Использование полимерной фосфолипидной матрицы для закрытия открытых ран на слизистой оболочке полости рта

Результаты хирургического вмешательства в полости рта не всегда являются удовлетворительными и зависят от методики ведения послеоперационной раны. Анатомические особенности строения челюстно-лицевой области в целом, а полости рта — в особенности являются причиной того, что даже небольшие по размеру травмы, дефекты и повреждения вынуждают хирургов к проведению объемных оперативных вмешательств [1]. Радикальные операции на мягких тканях полости рта сопряжены с необходимостью удаления большого объема тканей, нередко с использованием донорской зоны и формированием обширных после­операционных дефектов, что приводит к необходимости их одномоментного закрытия и защиты раны.

Заживление открытых раневых поверхностей на слизистой оболочке полости рта при недостатке объема окружающих местных тканей совершается посредством вторичного натяжения. В этом случае происходят постоянное травматическое воздействие и бактериальное загрязнение раны, что вызывает изменение объемов тканей в послеоперационной области и формирование деформирующей рубцовой ткани [2]. Это нередко приводит к изменению архитектоники полости рта, уменьшению глубины преддверия, а также к усугублению дальнейшего проведения ортопедического лечения [3–6].

Традиционные способы ведения открытой раневой поверхности (ведение раны под йодоформной турундой, открытое ведение раневой поверхности, ведение раны под альвожелем, под тахакомбом и наложение сближающих швов) в большинстве случаев сопровождаются болью, бактериальным инфицированием, кровотечением, а в дальнейшем — формированием рубцовых изменений.

Наиболее часто применяемыми методами закрытия открытой раны на слизистой оболочке полости рта являются использование соединительнотканного лоскута на питающей ножке [7–9] и свободного небного лоскута (свободный десневой трансплантат, свободный соединительнотканный транс­плантат). Они позволяют добиться хороших ре­зультатов, однако не лишены определенных не­достатков, главным из которых является необходимость проведения дополнительной операции в донорской области [10, 11]. После забора аутотранс­плантата на небе остается открытая раневая поверхность, которая заживает вторичным натяжением. Послеоперационное течение, сопровождаемое значительным дискомфортом для пациентов, ограничивает применение данных методов в хирургической практике при всей уникальности этого регенераторного материала.

Несмотря на большое количество консервативных и хирургических методов и способов лечения воспалительно-деструктивных процессов, в полости рта не всегда удается полностью восстановить разрушенные ткани, их оригинальную структуру и функции. На современном этапе развития хирургической стоматологии идет активный поиск материалов и методик с более универсальными возможностями и прогнозируемым результатом, применение которых позволит уменьшить негативные последствия заживления послеоперационных ран вторичным натяжением.

Следует отметить, что для регенерации слизистой оболочки полости рта нужна постоянная замена одних популяций клеток другими, специфичными для соединительной ткани, что способствует уменьшению зоны некроза в области раны. Выраженная воспалительная реакция в этом случае активирует заживление раны вторичным натяжением, однако всегда сопровождается миграцией макрофагов и создает благоприятные условия для адгезии микробов [12–16]. В связи с этим большой интерес вызывают данные об использовании в хирургии синтетических материалов, которые позволяют изолировать послеоперационные дефекты в полости рта, защитить раневую поверхность и оптимизировать процессы заживления раны. Эти материалы не обладают антигенной чужеродностью и позволяют закрыть любые по форме дефекты, невзирая на особенности строения и формы раневой области.

Одним из таких материалов является Реперен (ООО «Репер НН», Н. Новгород, Россия) [17]. Материал обладает эластичностью, т.е. способностью принимать любую заданную форму без складок и натяжений, для его использования характерно отсутствие остаточной деформации. Указанный материал обладает также повышенной устойчивостью в биологически активных средах, повышенной устойчивостью к окислительным процессам и процессам адсорбции белков на поверх­ности, способствует предотвращению образования грубой соединительнотканной капсулы.

На сегодняшний день уже достаточно данных о его использовании для закрытия раневых поверхностей в различных отраслях медицины, таких как общая хирургия, офтальмохирургия, торакопластика, челюстно-лицевая хирургия и нейрохирургия [18–27].

Такая распространенность и характеристики полимерного материала Реперен привлекли наш интерес к использованию его в хирургической стоматологии для изолирования раневой поверхности после проведения хирургического лечения с целью оптимизации процессов заживления и защиты раневой поверхности.

Цель исследования — оценить возможность использования полимерного материала Реперен для закрытия открытой раны на слизистой оболочке полости рта на основании экспериментальных данных.

Материалы и методы.

Физико-химические свойства полимерной матрицы Реперен. Полимерный материал Реперен представляет собой пространственно сшитый полимер из олигомеров метакрилового ряда. Особенность его синтеза заключается в одностадийной технологии (мономер изделие), что предотвращает попадание инородных примесей. Изготовление осуществляется методом фронтальной фотополимеризации в квазизамкнутых формах, задающих геометрию и размеры формируемого изделия.

Известные свойства данного полимерного материала дали возможность разработать матрицу для регенерации слизистой оболочки полости рта, предназначенную для закрытия открытых ран в полости рта [28].

Разработанная матрица представляет собой двухслойную неперфорированную пленку. Один слой имеет сетчатую структуру в виде рельефного рисунка, занимающего от 10 до 90% площади матрицы, высотой, равной половине толщины матрицы, и с образующим элементом в форме кольца (внутренний диаметр которого — от 0,7 до 2,0 мм, а ширина — от 0,2 до 1,0 мм). Второй слой — сплошной, что обеспечивает плотное прилегание матрицы к раневой поверхности.

Отличительной особенностью данной полимерной мембраны (матрицы) является то, что на ее поверхности сформирован слой из предельных углеводородов с длиной цепочки от 8 до 18 атомов углерода, ориентированных преимущественно к поверхности пластины. Гидрофобные концы обращены к раневой поверхности и абсорбируют на себя липиды, содержащиеся в ней, таким образом, что гидрофобные концы липидов обращены к гидрофобным концам матрицы, а гидрофильные — «наружу». Гидрофильные концы липидов в свою очередь абсорбируют на себя белки, содержащиеся в раневой поверхности. Таким образом воспроизводится поверхность, подобная поверхности клеточной мембраны. Именно такое решение позволяет достичь высокой адгезии стволовых (мезенхимальных) клеток к матрице, что обеспечивает высокую плотность прикрепления клеток к данной матрице, а также стимуляцию пролиферации и дифференцировки собственных тканей и прорастание новых формирующихся соединительнотканных волокон.

Данная матрица не вызывает аллергических реакций, устойчива к воздействию биологически активных жидкостей, хорошо адгезируется к ране, что предот­вращает возможные ее движения, результатом чего является формирование стойких грануляций.

Применение матрицы исключает развитие воспалительных процессов и предотвращает образование рубцовой ткани, так как эпителизация раневой поверхности происходит без деформаций общего объема тканей и без изменения их строения. Полимерная матрица является биологически инертной, не вызывает воспалительных реакций и капиллярных разрастаний в смежных тканях или реакции отторжения, что позволяет использовать ее для ускорения процессов заживления раневой поверхности и тем самым повышать эффективность хирургических методов лечения в полости рта.

Экспериментальное исследование. Модель эксперимента включала создание у животного дефекта слизистой оболочки полости рта на твердом небе. Условия были аналогичны часто встречающейся клинической ситуации при выполнении хирургических вмешательств, требующей использования свободного десневого ауто­трансплантата, что неизбежно сопровождается созданием раневой поверхности на твердом небе.

Эксперимент проводили на 15 кроликах породы шиншилла обоего пола массой 3750–4000 г. План исследования предусматривал три этапа наблюдения: 3, 5 и 7-е сутки. На каждом этапе участвовали по 5 особей кроликов.

Ход эксперимента. Работа проведена в соответствии с этическими принципами, установленными Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (принятой в Страсбурге 18.03.1986 г. и подтвержденной в Страсбурге 15.06.2006 г.), и одобрена Этическим комитетом НижГМА. Под общим наркозом барбитурата натрия (30 мг/кг, внутривенно) и дополнительной инфильтрационной анестезией раствором Ультракаина 1:100 000 (с содержанием адреналина) производили забор соединительнотканного аутотрансплантата определенного размера и формы (рис. 1, а). Далее края стерильной упаковки с матрицей Реперен после обработки 70% спиртом обрезали, с помощью стерильных пинцетов извлекали матрицу из упаковки. Ножницами вырезали имплантат необходимого размера (который составлял 1/2 от полученного дефекта), и формы. Затем Реперен укладывали на дефект в области твердого неба таким образом, чтобы матрица закрывала половину полученной раневой поверхности с перекрытием краев раны на 3 мм, и фиксировали шовным материалом Vicryl 5-0 на атравматичной игле узловыми швами (рис. 1, б). Вкол иглы осуществляли четко в центр кольца жесткости. Вторая половина раневой поверхности заживала вторичным натяжением (традиционная методика) без использования каких-либо дополнительных материалов.

Рис. 1. Ход эксперимента: а — замер полученного дефекта на твердом небе; б — мембрана Реперен фиксирована швами на половине дефекта; в — забор биоптата после ранее проведенной операции

Выведение животных из эксперимента осуществляли на 3, 5 и 7-е сутки после проведения операции по забору соединительнотканного аутотрансплантата с помощью инъекции барбитурата натрия (30 мг/кг, внутривенно) и с дальнейшим введением в ток крови по венам воздушных эмболов. Во время операции выполняли забор полнослойного соединительнотканного аутотрансплантата твердого неба (в области ранее сформированного дефекта) с частичным захватом по краям раны здоровой соединительной ткани (рис. 1, в).

В дальнейшем проводили гистологическое исследование всех биоптатов, полученных на 3, 5 и 7-е сутки после забора полнослойного аутотрансплантата слизистой оболочки твердого неба с участком экспериментально созданной раневой поверхности на всем протяжении раны. Для морфометрической обработки и создания видеоархива полученного материала использовали микроскоп Nikon 1001, объективы — ×90, ×40, ×15, окуляр — ×5. Компьютерный анализ гистологических препаратов проводили с помощью системы анализа изображений, состоящей из микроскопа проходящего света ECLIPS (Nikon), компьютера Pentium IV IBM, цветной цифровой видеокамеры DS, блока управления DS-U1 (Nikon) и программного обеспечения ФСТ-2U. Для оценки патологических процессов, происходящих в тканях, проведено морфометрическое исследование наличия лимфогистиоцитарной (круглоклеточной) и лейкоцитарной (нейтрофильной) инфильтрации, определены площадь некроза и площадь грануляционной и соединительной ткани.

Статистическую обработку выполняли с помощью метода Фишера (для групп числом менее 15). Всего было проанализировано 30 гистологических препаратов с использованием традиционных методов [29–32].

Интенсивность эпителизации раны оценивали с цитологическим методом исследования путем забора мазков-отпечатков из области раны на 3, 5 и 7-е сутки после удаления матрицы Реперен с экспериментально созданного дефекта на твердом небе. Мазки помещали на обезжиренные предметные стекла, равномерно распределяли шпателем по поверхности, затем окрашивали азур-эозином по Романовскому–Гимзе. Просмотр мазков и подсчет клеточных элементов проводили с использованием микроскопа Nikon 1001, объектив — ×90, окуляр — ×15. Всего проанализировано 30 мазков-отпечатков послеоперационной раны [33, 34].

Результаты и обсуждение. На 3-и сутки после операции в биоптатах слизистой оболочки твердого неба у кролика без использования полимерной матрицы Реперен при гистологическом исследовании слизистой оболочки твердого неба в зоне ранее созданного дефекта отмечался обширный некроз ткани с выраженной нейтрофильной инфильтрацией, полнокровием сосудов и отеком. Признаков развития грануляционной, а тем более соединительной ткани не отмечалось (рис. 2, а). На гистологической картине слизистой оболочки, где использовалась матрица Реперен, на 3-и сутки отмечались небольшие участки некроза, умеренная нейтрофильная и лимфогистиоцитарная инфильтрация, кровоизлияния, полнокровие, в единичных полях зрения — начало формирования грануляций (рис. 3, а).

Рис. 2. Морфологическая картина гистологического препарата слизистой оболочки твердого неба в участке, заживающем без использования полимерной мембраны Реперен (гематоксилин и эозин; ×200): а — на 3-и сутки; б — на 5-е сутки; в — на 7-е сутки

Рис. 3. Морфологическая картина гистологического препарата слизистой оболочки твердого неба в участке, заживающем с использованием полимерной мембраны Реперен (гематоксилин и эозин; ×200): а — на 3-и сутки; б — на 5-е сутки; в — на 7-е сутки

На 5-е сутки после операции при гистологическом исследовании препаратов слизистой оболочки раны, заживающей без использования матрицы Реперен, наблюдалось снижение площади некроза вдвое и уменьшение нейтрофильной инфильтрации. В некоторых полях зрения отмечалось образование грануляционной ткани и небольших участков соединительной ткани (рис. 2, б). Картина слизистой оболочки твердого неба, заживающей с использованием матрицы Реперен, на 5-е сутки свидетельствовала о полном исчезновении нейтрофилов, единичных кровоизлияниях и активном формировании грануляционной и соединительной ткани (рис. 3, б).

На 7-е сутки после операции в зоне, которая заживала открытым способом, без применения полимерной матрицы Реперен, отмечались полное отсутствие нейтрофильной инфильтрации, развитие грануляционной и формирование соединительной ткани, а также умеренная круглоклеточная инфильтрация (рис. 2, в).

Состояние слизистой оболочки твердого неба на 7-е сутки в зоне, которая заживала под матрицей Реперен, соответствовало слизистой оболочке обычного вида с развитием новообразованной грануляционной и неж­новолокнистой соединительной ткани в подслизистом слое (рис. 3, в).

Анализ динамики регенераторного процесса в случае использования полимерной матрицы Реперен и без нее на основании данных морфометрического метода исследования клеточного состояния раневой поверхности на различных этапах послеоперационного наблюдения показал, что процесс регенерации слизистой оболочки, заживающей под полимерной матрицей Реперен, проходил значительно быстрее (табл. 1, 2).

Таблица 1. Морфометрическая характеристика раневой поверхности, заживающей без использования полимерной матрицы Реперен, %

При использовании матрицы Реперен на 3-и сутки интенсивность воспалительной реакции уменьшалась за счет снижения количества нейтрофилов, а к 5-м суткам они исчезали полностью. Начало образования грануляционной ткани также можно было увидеть уже на 3-и сутки. В гистологических препаратах слизистой оболочки, заживление которой проходило без полимерной матрицы, наблюдались некротические явления, выраженные на 3-и сутки и на половину снижающиеся к 5-м суткам, длительный воспалительный процесс и малое количество образования грануляционной и соединительной ткани.

Цитологическое исследование и сравнение мазков-отпечатков с раневой поверхности, которая заживала под матрицей Реперен и без ее использования, показали существенные различия в сроках эпителизации. В мазках-отпечатках из раны, которая заживала с использованием полимерной матрицы, на 3-и сутки отмечались массивное кровоизлияние и большое количество эритроцитов, как и из раны без ее использования.

На 5-е сутки в мазках-отпечатках из раны, которая заживала открытым способом, сохранялось большое количество эритроцитов, в то время как в препаратах из раны, которая заживала под матрицей Реперен, отмечалось увеличение дифференцированных клеток эпителия, в основном за счет промежуточных эпителиоцитов.

На 7-е сутки в мазках-отпечатках из раны, которая заживала без использования матрицы, отмечались единичные эпителиоциты, в то время как в препаратах раны, которая заживала под матрицей Реперен, наблюдалась эпителизация раневой поверхности за счет активного формирования эпителиоцитов (рис. 4, 5).

Рис. 4. Цитологическое исследование мазков-отпечатков из раны, которая заживала открытым способом без использования полимерной мембраны Реперен (азур-эозин по Романовскому–Гимзе; ×400): а — на 3-и сутки; б — на 5-е сутки; в — на 7-е сутки

Рис. 5. Цитологическое исследование мазков-отпечатков из раны, которая заживала с использованием полимерной матрицы Реперен (азур-эозин по Романовскому–Гимзе; ×400): а — на 3-и сутки; б — на 5-е сутки; в — на 7-е сутки

Таким образом, анализ данных морфологического и цитологического исследования убедительно доказал преимущества в использовании полимерной матрицы Реперен для закрытия раневой поверхности в полости рта, что выражено в уменьшении количества дней, необходимых для формирования подслизистого слоя, а именно формирования грануляционной и соединительной ткани. Процесс эпителизации раны также происходит значительно успешнее, а именно в 2 раза быстрее по сравнению с открытым способом ведения раны, за счет активного формирования промежуточных эпителиоцитов.

Заключение. Полимерная матрица Реперен способствует интенсификации местных регенеративных процессов в ране и может использоваться для закрытия обширных открытых раневых поверхностей на слизистой оболочке полости рта.

Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось никакими источниками, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.