Сравнительная оценка биомеханических характеристик ацеллюлярного дермального матрикса для герниопластики

Введение. С внедрением в клиническую практику сетчатых синтетических эндопротезов частоту рецидивов послеоперационных вентральных грыж удалось значительно уменьшить. Широкое применение синтетических имплантов привело к развитию специфических осложнений. Актуальность разработки биологических эндопротезов, основу которых составляет глубоко очищенный децеллюляризованный коллагеновый матрикс ксеногенного происхождения, обусловлена тем, что, в отличие от синтетических аналогов, они имеют биологическую природу, биодеградируют естественным путем, постепенно замещаясь на новообразованную соединительную ткань. Применение биопротезов уменьшает риски осложнений.

Цель исследования — провести сравнительную оценку биомеханических характеристик полученного ацеллюлярного дермального матрикса, полученного методом детергентно-энзиматической децеллюляризации, и коммерческого матрикса Permacol™.

Методы. Для создания ацеллюлярного дермального матрикса (АДМ) были использованы образцы нативной кожи поросенка породы Ландрас возрастом 4 мес. Обработку дермы проводили детергентно-энзиматическим способом. Для сравнительной оценки механических свойств ацеллюлярного дермального матрикса биологические образцы были разделены на 2 группы по 15 образцов в каждой. В первую вошли образцы ацеллюлярного дермального матрикса, во вторую группу вошли нативные образцы свиной дермы, не прошедшие обработку. Контрольную группу составили образцы разрешенного к применению в Российской Федерации ксенотрансплантата для герниопластики PermacolTM Surgical Implant (Covidien, Франция). Все образцы исследовались во влажном состоянии с использованием универсальной разрывной установки Instron 1122. Статистическую обработку результатов исследования выполняли с помощью программы MedCalc Statistical Software (Бельгия).

Результаты. В настоящем исследовании в результате обработки свиной дермы детергентно-энзиматическим методом был получен ацеллюлярный дермальный матрикс. Рутинное гистологическое исследование подтвердило удаление всех клеточных элементов, при этом было доказано, что нативная структура дермы при ее обработке сохранилась. В дальнейшем были определены механические характеристики ксеногенного ацеллюлярного дермального матрикса. Его прочность на разрыв составляла 9,1 ± 0,6 МПа (910 Н/см2 ), удлинения при разрыве — 21,1 ± 2,3%, а модуль упругости — 50,0 ± 1,6 МПа. Эти характеристики во многом соответствовали прочностным показателям нативной свиной дермы и намного превышали физиологически необходимые параметры. Контрольный образец PermacolTM был испытан в двух направлениях (продольном и поперечном). В продольном направлении образец имел более высокие механические характеристики: прочность — 12,0 ± 1,7 МПа, удлинение при разрыве — 29,7 ± 2,4%, модуль жесткости — 47,2 ± 6,5 МПа. В поперечном направлении все показатели были в 1,5–2 раза ниже.

Заключение. Разработанный ксеногенный биологический эндопротез в виде ацеллюлярного дермального матрикса обладает хорошими показателями пластичности, прочности на разрыв, растяжимости и упругости, что позволяет использовать его в качестве биологического эндопротеза при пластике грыжевых дефектов брюшной стенки любого размера и формы.

1. Феоктистов Я.Е., Никольский В.И., Титова Е.В., Феоктистова Е.Г., Огородник Е.В. Сравнительная оценка клинико-экономической эффективности интраабдоминальной герниопластики комбинированным эндопротезом (из биологического и синтетического материала) и полипропиленовой сетки с антиадгезивным покрытием. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2019; 3(51): 54–65. DOI: 10.21685/2072-3032-2019-3-5

2. Демин Н.А., Ачкасов Е.Е., Абдурашидова М.Р., Калачев О.А., Иванов Г.В. Взгляд хирурга на особенности реабилитации пациентов с послеоперационными вентральными грыжами большого размера после открытой герниопластики retrorectus. Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал имени академика Б.В. Петровского. 2022; 10(2): 88–95. DOI: 10.33029/2308-1198-2022-10-2-88-95

3. Кульченко Н.Г. Паховая герниопластика и мужское здоровье. Исследования и практика в медицине. 2019; 6(3): 65–73. DOI: 10.17709/2409-2231-2019-6-3-6

4. Казакова В.В., Ярцев П.А., Благовестнов Д.А., Кирсанов И.И. Протезирующая пластика брюшной стенки в лечении пациентов со срединными грыжами живота (обзор литературы). Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2021; 15(5): 22–31. DOI: 10.24412/2075-4094-2021-5-1-3

5. HerniaSurge Group. International guidelines for groin hernia management. Hernia. 2018; 22(1): 1–165. DOI: 10.1007/s10029-017-1668-x

6. Faylona J.M. Evolution of ventral hernia repair. Asian. J. Endosc. Surg. 2017; 10(3): 252–258. DOI: 10.1111/ases.12392

7. Attaar M., Forester B., Chirayil S., Su B., Wong H.J., Kuchta K., Linn J., Denham W., Haggerty S., Uji ki M.B. Mesh in Elective Hernia Repair: 10-Year Experience with over 6,000 Patients. J. Am. Coll. Surg. 2021; 233(1): 51–62. DOI: 10.1016/j.jamcollsurg.2021.03.006

8. Gossetti F., Zuegel N., Giordano P., Pullan R., Schuld J., Delrio P., Montorsi M., van Kerschaver O., Lemaitre J., Griffiths B., D’Amore L. A Biologic Surgical Implant in Complex Abdominal Wall Repair: 3-Year Follow-Up Results of a Multicentric Prospective Study. Med. Devices. (Auckl). 2021; 14: 257–264. DOI: 10.2147/MDER.S297897

9. Melnik I., Mnouskin Y., Verdiger Kurzbart E., Yoffe B. Evaluation of a porcine dermal collagen (permacol) implant for abdominal wall reconstruction in a pediatric multitrauma patient. Case. Rep. Emerg. Med. 2014; 2014: 585723. DOI: 10.1155/2014/585723

10. Murray J.A.B. Técnica quirúrgica para reparar la diástasis de rectos asociada a hernia umbilical. diez años de experiencia. Sociedad Hispanoamericana de Hernia. 2017; 5(2): 52–56. DOI: 10.20960/rhh.34

11. Klosterhalfen B., Junge K., Klinge U. The lightweight and large porous mesh concept for hernia repair. Expert. Rev. Med. Devices. 2005; 2(1): 103–117. DOI: 10.1586/17434440.2.1.103

12. Erkent M., Şahiner İ.T., Kendirci M., Topçu R. İnsizyonel Herni Gelişiminde Risk Faktörlerinin Saptanması. Hitit. Med. J. 2019; 1(1): 15–17.

13. Бадыров Р.М., Абатов Н.Т., Тусупбекова М.М., Альбертон И.Н., Мусабеков И.К. Результаты применения внеклеточного матрикса ксенобрюшины для реконструкции передней брюшной стенки в отдаленные сроки эксперимента. Наука и Здравоохранение. 2018; 1: 24–35. DOI: 10.34689/SH.2018.20.1.002

14. Madani A., Niculiseanu P., Marini W., Kaneva P.A., Mappin-Kasirer B., Vassiliou M.C., Khwaja K., Fata P., Fried G.M., Feldman L.S. Biologic mesh for repair of ventral hernias in contaminated fields: longterm clinical and patient-reported outcomes. Surg. Endosc. 2017; 31(2): 861–871. DOI: 10.1007/s00464-016-5044-1

15. Costa A., Adamo S., Gossetti F., D’Amore L., Ceci F., Negro P., Bruzzone P. Biological Scaffolds for Abdominal Wall Repair: Future in Clinical Application? Materials (Basel). 2019; 12(15): 2375. DOI: 10.3390/ma12152375

16. Gossetti F., Grimaldi M.R., Ceci F., D’Amore L., Negro P. Comment on: Comparative analysis of biologic versus synthetic mesh outcomes in contaminated hernia repairs. Surgery. 2017; 161(5): 1467–1468. DOI: 10.1016/j.surg.2016.10.014

17. Baylón K., Rodríguez-Camarillo P., Elías-Zúñiga A., Díaz-Elizondo J.A., Gilkerson R., Lozano K. Past, Present and Future of Surgical Meshes: A Review. Membranes (Basel). 2017; 7(3): 47. DOI: 10.3390/membranes7030047

18. Жуковский В.А. Полимерные имплантаты для реконструктивной хирургии. Научный электронный журнал «INNOVA». 201https://ksma.elpub.ru/jour/editor/submissionEngCit/29296; 2(3): 51–59. DOI: 10.21626/innova/2016.2/05

19. Romanowska M., Okniński T., Pawlak J. Modern Materials Applied in Hernioplasty. Pol. Przegl. Chir. 2016; 88(4): 226–231. DOI: 10.1515/pjs-2016-0057

20. Klosterhalfen B., Junge K., Klinge U. The lightweight and large porous mesh concept for hernia repair. Expert. Rev. Med. Devices. 2005; 2(1): 103–117. DOI: 10.1586/17434440.2.1.103

21. Nisiewicz M., Hughes T., Plymale M.A., Davenport D.L., Roth J.S. Abdominal wall reconstruction with large polypropylene mesh: is bigger better? Hernia. 2019; 23(5): 1003–1008. DOI: 10.1007/s10029-019-02026-3

22. Warren J.A., McGrath S.P., Hale A.L., Ewing J.A., Carbonell A.M. 2nd, Cobb W.S. 4th. Patterns of Recurrence and Mechanisms of Failure after Open Ventral Hernia Repair with Mesh. Am. Surg. 2017; 83(11): 1275–1282.