Урология » Профилактика инкрустации мочеточниковых стентов путем применения экстракорпорального акустического воздействия ультразвуковым амплитудно-модулированным сигналом в хроническом эксперименте

Профилактика инкрустации мочеточниковых стентов путем применения экстракорпорального акустического воздействия ультразвуковым амплитудно-модулированным сигналом в хроническом эксперименте

DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2022.3.108-114

А.Ю. Цуканов, Д.С. Ахметов, А.А. Новиков, Д.А. Негров, Е.А. Рогачев, С.И. Мозговой, А.Р. Путинцева, С.Д. Чернов
1) Кафедра хирургических болезней и урологии ДПО ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет» Минздрава России, Омск, Россия; 2) кафедра машиностроения и материаловедения ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет» Минобрнауки России, Омск, Россия; 3) Научно-образовательный ресурсный центр нанотехнологий «Наноцентр» ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет» Минобрнауки России, Омск, Россия; 4) кафедра патологической анатомии, ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет» Минздрава России, Омск, Россия

Введение. Мочеточниковые стенты широко используются для дренирования верхних мочевыводящих путей. Инкрустация и колонизация стента микроорганизмами – самые грозные осложнения дренажей данного типа, приводящие к развитию его несостоятельности. Ни один из существующих методов по борьбе с данными осложнениями не решает проблемы полностью.
Цель исследования: оценка эффективности и безопасности применения экстракорпорального акустического воздействия ультразвуковым амплитудно-модулированным сигналом для профилактики инкрустации мочеточниковых стентов в хроническом эксперименте.
Материалы и методы. Коллективом авторов рассчитан, спроектирован и изготовлен ультразвуковой генератор, основным принципом работы которого служит генерация амплитудно-модулированного ультразвукового сигнала. В эксперименте задействовано 10 соматически здоровых беспородных собак без признаков инфекции мочевыводящих путей. Животным выполняли двустороннее стентирование мочеточников. Использовали стандартные полиуретановые стенты 5 СН. Начиная с 7-х суток послеоперацинного периода экстракорпорально воздействовали прибором в проекции мочеточникового стента, оставляя контралатеральный стент интактным. На 28-е сутки эксперимента извлекали стенты, измеряли массу каждого из них, исследовали состояние их поверхности методами растровой электронной микроскопии и сканирующей зондовой микроскопии. Проводили морфологическое исследование мочеточников, нисходящего отдела толстой кишки на стороне акустического воздействия. Результаты. В послеоперационном периоде осложнений не наблюдали. После извлечения средний вес озвученного стента составлял 0,5711±0,0264 г, интактного – 0,6218±0,0296 г (р=0,0023).
Поверхность нового стента имеет стройные ряды технологических дефектов небольших размеров, выявленных методами растровой электронной и сканирующей зондовой микроскопии. На поверхности
озвученного стента отмечаются наложения налета, но этот массив относительно рыхлый, фрагментарно повторяет технологическую исчерченность нового стента. На интактном сnенте исчерченность потеряна, видны образования грубой монолитной структуры с выраженными дефектами рельефа. При сканирующей зондовой микроскопии на поверхности нового стента высота технологических неровностей составила 0,15±0,02 мкм. На озвученном стенте средняя высота наложений составила 0,2382±0,0988 мкм, при средней высоте максимальных пиков 0,8564±0,5013 мкм. На интактном стенте средняя высота наложений достигала 1,2470±0,6559 мкм, средняя высота максимальных пиков – 3,1021±1,3844.
При гистологическом исследовании мочеточников степень повреждения уротелия в обеих группах была сопоставимой. На фоне воздействия ультразвуковым сигналом выявленные изменения не усугублялись. В стенке озвученных мочеточников отметили гипертрофию мышечных волокон, что объясняем рефлекторным усилением перистальтики при вибрации инородного тела в просвете мочеточника под действием ультразвука. Морфологических проявлений травматического повреждения толстой кишки не выявлено.
Выводы. Неинвазивное акустическое воздействие ультразвуковым амплитудно-модулированным сигналом является эффективным и безопасным способом профилактики инкрустации мочеточниковых стентов, требует дальнейшего изучения и адаптапции к клинической практике.

Ключевые слова: биопленка, инкрустация, мочеточниковый стент, ультразвук

Полный текст статьи доступен
в "Библиотеке Врача"

Литература

1. Chew B.H., Emmott A., Lange D., Paterson R.F. Ureterorenoscopy: Ureteral Stents and Postoperative Care. In: Smith’s Textbook Endourology, 4 Ed. by Willey Blackwell. 2019;1:642–652.

2. Komyakov B.K., Guliyev B.G. Internal drainage of the upper urinary tract in ureteral tumor obstructions: a review of literature. Cancer Urology. 2010;6(2):78–83. Russian (Комяков Б.К., Гулиев Б.Г. Внутреннее дренирование верхних мочевыводящих путей при опухолевых обструкциях мочеточников. Онкоурология. 2010;6(2):78–83). Doi: 10.17650/1726-9776-2010-6-2-78-83.

3. Choong S., Whitfield H. Biofilms and their role in infections in urology. BJU International. 2001;86(8),935–941. Doi: 10.1046/j.1464-410x.2000.00949.x

4. Burke J.P., Zavasky D.M. Nosocomial urinary tract infection. In Hospital Epidemiology and Infection Control; Glen Mayhall, C., Ed.; Lippincott Williams & Wilkins: Philadelphia, PA, USA. 1999;173–185.

5. Foxman B. Epidemiology of urinary tract infections: incidence, morbidity, and economic costs. The American Journal of Medicine. 2002; 113(1), 5–13. Doi: 10.1016/s0002-9343(02)01054-9.

6. Rebl H., Renner J., Kram W., et al. Prevention of Encrustation on Ureteral Stents: Which Surface Parameters Provide Guidance for the Development of Novel Stent Materials. Polymers. 2020;12(3):558. Doi: 10.3390/polym12030558

7. Warren J.W., Muncie H.L., Hebel J.R., Hall-Craggs M. Long-Term Urethral Catheterization Increases Risk of Chronic Pyelonephritis and Renal Inflammation. Journal of the American Geriatrics Society. 1994 42(12), 1286–1290. Doi: 10.1111/j.1532-5415.1994.tb06513.x

8. Tunney M.M., Jones D.S., Gorman S.P. Biofilm and biofilm-related encrustation of urinary tract devices. Methods in Enzymology. 1999;558–566. Doi:10.1016/s0076-6879(99)10043-0

9. Novikov A.B., Sergeev V.P., Ergakov D.V., et al. Stenting of the upper urinary tract: from bottom, from top, from side... Research and Practical Medicine Journal. 2020;7(4):105–117. Russian (Новиков А.Б., Сергеев В.П., Ергаков Д.В., др. Стентирование верхних мочевых путей: снизу, сверху, сбоку… Research’n Practical Medicine Journal. 2020;7(4):105– 117). Doi: https://doi.org/10.17709/2409-2231-2020-7-4-9.

10. Russian Federation invention patent № 2703472/17.10.2019. Bjul. №29. Novikov A. A., Tsukanov A. Yu., Akhmetov D. S. Method of non-invasive sanitation of ureteral stents. Russian (Патент РФ на изобретение. № 2703472/17.10.2019. Бюл. № 29. Новиков А.А., Цуканов А.Ю., Ахметов Д.С. Способ неинвазивной санации мочеточниковых стентов).

11. Tsukanov A.Yu., Akhmetov D.S., Novikov A.A., Negrov N.A., Putintseva A.R., Semikina S.P. Extracorporeal ultrasound exposure by the low-frequency acoustic amplitude-modulated signal on a ureteral stent for preventing its incrustation: experimental determination of optimal application points. Vestnik Urologii. 2021;9(3):70–78. Russian (Цуканов А.Ю., Ахметов Д.С., Новиков А.А., Негров Д.А., Путинцева А.Р., Семикина С.П. Определение оптимальных точек экстракорпорального акустического воздействия ультразвуковым амплитудно-модулированным сигналом на мочеточниковый стент с целью профилактики его инкрустации в эксперименте. Вестник урологии. 2021;9(3):70–78). Doi: https://doi.org/10.21886/2308-6424-2021-9-3-70-78

12. Lange D., Elwood C.N., Choi K., et al. Uropathogen interaction with the surface of urological stents using different surface properties. The Journal of Urology. 2009;182(3):1194–1200. Doi: 10.1016/j.juro.2009.05.008.

13. Cadieux P.A., Chew B.H., Nott L., et al. Use of triclosan-eluting ureteral stents in patients with long-term stents. Journal of Endourology. 2009;23(7):1187–1194. Doi: 10.1089/end.2008.0437.

14. Pechey A., Elwood C.N., Wignall G.R., et al. Anti-adhesive coating and clearance of device associated uropathogenic Escherichia Coli cystitis. The Journal of Urology. 2009;182(4):1628–1636. Doi: 10.1016/j. juro.2009.06.008.

15. Barros A.A., Rita A., Duarte C., et al. Bioresorbable ureteral stents from natural origin polymers. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2014;103(3):608–617. Doi: 10.1002/jbm.b.33237.

16. Hazan Z., Zumeris J., Jacob H., et al. Effective prevention of microbial biofilm formation on medical devices by low-energy surface acoustic waves. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2006;50(12):4144-4152. Doi: 10.1128/aac.00418-06.

17. Dror N., Mandel M., Hazan Z., et al. Advances in microbial biofilm prevention on indwelling medical devices with emphasis on usage of acoustic energy. Sensors. 2009;9(4):2538–2554. Doi: 10.3390/s90402538

18. Keller O.K., Kratysh G.S., Lubyanickij G.D. Ultrasonic cleaning. L.: Mashinostroenie. 1977;184 p. Russian (Келлер О.К., Кратыш Г.С., Лубяницкий Г.Д. Ультразвуковая очистка. Л.:Машиностроение. 1977;184 с.).

19. Tsukanov A.Yu., Akhmetov D.S., Blesman A.I., Rogachev E.A. The impact of ureteral stent surface on encrustation and biofilm formation. Urologiia. 2018;2:40–45. Russian (Цуканов А.Ю., Ахметов Д.С., Блесман А.И., Рогачев Е.А. Влияние поверхности мочеточникового стента на инкрустацию и формирование биопленок. Урология. 2018;2:40–45). Doi: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2018.2.40-45.

Об авторах / Для корреспонденции

А в т о р д л я с в я з и: А. Ю. Цуканов – д.м.н., профессор, заведующий кафедрой хирургических болезней и урологии ДПО, Омский государственный медицинский университет, Омск, Россия; e-mail: autt@mail.ru

Литература

Об авторах / Для корреспонденции

Похожие статьи