Наконечна О. А., Кислов О. В.

РОЛЬ ПРОЗАПАЛЬНИХ ЦИТОКІНІВ В ОРГАНІЗМІ ЩУРІВ ПІСЛЯ ІМПЛАНТАЦІЇ ПОЛІПРОПІЛЕНОВИХ ХІРУРГІЧНИХ СІТОК ІЗ ПОКРИТТЯМ НА ОСНОВІ ТАНТАЛУ ТА ЙОГО ПОХІДНИХ

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Наконечна О. А., Кислов О. В.

Рубрика:

КЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

З початку ХХІ століття поліпропілен став основним матеріалом, який використовується при пластиці грижі. У світі викристовується більше 30 видів поліпропіленових хірургічних сіток, однак негативна статистика з приводу розвитку запального процесу після імплантації й досі залишається невтішною. Розвиток запального процесу після імплантації поліпропіленових хірургічних сіток спостерігається у 30-40% пацієнтів. Поліпропіленові сітки, завдяки своїй синтетичній природі та особливим фізико-хімічним властивостям, можуть посилити цю запальну реакцію. Відповідь організму на поліпропіленові матеріали може призвести до інкапсуляції хірургічної сітки у фіброзній тканині, процесу, призначеного для ізоляції стороннього матеріалу. Дана фіброзна реакція може спричинити дискомфорт, біль і порушення функціональністі сітки, спричинивши в подальшому деформацію. Протягом останніх років тантал з успіхом використовується для вироблення біосумісних медичних імплантів у хірургії, ортопедії та ортодонтії. Метою нашого дослідження було визначення вмісту прозапальних цитокінів, а саме IL-1β та IL-6, у плазмі крові експериментальних тварин через 28 діб після імплантації поліпропіленових хірургічних сіток з покриттям на основі танталу та його похідних, зокрема оксиду та нітриду танталу. До експериментальної групи увійшли 40 щурів – самців популяції WAG. Експериментальні тварини були розділені випадковим чином на шість груп. За допомогою хірургічного втручання було імплантовано поліпропіленову хірургічну сітку «Омега II стандарт» (Укртехмед, Україна) розміром 15х15мм із різними типами покриттів між черевною стінкою та товстою кишкою. Через 28 діб після оперативного втручання було проведено декапітацію експериментальних тварин шляхом цервікальної дислокації та відразу зібрано кров для визначення вмісту IL -1β та IL-6 в плазмі крові. Отримані дані після проведених досліджень вказують на те, що покриття з танталу і оксиду танталу не сприяють виникненню запального процесу у порівнянні із результатами групи експериментальних тварин, яким було імплантовано хірургічну сітку без покриття. У групі експериментальних тварин після імплантації хірургічної сітки з покриттям на основі танталу вміст IL-1β та IL-6 статистично був вищим на 14,6% та 21,6% відповідно до результатів у інтактних тварин. У групі експериментальних тварин після імплантації хірургічної сітки з покриттям на основі оксиду танталу вміст IL-1β та IL-6 статистично був вищим на 18,6% та 36,6% відповідно, у порівнянні з результатами групи інтактних тварин. У той же час, у групі експериментальних тварин після імплантації поліпропіленової хірургічної сітки без покриття вміст IL-1β та IL-6 статистично був вищим на 72% та 81,6% відповідно, у порівнянні з групою інтактних тварин. У результаті покриття на основі танталу та оксиду танталу продемострували відмінний протизапальний ефект та продемонстрували чудову біосумісність, що вказує нам на можливість подальшого вдосконалення хірургічних сіток за допомогою біосумісних покриттів для досягання кращих результатів у хірургічній практиці. continue the search for the optimal surgical mesh according to the chemical composition, which would suit specialists not only from the side of the physical properties of the surgical mesh, but also from the side of its biocompatible and anti-inflammatory properties. In recent years, tantalum has been successfully used to produce biocompatible medical implants in surgery, orthopedics, and orthodontics. The aim of our study was to determine the content of IL-1β and IL-6 in the blood plasma of experimental animals 28 days after implantation of polypropylene surgical meshes with a coating based on tantalum and its derivatives, in particular tantalum oxide and nitride. The experimental groups included 40 male rats of the WAG population. A 15x15mm polypropylene surgical mesh with different types of coatings was implanted between the abdominal wall and the colon with the help of surgery. 28 days after surgery, blood was collected to determine the content of IL-1β and IL-6. The data obtained after the conducted studies indicate that coatings made of tantalum and tantalum oxide do not contribute to the occurrence of the inflammatory process in comparison with the results of a group of experimental animals that were implanted with a surgical mesh without a coating. Coatings based on tantalum and tantalum oxide demonstrated excellent anti- inflammatory effects and demonstrated excellent biocompatibility, which indicates to us the possibility of further improvement of surgical meshes by applying biocompatible coatings to achieve better results in surgical practice.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Ayuso SA, Aladegbami BG, Kercher KW, Colavita PD, Augenstein VA, Heniford BT. Coated Polypropylene Mesh Is Associated With Increased Infection in Abdominal Wall Reconstruction. J Surg Res. 2022 Jul;275:56-62. DOI: 10.1016/j.jss.2022.01.027.
2. Seifalian A, Basma Z, Digesu A, Khullar V. Polypropylene Pelvic Mesh: What Went Wrong and What Will Be of the Future? Biomedicines. 2023 Mar 1;11(3):741. DOI: 10.3390/biomedicines11030741.
3. Pande T, Naidu CS. Mesh infection in cases of polypropylene mesh hernioplasty. Hernia. 2020 Aug;24(4):849-856. DOI: 10.1007/s10029-020-02142-5.
4. Kowalik CR, Zwolsman SE, Malekzadeh A, Roumen RMH, Zwaans WAR, Roovers JWPR. Are polypropylene mesh implants associated with systemic autoimmune inflammatory syndromes? A systematic review. Hernia. 2022 Apr;26(2):401-410. DOI: 10.1007/s10029-021-02553-y.
5. Lo TS, Lin YH, Chua S, Chu HC, Uy-Patrimonio MC, Ng KL. Immunochemical analysis on polypropylene mesh: does mesh size make a difference? Int Urogynecol J. 2021 Jan;32(1):47-55. DOI: 10.1007/s00192-020-04399-x.
6. Ghassib I, Chen Z, Zhu J, Wang HL. Use of IL-1 β, IL-6, TNF-α, and MMP-8 biomarkers to distinguish peri-implant diseases: A systematic review and meta- analysis. Clin Implant Dent Relat Res. 2019 Feb;21(1):190-207. DOI: 10.1111/cid.12694.
7. Pengelly S, Carlson GL, Berry JEA, Bell CR, Herrick SE. Regulation of Peritoneal Inflammatory Response to Implant Material Using an Ex Vivo Model System. J Surg Res. 2020 Mar;247:202-210. DOI: 10.1016/j.jss.2019.10.022.
8. Zhang Z, Zhu L, Hu W, Dai J, Ren P, Shao X, et al. Polypropylene mesh combined with electrospun poly (L-lactic acid) membrane in situ releasing sirolimus and its anti-adhesion efficiency in rat hernia repair. Colloids Surf B Biointerfaces. 2022;218:112772. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2022.112772.
9. Chen J, Yu J, Morse A, Tao G, Gong J, Wang B, et al. Effectiveness of Self-cut vs Mesh-Kit Titanium-Coated Polypropylene Mesh for Transvaginal Treatment of Severe Pelvic Organ Prolapse: A Multicenter Randomized Noninferiority Clinical Trial. JAMA Netw Open. 2022 Sep 1;5(9):e2231869. DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2022.31869.
10. Ge X, Li T, Yu M, Zhu H, Wang Q, Bi X, et al. A review: strategies to reduce infection in tantalum and its derivative applied to implants. Biomed Tech (Berl). 2023 Jan 3;68(3):225-240. DOI: 10.1515/bmt-2022-0211.
11. Lanzalaco S, Del Valle LJ, Turon P, Weis C, Estrany F, Alemán C, et al. Polypropylene mesh for hernia repair with controllable cell adhesion/de-adhesion properties. J Mater Chem B. 2020 Feb 7;8(5):1049-1059. DOI: 10.1039/c9tb02537e.
12. Shen Y, Malik SA, Amir M, Kumar P, Cingolani F, Wen J, et al. Decreased Hepatocyte Autophagy Leads to Synergistic IL-1β and TNF Mouse Liver Injury and Inflammation. Hepatology. 2020 Aug;72(2):595-608. DOI: 10.1002/hep.31209.
13. Vasconcelos DP, Águas AP, Barbosa JN. The inflammasome in biomaterial-driven immunomodulation. J Tissue Eng Regen Med. 2022 Dec;16(12):1109-1120. DOI: 10.1002/term.3361.
14. Iype J, Odermatt A, Bachmann S, Coeudevez M, Fux M. IL-1β promotes immunoregulatory responses in human blood basophils. Allergy. 2021 Jul;76(7):2017-2029. DOI: 10.1111/all.14760.
15. Kaur S, Bansal Y, Kumar R, Bansal G. A panoramic review of IL-6: Structure, pathophysiological roles and inhibitors. Bioorg Med Chem. 2020 Mar 1;28(5):115327. DOI: 10.1016/j.bmc.2020.115327.
16. Choy EH, De Benedetti F, Takeuchi T, Hashizume M, John MR, Kishimoto T. Translating IL-6 biology into effective treatments. Nat Rev Rheumatol. 2020 Jun;16(6):335-345. DOI: 10.1038/s41584-020-0419-z.
17. Quesada BM, Coturel AE. Use of absorbable meshes in laparoscopic paraesophageal hernia repair. World J Gastrointest Surg. 2019 Oct 27;11(10):388-394. DOI: 10.4240/wjgs.v11.i10.388.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 1, 172, 203-208 сторінки, код УДК 616-74:615.462:678.742.3:57.084

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-1-172-203-208