science-review.ru
Роль микрососудистой хирургии в реконструкции сложных травматических и онкологических тканевых дефектов различных областей человеческого тела по-прежнему велика, поскольку реплантации и пересадки комплексов тканей с восстановлением их сосудистых связей в случаях правильного планирования и успеха обеспечивают лучшие функциональные и косметические результаты, чем самые современные электронные протезы. Однако, несмотря на то, что развитие микрохирургии как субспециальности ортопедии и травматологии [37] насчитывает более чем пятидесятилетнюю историю, в новом тысячелетии процент неудач составляет от 5 до 10% при пересадках свободных лоскутов и от 15 до 30% при реплантациях [14].
Основная причина неудач – непроходимость сосудистых анастомозов в результате технических ошибок ручного шва. Несмотря на то, что ручной шовный анастомоз сосудов был разработан А. Каррелем [37] ещё в начале 20 века, он до сих пор остаётся «золотым стандартом». Основные его принципы адаптированы для реконструктивно-восстановительных операций на сосудах малого диаметра – 3 мм и менее [1], которые требуют применения микрохирургической техники. Однако использование операционного микроскопа, специальных микрохирургических инструментов и тонкого шовного материала 8/0-10/0 не гарантирует безошибочности рукодействия даже опытных хирургов.
R. Acland классифицировал основные ошибки ручного микрососудистого шва, которые приводят к неудовлетворительным результатам, на пять категорий: краевые разрывы концов сосуда; кровотечение из линии швов, вызывающее образование кровяных сгустков в просвете; стриктуры из-за сдавления концов сосуда швами; включение в шов противолежащей стенки сосуда; интерпозиция адвентиции в просвет [2].
С уменьшением диаметра сосуда технические трудности и вероятность тромбоза анастомоза возрастают. Если наружный диаметр сосуда составляет 1 мм и менее, то даже в лабораторных условиях в 30% случаев развивается выраженное сужение просвета из-за соединительно-тканной реакции вокруг швов [20].
Такие результаты «сводят на нет» либо снижают эффективность реваскуляризирующих операций, поэтому на протяжении всей истории микрохирургии осуществлялись разработки технологичных устройств для механического шва [6]. По данным G.F. Pratt et al. [31], этому вопросу посвящено более 6000 исследований; некоторые разработки прошли масштабные клинические испытания, но широкого распространения не получили. Следует отметить, что механический шов ускоряет и упрощает операцию, но не решает проблем травматизации и тромбоза сосудов.
Другая альтернатива ручному сшиванию тканей – применение клеев и эластичных герметиков, причём рынок таких препаратов в последнее десятилетие прогрессивно растёт [4], что определяет актуальность анализа научных публикаций, посвящённых результатам их применения в экспериментальной микрососудистой хирургии и в клинической практике.
Доступные хирургам тканевые адгезивы подразделяются на две основные группы – цианакрилатные соединения и фибриновые клеи [31].
1. Цианакрилаты.
Физические и токсикологические свойства цианакрилатов определяются молекулярным весом: низкомолекулярный этилцианоакрилат (суперклей) ригиден и более токсичен, чем изобутил (гистоакрил) и октилцианоакрилат (дермабонд); применение последнего было одобрено агентствами США для лечения кожных ран, но не для внутритканевого применения [7].
Одно из первых исследований применения изобутилцианоакрилата в микрохирургии включало эксперимент по перерезке и анастомозированию аорты крыс диаметром от 0,8 до 1,2 мм [34]. При анастомозировании непрерывным микрохирургическим швом (контроль) проходимость анастомозов достигалась в 96% опытов. Если анастомоз включал три установочных узловых шва и нанесение гистоакрила, показатель снижался до 82%. В контрольной группе выявлена более интенсивная и длительная тканевая реакция на шовный материал, однако в группе с адгезивом более выражена дегенерация и кальцификация медии. Аналогичные результаты получили другие авторы при анастомозировании бедренной артерии крыс [17].
Эксперимент по применению гистоакрила в сочетании с интраваскулярным стентом [22] показал, что такой способ легче и быстрее в исполнении по сравнению с традиционным микрохирургическим швом, но в опытной группе авторы выявили более выраженные воспалительные изменения и коагуляционный некроз, что расценили как проявления гистотоксичности.
Первое исследование микрососудистого анастомоза с применением 2-октилцианоакрилата [3] выявило более высокий процент проходимости по сравнению с традиционным шовным анастомозом бедренной артерии крыс через неделю после операции (90% против 85%). Исследование на большем количестве животных и в более продолжительном эксперименте (до 6 месяцев) показало, что анастомоз, усиленный 2-октилцианоакрилатом, превосходит традиционный шовный по прочности и не вызывает гистотоксических реакций [28]. Другая группа исследователей также пришла к выводу, что применение 2-октилцианакрилата для укрепления микрохирургического шовного анастомоза артерий «конец в бок» у крыс следует считать щадящим методом [39].
Препараты нового поколения – октил- и бутиллактоилцианакрилат – были разрешены для применения в клинической сосудистой хирургии. Они характеризуются замедленной биодеградацией – в течение 36 месяцев и более, что, по мнению разработчиков, позволяет уменьшить вредные влияния продукта биодеградации (формальдегида) на живые ткани [36]. Но даже такой препарат требует исключительной осторожности в применении. Интраваскулярная локализация частиц клея замедляет заживление сосудистой стенки, вызывает обструкцию и эмболизацию. Из-за повышенной прочности адгезива и трудности его удаления важно также исключить его попадание в ткани, окружающие анастомоз, и другие непредусмотренные места.
E.I. Chang et al. [11] разработали комбинированную методику сосудистого анастомоза, которая предусматривает заполнение просвета термосенситивным полоксамерным гелем и соединение концов цианакрилатом. Авторы проследили результаты применения методики на протяжении двух лет эксперимента и пришли к выводу, что использование полоксамерного геля позволяет уменьшить воспаление и фиброз по сравнению с ручным шовным анастомозом. Другими преимуществами методики были быстрота выполнения анастомоза и лучшая проходимость.
Опыт успешного применения цианакрилатов нового поколения при реконструкциях и протезировании сосудов в клинике известен [23, 35]. Однако публикаций, посвящённых исследованию безопасности и эффективности применения этих соединений в клинической микрохирургии, в доступной литературе не найдено.
2. Фибриновый клей.
Фибриновые гели, изготовленные из смеси фибриногена и тромбина – ключевых протеинов, вовлечённых в процесс свёртывания крови, были одними из первых материалов, которые использовались для предотвращения послеоперационных кровотечений и ускорения раневого заживления уже в начале 20 века [19].
В настоящее время фибриновый сгусток используют главным образом в трёх вариантах: как гемостат, в качестве тканевого герметика либо носителя лекарств или биологически активных веществ (например, факторов роста) для направленной доставки в определённые участки тела [26]. Коммерчески доступный аллогенный фибриновый гель и полученный in vitro аутологичный фибрин существенно различаются по содержанию ингибиторов протеаз, составу и концентрациям протеинов и характеру их связей с фактором XIIIа, что определяет разницу в стабильности сети фибрина [10]. Аутологичные сгустки подвергаются быстрому лизису и малоприменимы в сосудистой хирургии.
С учётом недостатков фибрина: риска развития реакций гиперчувствительности, опасности передачи заболеваний от доноров крови и недостаточной прочности сгустка, некоторые авторы разрабатывают способы получения фибринового клея, обладающего повышенной прочностью, из крови одного донора. Например, M.R. Ardakani et al. [5] методом многократного замораживания и оттаивания из 150 мл крови одного человека получают 3 мл фибринового клея с концентрацией фибриногена 50-70 мг/мл.
Реализация идеи применения фибринового клея в микрососудистой хирургии непроста, поскольку компоненты сгустка могут сработать как триггеры интралюминального тромбоза. Одно из первых исследований этого направления включало применение адгезива, содержащего тромбоциты, фибрин и тромбин [30]. Авторы пришли к выводу, что адгезив позволил уменьшить кровотечение из зоны анастомоза и время операции при свободной пересадке лоскутов у крыс, не нарушая их приживления. В аналогичных экспериментах на гепаринизированных крысах применение адгезива не только уменьшало кровотечение, но и повышало процент приживления лоскутов.
F.X. Brunner [8] сообщил об использовании фибринового адгезива при бесшовном телескопическом анастомозировании абдоминальной аорты крыс. По сравнению с шовным анастомозом автор отметил быстроту выполнения способа и ускоренное заживление стенки аорты.
Для изучения влияния герметизации микрососудистого анастомоза фибриновым сгустком на процесс заживления выполнено 84 эксперимента на крысах [9]. Полная регенерация эндотелия наблюдалась в анастомозированных сосудах без применения фибрина через 4 дня после операции, а в опытах с применением фибрина – только через 7 дней, что объясняется разной скоростью мультипликации и миграции эндотелиальных клеток. Более высокая частота некроза медии выявлена в группе с фибрином (60,7% против 49,3%). Гистологические изменения подтверждены сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопией.
J. Wadstrom & O. Wik [38] в экспериментальном исследовании микроанастомозов бедренных артерий крыс установили, что при использовании фибрина в смеси с гиалуронатом натрия вязкость тканевого клея повышается, его аппликация достоверно улучшает послеоперационную проходимость анастомозов.
По мнению N. Padubidri & Browne E. [29], при использовании фибринового клея на анастомозированном сосуде малого диаметра трудно избежать избыточного нанесения. Последнее вызывает отвердение стенки сосуда и интралюминальный тромбоз. Авторы анастомозировали бедренные сосуды крыс по типу «конец в бок», используя два шва и оригинальную технику нанесения фибринового клея “paintbrush”. Через 2 недели после операции все 10 анастомозов были проходимы, тромбозов не было.
С.A. Marek et al. [25] исследовали тромбогенные эффекты влияния фибринового сгустка на сосудистые анастомозы свободного эпигастрального лоскута крыс при разных концентрациях бычьего тромбина в сгустке. Оказалось, что приживление лоскута обратно пропорционально его концентрации и наиболее чувствительны к тромбину венозные анастомозы. Аналогичный результат получили другие авторы при использовании человеческого тромбина [15]; однако при низких концентрациях тромбина (500 iu/ml и менее), а также при применении фибринового мономера без тромбина отрицательных влияний фибринового сгустка на проходимость анастомоза не выявлено.
При анастомозировании бедренных и сонных артерий крыс «конец в конец» A.B.Cho & R.M. Junior [13] не выявили отрицательных эффектов от применения аппликации фибринового адгезива. Аналогичные результаты были получены на 37 кроликах [12], которым пересаживали свободный паховый лоскут в переднюю область шеи, анастомозируя бедренную и сонную артерии, а также бедренную и наружную яремную вену. И артериальные, и венозные анастомозы удавалось выполнить быстрее за счёт уменьшения количества швов.
Среди экспериментальных исследований последних лет известно успешное применение фибринового сгустка для укрепления двухшовного анастомоза по типу «конец в бок» [32], а также для бесшовного анастомозирования артерии венозной манжеткой, закреплённой фибриновым адгезивом [33].
Публикации результатов клинических испытаний фибринового клея в микрососудистой хирургии единичны, а выводы противоречивы.
Первое сообщение о возможности применения высококонцентрированного фибриногена из крови самого пациента в смеси с коммерчески доступным тромбином вместо шовного материала относится к 1983 г. Наряду с простотой применения, снижением времени операции и повышением процента проходимости анастомозов авторы отметили возможность их выполнения без операционного микроскопа [16].
Десятилетием позже фибриновый клей использован в серии с реплантацией 36 пальцев [18] в качестве герметика. Собственные пальцевые артерии сшивали четырьмя-шестью отдельными узловыми швами, анастомозы укрепляли фибриновым сгустком. Средняя продолжительность реплантации одного пальца составила 3,2 часа, в то время как в контрольной группе она была 4,5 часа. Авторы пришли к выводу, что применение фибринового клея не влияет на процент приживления реплантатов, но сокращает время операции за счёт уменьшения количества швов. Анализируя результаты применения фибринового клея при анастомозировании сосудов конечностей у 131 пациента, S.Langer et al. [21] пришли к выводу, что фибриновый сгусток не должен рассматриваться в качестве альтернативы достаточному количеству швов. По мнению авторов, применять аппликации фибрина на негерметичном анастомозе нельзя, однако укрытие качественно выполненных шовных микроанастомозов защищает их от сдавления окружающими тканями и раневой жидкостью.
Анализ доступной литературы показал, что начиная с 70-х годов 20 века были проведены разнообразные экспериментальные исследования возможности применения цианакрилатов и фибринового геля в микрососудистой хирургии. Варианты применения можно классифицировать на четыре основных категории: шовный анастомоз с меньшим количеством швов, герметизированный аппликациями клея, варианты бесшовного или двухшовного телескопического анастомоза, выполненного клеем, комбинация клея и манжеты, комбинация растворимого стента и клея.
Несмотря на то, что за многолетнюю историю этих разработок появлялись единичные публикации, посвящённые применению фибринового сгустка при реплантациях пальцев и реконструктивных операциях на сосудах конечностей у людей, вывод о применимости тканевых адгезивов и герметиков в клинической микрохирургии представляется преждевременным. Несмотря на разнообразие коммерчески доступных тканевых клеев [7, 26], ни один из них не может считаться безопасным и эффективным при операциях на мелких сосудах.
Наряду с эластичностью и прочностью адгезии во влажной среде и в условиях меняющегося кровотока хирургический клей не должен вызывать токсических и аллергических реакций, замедлять процессы эндотелизации и заживления сосудистой стенки. К важным характеристикам стоит отнести удобство использования и доступность по цене. При достижении этих параметров в дальнейших разработках тканевые клеи имеют перспективы применения в качестве вспомогательного инструмента микрососудистой хирургии. Предcтавления об их использовании в качестве альтернативы микрохирургии [7, 16] ошибочны, поскольку в отличие от ручных швов, выполненных под контролем усиленного оптическим увеличением зрения тонкими иглами и нитями, клей не обеспечивает прецизионности соединения тканевых компонентов [27].
Жизнеспособная альтернатива микрохирургии – супермикрохирургия. Под этим термином понимают особо деликатную технику выделения и сшивания сосудов диаметром от 0,3 до 0,8 мм [24], которая становится возможной при наличии специальных навыков, микроскопов с большим увеличением и фокусным расстоянием, более прецизионных утончённых инструментов и шовного материала 11/0-12/0. Хотя в настоящее время в этом направлении работает небольшая часть микрохирургов, именно оно открывает пути для повышения результативности микрохирургических операций и разработки ранее невозможных методик реконструкции.