В XX в. благодаря развитию химической промышленности стали появляться новые синтетические материалы, практическое применение которых рассматривалось в хирургии печени. У большинства из них имеется ряд общих недостатков, ограничивающих их использование. В живой организм поступает синтетический полимер, который не подвергается резорбции и, следовательно, может длительно поддерживать хроническое воспаление.

В связи с этим в последнее время стало перспективным изучение современной группы материалов - фторопластов (политетрафторэтилен, ПТФЭ, фторопласт-4), которые являются представителями полимеров тетрафторэтилена и отличаются особыми физико-химическими и техническими свойствами: они одни из наиболее термостойких соединений и выдерживают нагревание до 300-425°С без признаков разложения; им свойственны высокая радиационная и химическая стойкость, низкий коэффициент трения, а также высокая упругость, электропроводимость. В доступной мировой литературе недостаточно освещено применение полимеров из группы фторопластов в хирургии печени.

В нашей стране фторопласт-4 производится в Институте механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси (г. Гомель) методом газодинамической вытяжки расплава потоком мономера под действием излучения СО₂-лазера в вакууме.

Модифицирование полимеров медицинского назначения открыло широкие перспективы в решении актуальных проблем практической медицины. Однако в отношении фторопластов возникают трудности в связи с их физико-химическими особенностями.

Цель исследования - разработать способ модифицирования поверхности фторопласта-4 и провести его экспериментальную оценку.

В нашем исследовании для придания поверхности фторопласта-4 новых свойств применялись лекарственные вещества - 10%-й раствор кальция хлорида и «Фотолон» («Белмедпрепараты», Беларусь). Первый из них использовался для придания материалу гемостатических свойств за счет ионов кальция. «Фотолон» относится к лекарственным средствам, используемым в фотодинамической терапии.

Предложенный способ проводился по оригинальной схеме (заявка на патент Республики Беларусь на изобретение № а20170055 «Материал для пластики раневой поверхности печени»).

Рисунок 1. — Фрагмент фторопласта-4 с модифицированной поверхностью

Для оценки микроструктуры поверхности модифицированного фторопласта-4 в Белорусском республиканском центре зондовой микроскопии были проведены электронно-микроскопические исследования с использованием растрового электронного микроскопа (РЭМ) VEGA II LSH (Чехия) c системой энергодисперсионного микроанализа INCA ENERGY 250 ADD. Изображения снимались в режимах вторичных электронов (детектор SE) и обратно отраженных электронов (детектор BSE). С помощью системы энергодисперсионного микроанализа проводился полуколичественный и качественный анализ элементов.

С помощью РЭМ установлено, что покрытие из фотолона и кальция хлорида после модифицирования волокнисто-пористого фторопласта-4 консолидировало расположенные рядом фторопластовые волокна, закрывая их полностью. Все образцы остались пористыми с сохранением основной структуры.

На снимках со средним увеличением (линейка 50 мкм) установлено, что после нанесения покрытия поверхность становилась похожей на «обернутую глазурью», в оцениваемом поверхностном слое четко просматривались включения размером примерно 5 мкм. При изучении одних и тех же участков поверхности материала, выполненного с помощью вторичных электронов (детектор SE) и обратно отраженных электронов (детектор BSE), определено, что наибольшей яркостью обладали «5-микронные элементы». Они представляли собой кальций и хлор - наиболее тяжелые компоненты, использованные в процессе модифицирования исходного фторопласта-4 (рисунок 2).

Рисунок 2. - Электроннограммы фторопласта-4

С помощью энергодисперсионного анализа и последующих расчетов на поверхности модифицированного фторопласта-4 был определен атомарный процентный состав и рассчитано содержание компонентов. В нем доли волокон фторопласта, кальция хлорида в виде кристаллогидрата и фотолона составляли в среднем 51,64, 28,9 и 19,46% соответственно.

Для микробиологического исследования использовались грамположительные и грамотрицательные бактерии, устойчивые к ряду антибиотиков, высеянные из гнойных ран у пациентов отделений хирургического профиля лечебных учреждений г. Гродно. Было установлено, что комбинированное применение фторопласта-4 с модифицированной поверхностью и низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) оказывает антибактериальный эффект в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных микроорганизмов. Также установлено, что модифицированный фторопласт-4 в комбинации с НИЛИ красного спектра действия даже при однократной обработке обладает противомикробным эффектом и снижает степень инфицирования зоны имплантации. Кроме того, показано, что обработка полимеров на основе фторопласта-4 по стандартной методике в газовой камере окисью этилена обеспечивает полную стерильность материала.

Для оценки влияния компонентов предложенного материала на свертывающую способность крови проводилась тромбоэластография - графическая регистрация процесса свертывания крови, позволяющая определять состояние системы гемостаза. При оценке результатов тромбоэластографии установлено, что модифицированный фторопласт-4 не оказывает существенного влияния на скорость протекания стадий свертывания крови в месте имплантации (параметры - время реакции, время образования сгустка и значение максимальной амплитуды статистически значимых различий по сравнению с контрольными не имели, p>0,05). С помощью тромбоэластографии показано, что присутствие модифицированного фторопласта-4 при свертывании крови вызывает формирование кровяного сгустка в 1,55 раза более прочного в сравнении с губкой «Тахокомб».

Патенты:

1. Способ пластического закрытия раневой поверхности печени после резекции : заявка а 20150305 Респ. Беларусь : МПК А61В17/00 (2006.01) / В.В. Кудло, И.С. Цыдик, П.Н. Гракович ; дата публ.: 04.06.2015.

2. Материал для пластики раневой поверхности печени : а 20170055 Респ. Беларусь : МПК А61В 17/00, A61F 2/02, A61L 27/56, С08L 27/18, C01F 11/24 (2006.1) / В.В. Кудло, И.Г. Жук, П.Н. Гракович, И.С. Цыдик ; дата публ.: 20.02.2017.

Рекомендации по использованию:

1. Материалы, изготовленные из волокнисто-пористого фторопласта-4 отечественного производства, могут быть использованы для пластического закрытия раневых поверхностей печени в клинической практике, что подтверждается разработанным способом. С помощью стандартных методик они подвергаются стерилизации, после чего возможно их хранение в готовом к применению виде. Использование материалов на основе фторопласта-4 не требует специального оборудования и инструментария, а также освоения хирургами новых навыков.

2. Пластическое закрытие ран печени фторопластом-4 с модифицированной поверхностью будет способствовать снижению риска послеоперационных осложнений после резекции органа, поскольку данный материал обладает антимикробным и прокоагулянтным эффектом. Кроме того, за счет своих опорных свойств он предотвращает прорезывание паренхимы печени при фиксации к капсуле и обеспечивает плотное прилегание к раневой поверхности.

3. Отечественные фторопласт-4 и модифицированный фторопласт-4 при применении с пластической целью в хирургии печени могут быть использованы как импортозамещающие аналоги гемостатической губки «Тахокомб» (Никомед, Австрия). При сравнении цен материалов в перерасчете на аналогичные размеры лоскутов выявлено, что предложенные образцы дешевле иностранного более чем в 27 раз.