14 мая 2025

Авторы: Абдуллаева Наида, Рагимов Разин Мирзекеримович
Субъект РФ: РФ, Дагестан

Известно, что грыжи передней брюшной стенки — одно из наиболее распространенных хирургических заболеваний. Каждый год во всем мире выполняется более 20 млн грыжесечений. В XXI в. широкое распространение получила протезирующая герниопластика грыж передней брюшной стенки. Использование сеток при грыже в процессе ее хирургического лечения позволяет сократить период реабилитации и предотвратить рецидив заболевания.

Это золотой стандарт герниопластики многих видов грыж передней брюшной стенки: паховых, бедренных, пупочных, грыжи белой линии живота, спигелиевой линии, а также послеоперационных и рецидивных грыжевых образований.

Преимущества установления грыжевой сетки:

1)      отсутствие дискомфорта после фиксации и в процессе ношения;

2)      хорошая биологическая совместимость с биотканями;

3)      снижение болезненных ощущений после устранения грыжи;

4)      короткий период восстановления;

5)      минимальная вероятность повторного развития недуга;

6)      с помощью сетчатых конструкций можно лечить грыжи всех видов и размеров.

Однако, несмотря на то, что в настоящее время предложены многочисленные варианты грыжевых сеток, сохраняются послеоперационные осложнения, такие как: образование серомы, гранулем, отторжение сетки, сморщивание и разрастание сетки грубой соединительной тканью, хроническая боль и др.

Эти осложнения связаны не только с инфицированием сетки, но и барьерными свойствами имплантата, его биосовместимостью, отсутствием бактериостатических и бактерицидных свойств материалов, из которых делают сетки и другими функциональными свойствами грыжевых сеток.

Известно, что АСО покрытия обладают превосходными барьерными свойствами. Ультратонкая АСО пленка из оксида титана и ванадия, толщиной всего несколько нанометров, обладает повышенной гибкостью и является надежным способом синтеза высококачественных ультратонких антибактериальных нанопленок на поверхности медицинских имплантов.

В связи с чем нами была поставлена цель: использовать АСО нанотехнологию для улучшения функциональных свойств сетчатых имплантов, используемых в пластике грыжевых дефектов.

Для достижения поставленной цели нами разработаны нанотехнология получения нанопокрытия для грыжевых сеток и дизайн (алгоритм) изучения функциональных свойств полученной нанопленки, состоящей из оксидов титана и ванадия. Характеристика нанопокрытия: антибактериальные свойства нанопокрытия из оксидов титана и ванадия связаны со способностью TiO₂ разлагать органические соединения и генерировать активные формы кислорода, такие как, супероксид O2-, гидроксильный радикал (· OH) и водород (Н+). Оксиды титана и ванадия, использованные для создания нанопленки, являются индифферентными соединениями, обладают хорошей биосовместимостью и прочностью, проявляют антикоррозионные свойства и не разрушаются при длительном контакте с биологическими тканями.

На способ получен Патент РФ на изобретение «Способ улучшения функциональных свойств сетчатых имплантов для пластики грыжевых дефектов», который на XXV Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед 2022» награжден серебряной медалью. Получен также международный грант Европейского общества герниологов «European Hernia Society research grant».

Реализация поставленной цели: предварительно наносится на имплантат подложка из оксида алюминия толщиной 10 нм, а затем в вакуумной камере реактора атомно слоевого осаждения (АСО) – послойно нанопленка из оксидов титана/ванадия толщиной 18 нм при температуре 85 градусов по Цельсию, используя нанотехнологию АСО. 

Суть метода заключается в том, что один из прекурсоров подвергается воздействию паров предыдущего прекурсора, который образует монослой на поверхности подложки.

Дизайн исследования нанопленки на антибактериальные и биосовместимые свойства. Для изучения антибактериальных свойств нанопленки проведены микробиологические, а биосовместимых свойств – гистологические исследования мягких тканей вокруг сетки, изъятой через 5 недель после имплантации лабораторным животным (кролики).

Микробиологические исследования проведены в бактериологической лаборатории: использована 10⁵ КОЕ/мл суспензия микробных клеток из суточных культур штаммов E. coli (ATCC-25922) и Pr. vulgaris (ATCC-29905T), которая наносилась на питательные среды ГРМ-агар и Эндо ГРМ –агар, на которые укладывались нанопленки (с покрытием и без покрытия) с целью выявления «зоны лизиса» вокруг и в области расположения сетки, указывающих на степень антибактериальной активности. Чашки Петри помещались в термостат на 24 и 48 часов.

В результате ммикробиологических исследований были получены следующие данные: в проекции сетки с нанопокрытием и на полипропиленовых нитях этой сетки роста культуры не определяется рост колонии через 24 и 48 часов инкубации. В случае использования сетки без нанопокрытия отмечается обильный рост культуры в проекции сетки и множественные колонии на полипропиленовых нитях непокрытой грыжевой сетки.

Для изучения биосовместимых свойств эндопротез-сетки (размеры 2х3 см) имплантировали 5 кроликам в переднюю брюшную стенку (покрытую – справа, непокрытую – слева) для визуального сравнения, а также сопоставления результатов на окрашенных гистологических препаратах, изъятых по окончанию эксперимента.

Повторно введя кроликов в наркотический сон (через 5 недель), визуально исследовали окружающие сетку ткани и состояние передней брюшной стенки.

У 3-х кроликов из пяти слева, где была установлена контрольная сетка (сетка, непокрытая нанопленкой), отмечалась спайка петли тонкой кишки к передней брюшной стенке в проекции непокрытой сетки.

При гистологическом исследовании изъятых образцов тканей с имплантированной непокрытой сеткой отмечалось обрастание сетки грубой рубцовой соединительной тканью с пучками толстых коллагеновых волокон, а также умеренная продуктивная воспалительная реакция с очаговой эозинофильной инфильтрацией и деградацией нитей самой сетки. 

В случае использования имплантата с нанопокрытием вокруг волокон сетки под микроскопом было видно более раннее развитие волокнистой соединительной ткани с формированием сети мелких тонкостенных кровеносных сосудов. Эозинофильная инфильтрация и обрастание сетки грубой соединительной тканью не наблюдались.

Антибактериальный механизм действия нанопленки из TiVOx основан на прямом контакте продуктов фотокатализа с бактериальной клеткой. Это приводит к повреждению мембран бактерий и гибели последних.

Сетки с нанопокрытием проявляют не только выраженные антибактериальные свойства, но и препятствуют образованию сером, гранулем, грубой соединительной ткани вокруг имплантата и эозинофильной инфильтрации мягких тканей вокруг сетки.

Таким образом, покрытая сетка проявляет не только антибактериальные, но и лучшие биосовместимые свойства.

Полученные положительные эффекты нанопокрытия позволяют рекомендовать его для апробации и внедрения в клиническую практику.