Молодежный инновационный вестник

2415-7805

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации

10264

Study of differences in the biomechanical properties of samples of postoperative scars

Kutsenko

Аndrew Vladimirovich

andreyla.kutsenko@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0002-5203-0087Rudneva

Julia Denisovna

julia.rudneva.03@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-4284-3012Chernykh

Alexander Vasilyevich

D.М., Professor, Head of the Department of Operative Surgery with Topographic Anatomychernyh@vrngmu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6281-0020Shevtsov

Artyom Nikolaevich

C.М., Associate Professor of the Department of Operative Surgery with Topographic Anatomyshan-87@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8641-2847Magomedrasulova

Asiyat Abdulnasirovna

Assistant of the Department of Operative Surgery with Topographic Anatomyordinatura@vrngmu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3158-1480

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

30062025

141101103

19022025

25032025

2025

It is known that any tissue of the human body is capable of displaying plastic properties, i.e. it can stretch or contract [1,2]. Under the influence of the force that acts on the tissue, tissue deformations occur, represented by the following stages: 1 the zone of initial deformation; 2 the zone of plastic deformation; 3 the zone of terminal deformation; 4 the average critical point; 5 the rupture zone. [3]. When performing operations on the anterior abdominal wall after suturing the wound and reducing the load on the tissue, stress relaxation phenomena occur: the tissue demonstrates the properties of elasticity and firmness. These processes occur due to the peculiarities of the histoarchitectonics of tissues of different topographic anatomical regions [4]. The presented processes have found a response in the scientific literature, however, no studies have been found on the differences in the biomechanical properties of postoperative scars. Goal. To identify differences in the integrity of the postoperative scar in the studied samples in the conditions of an infected and clean wound. Materials and methods. For this purpose, a study of 180 samples of postoperative scars previously operated on at the VSMU (Voronezh) rats, on a bursting electromechanical machine in accordance with GOST 8847-85 in the laboratory of KSMU (Kursk). Results. The tensiometry of samples obtained using various methods of hernial defect plastic (plastic with local tissues, PP (polypropylene mesh), DBT (decellularized bioengineered graft) showed that in the samples of "clean" and "infected" wounds with a standard load (16 N) in the longitudinal and transverse directions, the highest extensibility was observed in the case of using DBT. Conclusions. These data indicate that the use of DBT promotes the formation of scar tissue with high-quality mechanical properties, which may be a key factor in improving the effectiveness of postoperative recovery and reducing the risk of complications.

Введение. Известно, что любая ткань человеческого тела способна проявлять пластические свойства, т.е. может растягиваться или сокращаться [7]. Под действием силы, которая действует на ткань, происходит деформации ткани. При проведении операции перед хирургом встает вопрос, какой метод пластики использовать, чтобы повысить эффективность послеоперационного восстановления и снизить риск осложнений. Данная работа посвящена исследованию свойств волокон матрикса послеоперационного рубца, что в конечном итоге даст определенные представления о том, какой метод пластики способствует формированию рубцовой ткани с качественными механическими свойствами. Цель работы. Выявить различия в показателях целостности в исследуемых образцах послеоперационных рубцов в условиях инфицированной и чистой раны. Материалы и методы исследования. Исследовались биомеханические свойства фрагментов рубцовой ткани из передней брюшной стенки 180 крыс, прооперированных по поводу грыжи ПБС с использованием различных методов пластики (местными тканями, ППС (полипропиленовая сетка), ДБТ (децеллюляризированного биоинженерного трансплантата)) Результаты исследования. У всех прооперированных животных при выведении (на 30-х и 180-х сутках после операции) из эксперимента был выполнен забор фрагмента ПБС с обязательным захватом участка с ДБТ или ППС, или с областью пластики местными тканями в виде прямоугольных лоскутов, размерами 4-5 х 2-1,5 см, содержащих послеоперационный рубец, которые во время транспортировки в лабораторию КГМУ (г. Курск) хранились в емкости с охлажденным физиологическим раствором. Дальнейшее изучение биомеханических свойств послеоперационного рубца передней брюшной стенки включало оценку абсолютного удлинения тканей при растяжимости в поперечном и продольном направлениях на разрывной электромеханической машине в соответствии с ГОСТ 884785. При проведении испытаний в качестве критериев использовались удлинение при стандартной нагрузке 16 Н и нагрузка, при которой происходил разрыв образцов. При анализе результатов считали, что удлинение при стандартной нагрузке характеризовало эластические свойства протезного апоневроза, а разрывная нагрузка говорила о его прочностных свойствах. Из полученных таким образом значений вычисляли средние значения удлинения (эластичности), которые выражали в процентах и средние значения разрывной нагрузки (прочности) в Н. Для сравнения опытных групп с исходными биомеханическими свойствами ДБТ и ППС до их имплантации в ткани были использованы интактная полипропиленовая сетка размерами 4-5 х 1,5-2 и фрагменты ПБС размерами 9 1,5 х 11 1,5, полученные при аутопсии 2 кроликов мужского пола породы Белый Великан и децеллюляризированны 2% раствором SDS по разработанному протоколу, и разделенные на лоскуты прямоугольной формы размерами 4-5 х 1,5-2 см. Структура исследуемых групп представлена в таблице 1. Таблица 1. Структура групп прооперированных <table width="641"> <tbody> <tr> <td width="68"> </td> <td colspan="2" width="165"> Этап 1 </td> <td width="68"> </td> <td colspan="2" width="152"> Этап 2 </td> <td width="102"> Контроль 1 </td> <td width="87"> Контроль 2 </td> </tr> <tr> <td width="68"> группа </td> <td width="76"> количеств о объектов (n) </td> <td width="89"> сроки выведения из эксперимент а (сут) </td> <td width="68"> группа </td> <td width="76"> количеств о объектов (n) </td> <td width="76"> сроки выведения из эксперимент а (сут) </td> <td width="102"> интактная ППС </td> <td width="87"> фрагмент ПБС, обработанны й 2% SDS </td> </tr> <tr> <td rowspan="2" width="68"> пластика местным и тканями </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="89"> 30 </td> <td rowspan="2" width="68"> пластика местным и тканями </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="76"> 30 </td> <td rowspan="6" width="102"> n=10 </td> <td rowspan="6" width="87"> n=10 </td> </tr> <tr> <td width="76"> 15 </td> <td width="89"> 180 </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="76"> 180 </td> </tr> <tr> <td rowspan="2" width="68"> пластика с ППС </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="89"> 30 </td> <td rowspan="2" width="68"> пластика с ППС </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="76"> 30 </td> </tr> <tr> <td width="76"> 15 </td> <td width="89"> 180 </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="76"> 180 </td> </tr> <tr> <td rowspan="2" width="68"> пластика с ДБТ </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="89"> 30 </td> <td rowspan="2" width="68"> пластика с ДБТ </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="76"> 30 </td> </tr> <tr> <td width="76"> 15 </td> <td width="89"> 180 </td> <td width="76"> 15 </td> <td width="76"> 180 </td> </tr> </tbody> </table> Для оценки значимости различий между группами использован H-критерий Краскела-Уоллиса, в качестве меры центральной тенденции - медиана (Ме), а меры изменчивости межквартильный интервал (Q1-Q3). Результаты исследования образцов, полученных из групп 2-го этапа исследования -пластика дефекта передней брюшной стенки лабораторных животных в условиях чистой раны, на 30-е (Н=49,014, при р0,001, Н=53,063, при р0,001) и 180-е (Н=55,009, при р0,001, Н=53,812, при р0,001) сутки после операции, показали, что при стандартной нагрузке (16 Н) в продольном и поперечном направлении самый высокий показатель растяжимости наблюдался в 4-й контрольной группе (интактная полипропиленовая сетка), тогда как самый низкий показатель был зафиксирован в 1-й опытной группе (рубец с местными тканями). Наиболее прочными и эластичными рубцами на 30-е и 180-е сутки после операции оказались те, которые сформировались после пластики с использованием биотрансплантата и сетчатого протеза. Эти данные свидетельствуют о том, что применение ДБТ способствует формированию рубцовой ткани с качественными механическими свойствами, что может быть ключевым фактором для повышения эффективности послеоперационного восстановления и снижения риска осложнений. При исследовании биомеханических свойств рубцов, сформированных в условиях инфицированной раны, были получены следующие результаты: на 30-е сутки после пластики наиболее эластичными рубцами в продольном и поперечном направлении при стандартной нагрузке оказались в группе, где был использован биоинженерный трансплантат. Исследование на разрыв в продольном и поперечном направлениях показало наиболее высокие результаты в группе, где была выполнена пластика с помощью децеллюляризированного биоинженерного трансплантата. В группе, где был использован сетчатый протез, на 30-х сутках после операции в 5 случаях (33,5 %) при растяжении фрагмента рубцовой ткани произошло отслаивание ППС от мягких тканей, что свидетельствует о неудовлетворительном процессе интеграции сетки в ткани ПБС. Тензиометрия рубцов на 180-е послеоперационные сутки показала, что максимальная прочность и эластичность была при пластике грыжевого дефекта с помощью биотрансплантата. Заключение. Полученные данные свидетельствуют о том, что применение ДБТ способствует формированию рубцовой ткани с качественными механическими свойствами, что может быть ключевым фактором для повышения эффективности послеоперационного восстановления и снижения риска осложнений.

Драбовский, В. С. Биомеханические свойства тканей передней брюшной стенки при пластической деформации / В. С. Драбовский, С. В. Малик, А. С. Тумбашян, А. В. Гарань. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 18 (122). — С. 131-134. — URL: https://moluch.ru/archive/122/33843/

(дата обращения: 15.02.2025).

Федоров А. Е. Математическая модель кожи человека и ее приложение к задачам биомеханики: дисс....

канд. тех. наук: 01.02.04 / Федоров Андрей Евгеньевич. — Пермь, 2007. — 96 с

Аветиков Д. С., Гутник А. А. Гистотопографическое обоснование подъема и мобилизации лоскутов в фиксирующих зонах // актуальные проблемы современной медицины: Вестник украинской медицинской стоматологической академии. 2010. №4 (32). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/gistotop0grafichne-obgruntuvannya-pidyomu-ta-mobilizatsiyi-klaptiv-ufiksuyuchih-zonah (дата обращения: 15.02.2025).

Лысенко Р. Б. изучение деформационных изменений передней брюшной стенки при функциональных нагрузках // актуальные проблемы современной медицины: Вестник украинской медицинской стоматологической академии. 2015. №3-2 (51). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vivchennyadeformatsiynih-zmin-perednoyi-cherevnoyi-stinki-pri-funktsionalnih-navantazhennyah (дата обращения:

15.02.2025).