УДК [611.77.001.53:591.477]621.791/.792
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ кожи ПОСЛЕ импрегнации физОЛОГИЧЕСКИМ раствором И ПРИМЕНЕНИЕ электросварочнОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Косаковская Илона Анатольевна¹, Карась Антон Феодосьевич², Карась Галина Афанасьевна²                                 ¹Кафедра детской оториноларингологии, аудиологии и фониатрии Национальной медицинской академии последипломного образования имени  П.Л. Шупика                    (ректор – Ю.В. Вороненко),                                                                                                                         ²лаборатория биофизики  ГУ «Институт отоларингологии им. проф. А.И. Коломийченко НАМН Украины» (директор – Д.И. Заболотный) (Киев, Украина)
Введение. Метод импрегнации тканей физиологическим раствором натрия хлорида используется для предупреждения кровотечения при язвах или эрозии желудка и двенадцатиперстной кишки путем его введения в подслизистый слой непосредственно под сосуд или сгусток крови при их электрокоагуляции [1]. Особое значение придается введению физиологического раствора при коагуляции с использованием энергий диатермии, кобляции, действия лазерного излучения, которые применяются в частности при тонзиллэктомии [2, 3]. Авторы подчеркивают, что дополнительное введение физиологического раствора улучшает коагуляцию сосудов, уменьшает кровоточивость, приводит к снижению интенсивности послеоперационной боли и способствует атравматическому отслоению псевдокапсулу от мышечной стенки тонзиллярной ниши.
Несмотря на полученные авторами результаты представляется оправданным дальнейшее уточнение особенностей дополнительного влияния импрегнации тканей физиологическим раствором натрия хлорида при применении коагуляционных методов, в частности, с использованием современных технологий электросварки.
Целью исследования было изучение морфологических изменений кожи и характера протекания репаративных процессов после ее импрегнации физиологическим раствором и применения электросварки в экспериментах на крысах.
Материал и методы. Исследование проведено на 32 половозрелых крысах мужского пола в возрасте до 4 месяцев, массой (190-250) г. Все экспериментальные работы проводились с соблюдением мер по обеспечению бережливого и гуманного обращения с животными в соответствии с Конвенцией Совета Европы о положении биомедицины и соответствующих Законов Украины, а также по согласованию с комитетом медицинской этики Национальной медицинской академии последипломного образования имени П. Л. Шупика.
Для намеченных исследований экспериментальным животным под эфирным наркозом, после тщательной очистки от волосяного покрова и обеззараживания поверхности проводили импрегнацию кожи стерильным 0,9% раствором хлорида натрия в количестве 3-4 мл и наносили стандартную рану размером 1 см в длину и 0,5-0,6 см в глубину с помощью биполярного скальпеля собственной конструкции [4] и высокочастотного электрокоагулятора ЕК-300М1 в режиме резания (частота тока 66 кГц) без наложения швов. Продолжительность действия высокочастотного тока (66кГц) не превышала 2 сек. Режим резания был выбран потому, что именно этот режим используется для разъединения тканей (для соединения тканей используется режим сварки).
Через 1, 7, 14 и 21 дней животных забивали методом декапитации под эфирным наркозом и забирали образцы тканей для морфологических исследований. Участок раны вырезали с учетом того, чтобы для изучения попал край со стенкой тканей раневого канала вместе с прилегающими неповрежденными эпителиальными и соединительнотканными образованиями кожи. Отобранные образцы тканей подвергали фиксации в смеси Лилли, заливали в парафин общепринятыми методами, изготавливали гистологические препараты, окрашивали гематоксилин-эозином и азурII-эозином.
Исследования проводились с использованием, исследовательского системного микроскопа "Olympus" ВХ53 с компьютерной приставкой и возможностью морфометрических исследований. Статистическая обработка данных проводилась в пакете Origin 8.1. Фотографирование препаратов обеспечивалось с использованием цифровой фотокамеры Оlympus "DP 72".
Результаты и их обсуждение. Макроскопические изучения раны кожи через сутки после применения электросварки в условиях предварительного ее насыщения физиологическим раствором позволяют выявить в зоне разреза струп шириной 3-5 мм, длиной 11-12 мм и выраженный отек тканей под ним.
При морфологическом исследовании препаратов кожи крыс данной группы вдоль раневого канала оказывается зона деструктивных изменений в виде коагуляции и денатурации, явлений гомогенизации, дискомплексация, смещение, вытягивания и вакуолизации клеток эпидермиса и дермы шириной 320-615 мкм (рис. 1).

          Рис. 1. Деструктивные изменения с явлениями коагуляции и денатурации, гомогенизации, дискомплексации, смещения, вытягивания и вакуолизации клеток эпидермиса и дермы кожи крыс через сутки после введения физраствора и разреза методом електротермоадгезии. Окраска гематоксилин-эозином. Об.10, ок.10
            В дерме вне зоны коагуляционного некроза наблюдаются выраженные разрыхления тканевых структур и наполненные кровью сосуды с явлениями лейкоцитоза и гемолиза эритроцитов (рис. 2).

Рис. 2. Выраженные разрыхления тканевых структур и наполненные кровью сосуды с явлениями гемолиза эритроцитов и лейкоцитоза в участках вне зоны коагуляционного некроза через сутки после введения физраствора и разреза кожи методом електротермоадгезии. Окраска гематоксилин-эозином. Об.10, ок.10
               Обнаруженные явления коагуляции структур по краям раны и стаза крови свидетельствуют об обеспечении бескровного разреза живых тканей и предупреждения кровопотери, что согласуется с известными данными литературы [5-8].
               При примененной действия на кожу высокочастотного тока особое внимание привлекало выявление вокруг зоны коагуляции участков тканей с преобладанием отечных явлений, экссудации и выраженными деструктивно-дистрофическими нарушениями,  что создавало своеобразную полосу отграничения от окружающих неповрежденных тканевых структур шириной 681-909 мкм. В данных участках кроме стаза крови с явлениями гемолиза эритроцитов и лейкоцитоза характерным было повреждение стенок сосудов, набухание коллагеновых волокон, круглоклеточная инфильтрация и появление своеобразной картины чередования уплотненных и разреженных участков, а также выраженных деструктивных изменений придатков кожи, жировых желез и мышечных волокон. При этом в поврежденных мышечных клетках наблюдались признаки набухания миофибрилл и вакуолизация цитоплазмы, а жировые клетки принимали вид разрозненных светлых вакуолей разного размера, которые размещались в виде полос.
               Такие структурные изменения могут быть вызваны действием в процессе електротермоадгезии совокупности физических факторов: температуры, электрического поля, внешней механической силы, а также обусловленные свойствами самих тканей [9]. В частности, более выраженное повреждение жировых клеток при применении электросварочной технологии для разреза кожи были отмечены также нами ранее [10]. А на чувствительность к термическому повреждению мышечных клеток при воздействии температурного фактора обращают внимание и другие исследования [11].
Определяющий вклад в образование полосы разграничения, в распространенности и ее размеры, а также увеличение выраженности повреждений очевидно вносит насыщение жидкостью при введении физраствора, о чем свидетельствует обнаруженное превалирование в ней отечных и экссудативных явлений. Важно подчеркнуть, что степень проявления деструктивных изменений имеет тенденцию к снижению по мере удаления от эпицентра раны и от зоны коагуляционного некроза.
Через 7 дней после разреза кожи с применением электросварки в условиях насыщения ее физраствором макроскопически все еще оказывается струп рядом с выраженным отеком окружающих участков.
При исследовании гистологических препаратов наблюдается уплотнение зоны коагуляционного некроза и отграничения ее от окружающих структур зоной разрыхления и клеточной инфильтрацией (рис. 3).

Рис. 3. Уплотнение зоны коагуляции и отграничения ее от окружающих структур через 7 дней после введения физраствора и разреза кожи методом электротермоадгезии. Окраска гематоксилин-эозином. Откр.20, ок.10
В этот период наблюдается активное развитие репаративных процессов, сопровождающееся разрастанием эпителиального покрова на поверхности раны и образования грануляционной ткани в зоне дефекта. В полосе разграничения прослеживается связь репаративных процессов с деструктивно-дистрофическими изменениями, которые оказывались в предыдущий срок исследования с сохранением ранее выявленной тенденции зависимости их удаления от краев раневого канала. При этом в прилегающих к зоне коагуляции участках все еще сохранялись явления отека и инфильтрации, также четко проявлялось чередование уплотненных и разреженных участков с выраженными деструктивными изменениями эпителиальных образований кожи и жировых желез в виде полос, а также наблюдалось активное размножение эндотелиальных клеток сосудов, эпителиоцитов и жировых клеток придатков кожи, отражающее развитие репаративных процессов (рис. 4).

Рис. 4. Явления отека и инфильтрации, чередование уплотненных и разреженных участков, активное размножение эндотелиальных клеток сосудов, эпителиоцитов и жировых клеток придатков кожи в непосредственно прилегающих к зоне коагуляционного некроза участках через 7 дней после введения физраствора и разреза кожи методом електротермоадгезии. Окраска гематоксилин-эозином. Об.10, ок.10
В то же время в участках полосы отграничения, прилегающих к зоне коагуляционного некроза с явлениями стаза крови, наблюдаются признаки разрыхления, организации и фибринозные образования наряду с активным формированием грануляционной ткани (рис. 5).
 
Рис. 5. Организация тромбов, фиброзные образования и развитие грануляционной ткани через 7 дней после введения физраствора и разреза кожи методом електротермоадгезии. Окраска гематоксилин-эозином. О. 20 ок. 10
В отдельных участках развития грануляционной ткани в полосе отграничения часто наряду с признаками активации процессов восстановления поврежденных клеток проявляется своеобразная мозаичная картина с более или менее выраженными деструктивными изменениями (рис. 6).

Рис. 6. Наличие в зоне развития грануляционной ткани участков с выраженными деструктивными изменениями через 7 дней после введения физраствора и разреза кожи методом електротермоадгезии. Окраска гематоксилин-эозином. Об.40, ок.10
Привлекает внимание при исследовании препаратов данной группы выявления ограниченных участков с деструктивно-дистрофическими изменениями мышечной ткани наряду с признаками активации процессов восстановления поврежденных клеток.
В участках на границе с неповрежденными тканями наблюдается наиболее активное развитие грануляционной ткани с активацией ангиогенеза, наличием многочисленных макрофагов, фибробластов, липоцитов с периферийно размещенными большими базофильными ядрами, свидетельствует о преобладании в данном месте процессов заживления раны (рис. 7).
   			 
             Рис. 7. Грануляционная ткань с активным ангиогенезом, наличием многочисленных макрофагов, фибробластов, лимфоцитов и липоцитов с большими базофильными ядрами через 7 дней после введения физраствора и разреза кожи методом електротермоадгезии. Окраска гематоксилин-эозином. Об.40, ок.10
               Через 14 дней после воздействия применяемых факторов в зоне заживления наблюдается восстановление эпителиального покрова и выявляются процессы созревания рубца с образованием волокон соединительной ткани, что занимает довольно обширную зону 0,9-2,05 мм. Восстановленный эпителий выглядит утолщенным по сравнению с удаленными участками, в зоне созревания рубцовой ткани еще выявляется большое количество сосудов, фибробластов, вновь образованых волокон и отмечается значительное количество тканевых базофилов (мастоцитов), размещенных главным образом по периферии зоны рубцевания и способствующие коллагенообразованию, а также наблюдается отсутствие придатков кожи при наличии отдельных участков размножения эпителиальных клеток их остатков (рис. 8).

	Рис. 8. Разрастание эпителиального покрова, созревания рубцовой ткани с большим количеством сосудов, фибробластов, вновь образованных волокон, значительное количество мастоцитов по периферии зоны заживления и наличие отдельных участков размножения эпителиальных клеток остатков придатков кожи через 14 дней после применения метода електротермоадгезии с насыщением кожи физраствором. Окраска азурII-эозином. Об.10, ок.10
Восстановление архитектоники кожи не наступает и через 21 день после примененного метода разреза, хотя при этом наблюдается дальнейшее созревание соединительной ткани рубца с тенденцией уменьшения площади рубцевания и последующего восстановления придатков кожи и поврежденных участков жировой и мышечной тканей.
Оценивая полученные результаты в целом, важно подчеркнуть, что проведение разреза кожи методом електротермоадгезии после ее насыщения физраствором вызывает образование обширной зоны деструктивно-дистрофических изменений с появлением коагуляционного некроза и специфической полосы отграничения от неповрежденных окружающих тканей, с явлениями стаза крови, превалированием отечных процессов, экссудации, клеточной инфильтрации, выраженной деструкции эпителиальных образований придатков кожи и проявлением более выраженного повреждения со стороны жировой и мышечной тканей. Характерно преобладание отечных явлений в полосе отграничения может быть свидетельством решающего вклада введения физиологического раствора и насыщения жидкостью кожи как фактора моделирующего распространенность и размеры данной полосы. Обнаружено увеличение зоны повреждения при воздействии указанных факторов закономерно приводит удлинение сроков заживления раны, образование значительного по размеру зоны рубцевания с отсутствием восстановления придатков и привычной архитектоники кожи в течение 21 дня наблюдения.
ВЫВОДЫ
          1. Проведенные экспериментальные исследования по применению электросварки с использованием высокочастотного электрокоагулятора ЕК-300М1 в режиме резания (частота тока 66 кГц) для оперативных вмешательств на коже крыс после ее импрегнации физиологическим раствором свидетельствуют об обнаружении через сутки после разреза кожи обширного участка повреждения, состоящего из центральной зоны коагуляционного некроза и зоны реактивных деструктивно-дистрофических изменений по периферии, который создает специфическую полосу отграничения от окружающих неизмененных структур кожи.
          2. Характерными особенностями полосы отграничения в участках вне зоны коагуляционного некроза является выявление стаза крови с явлениями гемолиза эритроцитов и лейкоцитозом, отечных процессов, экссудации, деструктивно-дистрофических изменений в дерме кожи с наличием разрыхлений, круглоклеточной инфильтрации, деструкции эпителиальных образований придатков кожи и проявлением более выраженного повреждения со стороны жировой и мышечной тканей.
          3. Превалирование отечных явлений в полосе отграничения наглядно свидетельствует о решающем вкладе в ее распространенность и размеры насыщения кожи жидкостью при введении физиологического раствора, о его значении как фактора моделирующего эту полосу.
          4. Исследование состояния репаративных процессов через 7, 14 и 21 день после проведения операции говорит о корреляции их с распространенностью и выраженностью деструктивно-дистрофических изменений, продлением срока заживления раны и отсутствием восстановления придатков кожи в течение периода наблюдения.
         5. Полученные данные имеют важное значение для разработки методов применения электросварки и импрегнации тканей физиологическим раствором при оперативных вмешательствах.
Литература
1.	Patent Ukrainy na korysnu model № 58314. MPK (2003) A61B 18/04, A61B 18/12, A61K 33/14. Sposib profilaktyky krovotechi pry elektrokoaguliatsii trombovanoi sudyny chy zgustku krovi v nevarykoznych urazhenniach [Way of prevention of bleeding during electric coagulation of blocked vessel or blood clot in case of nonvaricose lesions] / V.I. Nikishaev, P.D. Fomin, S.V. Muzyka, G.G. Roshchyn, Ya.L. Zarutskyi (Ukraine). – Declared on 25/11/2002; Published on 15/07/2003. Bulletin № 7.
2.	Burton MJ1, Doree C. Coblation versus other surgical techniques for tonsillectomy // Cochrane Database Syst Rev. 2007 Jul 18;(3):CD004619. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14651858.CD004619.pub2/full.
3.	 Krukov A.I., Carapkin G.Yu., Gorovaja E.V., Selezneva L.V. (2012) Lazernaja tonzilektomija [Laser tonsillectomy] MRZh., no 27, pp. 1349.
4.	Patent Ukrainy na vynahid № 92559. MPK (2009) А61В17/00. Electroscalpel [Electric scalpel] / А.L. Kosakovskyi, R.H. Semenov, І.А. Kosakivska, V.R. Semenov (Ukraine). – Declared on 01/07/2009; Published on 10/11/2010. Bulletin № 21. 
5.	 Paton B.Ye. (2004) Elektrycheskaja svarka mjagkih tkanei v hirurgii [Electric welding of soft tissues in surgery] Avtomaticheskaja svarka,  no 9, pp. 7-11.
6.	 Paton B.Ye., Kryvtsun I.V., Marynskyi H.S., Khudetskyi I.Yu., Chernets A.V., Podpriatov S.Ye., Lankin Yu.N., Tkachenko V.A., Sukhin I.A. (2013)  Razrabotki IE im. E.O. Patona v oblasti VC-svarki i termicheskoj obrabotki zhivych tkanej v chirurgii. Sovremennoe sostojanije i perspektivy razvitija [Developments of the E.O. Paton Institute of Electric Welding in the field of high-frequency welding and heat treating of living tissues in surgery. Current state and future development] / Svarka i termicheskaja obrabotka zhivych tkanej. Teorija. Praktika. Perspektivy: materially 8 mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii / Edited by H.S. Marynskyi. – Kyiv: E.O. Paton Institute of Electric Welding of NAS of Ukraine, pp.18-19.
7.	Kosakovskyi A.L., Kosakivska I.A., Vilchynskyi A.I. (2013)   Dosvid vykorystannja elektrotermoadgezii v dytjachij otorynolaryngologii [Experience of the use of electric thermo-adhesion in pediatric otorhinolaryngology] / Svarka i termicheskaja obrabotka zhivych tkanej. Teorija. Praktika. Perspektivy: materially 8 mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii / Edited by H.S. Marynskyi. – Kyiv: E.O. Paton Institute of Electric Welding of NAS of Ukraine, p. 25.
8.	  Podpriatov S.S., Marynskyi H.S., Gychka G.S., Belousov I.O., Tkachenko V.A. (2015) Pervynne radykalne elektrozvaruvalne vysichennja gostrogo paraproktytu [Primary radical electric welding excision of acute anal abscess]  Materialy konferentsii “Novitni tekhnologii v suchasnij khirurgichnij praktyci”, Kyiv, pp. 33-35.
9.	Paton B.Ye., Bulavin L.A., Aktan O.Yu., Zabashta Yu.F., Lebediev O.V., Podpriatov S.Ye., Dubko A.H., Ivanova O.M. (2010) Strukturni peretvorennja kalogenu pry elektrozvaruvanni mjakyh biologichnyh tkanyn [Structural transformation of collagen during electric welding of soft biological tissues]. Dopovidi NAN Ukrainy, no 2, pp. 94-102.
10.	 Kosakovskaja I.A., Karas A.F., Karas G.A. (2014) Morfologicheskoe issledovanie kozhi experymentalnych zhyvotnych posle prymenenija elektrosvarochnoj tekhnologii [Morphological examination of the skin of experimental animals after the use of electric welding technology]. Otorynolaryngologija. Vostochnaja Evropa, no 4(17), pp. 67-76.
11.	Modi V.K., Monforte H., Geller K.A., Koempel J.A. (2009) Histologic assessment of thermal injury to tonsillectomy specimens: a comparison of electrocautery, coblation, harmonic scalpel and tonsillotome. Laryngoscope, vol. 119, no 11, pp. 2248-51.
 
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ кожи ПОСЛЕ импрегнации физОЛОГИЧЕСКИМ раствором И ПРИМЕНЕНИЕ электросварочнОЙ ТЕХНОЛОГИИ
И. А. Косаковская, А. Ф. Карась, Г. А. Карась (Киев)
РЕЗЮМЕ
	Авторами изучалось воздействие высокочастотного тока (66 кГц) на  кожу крысы во время нанесения резаной раны с помощью биполярного скальпеля после импрегнации кожи физиологическим раствором в эксперименте. В качестве источника тока использовали высокочастотный электрокоагулятор ЕК-300М1. Морфологическое исследование биологических тканей животных проводили через 1, 7, 14 и 21 сутки. Проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют об образовании специфической полосы отграничения от окружающих неизмененных структур кожи с явлениями стаза крови с гемолизом эритроцитов и лейкоцитозом, отечностью, экссудацией, деструктивно-дистрофическими изменениями в дерме кожи с наличием разрыхлений, круглоклеточной инфильтрацией, деструкцией эпителиальных образований придатков кожи и проявлением более выраженного повреждения со стороны жировой и мышечной тканей. Превалирование отечных явлений в полосе отграничения наглядно свидетельствует о решающем вкладе в ее распространенность и размеры насыщения кожи жидкостью при введении физиологического раствора, о его значении как фактора моделирующего эту полосу.
Ключевые слова: эксперимент, электросварка биологических тканей, импрегнации кожи физиологическим раствором, морфологические исследования.

MORPHOFUNCTIONAL STUDY OF THE SKIN AFTER IMPREGNATION WITH PHYSIOLOGICAL SALINE AND THE USE OF ELECTRIC WELDING TECHNOLOGY                                                                                                                   ¹Ilona А. Кosakivska, ²Аnton F. Кaras, ²Galyna А. Кaras (Кyiv)                                                 ¹Shupyk National Medical Academy of Postgraduate Education                                                           ²SI “Institute of Otolaryngology named after Prof. А.I. Kolomyichenko of NAMS of Ukraine”  
ABSTRACT  
The authors have studied the effect of high-frequency current (66 kHz) on the skin of a rat during a sword-cut by a bipolar scalpel after impregnation of the skin with physiological saline in the experiment. As a source of high-frequency current there was used EK-300M1 electric coagulator. The morphological examination of biological tissues of animals was performed in 1, 7, 14 and 21 days. The experimental research indicates the formation of a particular band separated from the surrounding unmodified structures of the skin with the signs of blood stasis with erythrocytolysis and leucocytosis, oedema, exudation, destructive and degenerative changes in the inner skin with the presence of loosening, round cell infiltration, destruction of epithelial formations of the skin appendages and manifestation of a more pronounced damage of fat and muscle tissues. The prevalence of oedematous phenomena in the band of separation clearly shows the decisive contribution to its prevalence and size of the fluid saturation of the skin with the introduction of physiological saline, its significance as a factor in simulating the band.
Key words: experiment, electric welding of biological tissues, impregnation of the skin with physiological saline, morphological examinations. 
Адресса авторов:
Косаковская Илона Анатольевна
Ул. Дорогожицкая 9,
04112, Киев, Украина
Тел. +380444561079,
E. mail: alkoss@bk.ru

Карась А. Ф., Карась Г. А.
Ул. Зоологическая 3, 
03057, Киев, Украина,
Тел. +380958288607,
E. mail: gkaras@ukr.net