Бактериальная биопленка как фактор риска инфекционных осложнений при применении полипропиленовых эндопротезов в хирургии грыж передней брюшной стенки

Цель исследования. Проанализировать данные о синтетических протезах, применяемых в герниологии, особенности реакции организма на их имплантацию, возможные инфекционные осложнения и провести поиск путей решения выявленных проблем.

Материалы и методы. Проведен анализ публикаций в системах PubMed, Web of Science, Elibrary и КиберЛенинка, описывающих применение синтетических протезов для герниопластики и характер осложнений в послеоперационном периоде. Были использованы поисковые термины: «синтетические протезы», «ненатяжная герниопластика», «бактериальная биопленка», «инфекционные осложнения герниопластики». Всего было отобрано 38 оригинальных публикаций.

Результаты. Изучены материалы, применяемые для ненатяжной герниопластики и их физико–механические свойства. Изучено понятие о бактериальной биопленке как одной из причин поддержания инфекционных осложнений на сетчатом эндопротезе.

Заключение. В настоящее время применение синтетических протезов при операциях на грыжах передней брюшной стенки является «золотым стандартом». Материалом выбора для изготовления эндопротеза является полипропилен. Эластичность полипропиленовой сетки близка к физиологической эластичности передней брюшной стенки. Полипропиленовая сетка состоит из монофиламентных нитей, которые не обладают капиллярностью и фитильностью. В ответ на имплантацию сетка из полипропилена вызывает слабую воспалительную реакцию мягких тканей. В то же время применение полипропиленовых сеток при герниопластике у коморбидных пациентов, пациентов с ущемленными грыжами может привести к послеоперационным инфекционным осложнениям, что связано с образованием биопленки на поверхности эндопротеза. Актуальным является разработка полимерного покрытия на сетчатый полипропиленовый протез с пролонгированным выделением антибиотика для задержки колонизации бактерий и образования бактериальной биопленки в условиях бактериальной контаминации операционного поля.

1. Иванов Ю.В., Панченков Д.Н., Афонина Н.С., Чугунов В.С., Зиновский М.В. Медико-экономические подходы к выбору способа хирургического лечения паховых грыж в современных условиях страховой медицины. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2016;9(1):10-18. DOI: https://doi.org/10.18499/2070-478X-2016-9-1-10-18

2. Алексеев А.К., Юрасов A.B, Тимошин А.Д., Шестаков А.Л. Осложнения различных способов эксплантации при лечении послеоперационных вентральных грыж. Герниология. 2006;3(11):8. [дата обращения 2025 январь 18]. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32826190

3. Langer C, Liersch T, Kley C, Flosman M, Süss M, Siemer A, et al. Twenty-five years of experience in incisional hernia surgery. A comparative retrospective study of 432 incisional hernia repairs. Chirurg. 2003;74(7):638-645. DOI: https://doi.org/10.1007/s00104-002-0594-2.

4. Zhu LM, Schuster P, Klinge U. Mesh implants: An overview of crucial mesh parameters. Gastrointest Surg. 2015;7(10):226-236. DOI: https://doi.org/10.4240/wjgs.v7.i10.226

5. Amid PK. Polypropylene prostheses. Abdominal wall hernias: principles and management. In: Bendavid R, Abrahamson J, Arregui ME, Flament JB, Phillips EH, eds. Abdominal Wall Hernias. New York: Springer; 2001. pp. 272-278. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4419-8574-3

6. Zogbi L, Pignatello R. The Use of Biomaterials to Treat Abdominal Hernias. In: Biomaterials Applications for Nanomedicine. 2008;18:359-382. DOI: https://doi.org/10.5772/24313

7. Жуков Б.Н., Быстров С.А., Шестаков Е.В. Оптимизация хирургического лечения больных с ущемленной грыжей брюшной стенки. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2014;(8):67-70. [дата обращения ٢٠٢٥ январь ١٨]. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=22381338

8. Юрасов А.В., Абовян Л.А., Курашвили Д.Н., Лысенко М.В., Дубров В.Э. Отдаленные результаты оперативного лечения больных с пупочными грыжами и диастазом прямых мышц живота. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2014;(4):309-314. [дата обращения ٢٠٢٥ январь ١٨]. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23435570

9. Amid PK. Classification of biomaterials and their related complications in abdominal wall hernia surgery. Hernia. 1997;1:15-21. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02427664

10. Klosterhalfen B, Klinge U. Retrieval study at 623 human mesh тexplants made of polypropylene - impact of mesh class and indication for mesh removal on tissue reaction. Journal of biomedical materials research. 2013;101:1393-1399. DOI: https://doi.org/10.1002/jbmb.32958.

11. Bilsel Y, Abci I. The search for ideal hernia repair; mesh materials and types. International journal of surgery. 2012;10:317-321. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijsu.2012.05.002

12. Zhu LM, Schuster P, Klinge U. Mesh implants: An overview of crucial mesh parameters. World Journal of Gastrointestinal Surgery. 2015;7(10):226-236. DOI: https://doi.org/10.4240/wjgs.v7.i10.226

13. Pott PP, Schwarz ML, Gundling R, Nowak K, Hohenberger P, Roessner ED. Mechanical properties of mesh materials used for hernia repair and soft tissue augmentation. PLoS One. 2012;7:e46978. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0046978

14. Bennett RG. Selection of Wound Closure Materials. Journal of the American Academy of Dermatology. 1988;18(4):619-637. DOI: https://doi.org/110.1016/s0190-9622(88)70083-3

15. Klink C, Binnebösel M, Kaemmer D, Schachtrupp A, Fiebeler A, Anurov M, et al. Comet-tail-like inflammatory infiltrate to polymer filaments develops in tensionfree conditions. European surgical research. 2011;46:73-81. DOI: https://doi.org/10.1016/s0190-9622(88)70083-3

16. Baktir A, Dogru O., Girgin M, Aygen E, Kanat BH, Dabak DO, Kuloglu T. The effects of different prosthetic materials on the formation of collagen types in incisional hernia. Hernia. 2013;17:249-253. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-012-0979-1

17. Cobb WS, Carbonell AM, Kalbaugh CL. Infection risk of open placement of intraperitoneal composite mesh. The American surgeon. 2009;75(9):762-767.

18. Mazaki T, Mado K, Masuda H, Shiono M, Tochikura N, Kabur MA. A randomized trial of antibiotic prophylaxis for the prevention of surgical site infection after open mesh-plug hernia repair. American journal of surgery. 2014;207(4):476-484. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amjsurg.2013.01.047

19. Лызиков А.А. Инфекционные осложнения при имплантации сосудистых протезов. Проблемы здоровья и экологии. 2011;(4):75-79. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2011-8-4-13

20. Саркисян АС. Осложнения после реконструктивных операций в бассейне брюшной аорты и артерий нижних конечностей (обзор литературы). Вестник хирургии Армении. 2011;(1):23-29.

21. Napolitano L, Di Bartolomeo N, Aceto L, Waku M, Innocenti P. Utilizzo dei materiali protesici nei laparoceli: la nostra esperienza clinica [Use of prosthetic materials in incisional hernias: our clinical experience]. G Chir. 2004 Apr;25(4):141-145. (Italian.).

22. Yang H, Xiong Y, Chen J, Shen Y. Study of mesh infection management following inguinal hernioplasty with an analysis of risk factors: a 10-year experience. Hernia. 2020 Apr;24(2):301-305. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-019-01986-w

23. Pande T, Naidu CS. Mesh infection in cases of polypropylene mesh hernioplasty. Hernia. 2020;24(4):849-856. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-020-02142-5

24. Tubre D, Schroeder A, Estes J, Eisenga J, Fitzgibbons RJ. Surgical site infection: the “Achilles Heel” of all types of abdominal wall hernia reconstruction. Hernia. 2018;22(6):1003-1013. DOI: https://doi.org/10.1007/s11605-022-05248-6

25. Паршиков В.В., Чеботарь И.В., Ходак В.А., Самсонов А.А. Исследование in vitro микробной биопленки на поверхности синтетических макропористых эндорпротезов для пластики брюшной стенки. Современные технологии в медицине. 2012;(1):15-20. [дата обращения 2025 январь 18]. Режим доступа: http://www.stm-journal.ru/ru/numbers/2012/1/846

26. Глушанова Н.А. Блинов А.И., Алексеева Н.Б. Бактериальные биопленки в инфекционной патологии человека. Медицина в Кузбассе. 2015;(2):30-35. [дата обращения 2025 январь 18]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/bakterialnye-bioplenki-v-infektsionnoy-patologii-cheloveka

27. Kathju S. Nistico L, Lasko L, Stoodley S. Bacterial biofilm on monofilament suture and porcine xenograft after inguinal herniorrhaphy. FEMS immunology and medical microbiology. 2010;59:405-409. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-695X.2010.00691.x

28. Марданова А.М., Кабанов Д.А., Pудакова Н.Л., Шарипова М.Р. Биопленки: основные принципы организации и методы исследования. Казань; 2016. [дата обращения 2025 январь 18]. Режим доступа: https://kpfu.ru/portal/docs/F1250326711/posobie._.Bioplenki._.Mardanova.AM.Kabanov.D.A..Sharipova.M.R.pdf

29. Окулич В.К., Плотников Ф.В., Кабанова А.А., Сенькович С.А. Резистентность к антибиотикам госпитальных изолятов золотистого стафилококка, образующих биоплёнку. Здравоохранение. 2015;(7):11-16. [дата обращения 2025 январь 18]. Режим доступа: https://rnpcmt.by/files/00106/obj/110/73703/doc/Zdrav7.pdf

30. Романов Ю.М., Гинцбург А.Л. Бактериальные биопленки как естественная форма существования бактерий в окружающей среде и в организме хозяина. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2011;(3):99-109. [дата обращения 2025 январь 18]. Режим доступа: https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/13542

31. Mavros MN, Athanasiou S, Alexiou VG, Mitsikostas PK, Peppas G, Falagas ME. Risk factors for mesh-related infections after hernia repair surgery: a meta-analysis of cohort studies. World Journal of Surgery. 2011;35(11):2389-2398. DOI: https://doi.org/10.1007/s00268-011-1266-5

32. Juvany M, Hoyuela C, Carvajal F, Trias M, Martrat A, Ardid J. Long-term follow-up (at 5 years) of midline incisional hernia repairs using a primary closure and prosthetic onlay technique: recurrence and quality of life. Hernia. 2018;22(2):319-324. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-018-1730-3

33. Olsen MA, Nickel KB, Wallace AE, Mines D, Fraser VJ, Warren DK. Stratification of surgical site infection by operative factors and comparison of infection rates after hernia repair. Infection Control and Hospital Epidemiology. 2015;36(3):329-335. DOI: https://doi.org/10.1017/ice.2014.44

34. Лызиков А.А., Артюшков Е.Л., Дорошко Е.Ю., Каплан М.Л. Клиническая характеристика и оценка частоты осложнений после оперативного лечения пациентов со свободными и ущемленными грыжами с применением синтетических имплантатов. Проблемы здоровья и экологии. 2023;20(4):63-69. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2023-20-4-08

35. Warren JA, Love M, Cobb WS. Beffa LR, Couto FJ, Hancock BH, Morrow D, Ewing JA, Carbonell AM. Factors affecting salvage rate of infected prosthetic mesh. American Journal of Surgery. 2020;220(3):751-756. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amjsurg.2020.01.028

36. Wolcott RD, Rhoads DD. A study of biofilm-based wound management in subjects with critical limb ischaemia. Journal of Wound Care. 2008;17(4):145-155. DOI: https://doi.org/10.12968/jowc.2008.17.4.28835

37. Подолужный В.И., Шабалина О.В., Михеев А.Г. Экспериментальная оценка использования серебросодержащего эндопротеза Эсфил. Сибирское медицинское обозрение. 2019;118(4):47-53. DOI: https://doi.org/10.20333/2500136-2019-4-47-53

38. Лызиков А.А., Тапальский Д.В., Дорошко Е.Ю., Цветкова Е.А., Зятьков А.А., Каплан М.Л. и др. Антибактериальная устойчивость модифицированных тканых сосудистых протезов при моделировании инфицированной раны в эксперименте. Проблемы здоровья и экологии. 2022;19(1):83-92. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2022-19-1-11