Biological tissue reaction to the intracorporeally-polymerising implant used in a minimally invasive “puncture-infusion-seal” method of the inguinal canal

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article focuses on the study of the biological properties of a synthetic intracorporeally-polymerising implant, designed to be used in a minimally invasive “puncture-infusion-seal” technique under experimental study for the treatment of reducible inguinal hernias. The method is innovative in the field of herniology and surgery in general for its minimal invasiveness. Two types of experiments were conducted to investigate the response of live tissues of the body to the implant as a foreign body (on rats) and the impact of the implant on the male reproductive system of rabbits.

About the authors

E. M. Trunin

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Author for correspondence.
Email: mjaweed10@hotmail.com

Department of Operative and Clinical Surgery with Topographical Anatomy

Russian Federation, Saint Petersburg

M. J. Mowlabucus

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: mjaweed10@hotmail.com

Department of Operative and Clinical Surgery with Topographical Anatomy

Russian Federation, Saint Petersburg

L. L. Murt

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: mjaweed10@hotmail.com

Department of Operative and Clinical Surgery with Topographical Anatomy

Russian Federation, Saint Petersburg

A. A. Smirnov

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: mjaweed10@hotmail.com

Department of Operative and Clinical Surgery with Topographical Anatomy

Russian Federation, Saint Petersburg

V. V. Tatarkin

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: mjaweed10@hotmail.com

Department of Operative and Clinical Surgery with Topographical Anatomy

Russian Federation, Saint Petersburg

V. A. Rybakov

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: mjaweed10@hotmail.com

Department of Operative and Clinical Surgery with Topographical Anatomy

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Должиков А.А., Колпаков А.Я., Ярош А.Л., и др. Гигантские клетки инородных тел и тканевые реакции на поверхности имплантатов // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». - 2017. - Т. 3. - C. 86-94. [Dolzhikov AA, Kolpakov AY, Yarosh AL, et al. Giant foreign body cells and tissue reactions on the surface of implants. Kurskii nauchno-prakticheskii vestnik “Chelovek i ego zdorov’e”. 2017;(3):86-94. (In Russ.)]. doi: 10.21626/vestnik/2017-3/15.
  2. Жебровский В.В. Общие принципы лечения грыж живота [Электронный ресурс]. URL: http://www.medlinks.ru/article.php. [Zhebrovskiy VV. Obshie principi lechenia grizh zhivota. (In Russ.)]
  3. Касаткина Т.Б., Капланский А.С. Этика экспериментальных исследований на животных в космической биологии и медицине // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2000. - Т. 34. - № 2. - C. 17-21. [Kasatkina TB, Kaplansky AS. Ethics of space life sciences research with animals. Aviakocmicheskaya i ekologicheskaya meditsina. 2000;34(2):17-21. (In Russ.)]
  4. Резниченко Н.Ю., Резниченко Ю.Г., Веретельник А.В., и др. Коррекция проявлений физиологического и фотостарения с использованием янтарной кислоты в составе инъекционного имплантата «гиалуаль» // Украинский журнал дерматологии, венерологии, косметологии. - 2010. - № 36 (1). - C. 64-69. [Reznichenko NYu, Reznichenko YuG, Veretelnik AV, et al. The correction of physiologic and photoaging with the use of amber acid in injective implant Hyalual. Ukrainian Journal of Dermatology, Venerology, Cosmetology. 2010;36(1):64-69. (In Russ.)]
  5. Anderson FA. Amended final report on the safety assessment of polyacrylamide and acrylamide residues in cosmetics. Int J Toxicol. 2005;24Suppl 2:21-50.
  6. Anderson JM, Rodriguez A, Chang DT. Foreign body reaction to biomaterials. Seminars in Immunology. 2008;20(2):86-100. doi: 10.1016/j.smim.2007.11.004.
  7. Feldman AT, Wolfe D. Tissue Processing and Hematoxylin and Eosin Staining. In: Day C. (eds) Histopathology. Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols). Vol. 1180. New York: Humana Press; 2014.
  8. Kastellorizios M, Tipnis N, Burgess DJ. Foreign body reaction to subcutaneous implants. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2015;865:93-108. doi: 10.1007/978-3-319-18603-0_6.
  9. Liliana MR, Daniela ED, Eleonora AD. Bioethical dilemmas in using animal in medical research. Challenges and opportunities. Rom J Morphol Embryol. 2015;56(3):1227-1231.
  10. Punchard NA, Whelan CJ, Adcock I. The Journal of Inflammation. Journal of Inflammation (London, England). 2004;1:1. doi: 10.1186/1476-9255-1-1.
  11. Til HP, Falke HE, Prinsen MK, Willems MI. Acute and subacute toxicity of tyramine, spermidine, spermine, putrescine and cadaverine in rats. Food and Chemical Toxicology. 1997;3-4(35):337-348.
  12. Valanzo A. Rules of good practice in the care of laboratory animals used in biomedical research. Ann 1st Super Sanità. 2004;40(2):201-203.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Excised tissue in firm contact with the implant: 1 — nerve, 2 — implant, 3 — muscle

Download (229KB)
3. Fig. 2. Excised tissue in firm contact with the implant: 1 — implant, 2 — muscle

Download (211KB)
4. Fig. 3. Period of 3 days. Acute inflammation: 1 — muscle; 2 — leucocyte margin around the implant; 3 — implant. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (457KB)
5. Fig. 4. Period of 7 days (1 week). Presence of productive inflammation belt (within the zone of contact between tissue and implant): 1 — implant, 2 — productive inflammation belt, 3 — acute inflammatory response cells (neutrophils, lymphocytes, macrophages), 4 — muscle. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (405KB)
6. Fig. 5. Period of 14 days (2 weeks). Appearance of giant foreign body cells: 1 — Neutrophils and lymphocytes; 2 — implant; 3 — giant foreign body cells; 4 — muscle. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (449KB)
7. Fig. 6. Period of 21 days (3 weeks). Аctive aseptic inflammatory reaction: 1 — fascia (active aseptic inflammatory reaction over the surface of fascia in contact with the implant), 2 — acute inflammatory response cells (neutrophils, lymphocytes, macrophages), 3 — implant, 4 — belt within the zone of contact between tissue and foreign body (fusion between organic and nonorganic substrate as a result of covalent bond formation and invasion of the implant by acute inflammatory response cells), 5 — muscle. Magnification ×20. Hematoxilin-Eozin stain

Download (364KB)
8. Fig. 7. Period of 28 days (1 month). Response of the organism to foreign body: 1 — implant, 2 — acute inflammatory response cells, 3 — fascia, 4 — muscle. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (452KB)
9. Fig. 8. Period of 60 days (2 months). Absence of exudative inflammation. Formation of granulation tissue (productive inflammation – fibroblasts and blood vessels) resulting in the formation of a thin fibrous capsule, which forms a border between tissue and implant: 1 — implant, 2 — muscle, 3 — moderate productive inflammation, 4 — more significant productive inflammation. Magnification ×10. Hematoxilin-Eozin stain

Download (398KB)
10. Fig. 9. Period of 60 days (2 months). Growth of connective tissue into the porous structure of the implant (occurs as a result of micro air bubbles, which are formed during the mixing process of the main components of the implant): 1 — connective tissue, 2 — implant. Magnification ×20. Hematoxilin-Eozin stain

Download (403KB)
11. Fig. 10. Period of 90 days (3 months). Formation of a thin connective tissue capsule, which forms a border between implant and surrounding tissue: 1 — muscle, 2 — connective tissue capsule, 3 — implant. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (366KB)
12. Fig. 11. Period of 120 days (4 months). Demarcation of implant from tissues in contact: 1 — muscle, 2 — fascia, 3 — connective tissue capsule, 4 — implant. Magnification ×10. Hematoxilin-Eozin stain

Download (336KB)
13. Fig. 12. Period of 150 days (5 months). Encapsulation of the implant: 1 — connective tissue capsule, 2 — implant, 3 — muscle. Magnification ×20. Hematoxilin-Eozin stain

Download (287KB)
14. Fig. 13. Period of 180 days (6 months). Mature fibrous tissue capsule: 1 — implant, 2 — fusion of fibrous tissue and polymer, 3 — mature fibrous tissue capsule. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (380KB)
15. Fig. 14. Period of 270 days (9 months). Fibrous tissue layer firmly attaches the implant to tissue in contact: 1 — implant, 2 — connective tissue (fascia), 3 — nerve, 4 — fibrous tissue layer. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (387KB)
16. Fig. 15. Period of 360 days (12 months). Firm contact between implant and sub-lying tissue: 1 — implant, 2 — fibrous tissue capsule, 3 — muscle, 4 — fascia. Magnification ×40. Hematoxilin-Eozin stain

Download (292KB)
17. Fig. 16. Measurement of the length of the organo-complex consisting of testicles and spermatic cords. (Implant around the left spermatic cord)

Download (328KB)
18. Fig. 17. Measurement of the width of the organo-complex consisting of testicles and spermatic cords. (Implant around the left spermatic cord)

Download (328KB)
19. Fig. 18. Tissue of the right testicle (control). Magnification ×10. Hematoxilin-Eozin stain

Download (408KB)
20. Fig. 19. Tissue of the left testicle without signs of inflammation, necrosis, fibrosis. Magnification ×10. Hematoxilin-Eozin stain

Download (443KB)

Copyright (c) 2018 Trunin E.M., Mowlabucus M.J., Murt L.L., Smirnov A.A., Tatarkin V.V., Rybakov V.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».