Разработка и экспериментальное обоснование использования ацеллюлярного дермального матрикса для герниопластики передней брюшной стенки

   Цель исследования: Разработать биологический имплантат, представляющий собой ацеллюлярный дермальный матрикс (АДМ), и оценить его применение в качестве поддерживающего материала в сравнении с коммерческим аналогом «Permacol^TM» для проведения ненатяжной герниопластики при лечении вентральной грыжи.

   Материалы и методы: Для получения АДМ использовалась децеллюляризированная с помощью детергентов и ферментов дерма свиньи породы Ландрас с последующей оценкой качества девитализации in vitro. Закрытие грыжевого дефекта проводилось на свиньях-грыженосителях породы Ландрас возрастом 4 мес. методом sublay с помощью АДМ (опытная группа) и PermacolTM (контрольная группа). Эксплантацию образцов проводили на 120-е сут. эксперимента. Эксплантированные материалы были обработаны для гистологического и иммуногистохимического исследования.

   Результаты: В результате детергентно-энзиматической обработки дермы были удалены все клеточные элементы, при этом нативная архитектоника дермы была нарушена незначительно. Образцы химически сшитого коммерческого биоматериала Permacol^TM имели более высокие механические характеристики, чем образцы АДМ, при этом не выявлено достоверных различий по показателям цитотоксичности. Результаты применения АДМ и Permacol^TM не отличались по состоянию тканей после эксплантации (количество фибробластов и эндотелиальных клеток). Через 120 дней материалы интегрировались в ткани организма без образования спаек и воспаления.

   Заключение: Согласно полученным результатам установлено, что АДМ не обладает цитотоксичными свойствами, имеет достаточные биомеханические показатели для эффективного укрепления опорных мягких тканей, не вызывает воспалительную реакцию при имплантации и полностью интегрируется в ткани. Проведенное исследование свидетельствует об эффективности и целесообразности применения разработанного АДМ для проведения хирургического лечения дефектов передней брюшной стенки.

1. Гуменюк С.Е., Губиш А.В., Попов А.Ю. и др. Сравнительный анализ качеств в жизни пациентов при различных вариантах герниопластики в лечении грыж живота. Кубанский научный медицинский вестник. 2017;1(2):61–65. doi: 10.25207/1608-6228-2017-2-61-65

2. Milburn ML, Holton LH, Chung TL, et al. Acellular dermal matrix compared with synthetic implant material for repair of ventral hernia in the setting of peri-operative Staphylococcus aureus implant contamination: a rabbit model. Surg Infect (Larchmt). 2008;9(4):433–442. PMID: 18759680. doi: 10.1089/sur.2007.044

3. Novitsky YW, Orenstein SB, Kreutzer DL. Comparative analysis of histopathologic responses to implanted porcine biologic meshes. Hernia. 2014;18(5):713–721. PMID: 24370604. doi: 10.1007/s10029-013-1203-7

4. Винник Ю.С., Маркелова Н.М., Миллер С.В. и др. Первые результаты и перспективы клинического применения биополимеров нового класса в хирургии. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2012;5(4):387–403.

5. Wang See C, Kim T, Zhu D. Hernia mesh and hernia repair: a review. Engineered Regeneration. 2020;1:19–33. doi: 10.1016/j.engreg.2020.05.002

6. Исаева Е.В., Бекетов Е.Е., Аргучинская Н.В., Иванов С.А., Шегай П.В., Каприн А.Д. Децеллюляризованный внеклеточный матрикс для тканевой инженерии (обзор). Современные технологии в медицине. 2022;14(3):57–69. PMID: 37064810. PMCID: PMC10090917. doi: 10.17691/stm2022.14.3.07

7. Zhang X, Chen X, Hong H, Hu R, Liu J, Liu C. Decellularized extracellular matrix scaffolds: recent trends and emerging strategies in tissue engineering. Bioact Mater. 2021;10:15–31. PMID: 34901526. PMCID: PMC8637010. doi: 10.1016/j.bioactmat.2021.09.014

8. Kaufmann R, Jairam AP, Mulder IM, et al. Non-cross-linked collagen mesh performs best in a physiologic, noncontaminated rat model. Surg Innov. 2019;26(3):302–311. PMID: 30834819. PMCID: PMC6535808. doi: 10.1177/1553350619833291

9. de Castro Brás LE, Shurey S, Sibbons PD. Evaluation of crosslinked and non-crosslinked biologic prostheses for abdominal hernia repair. Hernia. 2012;16(1):77–89. PMID: 21805341. PMCID: PMC3266498. doi: 10.1007/s10029-011-0859-0

10. Cheng AW, Abbas MA, Tejirian T. Outcome of abdominal wall hernia repair with biologic mesh: Permacol™ versus Strattice™. Am Surg. 2014;80(10):999–1002. PMID: 25264647.

11. Cavallo JA, Greco SC, Liu J, Frisella MM, Deeken CR, Matthews BD. Remodeling characteristics and biomechanical properties of a crosslinked versus a non-crosslinked porcine dermis scaffolds in a porcine model of ventral hernia repair. Hernia. 2015;19(2):207–218. PMID: 23483265. PMCID: PMC3883946. doi: 10.1007/s10029-013-1070-2

12. Bühler NE, Schulze-Osthoff K, Königsrainer A, Schenk M. Controlled processing of a fullized porcine liver to a decellularized matrix in 24 h. J Biosci Bioeng. 2015;119(5):609–613. PMID: 25468420. doi: 10.1016/j.jbiosc.2014.10.019

13. Reing JE, Brown BN, Daly KA, et al. The effects of processing methods upon mechanical and biologic properties of porcine dermal extracellular matrix scaffolds. Biomaterials. 2010;31(33):8626–8633. PMID: 20728934. PMCID: PMC2956268. doi: 10.1016/j.biomaterials.2010.07.083

14. Bottino MC, Thomas V, Jose MV, Dean DR, Janowski GM. Acellular dermal matrix graft: synergistic effect of rehydration and natural crosslinking on mechanical properties. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2010;95(2):276–282. PMID: 20842698. doi: 10.1002/jbm.b.31711

15. Mulier KE, Nguyen AH, Delaney JP, Marquez S. Comparison of Permacol™ and Strattice™ for the repair of abdominal wall defects. Hernia. 2011;15(3):315–319. PMID: 21234626. doi: 10.1007/s10029-010-0777-6

16. Chen Y, Dan N, Wang L, Liu X, Dan W. Study on the cross-linking effect of a natural derived oxidized chitosan oligosaccharide on the porcine acellular dermal matrix. RSC Advances. 2016;6(44):38052–38063. doi: 10.1039/C6RA03434A

17. Melman L, Jenkins ED, Hamilton NA, et al. Early biocompatibility of crosslinked and non-crosslinked biologic meshes in a porcine model of ventral hernia repair. Hernia. 2011;15(2):157–164. PMID: 21222009. PMCID: PMC3783088. doi: 10.1007/s10029-010-0770-0