Биомеханическая реконструкция передней брюшной стенки и её математическое моделирование при больших послеоперационных вентральных грыжах

Актуальность. Большие послеоперационные вентральные грыжи составляют серьёзную проблему современной хирургии и требуют совершенствования предоперационного планирования. Выполнение сепарационных ретромускулярных протезирующих герниопластик при гигантских и сложных вентральных грыжах ассоциировано со значительным травматизмом, большими рисками осложнений. Изучение особенностей биомеханики передней брюшной стенки может позволить улучшить результаты оперативного лечения пациентов с большими послеоперационными вентральными грыжами.
Цель: разработать и внедрить в клиническую практику биомеханическую реконструктивную герниопластику с целью лечения пациентов с большими послеоперационными вентральными грыжами.
Материалы и методы. Для разработки теоретической модели реконструкции передней брюшной стенки с учётом особенностей биомеханики была создана геометрическая модель брюшной полости на основании данных компьютерной томографии. Для моделирования физически стабильной линии сшивания грыжевого дефекта применены законы классической механики, интерпретирующие соотношение между напряжением тела и его деформацией. Представленная физико-математическая модель позволяет определить оптимальные расстояния растяжений для обеих сторон мышечно-апоневротических компонентов передней брюшной стенки, при которых силы упругой деформации будут уравновешивать друг друга. Для обоснования созданной концепции было проведено проспективное одноцентровое исследование с участием 74 пациентов с большими послеоперационными вентральными грыжами. В первую группу вошли 33 пациента, которым использовалась модель биомеханической реконструкции, а вторую группу составили 41 пациент, которым данный алгоритм не применялся.
Результаты. Обе группы не имели статистически значимых различий на дооперационном этапе, а параметрические характеристики грыж были сопоставимы (p>0,05). Выполнение биомеханической реконструкции передней брюшной стенки позволило снизить количество двусторонних (p<0,001) и увеличить количество односторонних задних сепарационных пластик (p=0,014) в первой группе, по сравнению со второй. Также отмечается сокращение времени оперативного вмешательства (p=0,021), сроков госпитализации (p=0,037) и количества осложнений (p=0,682) в первой группе, по сравнению со второй.
Заключение. Использование биомеханической реконструктивной герниопластики позволяет учитывать анатомо-физиологические особенности передней брюшной стенки, что находит отражение в создании стабильной линии сшивания грыжевого дефекта. Полученные теоретические преимущества экстраполируются в удовлетворительных клинических результатах, демонстрирующих снижение травматизма герниопластики больших послеоперационных вентральных грыж.

1. Bosanquet D.C., Ansell J., Abdelrahman T., Cornish J., Harries R., Stimpson A., et al. Systematic Review and Meta-Regression of Factors Affecting Midline Incisional Hernia Rates: Analysis of 14,618 Patients. PLoS One. 2015 Sep 21;10(9):e0138745. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0138745

2. Henriksen N.A., Bougard H., Gonçalves M.R., Hope W., Khare R., Shao J., et al. Primary ventral and incisional hernias: comprehensive review. BJS Open. 2024 Dec 30;9(1):zrae145. https://doi.org/10.1093/bjsopen/zrae145

3. Sanders D.L., Pawlak M.M., Simons M.P., Aufenacker T., Balla A., Berger C., et al. Midline incisional hernia guidelines: the European Hernia Society. Br J Surg. 2023 Nov 9;110(12):1732-1768. https://doi.org/10.1093/bjs/znad284. Erratum in: Br J Surg. 2024 Jan 3;111(1):znad349. https://doi.org/10.1093/bjs/znad349

4. Omar I., Zaimis T., Townsend A., Ismaiel M., Wilson J., Magee C. Incisional Hernia: A Surgical Complication or Medical Disease? Cureus. 2023 Dec 15;15(12):e50568. https://doi.org/10.7759/cureus.50568

5. Barbosa C.A., Faria M.H.S., Messias B.A. Predictive factors for complexity in abdominal wall hernias: a literature scope review. Rev Col Bras Cir. 2024 May 6;51:e20243670. https://doi.org/10.1590/0100-6991e-20243670-en

6. Harji D., Thomas C., Antoniou S.A., Chandraratan H., Griffiths B., Henniford B.T., et al. A systematic review of outcome reporting in incisional hernia surgery. BJS Open. 2021 Mar 5;5(2):zrab006. https://doi.org/10.1093/bjsopen/zrab006

7. Gandhi J.A., Shinde P.H., Banker A.M., Takalkar Y. Computed tomography for ventral hernia: Need for a standardised reporting format. J Minim Access Surg. 2023 Jan-Mar;19(1):175-177. https://doi.org/10.4103/jmas.jmas_34_22

8. Tanaka E.Y., Yoo J.H., Rodrigues A.J. Jr, Utiyama E.M., Birolini D., Rasslan S. A computerized tomography scan method for calculating the hernia sac and abdominal cavity volume in complex large incisional hernia with loss of domain. Hernia. 2010 Feb;14(1):63-9. https://doi.org/10.1007/s10029-009-0560-8

9. Lesch C., Nessel R., Adolf D., Hukauf M., Köckerling F., Kallinowski F., et al. STRONGHOLD first-year results of biomechanically calculated abdominal wall repair: a propensity score matching. Hernia. 2024 Feb;28(1):63-73. https://doi.org/10.1007/s10029-023-02897-7

10. Culbertson E.J., Xing L., Wen Y., Franz M.G. Loss of mechanical strain impairs abdominal wall fibroblast proliferation, orientation, and collagen contraction function. Surgery. 2011 Sep;150(3):410-7. https://doi.org/10.1016/j.surg.2011.06.011

11. Novitsky Y.W., Elliott H.L., Orenstein S.B., Rosen M.J. Transversus abdominis muscle release: a novel approach to posterior component separation during complex abdominal wall reconstruction. Am J Surg. 2012 Nov;204(5):709-16. https://doi.org/10.1016/j.amjsurg.2012.02.008

12. Gueroult P., Joppin V., Chaumoitre K., Di Bisceglie M., Masson C., Bege T. Linea alba 3D morphometric variability by CT scan exploration. Hernia. 2024 Apr;28(2):485-494. https://doi.org/10.1007/s10029-023-02939-0

13. Hubner P.N.V., Alberti L.R., Carvalho A.C., Soares V.C., Neto C.S., Garcia D.P.C. Morphometric evaluation of the linea alba in fresh corpses. JPRAS Open. 2024 Mar 26;40:238-244. https://doi.org/10.1016/j.jpra.2024.03.005

14. Thankam F.G., Larsen N.K., Varghese A., Bui T.N., Reilly M., Fitzgibbons R.J., et al. Biomarkers and heterogeneous fibroblast phenotype associated with incisional hernia. Mol Cell Biochem. 2021 Sep;476(9):3353-3363. https://doi.org/10.1007/s11010-021-04166-6

15. Thankam F.G., Palanikumar G., Fitzgibbons R.J., Agrawal D.K. Molecular Mechanisms and Potential Therapeutic Targets in Incisional Hernia. J Surg Res. 2019 Apr;236:134-143. https://doi.org/10.1016/j.jss.2018.11.037

16. Nessel R., Löffler T., Rinn J., Kallinowski F. Three-year follow-up of the grip concept: an open, prospective, observational registry study on biomechanically calculated abdominal wall repair for complex incisional hernias. Hernia. 2024 Jun;28(3):913-924. https://doi.org/10.1007/s10029-024-03064-2