nogrЭкспериментальная и клиническая гастроэнтерологияExperimental and Clinical Gastroenterology1682-8658«Global Media Technologies»10.31146/1682-8658-ecg-226-6-139-144nogr-2812Research ArticleХИРУРГИЧЕСКАЯ ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯSURGICAL GASTROENTEROLOGYМоделирование перфораций в экспериментальной абдоминальной хирургии: обзор методик и наш опытSimulation of intestinal perforation in experimenthttps://orcid.org/0000-0001-6121-7412ЛипатовВ. А.LipatovV. A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4792-1862ГаврилюкВ. П.GavrilyukV. P.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4460-1353СевериновД. А.SeverinovD. A.dmitriy.severinov.93@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-1959-2306ПадалкинаО. В.PadalkinaO. V.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное образовательной учреждение высшего образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияKursk state medical universityRussian Federation20242210202406139144Copyright © Липатов В.А., Гаврилюк В.П., Северинов Д.А., Падалкина О.В., 20242024Липатов В.А., Гаврилюк В.П., Северинов Д.А., Падалкина О.В.Lipatov V.A., Gavrilyuk V.P., Severinov D.A., Padalkina O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nogr.org/jour/article/view/2812

Актуальной проблемой неонатальной хирургии и хирургии детского возраста по-прежнему остаются тактика хирургического лечения и послеоперационного ведения пациентов с перфоративным перитонитом. Летальность при перфорации желудка и кишечника у детей в периоде новорожденности достигает порядка 40-80%. Сочетание синдрома повышенного внутрибрюшного давления и полиорганной недостаточности обуславливает крайне тяжёлое состояние пациентов. В связи с чем в настоящее время активно разрабатываются новые подходы к оперативному лечению таких больных. Для этого в экспериментальной практике тестируются новые изделия медицинского назначения, но проблема таких исследований, в первую очередь, заключается в отсутствие адекватной модели патологического процесса. Цель работы - анализ методов экспериментального моделирования перфораций кишечника, описанных в открытом доступе. Для этого проведено исследование наиболее значимых научных публикаций таких баз данных, как Google Scholar, PubMed, Scopus, eLIBRARY. В настоящей работе приведено подробное описание существующих вариантов моделирования перфораций различных отделов желудочно-кишечного тракта (желудка, тонкой и толстой кишки) в зависимости от целей эксперимента. Также представлены несколько довольно редких методик, основанных на внесении микроорганизмов. Помимо этого, в статье описан предложенный авторами способ моделирования перфорации с использованием лапароскопического доступа.

The current problem of neonatal and pediatric surgery remains the tactics of surgical treatment and postoperative management of patients with perforated peritonitis. Mortality with perforation of the stomach and intestines in children in the newborn period reaches about 40-80 %. The combination of the syndrome of increased intra-abdominal pressure and multiple organ failure causes the extremely serious condition of patients. In this connection, new approaches to the surgical treatment of such patients are currently being actively developed. For this, new medical devices are tested in experimental practice, but the problem of such studies, first of all, lies in the lack of an adequate model of the pathological process. The aim of the work is to analyze the methods of experimental modeling of intestinal perforations described in the public domain. For this, a study was conducted of the most significant scientific publications of such databases as Google Scholar, PubMed, Scopus, eLIBRARY. The present work provides a detailed description of existing options for modeling perforations of various parts of the gastrointestinal tract (stomach, small intestine and colon), depending on the goals of the experiment. Several rather rare techniques based on the introduction of microorganisms are also presented. In addition, the article describes the method proposed by the authors for modeling perforation using laparoscopic access.

перфорация кишечникаперитонитмоделированиелабораторные животныеintestinal perforationperitonitismodelinglaboratory animalsReferencesSon J., Kim D., Na J. Y. et al. Development of artificial neural networks for early prediction of intestinal perforation in preterm infants. Sci Rep. 2022;1(12):12112. doi: 10.1038/s41598-022-16273-5.Son J., Kim D., Na J. Y. et al. Development of artificial neural networks for early prediction of intestinal perforation in preterm infants. Sci Rep. 2022;1(12):12112. doi: 10.1038/s41598-022-16273-5.Savvina V. A., Varfolomeyev A. R., Nikolayev V. N., Tarasov A. Yu. Change in treatment policy for neonatal gastrointestinal perforations. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2014;59(1):93-97. (In Russ.)@@ Савина В. А., Варфоломеев А. Р., Николаев В. Н., Тарасов А. Ю. Изменение лечебной тактики при перфорациях желудочно-кишечного тракта у новорожденных. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014;59(1):93-97.Savvina V. A., Varfolomeyev A. R., Nikolayev V. N., Tarasov A. Yu. Change in treatment policy for neonatal gastrointestinal perforations. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2014;59(1):93-97. (In Russ.)@@ Савина В. А., Варфоломеев А. Р., Николаев В. Н., Тарасов А. Ю. Изменение лечебной тактики при перфорациях желудочно-кишечного тракта у новорожденных. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014;59(1):93-97.Kozlov Yu.A., Novozhilov V. A., Timofeev A. D. Spontaneous intestinal perforation in premature babies.Russian Journal of Pediatric Surgery, Anesthesia and Intensive Care. 2016;4(6):102-110. (In Russ.)@@ Козлов Ю. А., Новожилов В. А., Тимофеев А. Д. Спонтанная перфорация кишечника у недоношенных детей. Российский вестник детской хирургии, анестезиологии и реаниматологии. 2016;4(6):102-110.Kozlov Yu.A., Novozhilov V. A., Timofeev A. D. Spontaneous intestinal perforation in premature babies.Russian Journal of Pediatric Surgery, Anesthesia and Intensive Care. 2016;4(6):102-110. (In Russ.)@@ Козлов Ю. А., Новожилов В. А., Тимофеев А. Д. Спонтанная перфорация кишечника у недоношенных детей. Российский вестник детской хирургии, анестезиологии и реаниматологии. 2016;4(6):102-110.Baginskaya A. I., Ferubko E. V., Kurmanova E. N. et al. Experimental modelling in gastroenterology. Practical guidelines. Part I. Study of gastric secretory function. Assessment of ulcerative lesions. Questions of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2016;2(19):33-42. (In Russ.)@@ Багинская А. И., Ферубко Е. В., Курманова Е. Н. и др. Экспериментальное моделирование в гастроэнтерологии. Практические рекомендации. Часть I. Изучение секреторной функции желудка. Оценка язвенных поражений. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2016;2(19):33-42.Baginskaya A. I., Ferubko E. V., Kurmanova E. N. et al. Experimental modelling in gastroenterology. Practical guidelines. Part I. Study of gastric secretory function. Assessment of ulcerative lesions. Questions of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2016;2(19):33-42. (In Russ.)@@ Багинская А. И., Ферубко Е. В., Курманова Е. Н. и др. Экспериментальное моделирование в гастроэнтерологии. Практические рекомендации. Часть I. Изучение секреторной функции желудка. Оценка язвенных поражений. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2016;2(19):33-42.Revell M. A., Pugh M. A., McGhee M. Gastrointestinal traumatic injuries: gastrointestinal perforation. Critical Care Nursing Clinics. 2018;30(1):157-166. doi:10.1016/j.cnc.2017.10.014.Revell M. A., Pugh M. A., McGhee M. Gastrointestinal traumatic injuries: gastrointestinal perforation. Critical Care Nursing Clinics. 2018;30(1):157-166. doi:10.1016/j.cnc.2017.10.014.Nikitin V. N., Poluektov V. L., Khramykh T. P. et al. First results of an original method application of experimental stomach ulcer modeling. Novosti Khirurgii. 2019; 27(2):131-137. (In Russ.) doi: 10.18484/2305-0047.2019.2.131.@@ Никитин В. Н., Полуэктов В. Л., Храмых Т. П. и др. Первые результаты применения оригинального способа экспериментального моделирования язв желудка. Новости хирургии. 2019;2(27):131-137. doi: 10.18484/2305-0047.2019.2.131.Nikitin V. N., Poluektov V. L., Khramykh T. P. et al. First results of an original method application of experimental stomach ulcer modeling. Novosti Khirurgii. 2019; 27(2):131-137. (In Russ.) doi: 10.18484/2305-0047.2019.2.131.@@ Никитин В. Н., Полуэктов В. Л., Храмых Т. П. и др. Первые результаты применения оригинального способа экспериментального моделирования язв желудка. Новости хирургии. 2019;2(27):131-137. doi: 10.18484/2305-0047.2019.2.131.Evans P. T., Blakely M. L., Mixon A. S. et al. The Evidence base for surgical treatment of infants with necrotizing enterocolitis or spontaneous intestinal perforation: impact of trial design and questions regarding implementation of trial recommendations. Seminars in Pediatric Surgery. 2023;3(32):151304. doi: 10.1016/j.sempedsurg.2023.151304.Evans P. T., Blakely M. L., Mixon A. S. et al. The Evidence base for surgical treatment of infants with necrotizing enterocolitis or spontaneous intestinal perforation: impact of trial design and questions regarding implementation of trial recommendations. Seminars in Pediatric Surgery. 2023;3(32):151304. doi: 10.1016/j.sempedsurg.2023.151304.Baginskaya A. I., Ferubko E. V., Kurmanova E. N. et al. Experimental modelling in gastroenterology. Practical guidelines. Part II. Experimental models of acute ulcer lesions of the stomach. Questions of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2016;3(20):32-40. (In Russ.)@@ Багинская А. И., Ферубко Е. В., Курманова Е. Н. и др. Экспериментальное моделирование в гастроэнтерологии. Практические рекомендации. Часть I. Экспериментальные модели «острых» язв желудка. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2016;3(19):32-40.Baginskaya A. I., Ferubko E. V., Kurmanova E. N. et al. Experimental modelling in gastroenterology. Practical guidelines. Part II. Experimental models of acute ulcer lesions of the stomach. Questions of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2016;3(20):32-40. (In Russ.)@@ Багинская А. И., Ферубко Е. В., Курманова Е. Н. и др. Экспериментальное моделирование в гастроэнтерологии. Практические рекомендации. Часть I. Экспериментальные модели «острых» язв желудка. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2016;3(19):32-40.Erokhina O. P., Lapshtaeva A. V. An experimental study of antiulcerogenic effectiveness of the combined use of misoprostol with mexidol in ulcerative lesions caused by phenylbutazone. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Gumanitarnye nauki = University proceedings. Volga region. Medical Sciences. 2018;2(46):12-18. (In Russ.) doi: 10.21685/2072-3032-2018-2-2.@@ Ерохина О. П., Лапштаева А. В. Экспериментальное исследование антиульцерогенной эффективности комбинированного применения мизопростола с мексидолом при язвенных поражениях, вызванных бутадионом. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2018;2(46):12-18. doi: 10.21685/2072-3032-2018-2-2.Erokhina O. P., Lapshtaeva A. V. An experimental study of antiulcerogenic effectiveness of the combined use of misoprostol with mexidol in ulcerative lesions caused by phenylbutazone. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Gumanitarnye nauki = University proceedings. Volga region. Medical Sciences. 2018;2(46):12-18. (In Russ.) doi: 10.21685/2072-3032-2018-2-2.@@ Ерохина О. П., Лапштаева А. В. Экспериментальное исследование антиульцерогенной эффективности комбинированного применения мизопростола с мексидолом при язвенных поражениях, вызванных бутадионом. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2018;2(46):12-18. doi: 10.21685/2072-3032-2018-2-2.Maeng J. H., Lee E., Lee D. H., Yang S. G. Rabbit gastric ulcer models: comparison and evaluation of acetic acid-induced ulcer and mucosectomy-induced ulcer. Lab Anim Res. 2013;2(29):96-102. doi: 10.5625/lar.2013.29.2.96.Maeng J. H., Lee E., Lee D. H., Yang S. G. Rabbit gastric ulcer models: comparison and evaluation of acetic acid-induced ulcer and mucosectomy-induced ulcer. Lab Anim Res. 2013;2(29):96-102. doi: 10.5625/lar.2013.29.2.96.Manzarov S. V., Pushkarev B. G., Chikoteev S. P. Method of stopping bleeding from acute ulcer. Emergency medical care. 2004;3(5):233-234. (In Russ.)@@ Манзаров С. В., Пушкарев Б. Г., Чикотеев С. П. Способ остановки кровотечения из острой язвы. Скорая медицинская помощь. 2004;3(5):233-234.Manzarov S. V., Pushkarev B. G., Chikoteev S. P. Method of stopping bleeding from acute ulcer. Emergency medical care. 2004;3(5):233-234. (In Russ.)@@ Манзаров С. В., Пушкарев Б. Г., Чикотеев С. П. Способ остановки кровотечения из острой язвы. Скорая медицинская помощь. 2004;3(5):233-234.Liu L., Chiu P. W.Y., Lam P. K. et al. Effect of local injection of mesenchymal stem cells on healing of sutured gastric perforation in an experimental model. British Journal of Surgery/. 2015;2(102):158-168. doi:10.1002/bjs.9724Liu L., Chiu P. W.Y., Lam P. K. et al. Effect of local injection of mesenchymal stem cells on healing of sutured gastric perforation in an experimental model. British Journal of Surgery/. 2015;2(102):158-168. doi:10.1002/bjs.9724Ekasaputra V. M., Putra A., Muhar A. M. et al. Mesenchymal stem cell-injected omental patch more effective promoting wound healing in bowel perforation animal model. Medical Archives. 2020;5(74):332-336. doi: 10.5455/medarh.2020.74.332-336.Ekasaputra V. M., Putra A., Muhar A. M. et al. Mesenchymal stem cell-injected omental patch more effective promoting wound healing in bowel perforation animal model. Medical Archives. 2020;5(74):332-336. doi: 10.5455/medarh.2020.74.332-336.Blinova E. V., Kurganov N. A., Blinov D. S. et al. Morphological aspects of correction of erosive ulcer gastroduodenopathy by certain l-glutamic acid derivatives. Morphology. 2014;145(3):34-35. (In Russ.)@@ Блинова Е. В., Курганов Н. А., Блинов Д. С. и др. Морфологические аспекты коррекции эрозивноязвенной гастродуоденопатии некоторыми производными l-глутаминовой кислоты. Морфология. 2014;145(3):34-35.Blinova E. V., Kurganov N. A., Blinov D. S. et al. Morphological aspects of correction of erosive ulcer gastroduodenopathy by certain l-glutamic acid derivatives. Morphology. 2014;145(3):34-35. (In Russ.)@@ Блинова Е. В., Курганов Н. А., Блинов Д. С. и др. Морфологические аспекты коррекции эрозивноязвенной гастродуоденопатии некоторыми производными l-глутаминовой кислоты. Морфология. 2014;145(3):34-35.Poluektov V. L., Nikitin V. N., Khramykh T. P. et al. New method of experimental modeling of duodenal ulcers in small laboratory animals. Issues of Reconstructive and Plastic Surgery. 2020;23(4):51-57. (In Russ.) doi 10.17223/1814147/75/06.@@ Полуэктов В. Л., Никитин В. Н., Храмых Т. П. и др. Новый способ экспериментального моделирования дуоденальных язв у мелких лабораторных животных. Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. 2020; 23(4): 51-57. doi 10.17223/1814147/75/06.Poluektov V. L., Nikitin V. N., Khramykh T. P. et al. New method of experimental modeling of duodenal ulcers in small laboratory animals. Issues of Reconstructive and Plastic Surgery. 2020;23(4):51-57. (In Russ.) doi 10.17223/1814147/75/06.@@ Полуэктов В. Л., Никитин В. Н., Храмых Т. П. и др. Новый способ экспериментального моделирования дуоденальных язв у мелких лабораторных животных. Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. 2020; 23(4): 51-57. doi 10.17223/1814147/75/06.Alipov V. V., Fedorov V. E. Experimental modeling and combined endoscopic correction of gastroduodenal perforation. Medical almanac. 2014; 3(33): 120-124. (In Russ.)@@ Алипов В. В., Федоров В. Э. Экспериментальное моделирование и комбинированная эндоскопическая коррекция гастродуоденальной перфорации. Медицинский альманах. 2014; 3(33): 120-124.Alipov V. V., Fedorov V. E. Experimental modeling and combined endoscopic correction of gastroduodenal perforation. Medical almanac. 2014; 3(33): 120-124. (In Russ.)@@ Алипов В. В., Федоров В. Э. Экспериментальное моделирование и комбинированная эндоскопическая коррекция гастродуоденальной перфорации. Медицинский альманах. 2014; 3(33): 120-124.Lutsenko V. D., Migunov A. A., Tatyanenko T. N. et al. Application of biopolymeric materials at hollow organ perforation in experiment. Novosti Khirurgii. 2013; 21(4):10-15. (In Russ.)@@ Луценко В. Д., Мигунов А. А., Татьяненко Т. Н. и др. Применение биополимерных материалов при перфорации полых органов в эксперименте. Новости хирургии. 2013; 21(4): 10-15.Lutsenko V. D., Migunov A. A., Tatyanenko T. N. et al. Application of biopolymeric materials at hollow organ perforation in experiment. Novosti Khirurgii. 2013; 21(4):10-15. (In Russ.)@@ Луценко В. Д., Мигунов А. А., Татьяненко Т. Н. и др. Применение биополимерных материалов при перфорации полых органов в эксперименте. Новости хирургии. 2013; 21(4): 10-15.Gordon P. V., Herman A. C., Marcinkiewicz M. et al. A neonatal mouse model of intestinal perforation: investigating the harmful synergism between glucocorticoids and indomethacin. Journal of pediatric gastroenterology and nutrition. 2007;5(45): 509-519. doi: 10.1097/MPG.0b013e3181558591.Gordon P. V., Herman A. C., Marcinkiewicz M. et al. A neonatal mouse model of intestinal perforation: investigating the harmful synergism between glucocorticoids and indomethacin. Journal of pediatric gastroenterology and nutrition. 2007;5(45): 509-519. doi: 10.1097/MPG.0b013e3181558591.Nocca D., Aggarwal R., Deneve E. et al. Use of collagen wrap from bovine origin for the management of colic perforation. Preliminary study in a pig model. J Laparoendosc Adv Surg Tech A. 2009;19(1):79-83. doi: 10.1089/lap.2008.0028.Nocca D., Aggarwal R., Deneve E. et al. Use of collagen wrap from bovine origin for the management of colic perforation. Preliminary study in a pig model. J Laparoendosc Adv Surg Tech A. 2009;19(1):79-83. doi: 10.1089/lap.2008.0028.Tallón-Aguilar L., Lopez-Bernal F. D.A., Muntane-Relat J. et al. The use of TachoSil as sealant in an experimental model of colonic perforation. Surgical innovation. 2015;1(22): 54-60. doi: 10.1177/1553350614535853.Tallón-Aguilar L., Lopez-Bernal F. D.A., Muntane-Relat J. et al. The use of TachoSil as sealant in an experimental model of colonic perforation. Surgical innovation. 2015;1(22): 54-60. doi: 10.1177/1553350614535853.Frountzas M., Pergialiotis V., Stergios K. et al. The effect of TISSEEL on confined bowel perforation: an experimental study. European Surgical Research. 2021;62(3):151-160. doi:10.1159/000516827.Frountzas M., Pergialiotis V., Stergios K. et al. The effect of TISSEEL on confined bowel perforation: an experimental study. European Surgical Research. 2021;62(3):151-160. doi:10.1159/000516827.Tardalkar K., Patil S., Chaudhari L. et al. Decellularized small intestine scaffolds: a potential xenograft for restoration of intestinal perforation. Tissue Barriers. 2023;5:2290940. doi: 10.1080/21688370.2023.2290940.Tardalkar K., Patil S., Chaudhari L. et al. Decellularized small intestine scaffolds: a potential xenograft for restoration of intestinal perforation. Tissue Barriers. 2023;5:2290940. doi: 10.1080/21688370.2023.2290940.Tibboel D., van der Kamp A. W., Molenaar J. C. An experimental study of the effect of an intestinal perforation at various developmental stages. Z Kinderchir. 1982;37(2):62-66. doi: 10.1055/s-2008-1059818.Tibboel D., van der Kamp A. W., Molenaar J. C. An experimental study of the effect of an intestinal perforation at various developmental stages. Z Kinderchir. 1982;37(2):62-66. doi: 10.1055/s-2008-1059818.Andrutis K. A., Riggle P. J., Kumamoto C. A., Tzipori S.Intestinal lesions associated with disseminated candidiasis in an experimental animal mode. Journal of clinical microbiology. 2000;6(38): 2317-2323. doi: 10.1128/jcm.38.6.2317-2323.2000.Andrutis K. A., Riggle P. J., Kumamoto C. A., Tzipori S.Intestinal lesions associated with disseminated candidiasis in an experimental animal mode. Journal of clinical microbiology. 2000;6(38): 2317-2323. doi: 10.1128/jcm.38.6.2317-2323.2000.Lazarenko V. A., Lipatov V. A., Severinov D. A. et al. In vivo simulation of the purulent peritonitis. Innovative Medicine of Kuban. 2023;(1):89-96. (In Russ.) doi: 10.35401/2541-9897-2023-26-1-89-96.@@ Лазаренко В. А., Липатов В. А., Северинов Д. А. и др. К вопросу о моделировании гнойного перитонита в эксперименте in vivo. Инновационная медицина Кубани. 2023;(1):89-96. doi: 10.35401/2541-9897-2023-26-1-89-96.Lazarenko V. A., Lipatov V. A., Severinov D. A. et al. In vivo simulation of the purulent peritonitis. Innovative Medicine of Kuban. 2023;(1):89-96. (In Russ.) doi: 10.35401/2541-9897-2023-26-1-89-96.@@ Лазаренко В. А., Липатов В. А., Северинов Д. А. и др. К вопросу о моделировании гнойного перитонита в эксперименте in vivo. Инновационная медицина Кубани. 2023;(1):89-96. doi: 10.35401/2541-9897-2023-26-1-89-96.Gavrilyuk V. P., Lipatov V. A., Mishina E. S. et al. Patent No. 2813045. Method for laparoscopic simulation of small intestine perforation in laboratory animals. Bulletin No. 4, 06.02.2024. 6 p. (In Russ.)@@ Гаврилюк В. П., Липатов В. А., Мишина Е. С. и др. Патент РФ № 2813045. Способ лапароскопического моделирования перфорации тонкой кишки у лабораторных животных. Бюллетень № 4, 06.02.2024. 6 с.Gavrilyuk V. P., Lipatov V. A., Mishina E. S. et al. Patent No. 2813045. Method for laparoscopic simulation of small intestine perforation in laboratory animals. Bulletin No. 4, 06.02.2024. 6 p. (In Russ.)@@ Гаврилюк В. П., Липатов В. А., Мишина Е. С. и др. Патент РФ № 2813045. Способ лапароскопического моделирования перфорации тонкой кишки у лабораторных животных. Бюллетень № 4, 06.02.2024. 6 с.

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