в абдоминальной хирургии» (г. Москва, 2012).
Внедрение в практику. Материалы диссертационной работы внедрены в практическую деятельность отделений экстренной и плановой хирургии ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница №4», МУЗ «Клиническая Медико-санитарная часть №1» г. Перми, ГАУЗ ПК «Городская клиническая больница №2 им. Ф.Х. Граля», МУ Городская больница № 1 им. Вагнера Е.А. г. Березники, МУЗ «Кунгурская центральная городская больница». Результаты исследования используются в учебном процессе при проведении практических занятий и лекций студентам III курса кафедры общей хирургии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России.
Личное участие автора в получении научных результатов. Соискатель Гаврилов В.А. непосредственно принимал участие в постановке эксперимента с шовными материалами in vitro, выполнении эксперимента in vivo на лабораторных животных, диагностике, лечении, оперативных вмешательствах, послеоперационном ведении больных основной и контрольной групп. Весь материал для диссертационной работы был набран, проанализирован, статистически обработан соискателем лично.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 6 в журналах, рекомендованных для публикации ВАК РФ, получены свидетельства на 3 рационализаторских предложения.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы: 244 источников (40 отечественных и 204 зарубежных). Работа изложена на 133 страницах, иллюстрирована 12 таблицами, 49 рисунками.
