Експериментальне дослідження впливу препарату колаген на формування сполучнотканинних структур у зоні імплантації сітчастого протеза

Abstract

На моделі імплантації сітчастих каркасних і безкаркасних протезів у зрілих щурів-самців лінії Wistar вивчено вплив застосування колагену тваринного походження на формування сполучної тканини в зоні розташування сітчастого протеза. Щурам, які були розподілені на 3 групи, у передочеревинний шар імплантували поліпропіленову сітку з каркасом і без нього. Тваринам основної та контрольної груп імплантували поліпропіленову сітку з каркасом. Щурів основної групи годували препаратом колаген у дозі 100 мг на 1 кг маси тіла протягом 1,5 місяця, контрольна група колаген не отримувала. Щурам порівняльної групи імплантували безкаркасну сітку. У кожній групі забір матеріалу здійснювали через 15,30 - 90 діб. Поліпропіленову сітку видаляли разом з оточуючими тканинами та досліджували. Результати. Через 15 діб навколо сітки виявлено початкове формування тонкої сполучнотканинної капсули, великої кількості клітин запального інфільтрату та розсіяних молодих фібробластів та лаброцитів, більш виражених у групі з вживанням колагену. Через 3 місяці кількість цих клітин у всіх групах була однаковою. На 30-ту добу виявлені зміни відповідали проліферативній фазі заживлення ран. Установлено переважання волокнистих елементів матриксу над клітинними. В основній групі кількість еластичних волокон більша. В основній групі при забарвлюванні зрізів за методом Ван Гізона виявлені новоутворені волокна щільної сполучної тканини навколо сітки мають однакову невелику середню товщину та узгоджений рисунок. В інших двох групах спостерігались волокна як украй тонкі, так і у вигляді широких смуг та переважало хаотичне їх розташування. При аналізі васкуляризації тканин навколо введеної сітки в основній групі тварин відзначається збільшення (на 19,6 %) середньої кількості судин у вогнищі експерименту, що в подальшому зберігається. Висновки. Застосування колагену стимулює неоангіогенез, профілактує ішемізацію тканин у зоні алотрансплантатів за рахунок збільшення кровоносного русла та зберігає функціонуючими значну частину новоутворених судин. Використання колагену оптимізує утворення достатньої кількості зрілої сполучної тканини в періімплантаційній зоні без погіршення механічних властивостей алопротезу Застосування колагену дозволяє збільшити біологічну сумісність і покращити приживлюваність сітчастих алотрансплантатів.

Материалы и методы. На модели имплантации сетчатых каркасных и бескаркасных протезов у зрелых крыс - самцов линии \Vislar изучено влияние применения коллагена животного происхождения на формирование соединительной ткани в зоне расположения сетчатого протеза. Крысам, которые были распределены в 3 группы, в предбрюшинный слой имплантировали полипропиленовую сетку с каркасом и без него. Животным основной и контрольной групп имплантировали полипропиленовую сетку с каркасом. Крыс основной группы кормили препаратом коллаген в дозе 100 мг на 1 кг массы тела в течение 1,5 месяца, контрольная группа коллаген не получала. Крысам сравнительной группы имплантировали бескаркасную сетку. В каждой группе забор материала выполняли через 15, 30 и 90 суток. Полипропиленовую сетку удаляли вместе с окружающими тканями и исследовали. Результаты. Через 15 суток вокруг сетки обнаружено первоначальное формирование тонкой соединительнотканной капсулы, большого количества клеток воспалительного инфильтрата и рассеянных молодых фибробластов и лаброцитов, более выраженных в группе с применением коллагена. Через 3 месяца количество этих клеток во всех группах было одинаковым. На 30-е сутки обнаруженные изменения соответствовали пролиферативной фазе заживления ран. В основной группе количество эластич¬ных волокон больше. В основной группе при окраске срезов по методу Ван Гизона выявленные волокна плотной соединительной ткани вокруг сетки имеют одинаковую небольшую среднюю толщину и согласованный рисунок. В других группах наблюдались волокна как крайне тонкие, так и в виде широких полос и преобладало хаотичное их расположение. При анализе васкуляризации тканей вокруг введенной сетки в основной группе животных отмечается увеличение (на 19,6 %) среднего количества сосудов в очаге эксперимента, которое в дальнейшем сохраняется. Выводы. Применение коллагена стимулирует неоангиогенез, профилактирует ишемизацию тканей в зоне аллотрансплантатов за счет увеличения кровеносного русла и сохраняет функционирующим значительную часть новообразованных сосудов. Использование коллагена оптимизирует образование достаточного количества зрелой соединительной ткани в периимплантационной зоне без ухудшения механических свойств аллопротеза. Применение коллагена позволяет увеличить биологическую совместимость и улучшить приживаемость сетчатых аллотрансплантатов.

The problem of surgical treatment of ventral hernias remains relevant at the present time. The actual problem is choosing the best plastic material, meeting the requirements of an ideal prosthesis. Widely used polypropylene, due to reactions of implantation, causes formation of coarse connective tissue capsule, which deforms prosthesis. The question of minimizing the reaction of the body to the polypropylene implantation is not resolved, so finding ways to improve engraftment of polypropylene prosthesis continues. In this sense, the use of oral collagen is of high interest from the standpoint of studying the impact of animal collagen on the formation of complete connective tissue. However, the similarity of anterior abdominal wall structure in rats and humans allow for extrapolation of experimental data on humans. The aim of our work was to study the effect of using animal collagen on connective tissue formation in the area of the mesh prosthesis in experiments on rats. Materials and methods. Experimental studies were conducted on adult male Wistar white rats, in the preperitoneal layer of which a polypropylene mesh was implanted, with frame and without it; the animals were divided into 3 groups. The main and control group of animals were implanted a polypropylene mesh with frame. The main group received collagen preparation at a dose of 100 mg per 1 kg of body weight for 1.5 months, the control group did not receive collagen. Frameless mesh has been implanted in comparison group. In each group, sampling was performed after 15, 30 and 90 days. Poly-propylene mesh was removed together with the surrounding tissues (subcutaneous tissue, fascia, muscle tissue, peritoneum) and inves-tigated. Results. During the study of histological preparations in 15 days, we have found the initial formation of a thin connective tissue capsule around the mesh, where among a large number of cells of the inflammatory infiltrate and disseminated young fibroblasts and labrocytes, there was a number of newly formed blood vessels (capil-laries). In the group with the use of collagen, a number of cells of inflammatory infiltrate was higher due to more expressive infiltration by lymphocytes and plasmocytes and a significant increase in the number of macrophags. In 3 months, the number of these cells in each group was the same. On day 30, the changes corresponded to the proliferative phase of wound healing. There was found a prevalence of fibrous matrix elements over the cell ones. In the study group, the number of elastic fibers was greater. Thin elastic fibers have a large number of branches, their number is increasing at the periphery of scar tissue, perivascularly and around collagen fibers; and in the study group, they are in all zones of the formed connective tissue, with a predominance on the periphery, their number is higher, there is a large number of branches and anastomoses. When staining by Van Gieson, we have revealed a dense connective tissue proliferation around the frame, and in the study group, newly formed fibers have equally low average thickness and agreed picture. In the other two groups, extremely thin fibers and broad stripes were observed, and the chaotic arrangement of the stripes predominated. When analyzing the vascularization of tissues around the mesh, in the main group of animals, starting from day 15, a significant increase (19.6 %) was noted in the average number of vessels in the focus of the experiment. In the future, this relationship remains. Obviously, the use of collagen stimulates the formation of new microvessels. Conclusions. Implantation of mesh cause transient inflammatory response expressed slightly, with the subsequent formation of a thin layer of connective tissue that can grow through the mesh, thus, combining it with the surrounding tissues. Mesh retains its softness and elasticity and doesn’t prevent normal wound healing process. The material is not absorbed, nor is destroyed and is no less strong under the influence of enzymes of surrounding tissues. Thus, our experimental study has allowed to document the following statement: collagen stimulates formation of new vessels, prevents ischemia of tissue in the area of allograft by increasing circulatory bed and keeps functioning a significant part of the newly formed vessels; the use of collagen optimizes the formation of a sufficient number of mature connective tissue in periimplant zone without deterioration of mechanical properties of allograft; the use of collagen can increase the biological compatibility and improve engraftment of mesh implants.