Введение. При наличии неизлечимой патологии мочевого пузыря, например онкологической, угрожающей его нормальному функционированию, а также при его повреждении встает вопрос о полной или частичной замене органа.

На сегодняшний день для пластики мочевого пузыря используют ткани желудочно-кишечного тракта, чаще всего фрагменты тонкого [1–5] или толстого кишечника [4, 5]. Проводились работы по замещению дефектов мочевого пузыря собственными тканями организма – кожно-мышечным лоскутом [6], сегментом желудка [4, 5], тканью желчного пузыря [7], фрагментом сальника [8], также использовали аллогенные трансплантаты – консервированный гомогенный желчный пузырь [9], соединительнотканный аллогенный сухожильный трансплантат [10], плаценту [11]. Предпринимались попытки использовать синтетические материалы – поливиниловую губку [12], силикон [13], тефлон [14], викриловые матрицы [15], матрицы на основе полигликолевой кислоты [16]. Однако все предлагаемые методы протезирования характеризуются рядом недостатков, таких как травматичность операций, послеоперационные осложнения, при этом чаще всего трансплантат не может полностью взять на себя функции мочевого пузыря.

В связи с этим в настоящее время идут интенсивные исследования по получению биопротезов, которые по своей структуре соответствовали бы протезируемому органу [17–19], либо выступали в качестве основы для формирования структур мочевого пузыря [20, 21].

Получение в процессе воспалительной реакции соединительнотканной капсулы вокруг инородного тела может лечь в основу принципиально нового подхода – выращивания протезов в самом организме. Этот метод открывает перспективы получения соединительнотканных структур заданной формы и размера, использования их для протезирования различных поврежденных органов и тканей организма, в котором они сформированы. В ходе проведенных ранее экспериментальных исследований показана возможность использования таких аутопротезов для аутотрансплантации сонной артерии крыс и бедренной артерии кроликов, а также для замещения дефектов теменной кости крыс [22–25].

Предлагаемый метод при кажущейся простоте между тем ставит ряд вопросов, таких как приживаемость аутопротезов, динамика морфологических изменений в процессе их функционирования, продолжительность эффективной работы протезов.

Целью данного исследования стало изучение возможности использования соединительнотканных протезов для замещения участка стенки мочевого пузыря после частичной цистэктомии.

Материалы и методы. Работа выполнена на 60 белых беспородных крысах массой 250–260 г. При соблюдении всех правил асептики и антисептики животным под кожу спины вшивали имплантаты из полихлорвинила, служившие основой для формирования соединительнотканного протеза. Рану ушивали отдельными узловыми швами. Для наркоза использовали ксилазин в дозе 0,6 мл/кг и золетил 100–0,02 мл/кг внутримышечно. Для формирования соединительнотканной заплаты основа оставалась в организме крыс сроком от 1 до 6 нед, после чего имплантаты с соединительнотканной капсулой извлекали.

Для аутопластики использовали 5-недельные соединительнотканные протезы. Их снимали с полихлорвиниловой основы и помещали в промежуточную среду (0,9%-ный раствор хлорида натрия). Затем выполняли небольшой разрез в нижней части живота, рассекая кожу, подкожную клетчатку, мышечный слой. Выделяли мочевой пузырь и иссекали небольшой кусок ткани, тем самым создавая дефект органа, в который в дальнейшем вшивали соединительнотканный аутопротез с помощью шовного материала Prolene 7/0. Это нерассасывающаяся нить, которую целенаправленно использовали как метку области протезирования. Брюшную полость послойно ушивали шовным материалом Vicryl 4/0.

Выведение животных из эксперимента производили передозировкой диэтилового эфира через 1, 3, 6, 9 и 12 мес. В качестве контрольной группы использовали интактных животных и крыс, которым проводили частичную цистэктомию и пластику удаленным фрагментом мочевого пузыря. Их забой осуществляли через 1 мес после операции.

Для гистологического исследования весь полученный материал фиксировали в 10%-ном нейтральном формалине. После стандартной проводки готовили срезы толщиной 3–5 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону на коллагеновые волокна и фуксилином по Вейгерту на эластические волокна. Наряду с морфологическим описанием гистологических препаратов проводили морфометрические исследования соединительнотканных протезов. Определяли толщину стенки аутопротеза, общее количество клеток на единицу площади, соотношение отдельных типов клеток.

При гистологической оценке качества протезирования исследовали участок мочевого пузыря, участок ткани в месте анастомоза и участок самого протеза.

Статистическую обработку данных проводили с использованием непараметрических методов статистики (критерии Манна–Уитни, Краскела–Уоллиса). Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Все экспериментальные исследования выполнялись с соблюдением международных принципов Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным.

Результаты. Формирование протеза начиналось с типичной для инкапсуляции любого инородного тела инфильтрации окружающей ткани клетками, принимающими участие в воспалении и формировании соединительной ткани: нейтрофилами, лимфоцитами, моноцитами-макрофагами и фибробластами (см. таблицу).

Наибольшее число клеток на единицу площади наблюдалось на 1-й и 2-й неделях формирования соединительнотканной капсулы, причем преобладающим типом клеток были фибробласты (см. таблицу). Они образуют волокна рыхлой соединительной ткани, а также аморфный компонент межклеточного вещества, поэтому на ранних сроках стенка аутопротеза состояла из рыхлой соединительной ткани, волокнистые структуры, как правило, были лишены определенной пространственной ориентации.

Известно, что, после того как фибробласт оказывается окруженным синтезированным им межклеточным веществом, клетка утрачивает способность к делению и превращается в фиброцит. В результате к 5-й неделе содержание фибробластов в протезе уменьшалось, а фиброцитов, напротив, возрастало (см. таблицу). Стенка протезов, полученных на 5–6-й неделе от начала эксперимента, была представлена волокнистой соединительной тканью. Коллагеновые волокна разной степени зрелости ориентированы преимущественно вдоль аутопротеза.

Согласно морфометрическим исследованиям толщина стенки протезов, полученных на полихлорвиниловой основе в период с 1-й по 6-ю неделю эксперимента, значительно не изменялась (рис. 1).

Наиболее подходящими для протезирования органов являются 5-недельные соединительнотканные протезы. На этот срок они представлены волокнистой соединительной тканью. Коллагеновые волокна имеют разную степень зрелости, их сопровождают тонкие эластические волокна. По периферии протеза располагаются капилляры и тонкостенные сосуды синусоидального типа (рис. 2).

Через 1 мес после замещения участка мочевого пузыря соединительнотканным аутопротезом изменения в области протезирования шли в двух направлениях. В первом случае стенка мочевого пузыря в области аутопротезирования была представлена слизистой оболочкой с очаговой пролиферацией переходного эпителия. В проекции подслизистой определялись волокнистая соединительная ткань с проходящими в ней капиллярами и сосудами артериального типа со сформированной стенкой, а также умеренная лимфоцитарная инфильтрация и умеренно выраженный интерстициальный отек. Структур мышечной оболочки на этом сроке не обнаружено (рис. 3). Подобная картина структурных изменений отмечена и у животных, которым проводили частичную цистэктомию с дальнейшей цистопластикой удаленным фрагментом мочевого пузыря. Во втором случае отличительным моментом было появление признаков реактивной гиперплазии эпителия с формированием переходноклеточной папилломы. В проекции серозной оболочки визуализировались очаги ангиоматоза.

Отличительной особенностью аутопротезов по прошествии 3 мес после пластики было появление продольного мышечного слоя, а следовательно, частичного восстановления сократительной функции мочевого пузыря.

Подобная структура протеза сохранялась спустя 6 и 9 мес после аутопротезирования (рис. 4).

Через 12 мес в большинстве случаев в проекции протеза определялись сформированная слизистая с многослойным переходным эпителием, подслизистая оболочка. К этому сроку шло формирование мышечных слоев с продольной и циркулярной ориентацией (рис. 5).

Только в 1 случае спустя 12 мес после аутопластики в области протеза наблюдалась сформированная слизистая с ороговевающим плоскоклеточным эпителием. Очаговая лейкоплакия обусловлена выраженным воспалением в слизистом, подслизистом слоях и представлена интенсивной инфильтрацией лимфоидными элементами. При этом определялся формирующийся продольный мышечный слой в отсутствие циркулярного. В прилежащих к протезу участках имела место реактивная гиперплазия слизистой с участками плоскоклеточной метаплазии.

На все сроки наблюдения в области лигатуры констатировали развитие перифокального продуктивного воспаления. В подслизистой оболочке определялись очаги ангиоматоза и полнокровные сосуды, в прилежащих к аутопротезу областях – умеренно выраженный интерстициальный отек мышечной оболочки, представленной продольным и циркулярным слоями, с расширением пространств эндомизия.

В процессе отработки методики из-за несостоятельности наложенных швов от мочевого перитонита умерли 5 крыс. Примерно в 50% случаев у животных после забоя в мочевом пузыре были обнаружены камни различных размеров. Возможной причиной их появления стал нерассасывающийся шовный материал Prolene, который использовали для аутопластики. В свою очередь обнаруженные камни из-за длительного механического раздражения слизистой мочевого пузыря в единичных случаях могли стать стимулом формирования переходноклеточной папилломы через 1 мес и лейкоплакии мочевого пузыря через 12 мес после аутотрансплантации.

Обсуждение. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что образующуюся в процессе воспаления, вызванного введением в организм инородного тела, соединительнотканную капсулу можно использовать в качестве аутопротеза для замещения дефекта стенки мочевого пузыря. Получение аутопротезов характеризуется определенной динамикой формирования соединительнотканной заплаты от рыхлой соединительной ткани с преобладанием клеточных элементов в отсутствие волокнистых структур к более упорядоченной морфоструктурной организации и появлению коллагеновых и эластических волокон с продольно-циркулярной ориентацией.

Используемые для аутопластики 5-недельные протезы имеют достаточно прочную структур в отсутствие мышечного слоя. Так, при восстановлении с их помощью целостности мочевого пузыря ни в одном случае не наблюдалось разрыва стенки аутопротеза.

Соединительнотканные аутопротезы могут служить основой для формирования структур мочевого пузыря – слизистой, представленной переходным эпителием, элементов продольного и циркулярного мышечных слоев. Таким образом, с увеличением срока наблюдения соединительнотканные протезы приобретают схожую со стенкой мочевого пузыря морфологическую структуру. При этом сформированные непосредственно в организме животного, они обладают биологической инертностью и хорошей приживляемостью благодаря полной антигенной совместимости.

Заключение. Полученные результаты дают основание считать, что предлагаемый способ получения соединительнотканных протезов с последующей аутотрансплантацией является одним из возможных и перспективных методов замещения участка стенки мочевого пузыря, который требует дальнейшего совершенствования в ходе дополнительных экспериментальных исследований.

Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Российской Федерации, постановление № 211, контракт № 02.А03.21.0006.