Сравнительная оценка гемосовместимости шовного материала, модифицированного гепарином с помощью разных методик

Проблема послеоперационных осложнений в хирургической практике, в том числе и тромбозов, нередко связана с используемым шовным материалом. Поиск новых видов шовных материалов, способных снизить риск развития послеоперационных осложнений в зоне сосудистого анастомоза, является актуальной задачей. Цель исследования – сравнительная оценка эффективности двух видов модификаций хирургического шовного материала гепарином для повышения гемосовместимости нити. Материал и методы. В настоящем исследовании использовали нить на основе полипропилена Prolene 3,0 (Ethicon, США). Ее модификацию проводили с помощью двух методик, основанных на использовании гепарина с полидиметилсилоксановым каучуком и гепарина с полигидроксибутиратом/оксивалератом. Состоятельность модифицирующего слоя и гемосовместимость оценивали методом сканирующей электронной микроскопии, спектроскопии диффузного рассеяния, гемолиза эритроцитов, адгезии и агрегации тромбоцитов. Результаты и их обсуждение. Покрытие на основе полидиметилсилоксанового каучука и гепарина располагалось неравномерно, с зонами утолщения или, наоборот, с зонами полного отсутствия покрытия. Модифицирующий слой на основе полигидроксибутирата/оксивалерата и гепарина располагался равномерно, без признаков утолщения и слущивания. Спектроскопия диффузного рассеяния подтвердила его присутствие на поверхности нити. Оценка гемосовместимости модифицированных нитей показала отсутствие гемолиза во всех исследуемых группах. Покрытие на основе полигидроксибутирата/ оксивалерата и гепарина статистически значимо снизило максимум агрегации тромбоцитов (46,28 %) относительно немодифицированной нити (82,64 %), модификация полидиметилсилоксановым каучуком и гепарином не повлияла на величину показателя (77,72 %). Количество адгезированных тромбоцитов на поверхности модифицированной полигидроксибутиратом/оксивалератом и гепарином нити было незначительным, встречались лишь единичные неактивированные формы тромбоцитов, в отличие от нити, модифицированной полидиметилсилоксановым каучуком и гепарином, на поверхности которой обнаружено большое количество адгезированных активированных тромбоцитов. Заключение. Результаты, полученные в ходе настоящего исследования, свидетельствуют о перспективности подхода в профилактике послеоперационных тромбозов путем послойной модификации хирургического шовного материала полигидроксибутиратом/оксивалератом и гепарином.

1. Wong C.Y., Vries M.R., Wang Y., Vorst J.R., Vahrmeijer A.L., Zonneveld A.J., Chaudhury P.R., Rabelink T.J., Quax P.H., Rotmans J.I. Vascular remodeling and intimal hyperplasia in a novel murine model of arteriovenous fistula failure. J. Vasc. Surg. 2014;59(1):192– 201. doi: 10.1016/j.jvs.2013.02.242

2. Kearns M.C., Baker J., Myers S., Ghanem A. Towards standardization of training and practice of reconstructive microsurgery: an evidence-based recommendation for anastomosis thrombosis prophylaxis. Eur. J. Plast. Surg. 2018;41(4):379–386. doi: 10.1007/s00238-018-1417-0

3. Lee V.T., Tiong H.Y., Vathsala A., Madhavan K. Surgical salvage of partial pancreatic allograft thrombosis presenting as ruptured pancreatic cyst: a case report. Transplant. Proc. 2014;46(6):2019–2022. doi: 10.1016/j.transproceed.2014.05.082

4. Luong-Van E., Grondahl L., Chua K.N., Leong K.W., Nurcombe V., Cool S.M. Controlled release of heparin from poly(epsilon-caprolactone) electrospun fibers. Biomaterials. 2006;27(9):2042–2050. doi: 10.1016/j.biomaterials.2005.10.028

5. Klopfleisch R. Macrophage reaction against biomaterials in the mouse model – Phenotypes, functions and markers. Acta Biomater. 2016;43:3–13. doi: 10.1016/j.actbio.2016.07.003

6. Douglass M., Garren M., Devine R., Mondal A., Handa H. Bio-inspired hemocompatible surface modifications for biomedical applications Prog. Mater. Sci. 2022;130:100997. doi: 10.1016/j.pmatsci.2022.100997

7. Noskovicova N., Hinz B., Pakshir P. Implant fibrosis and the underappreciated role of myofibroblasts in the foreign body reaction. Cells. 2021;10(7):1794. doi: 10.3390/cells10071794

8. Белоярцев Д.Ф., Талыблы О.Л. Отдаленные результаты эверсионной каротидной эндартерэктомии в зависимости от используемого шовного материала. Ангиол. и сосуд. хир. 2018;24(2):123–129.

9. Leivo J., Virjula S., Vanhatupa S., Kartasalo K., Kreutzer J., Miettinen S., Kallio P. A durable and biocompatible ascorbic acid-based covalent coating method of polydimethylsiloxane for dynamic cell culture. J. R. Soc. Interface. 2017;14(132):20170318. doi: 10.1098/rsif.2017.0318

10. Акентьева Т.Н., Мухамадияров Р.А., Кривкина Е.О., Лузгарев С.В., Кудрявцева Ю.А. Экспериментальная оценка спаечного процесса в брюшной полости при использовании немодифицированного шовного материала и модифицированного гепарином. Хирургия. 2020;(3):29– 34. doi: 10.17116/hirurgia202003129

11. Ye X., Wang Z., Zhang X., Zhou M., Cai L. Hemocompatibility research on the micro-structure surface of a bionic heart valve. Biomed. Mater. Eng. 2014;24(6):2361–2369. doi: 10.3233/BME-141049

12. Shen X., Su F., Dong J., Fan Z., Duan Y., Li S. In vitro biocompatibility evaluation of bioresorbable copolymers prepared from L-lactide, 1, 3-trimethylene carbonate and glycolide for cardiovascular applications. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2015;26(8):497–514. doi: 10.1080/09205063.2015.1030992

13. Bae S., DiBalsi M.J., Meilinger N., Zhang C., Beal E., Korneva G., Brown R.O., Kornev K.G., Lee J.S. Heparin-eluting electrospun nanofiber yarns for antithrombotic vascular sutures. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018;10(10):8426–8435. doi: 10.1021/acsami.7b14888

14. Mohandas S.P., Balan L., Gopi J., Anoop B.S., Mohan S.P., Rosamma Ph., Cubelio S.S., Bright Singh I.S. Biocompatibility of polyhydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate films generated from Bacillus cereus MCCB 281 for medical applications. Int. J. Biol. Macromol. 2021;176:244–252. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.02.006

15. Kaniuk L., Stachewicz U. Development and advantages of biodegradable PHA polymers based on electrospun PHBV fibers for tissue engineering and other biomedical applications. ACS Biomater. Sci. Eng. 2021;7(12):5339–5362. doi: 10.1021/acsbiomaterials.1c00757