actabiomedicaActa Biomedica ScientificaActa Biomedica Scientifica2541-94202587-9596Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems10.29413/ABS.2021-6.3.18actabiomedica-2863Research ArticleТРАВМАТОЛОГИЯTRAUMATOLOGYЭффективность использования пространственносшитого полимера в профилактике развития послеоперационного эпидурального фиброза: экспериментальное исследованиеThe effectiveness of spatially cross-linked polymer in the postoperative epidural fibrosis prevention: an experimental studyЭрдынеевК. Ц.ErdyneevK. Ts.

 заведующий отделением нейрохирургии 

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

670042, г. Улан-Удэ, пр. Строителей, 1, Респ. Бурятия, Россия

 M. D., Head, Department of Neurosurgery

660023, Ulan-Ude, Stroiteley Ave., 1 

Bortsov Revolution st., 1, 664003, Irkutsk, Russian Federation

ekc1981@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9008-6383СороковиковВ. А.SorokovikovV. A.

 доктор медицинских наук, профессор, директор Иркутского научного центра хирургии и травматологии

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

 M. D., Ph. D., Professor, President

Russia, 664003, Irkutsk, Bortsov Revolutsii Str., 1 

vasorokovikov@mail.ruСамбуевД. Н.SambuevD. N.

кандидат медицинских наук, главный врач Больницы

670042, г. Улан-Удэ, пр. Строителей, 1, Респ. Бурятия, Россия 

 M. D., Ph. D., President

660023, Ulan-Ude, Stroiteley Ave., 1 

dambinima@mail.ruСагановВ. П.SaganovV. P.

  доктор медицинских наук, доцент кафедры госпитальной хирургии 

670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, Республика Бурятия, Россия 

 M. D., Ph. D., Assistant Professor, Department of Hospital Surgery

670000, Ulan-Ude, Smolina Str., 24А 

vlad-saganov@yandex.ruДамбаевБ. Б.DambaevB. B.

 врач-нейрохирург отделения нейрохирургии 

Россия, 660023, г. Улан-Удэ, пр. Строителей, 1

 M. D., Neurosurgeon, Department of Neurosurgery

660023, Ulan-Ude, Stroiteley Ave., 1 

badmazhapovich@mail.ruЛарионовС. Н.LarionovS. N.

 доктор медицинских наук, заведующий отделением нейрохирургии Ивано-Матренинской детской клинической больницы

imdkb@imdkb.ru 

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

 M. D., Ph. D., Head of the Department of Neurosurgery

Russia, Irkutsk, Sovetskaya Str., 57 

ГольдбергО. А.GoldbergO. A.

 кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник Иркутского научного центра хирургии и травматологии

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

 M. D., Ph. D., Leading Researcher; 

Russia, 664003, Irkutsk, Bortsov Revolutsii Str., 1

iscst@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7961-4421ЛепеховаС. А.LepekhovaS. A.

 доктор биологических наук, заведующий отделом медико-биологических исследований 

Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 134

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

Doctor of Biological Sciences, Head of the Department of Biomedical Research,  SB RAS

Russia, 664003, Irkutsk, Lermontova Str., 134 

lepekhova_sa@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9039-9147СтепановИ. А.StepanovI. A.

 ассистент кафедры общей хирургии и анестезиологии,  научный сотрудник  

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

664003, Иркутск, ул. Красного Восстания, 1, Россия

 M. D., Assistant, Department of General Surgery and Neurosurgery; Researcher

Russia, 664003, Irkutsk, Krasnogo Vosstaniya Str., 1 

stepanovivanneuro@gmail.comФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»; ГАУЗ «Республиканская клиническая больница скорой медицинской помощи им. В.В. Ангапова»РоссияRepublican Clinical Hospital of Emergency Medicine named after V. V. Angapov; Irkutsk Scientific Center of Surgery and TraumatologyRussian FederationФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»РоссияIrkutsk Scientific Center of Surgery and TraumatologyRussian FederationГАУЗ «Республиканская клиническая больница скорой медицинской помощи им. В.В. Ангапова»РоссияRepublican Clinical Hospital of Emergency Medicine named after V. V. AngapovRussian FederationФГБОУ ВО «Бурятский государственный университет им. Д. Банзарова»РоссияBuryat State University named after D. BanzarovRussian FederationФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»РоссияIvano-Matreninskaya Children’s Clinical HospitalRussian FederationФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»РоссияIrkutsk Scientific Center of Surgery and Traumatology;Russian FederationФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»РоссияIrkutsk Scientific CenterRussian FederationФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»; ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияIrkutsk State Medical University; Irkutsk Scientific Center of Surgery and TraumatologyRussian Federation20211608202163174184Copyright © Эрдынеев К.Ц., Сороковиков В.А., Самбуев Д.Н., Саганов В.П., Дамбаев Б.Б., Ларионов С.Н., Гольдберг О.А., Лепехова С.А., Степанов И.А., 20212021Эрдынеев К.Ц., Сороковиков В.А., Самбуев Д.Н., Саганов В.П., Дамбаев Б.Б., Ларионов С.Н., Гольдберг О.А., Лепехова С.А., Степанов И.А.Erdyneev K.T., Sorokovikov V.A., Sambuev D.N., Saganov V.P., Dambaev B.B., Larionov S.N., Goldberg O.A., Lepekhova S.A., Stepanov I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.actabiomedica.ru/jour/article/view/2863 Введение

 Введение. Эпидуральный фиброз представляет собой актуальную проблему современной спинальной хирургии и ортопедии. Формирование соединительной ткани в эпидуральном пространстве после выполнения оперативных вмешательств на позвоночном столбе неизбежно приводит к адгезии последней к твердой мозговой оболочке и компрессии невральных структур с последующим формированием клинико-неврологической симптоматики. Поиск литературных источников в отечественных и зарубежных научных базах данных продемонстрировал наличие нескольких работ, изучающих эффективность барьерных способов профилактики развития эпидурального фиброза. Стоит отметить, что результаты указанных исследований неоднозначны и во многом противоречивы.

Цель исследования – изучить эффективность использования пространственно-сшитого полимера в профилактике развития послеоперационного поясничного эпидурального фиброза в эксперименте.

Материал и методы

Материал и методы. В исследование включено 26 самцов крыс линии Wistar (средняя масса тела составила 338,5±9,07 г), которые разделены на две группы: I группа (контрольная, n = 12): животным выполнена операция ламинэктомии на уровне тел позвонков LVII – SI без аппликации пространственно-сшитого полимера; II группа (экспериментальная, n = 14): животным выполнена операция ламинэктомии на уровне тел позвонков LVII – SI с последующей аппликацией пространственно-сшитого полимера на твердую мозговую оболочку. Изучены морфологические и инструментальные параметры.

Результаты

Результаты. Отмечены достоверные различия в степени выраженности эпидурального фиброза (χ2 = 14,846, р = 0,003), количестве новообразованных сосудов (F = 14,371, р<0,001), количестве фибробластов (F = 11,158, р<0,001), а также в степени выраженности стеноза позвоночного канала по данным мультисрезовой компьютерной томографии (χ2 = 17,207, р = 0,002) между контрольной и экспериментальной группами животных.

Заключение

Заключение. Аппликация пространственно-сшитого полимера на твердую мозговую оболочку представляет собой эффективный способ профилактики развития послеоперационного эпидурального фиброза.

Introduction

Introduction. Epidural fibrosis is an urgent problem in modern spinal surgery and orthopedics. The formation of connective tissue in the epidural space after performing surgical interventions on the spinal column inevitably leads to adhesion of the latter to the dura mater and compression of neural structures, followed by the formation of clinical and neurological symptoms. The  search for literary sources in domestic and foreign scientific databases has demonstrated the presence of several works studying the effectiveness of barrier methods for preventing the development of epidural fibrosis. It should be noted that the results of these studies are ambiguous and largely contradictory.

The purpose was to study the effectiveness of using a spatially cross-linked polymer in the postoperative lumbar epidural fibrosis prevention in an experiment.

Materials and methods

Materials and methods. The study included 26 male Wistar rats (average body weight 338.5±9.07 g), which were divided into two groups: Group I (control, n = 12): animals underwent laminectomy at the level of vertebral bodies LVII – SI  without application of spatially crosslinked polymer; Group II (experimental, n = 14): animals underwent laminectomy at the level of vertebral bodies LVII – SI  followed by application of a spatially cross-linked polymer to the dura mater. The morphological and instrumental parameters were studied.

Results

Results. Significant differences were noted in the severity of epidural fibrosis (χ2 = 14.846, p = 0.003), the number of newly formed vessels (F = 14.371, p<0.001), the number of fibroblasts (F = 11.158, p<0.001), as well as in the severity of vertebral stenosis channe l according to multislice computed tomography (χ2 = 17.207, p=0.002) between the control and experimental groups of animals.

Conclusion

Conclusion. Application of a spatially cross-linked polymer to the dura mater is an effective way to prevent the development of postoperative epidural fibrosis.

эпидуральный фиброзпрофилактикапространственно – сшитый полимераппликацияepidural fibrosispreventionspatially cross-linked polymerapplicationReferencesSamy Abdou M, Hardy RW Jr. Epidural fibrosis and the failed back surgery syndrome: history and physical findings. Neurol Res. 1999; 21 (1): 5–8. doi: 10.1080/01616412.1999.11758603Samy Abdou M, Hardy RW Jr. Epidural fibrosis and the failed back surgery syndrome: history and physical findings. Neurol Res. 1999; 21 (1): 5–8. doi: 10.1080/01616412.1999.11758603Masopust V, Häckel M, Netuka D, Bradác O, Rokyta R, Vrabec M. Postoperative epidural fibrosis. Clin J Pain. 2009; 25 (7): 600–606. doi: 10.1097/AJP.0b013e3181a5b665Masopust V, Häckel M, Netuka D, Bradác O, Rokyta R, Vrabec M. Postoperative epidural fibrosis. Clin J Pain. 2009; 25 (7): 600–606. doi: 10.1097/AJP.0b013e3181a5b665Животенко А. П., Сороковиков В. А., Кошкарёва З. В., Негреева М. Б., Потапов В. Э., Горбунов А. В. Современные представления об эпидуральном фиброзе (обзор литературы). Acta Biomed Scient. 2017; 2 (6): 27–33. doi: org/10.12737/article_5a0a7f9e412601.50968513Zhivotenko АP, Sorokovikov VA, Koshkareva ZV, Negreeva MB, Potapov VE, Gorbunov AV. Modern concepts of epidural fibrosis (literature review). Acta Biomed Scient. 2017; 2 (6): 27–33. doi: org/10.12737/article_5a0a7f9e412601.50968513 (in Russ)Clancy C, Quinn A, Wilson F. The aetiologies of Failed Back Surgery Syndrome: A systematic review. J Back Musculoskelet Rehabil. 2017; 30 (3): 395–402. doi: 10.3233/BMR-150318Clancy C, Quinn A, Wilson F. The aetiologies of Failed Back Surgery Syndrome: A systematic review. J Back Musculoskelet Rehabil. 2017; 30 (3): 395–402. doi: 10.3233/BMR-150318Mohi Eldin MM, Abdel Razek NM. Epidural Fibrosis after Lumbar Disc Surgery Prevention and Outcome Evaluation. Asian Spine Journal. 2015; 9 (3): 370–385. doi: 10.4184/asj.2015.9.3.370Mohi Eldin MM, Abdel Razek NM. Epidural Fibrosis after Lumbar Disc Surgery Prevention and Outcome Evaluation. Asian Spine Journal. 2015; 9 (3): 370–385. doi: 10.4184/asj.2015.9.3.370Baber Z, Erdek MA. Failed back surgery syndrome: current perspectives. J Pain Res. 2016; 7 (9): 979–987. doi: 10.2147/JPR.S92776Baber Z, Erdek MA. Failed back surgery syndrome: current perspectives. J Pain Res. 2016; 7 (9): 979–987. doi: 10.2147/JPR.S92776Liu J, Ni B, Zhu L, Yang J, Cao X, Zhou W. Mitomycin C-polyethylene glycol controlled-release film inhibits collagen secretion and induces apoptosis of fibroblasts in the early wound of a postlaminectomy rat model. Spine J. 2010; 10 (5): 441–447. doi: 10.1016/j.spinee.2010.02.017Liu J, Ni B, Zhu L, Yang J, Cao X, Zhou W. Mitomycin C-polyethylene glycol controlled-release film inhibits collagen secretion and induces apoptosis of fibroblasts in the early wound of a postlaminectomy rat model. Spine J. 2010; 10 (5): 441–447. doi: 10.1016/j.spinee.2010.02.017Amirdelfan K, Webster L, Poree L, Sukul V, McRoberts P. Treatment Options for Failed Back Surgery Syndrome Patients With Refractory Chronic Pain: An Evidence Based Approach. Spine (Phila Pa 1976). 2017; 42 (14): 41–52. doi: 10.1097/BRS.0000000000002217Amirdelfan K, Webster L, Poree L, Sukul V, McRoberts P. Treatment Options for Failed Back Surgery Syndrome Patients With Refractory Chronic Pain: An Evidence Based Approach. Spine (Phila Pa 1976). 2017; 42 (14): 41–52. doi: 10.1097/BRS.0000000000002217Ozturk Y, Bozkurt I, Yaman ME, et al. Histopathologic Analysis of Tamoxifen on Epidural Fibrosis. World Neurosurg. 2018; 111: e941-e948. doi: 10.1016/j.wneu.2018.01.004Ozturk Y, Bozkurt I, Yaman ME, et al. Histopathologic Analysis of Tamoxifen on Epidural Fibrosis. World Neurosurg. 2018; 111: e941-e948. doi: 10.1016/j.wneu.2018.01.004Häckel M, Masopust V, Bojar M, Ghaly Y, Horínek D. The epidural steroids in the prevention of epidural fibrosis: MRI and clinical findings. Neuro Endocrinol Lett. 2009; 30 (1): 51–55Häckel M, Masopust V, Bojar M, Ghaly Y, Horínek D. The epidural steroids in the prevention of epidural fibrosis: MRI and clinical findings. Neuro Endocrinol Lett. 2009; 30 (1): 51–55Percie du Sert N, Ahluwalia A, Alam S, et al. Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0. PLoS Biol. 2020; 18 (7): e3000411. doi: 10.1371/journal.pbio.3000411Percie du Sert N, Ahluwalia A, Alam S, et al. Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0. PLoS Biol. 2020; 18 (7): e3000411. doi: 10.1371/journal.pbio.3000411Isık S, Taşkapılıoğlu MÖ, Atalay FO, Dogan S. Effects of cross-linked high-molecular-weight hyaluronic acid on epidural fibrosis: experimental study. J Neurosurg Spine. 2015; 22 (1): 94–100. doi: 10.3171/2014.10.SPINE131147Isık S, Taşkapılıoğlu MÖ, Atalay FO, Dogan S. Effects of cross-linked high-molecular-weight hyaluronic acid on epidural fibrosis: experimental study. J Neurosurg Spine. 2015; 22 (1): 94–100. doi: 10.3171/2014.10.SPINE131147Demirel E, Yildiz K, Çadirci K, Aygün H, Şenocak E, Gündoğdu B. Effect of platelet-rich fibrin on epidural fibrosis and comparison to ADCON® Gel and hyaluronic acid. Acta Orthop Traumatol Turc. 2018; 52 (6):469–474. doi: 10.1016/j.aott.2018.07.005Demirel E, Yildiz K, Çadirci K, Aygün H, Şenocak E, Gündoğdu B. Effect of platelet-rich fibrin on epidural fibrosis and comparison to ADCON® Gel and hyaluronic acid. Acta Orthop Traumatol Turc. 2018; 52 (6):469–474. doi: 10.1016/j.aott.2018.07.005Anitua E, Nurden P, Prado R, Nurden AT, Padilla S. Autologous fibrin scaffolds: When platelet- and plasmaderived biomolecules meet fibrin. Biomaterials. 2019; 192: 440–460. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.11.029.Anitua E, Nurden P, Prado R, Nurden AT, Padilla S. Autologous fibrin scaffolds: When platelet- and plasma-derived biomolecules meet fibrin. Biomaterials. 2019; 192: 440–460. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.11.029.Carvalho M, Costa LM, Pereira JE, et al. The role of hybrid chitosan membranes on scarring process following lumbar surgery: post-laminectomy experimental model. Neurol Res. 2015; 37 (1):23–29. doi: 10.1179/1743132814Y.0000000414Carvalho M, Costa LM, Pereira JE, et al. The role of hybrid chitosan membranes on scarring process following lumbar surgery: post-laminectomy experimental model. Neurol Res. 2015; 37 (1): 23–29. doi: 10.1179/1743132814Y.0000000414Li X, Chen L, Lin H, et al. Efficacy of Poly (D, L–Lactic Acid-co-Glycolic acid) – Poly (Ethylene Glycol) – Poly (D, L–Lactic Acid-co-Glycolic Acid) Thermogel As a Barrier to Prevent Spinal Epidural Fibrosis in a Postlaminectomy Rat Model. Clin Spine Surg. 2017; 30 (3): E283-E290. doi:10.1097/BSD.0000000000000221Li X, Chen L, Lin H, et al. Efficacy of Poly (D, L–Lactic Acid-co-Glycolic acid) – Poly (Ethylene Glycol) – Poly (D, L–Lactic Acid-co-Glycolic Acid) Thermogel As a Barrier to Prevent Spinal Epidural Fibrosis in a Postlaminectomy Rat Model. Clin Spine Surg. 2017; 30 (3):E283-E290. doi:10.1097/BSD.0000000000000221Lee JY, Stenzel W, Ebel H, Wedekind C, Ernestus RI, Klug N. Mitomycin C in preventing spinal epidural fibrosis in a laminectomy model in rats. J Neurosurg. 2004; 100 (1): 52–55. doi: 10.3171/spi.2004.100.1.0052Lee JY, Stenzel W, Ebel H, Wedekind C, Ernestus RI, Klug N. Mitomycin C in preventing spinal epidural fibrosis in a laminectomy model in rats. J Neurosurg. 2004; 100 (1): 52–55. doi: 10.3171/spi.2004.100.1.0052Wang BB, Xie H, Wu T, et al. Controlled-release mitomycin C-polylactic acid film prevents epidural scar hyperplasia after laminectomy by inducing fibroblast autophagy and regulating the expression of miRNAs. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017; 21 (10): 2526–2537Wang BB, Xie H, Wu T, et al. Controlled-release mitomycin C-polylactic acid film prevents epidural scar hyperplasia after laminectomy by inducing fibroblast autophagy and regulating the expression of miRNAs. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017; 21 (10): 2526–2537Numthavaj P, Tanjararak K, Roongpuvapaht B, McEvoy M, Attia J, Thakkinstian A. Efficacy of Mitomycin C for postoperative endoscopic sinus surgery: a systematic review and meta-analysis. Clin Otolaryngol. 2013; 38 (3): 198–207. doi: 10.1111/coa.12114Numthavaj P, Tanjararak K, Roongpuvapaht B, McEvoy M, Attia J, Thakkinstian A. Efficacy of Mitomycin C for postoperative endoscopic sinus surgery: a systematic review and meta-analysis. Clin Otolaryngol. 2013; 38 (3): 198–207. doi: 10.1111/coa.12114Kasimcan MO, Bakar B, Aktaş S, Alhan A, Yilmaz M. Effectiveness of the biophysical barriers on the peridural fibrosis of a postlaminectomy rat model: an experimental research. Injury. 2011;42 (8): 778–781. doi: 10.1016/j.injury.2010.2.017Kasimcan MO, Bakar B, Aktaş S, Alhan A, Yilmaz M. Effectiveness of the biophysical barriers on the peridural fibrosis of a postlaminectomy rat model: an experimental research. Injury. 2011;42 (8):778–781. doi: 10.1016/j.injury.2010.12.017Ismailoglu O, Kizilay Z, Cetin NK, Topcu A, Berber O. Effect of Curcumin on the Formation of Epidural Fibrosis in an Experimental Laminectomy Model in Rats. Turk Neurosurg. 2019; 29 (3): 440–444. doi: 10.5137/1019–5149.JTN.24773-18.1Ismailoglu O, Kizilay Z, Cetin NK, Topcu A, Berber O. Effect of Curcumin on the Formation of Epidural Fibrosis in an Experimental Laminectomy Model in Rats. Turk Neurosurg. 2019; 29 (3): 440–444. doi: 10.5137/1019–5149.JTN.24773-18.1Kizilay Z, Cetin NK, Topcu A, et al. Effect of Etanercept on the Formation of Epidural Fibrosis in an Experimental Model. Turk Neurosurg. 2018; 28 (1): 111–117. doi: 10.5137/1019-5149.JTN.18460-16.1Kizilay Z, Cetin NK, Topcu A, et al. Effect of Etanercept on the Formation of Epidural Fibrosis in an Experimental Model. Turk Neurosurg. 2018; 28 (1): 111–117. doi: 10.5137/1019-5149.JTN.18460-16.1Sun Y, Zhao S, Li X, et al. Local application of rapamycin reduces epidural fibrosis after laminectomy via inhibiting fibroblast proliferation and prompting apoptosis. J Orthop Surg Res. 2016;11 (1): 58. doi: 10.1186/s13018-016-0391-0Sun Y, Zhao S, Li X, et al. Local application of rapamycin reduces epidural fibrosis after laminectomy via inhibiting fibroblast proliferation and prompting apoptosis. J Orthop Surg Res. 2016;11 (1): 58. doi: 10.1186/s13018-016-0391-0

The authors declare that there are no conflicts of interest present.