Сравнительная морфологическая характеристика реакций ткани человека на биорезорбируемые нитевые имплантаты

A whole new area of using threads/filaments of different composition and with various pulling structures has evolved in plastic and aesthetic surgery. Currently, the selection of products for thread lifting quite wide, but the effect of soft tissue ligature support does not always live up to the expectations of a doctor and a patient. The lack of morphological studies of the tissue response to a particular filamentous implant depending on its composition and structure may be one of the reasons for this. The question of choosing a product, its interaction with tissue, safety and effectiveness, as well as understanding the interval between procedures, correct installation technique remains extremely relevant. The work on studying cellular reactions to filamentous implants in human skin is not numerous and is of a single nature, which is primarily due to the technical and ethical complexity of obtaining material for histological examination. We attempted to evaluate the human responses to various bioresorbable implants in the anterior abdominal wall subcutaneous fat, therefore the first sample was taken from a patient before abdominoplasty, and the other sample from a patient after «massive cross» reinforcement via punch abdominal skin biopsies. We further examined human tissue reaction in morphological studies. The study was conducted with the help of Pathological Anatomy Department in Botkin Clinical Hospital Aand with the help of Electronic Microscopy Laboratory, Department of Pathological Anatomy, Vishnevskiy National Surgical Research Institute of the Ministry of Health of The Russian Federation. We aimed to study the anterior abdominal wall subcutaneous fat response to various bioresorbable filament implants, such as PCL+PLLA, PLA, PLA+PGA, PDO. We have come to the conclusion that, in comparison to the experimental work on rats, studies on human skin more accurately reflect the type of tissue reactions to the implant, as well as the filament biodegradation rate. Further research shall evaluate the changes in the mesh layer of the skin over the implant as the most important indicator of the clinical effect of dermal graft reduction. Here we have come to conclusion that PCL+PLLA threads are convergent in terms of the gradual implant biodegradation as well as the most irritating effect on surrounding tissues and the sequence of cellular reactions. Interval and frequency of PCL+PLLA reinforcement is of importance as well. Non-surgical correction with PCL + PLLA filaments can be a method of choice in correcting involutional skin changes, as it gives a noticeable balance of productive inflammation, biodegradation time and functional activity of the dermis.В настоящее время выбор продукции для нитево-го лифтинга достаточно широк, но все-таки эффект от применения лигатурной поддержки мягких тканей не всегда оправдывает ожидания врача и пациента. Одна из причин этого недостаточность морфологических исследований реакции ткани на тот или иной нитевой имплантат для дальнейшего корректного выбора согласно его составу, поэтому вопрос о выборе продукта для использования, его взаимодействии с тканью, безопасности и эффективности, а также понимании интервала между процедурами, правильным методом установки самого имплантата остаётся чрезвычайно актуальным. В связи с тем, что работы по изучению клеточных реакций в коже человека на нитевые имплантаты не многочисленные и носят единичный характер, что, в первую очередь, обусловлено сложностью организации получения материала для гистологического исследования по техническим и этическим причинам, мы попытались оценить реакции человека на различные биорезорбируемые имплантаты в подкожно-жировой клетчатке в области передней стенки живота, использовав кожу пациентки перед проведением абдоминопластики, а также еще одной пациентке выполнили панч-биоптаты кожи живота после проведённого «массивного перекрёстного» армирования, и далее изучали реакции ткани человека с помощью морфологического исследования. Исследование проводилось на базе патологоанатомического отделения КБ им. С.П. Боткина, а также на базе лаборатории электронной микроскопии отделения патологической анатомии «Института хирургии им. А.В. Вишневского». Целью работы явилось исследование реакции подкожно-жировой клетчатки в области передней стенки живота человека на различные биорезорбируемые нитевые имплантаты, такие как PCL (поликапролак-тон) +PLLA (левый L-лактид полимолочной кислоты), PLA (полимолочная кислота), PLA+PGA (полиглико-левая кислота), PDO (полидиоксон). В результате проведённого исследования пришли к выводу, что в сравнении с экспериментальными работами на крысах исследования на коже человека более достоверно отражают тип реакций ткани на имплантат, а также скорость биодеградации нити. Важной составляющей дальнейших исследований является оценка изменений сетчатого слоя кожи над имплантатом, как наиболее важного показателя при объяснении клинического эффекта сокращения кожного лоскута. Даже на примере одного случая, мы пришли к выводу, что наиболее раздражающим эффектом на окружающие ткани и последовательностью клеточных реакций конвергентно с постепенной биодеградацией имплантата обладают нити PCL+PLLA. Также важным является шаг и частота армирования нитями из PCL+PLLA. Метод нехирургической коррекции инволюционных изменений кожи нитями PCL+PLLA может являться методом выбора при коррекции инволюционных изменений кожи, так как прослеживается сбалансированность реакций человека между продуктивным воспалением, временем биодеградации и функциональной активностью дермы

Морфологическое обоснование эффективности применения ультразвуковой кавитации с 0,2 % раствором лавасепта при лечении гнойно-некротических осложнений синдрома диабетической стопы

Aim - structural and functional analysis of cells from purulent-necrotic wounds in patients with diabetic foot syndrome undergoing ultrasonic treatment with 0.2% Lavasept solution. Material and methods. It is presented morphological/ultrastructural analysis of wound specimens in 90 (DFS) patients aged 27-80 years with diabetic foot syndrome and purulent-necrotic complications who were hospitalized in the department of wounds and wound infections of the Vishnevsky Institute of Surgery in 2013-2016. Main group consisted of 75 patients, control group - 15 patients. Mean age was 58.4±8.2 years. All patients had diabetes mellitus type II for previous 13±4.5 years. Severity of foot tissue damage was assessed according to Wagner classification (F. Wagner, 1981). 46 (51.1%) patients had Wagner III-IV, 44 (48.9%) patients - Wagner II. Complex treatment included radical surgical management of purulent lesion, surgical revascularization for critical limb ischemia and foot reconstruction at the final stage. Additional measures were complete unloading of the foot, correction of carbohydrate metabolism and concomitant diseases. Topical treatment between surgical stages included dressing with 1.0% betadine solution (once a day). Ultrasonic cavitation was additionally applied in the main group. Electron microscopic examination of specimens was used before treatment, after 3-5 and 7-10 days in order to assess effectiveness of ultrasound cavitation for purulent-necrotic complications of DFS. Results. Ultrasound cavitation with 0.2% Lavasept solution effectively cleans wounds from microbial and cellular detritus, destroys cellular membranes of biofilm-forming microorganisms, prevents their redo development and reinfection of the wound. Effective management of the wounds accelerates reparative processes that allows to perform foot reconstruction early.Цель исследования - проведение структурно-функционального анализа клеток из ран больных с синдромом диабетической стопы (СДС) в стадии гнойно-некротических (ГН) изменений при ультразвуковой обработке с использованием антисептического препарата лавасепт. Материал и методы. Представлен морфологический/ультраструктурный анализ биоптатов ран 90 пациентов (75 больных основной группы, 15 - группы сравнения) в возрасте от 27 до 80 лет (средний возраст больных 58,4±8,2 года) с СДС в стадии ГН-изменений, госпитализированных в отдел ран и раневых инфекций Института хирургии им. А.В. Вишневского в 2013-2016 гг. У всех пациентов сахарный диабет 2-го типа. Объем поражения тканей стопы оценивали по классификации F. Wagner (1981). У 46 (51,1%) больных процесс был в стадии Wagner III-IV, у 44 (48,9 %) - в стадии Wagner II. Комплексное лечение пациентов включало радикальную хирургическую обработку гнойного очага, хирургическую реваскуляризацию (по показаниям) и пластическую реконструкцию стопы, коррекцию углеводного обмена и сопутствующих заболеваний. Местное лечение ран проводили под повязками с 1% раствором йодопирона. В основной группе больных местное лечение дополняли ультразвуковой кавитацией ран. Для оценки эффективности ультразвуковой кавитации при лечении ГН осложнений СДС с биопленочными формами бактерий проводилось электронно-микроскопическое исследование биоптатов до лечения, на 3-5-е и 7-10-е сутки лечения. Результаты. УЗК с 0,2% раствором лавасепта эффективно очищает раны от микробного и клеточного детрита, разрушает клеточные мембраны микроорганизмов и биопленки с микроорганизмами, предотвращая их повторное образование и реинфицирование ран, что способствует более быстрому переходу воспалительной фазы раневого процесса в репаративную и позволяет в более ранние сроки успешно производить пластическую реконструкцию стопы

Morphological justification of the effectiveness of ultrasonic cavitation with 0.2 [Morfologicheskoe obosnovanie éffektivnosti primeneniia ul'trazvukovoĭ kavitatsii s 0,2 % rastvorom lavasepta pri lechenii gnoĭno-nekroticheskikh oslozhneniĭ sindroma diabeticheskoĭ stopy]

AIM: Structural and functional analysis of cells from purulent-necrotic wounds in patients with diabetic foot syndrome undergoing ultrasonic treatment with 0.2% Lavasept solution. MATERIAL AND METHODS: It is presented morphological/ultrastructural analysis of wound specimens in 90 (DFS) patients aged 27-80 years with diabetic foot syndrome and purulent-necrotic complications who were hospitalized in the department of wounds and wound infections of the Vishnevsky Institute of Surgery in 2013-2016. Main group consisted of 75 patients, control group - 15 patients. Mean age was 58.4±8.2 years. All patients had diabetes mellitus type II for previous 13±4.5 years. Severity of foot tissue damage was assessed according to Wagner classification (F. Wagner, 1981). 46 (51.1%) patients had Wagner III-IV, 44 (48.9%) patients - Wagner II. Complex treatment included radical surgical management of purulent lesion, surgical revascularization for critical limb ischemia and foot reconstruction at the final stage. Additional measures were complete unloading of the foot, correction of carbohydrate metabolism and concomitant diseases. Topical treatment between surgical stages included dressing with 1.0% betadine solution (once a day). Ultrasonic cavitation was additionally applied in the main group. Electron microscopic examination of specimens was used before treatment, after 3-5 and 7-10 days in order to assess effectiveness of ultrasound cavitation for purulent-necrotic complications of DFS. RESULTS: Ultrasound cavitation with 0.2% Lavasept solution effectively cleans wounds from microbial and cellular detritus, destroys cellular membranes of biofilm-forming microorganisms, prevents their redo development and reinfection of the wound. Effective management of the wounds accelerates reparative processes that allows to perform foot reconstruction early.Цель исследования - проведение структурно-функционального анализа клеток из ран больных с синдромом диабетической стопы (СДС) в стадии гнойно-некротических (ГН) изменений при ультразвуковой обработке с использованием антисептического препарата лавасепт. Материал и методы. Представлен морфологический/ультраструктурный анализ биоптатов ран 90 пациентов (75 больных основной группы, 15 - группы сравнения) в возрасте от 27 до 80 лет (средний возраст больных 58,4±8,2 года) с СДС в стадии ГН-изменений, госпитализированных в отдел ран и раневых инфекций Института хирургии им. А.В. Вишневского в 2013-2016 гг. У всех пациентов сахарный диабет 2-го типа. Объем поражения тканей стопы оценивали по классификации F. Wagner (1981). У 46 (51,1%) больных процесс был в стадии Wagner III-IV, у 44 (48,9 %) - в стадии Wagner II. Комплексное лечение пациентов включало радикальную хирургическую обработку гнойного очага, хирургическую реваскуляризацию (по показаниям) и пластическую реконструкцию стопы, коррекцию углеводного обмена и сопутствующих заболеваний. Местное лечение ран проводили под повязками с 1% раствором йодопирона. В основной группе больных местное лечение дополняли ультразвуковой кавитацией ран. Для оценки эффективности ультразвуковой кавитации при лечении ГН осложнений СДС с биопленочными формами бактерий проводилось электронно-микроскопическое исследование биоптатов до лечения, на 3-5-е и 7-10-е сутки лечения. Результаты. УЗК с 0,2% раствором лавасепта эффективно очищает раны от микробного и клеточного детрита, разрушает клеточные мембраны микроорганизмов и биопленки с микроорганизмами, предотвращая их повторное образование и реинфицирование ран, что способствует более быстрому переходу воспалительной фазы раневого процесса в репаративную и позволяет в более ранние сроки успешно производить пластическую реконструкцию стопы

Application evaluation of a polydimethylsiloxane low-viscosity for cryopreservation and radiation sterilization of human cadaveric vascular allografts.

Aim: to investigate potential cryo- and radioprotective properties of a polydimethylsiloxane of low viscosity to provide safe and reliable cryopreservation and radiation sterilization of human cadaveric vascular allografts. Material and methods. A consecutive experimental set-up was carried out to establish polydimethylsiloxane (further — PDMS) protective endocellular properties. For this purpose a high-densitymesenchymal stem cells suspension was cryopreserved with 10% DMSO solution; PDMS exocellular protective properties were assessed by cyclic cryoconservation of ^femoral artery segments, while PDMS potential radioprotectiveproperties were assessed by gamma irradiation — induced sterilization of 3 cryopreserved femoral artery segments with gross length about 3cm, and for control grafts a slightly changed protocol with glycerin was used. In this study the dynamic viscosity of all cryopreserved vessels was analyzed with using specially designed experimental device, also electron scanning microscopy with lanthanide cells staining and routine hematoxylin — eosin cell staining were applied. Results. We have demonstrated a prominentexocellular protective effect of PDMS confirmed by a SEM and histological results, and also its mediated radioprotective effect, in particular because of its safer preliminary cryopreservation procedure. Conclusion. Use of PDMS for a cryopreservation and gamma sterilization showed its rationality, however requires further modification of protocols and additional researches.</p

A novel comprehensive approach for human vascular allografts cryopreservation and radiation sterilization for the tissue engineering industry

Aim: to verify new techniques for human cadaveric vascular allografts cryopreservation, thawing and sterilization for the tissue engineering purposes. We use polydimethylsiloxane (PDMS) as a well-known, promising coolant. This allowed us to completely omit any cryoprotective or vitrifying solutions. Using of PDMS also makes possible an applying these allografts directly after freezing and decellularization and also it will also provide an opportunity to develop secure protocols of tissue— engineered vascular conduits cryopreservation. Matherial and methods. After mathematical modeling of cooling process and its validation the experiment for sealed (isolated) freezing at low temperature conditions of 30 femoral arterial segments has been conducted. The segments were at least 10 cm in length and taken from 15 cadaveric donors in the age of 65-85 years. The freezing process was carried out using the abovementioned coolant— PDMS, and then physico-mechanical properties of these allografts were evaluated with the special Instron machine. According to the results obtained, a modeling of their sterilization conditions was conducted (the grafts were freezed). Results. By physico-mechanical properties validation and restricted histological analysis it was shown that there was an accordance between freezed/thawed allografts properties and native vessels. Conclusion. The abovementioned approach for allografts cryopreservation and thawing was efficient enough for further work in this direction