СПОСОБ ЗАМЕЩЕНИЯ ПРОТЯЖЕННОГО ЦИРКУЛЯРНОГО ДЕФЕКТА ТРАХЕИ
METHOD OF REPLACING EXTENDED CIRCULAR DEFECT OF TRACHEA

Изобретение относится к медицине, торакальной хирургии, а именно к реконструктивной хирургии трахеи, и может найти применение при замещении протяженного циркулярного ее дефекта.
Оптимальным вариантом завершения циркулярной резекции трахеи является наложение трахеального анастомоза по типу «конец в конец». Однако у части больных это невыполнимо ввиду распространенного поражения трахеи и невозможности создания прямого анастомоза после радикального удаления патологического участка, либо формирование трахеального анастомоза при таких условиях сопровождается высокой частотой несостоятельности [1].
В качестве пластического материала для замещения протяженных циркулярных дефектов трахеи применяли биологические и синтетические материалы, а также их различные комбинации.
Известны способы замещения протяженных циркулярных дефектов трахеи аллотрансплантатами (донорская трахея, твердая мозговая оболочка, перикард, трубчатая кость, аортальный сегмент и т.д.) [2], синтетическими материалами (плексиглаз, стекло, ивалон, капрон, полиэтилен, хлорвинил, марлекс, дакрон, политетрафторэтилен и т.д.), в том числе предварительно проращенными аутотканью [3, 4]. Однако использование протезов и донорских тканей без сохранения их полноценного кровоснабжения связано с высоким риском развития послеоперационных осложнений. Недостатками способов являются низкий уровень биосовместимости этих протезов с тканями и, как следствие, либо их лизирование и потеря каркасных свойств после операции, либо беспрепятственный рост грануляционной ткани в просвет трахеи и отсутствие эпителиальной выстилки на их поверхности, что приводит к стенозу реконструированного участка трахеи. Эпителий, идущий с краев дефекта трахеи, не может выстлать значительную внутреннюю поверхность замещенного участка трахеи. Кроме того, синтетические материалы не устойчивы к инфекции и поддерживают воспаление в дыхательных путях, большинство из них обладает низкой интеграцией с тканями трахеи, в результате чего нередко развивается несостоятельность анастомоза трахея-протез.
Наиболее перспективным для замещения протяженных дефектов трахеи ввиду биологической совместимости является применение аутотрансплантатов с надежным источником кровоснабжения, обладающих необходимой жесткостью для поддержания просвета дыхательных путей и содержащих в своем составе внутреннюю эпителиальную выстилку, препятствующую разрастанию грануляций и рубцовому сужению на уровне участка реконструкции.
Известны способы замещения протяженных циркулярных дефектов трахеи висцеральными аутотрансплантатами (фрагментом аорты и полой вены, пищеводом, стенкой мочевого и желчного пузыря) [5, 6, 7]. Изначально эти аутотрансплантаты с внутренней эпителиальной выстилкой не обладают необходимой каркасностью, поэтому для придания им этого свойства их дополнительно армировали синтетическими нитями, проволокой или сеткой или осуществляли эндостентирование трахеи. Однако эти способы технически сложны в исполнении и связаны с высокой травматичностью, обусловленной забором висцеральных аутотрансплантатов и необходимостью повреждения изначально интактных важных анатомических структур, что может привести к их патологии, развитию жизнеугрожающих осложнений.
Известны способы замещения протяженных циркулярных дефектов трахеи свободным реваскуляризируемым трубчатым кишечным аутотрансплантатом с одновременной установкой в просвет дыхательных путей Т-образных и линейных стентов и соответственно с формированием трахеостомы и без таковой [8, 9]. Наиболее частыми осложнениями эндопротезирования дыхательных путей являются обтурация стента бронхиальным секретом, что предрасполагает к развитию обтурационной пневмонии, и самопроизвольное смещение линейных стентов, что может привести к нарушению дыхания вплоть до асфиксии. Для установки Т-образных стентов требуется наложение трахеостомы, которая закономерно приводит к инфицированию дыхательных путей и трахеобронхиту, что отрицательно сказывается на заживлении анастомозов трахея-трансплантат. Кроме того, после удаления эндопротеза стенки кишечного аутотрансплантата могут коллабировать и сузить просвет трахеи до критического, а длительное пребывание эндопротеза в трахее провоцирует разрастание грануляционной ткани на уровне анастомозов и их стенозирование.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к предлагаемому является способ замещения протяженных циркулярных дефектов трахеи, включающий забор и формирование свободного реваскуляризируемого трубчатого кишечного аутотрансплантата, вшивание его в дефект трахеи, восстановление кровоснабжения в аутотрансплантате с последующим его наружным укреплением трубчатым сетчатым тефлоновым протезом [10]. Недостатком способа является низкий уровень биохимической и биомеханической совместимости укрепляющего устройства из тефлона, что провоцирует избыточный рост соединительнотканного регенерата и в отдаленном послеоперационном периоде может вызвать стенозирование реконструированного участка трахеи.
Новая техническая задача - повысить состоятельность операции за счет снижения послеоперационных осложнений.
Для решения поставленной задачи в способе замещения протяженного циркулярного дефекта трахеи, включающем забор и формирование свободного реваскуляризируемого трубчатого кишечного аутотрансплантата, вшивание его в дефект трахеи, восстановление кровоснабжения в аутотрансплантате с последующим его наружным укреплением армирующим устройством, в качестве армирующего устройства используют превышающую не менее чем на 10 мм по длине аутотрансплантата меандровую спираль из сверхэластичного проволочного никелида титана с шероховатой поверхностью с продольным направлением трансляции ее волн, диаметром витков, соответствующим наружному диаметру трахеи, шагом 4-5 мм, толщиной проволоки 1,0-1,5 мм, устанавливают одномоментно ее таким образом, чтобы она перекрывала по длине границы замещенного аутотрансплантатом участка трахеи, при этом размещают питающую ножку аутотрансплантата в разомкнутой части меандровой спирали, фиксируют витки меандровой спирали к аутотрансплантату и трахее внеслизистыми швами в шахматном порядке, причем с расстоянием между швами вдоль витков 12-15 мм.
Способ осуществляют следующим образом.
На иллюстрациях, поясняющих способ, представлено:
Фиг.1. Схема замещения циркулярного дефекта трахеи реваскуляризируемым трубчатым кишечным аутотрансплантатом.
Фиг.2. Внешний вид спиралевидного меандрового устройства.
Фиг.3. Схема укрепления кишечного аутотрансплантата спиралевидным меандровым устройством.
Фиг.4. Схематично указан поперечный срез на уровне замещенного дефекта трахеи.
На прилагаемых иллюстрациях для ориентировки представлено: 1 - реваскуляризируемый трубчатый кишечный аутотрансплантат с питающими сосудами, 2 - армирующее меандровое устройство, 3 - разомкнутая часть армирующего устройства, 4 - фиксирующие швы.
Одновременно или после циркулярной резекции трахеи в донорской области тонкой или толстой кишки забирают соответствующий размеру дефекта свободный реваскуляризируемый трубчатый кишечный аутотрансплантат, восстанавливают непрерывность кишечника. В образовавшийся пострезекционный циркулярный дефект трахеи вшивают анастомозами по типу «конец в конец» сформированный свободный реваскуляризируемый трубчатый кишечный аутотрансплантат (1), причем предварительно просвет кишки отмывают от кишечного содержимого, например, физиологическим раствором или фурацилином, затем слизистую и серозную оболочки обрабатывают 96% этиловым спиртом (фиг.1). Кровоснабжение в аутотрансплантате восстанавливают. Далее аутотрансплантат укрепляют снаружи превышающей не менее чем на 10 мм по длине армирующей меандровой спиралью из сверхэластичного проволочного никелида титана с шероховатой поверхностью с продольным направлением трансляции ее волн (2), диаметром витков, соответствующим наружному диаметру трахеи, шагом 4-5 мм, толщиной проволоки 1,0-1,5 мм (фиг.2), устанавливают одномоментно ее таким образом, чтобы она перекрывала по длине границы замещенного аутотрансплантатом участка трахеи, при этом размещают питающую ножку аутотрансплантата в разомкнутой части (3) меандровой спирали, фиксируют витки меандровой спирали к аутотрансплантату и трахее внеслизистыми швами в шахматном порядке (4), причем с расстоянием между швами вдоль витков 12-15 мм (фиг.3, 4).
Новизна предлагаемого способа выполнения операции состоит в том, что реваскуляризируемый кишечный аутотрансплантат, замещающий циркулярный дефект трахеи, укрепляют снаружи армирующим устройством в форме меандровой спирали из сверхэластичной никелид-титановой проволоки с шероховатой поверхностью. Расположение армирующего имплантата вне инфицированной области, которой, безусловно, является сообщающийся с внешней средой просвет трахеи и кишечного аутотрансплантата, создает оптимальные условия для заживления на уровне реконструированного участка трахеи. Инфицирование любого имплантата, в том числе из такого биоадаптированного материала, как никелид титана, отрицательно отражается на его интеграции с окружающими тканями. Шероховатая поверхность никелид-титановой проволоки способствует лучшей интеграции имплантата с тканями организма, позволяет формировать с ними единый комплекс, не изменяя при этом структуру и свойства контактирующих с ним тканей. Форма армирующего устройства в виде меандровой спирали с выбранными параметрами диаметра и шага витков, диаметра сечения проволоки, из которой изготовлено устройство, продольным направлением трансляции его волн, а также порядок и особая форма фиксации его витков подобраны экспериментальным путем и являются оптимальными для создания достаточного просвета кишечного аутотрансплантата для адекватного дыхания через него. Кроме того, анатомо-физиологические особенности трахеи и ее биомеханика, прежде всего, возможность смещаться в сторону, растягиваться и пружинить, одновременно сохраняя достаточный просвет, что позволяет ей выполнять адекватную воздухопроводяшую функцию, по возможности, были воплощены в выбранной форме и параметрах устройства. На замещенном участке трахеи комбинированный трансплантат с постоянным источником кровоснабжения оптимально функционирует в динамичном и статическом режимах в раннем и отдаленном послеоперационном периодах. Кроме того, эластичные свойства трахеи и армированной никелид-титановым устройством кишки сходны, поэтому при «нагрузке-разгрузке» сформированных соустий деформация тканей получается согласованной. Это снижает риск послеоперационных осложнений, увеличивает прочность соединения, обеспечивает анатомо-физиологическое восстановление данной области, тем самым, повышая состоятельность операции.
Предлагаемое техническое решение не основано на известных специалисту рекомендациях, что свидетельствует о соответствии предложения авторами критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень». Изобретение иллюстрируется схемами выполнения конкретных приемов, отработкой методики операции в анатомическом эксперименте и примерами отдельных операций на животных.
Проверочным тестом достижимости технического результата является экспериментальная апробация предлагаемого способа замещения протяженного циркулярного дефекта трахеи в анатомическом эксперименте и на 4 беспородных собаках массой тела 12-18 кг. Анатомический эксперимент проведен на базе патологоанатомического отделения Сибирского государственного медицинского университета. Эксперименты на животных выполнены в отделе экспериментальной хирургии Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО СибГМУ г.Томска. Исследование проводили согласно этическим принципам, изложенным в "Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей", все манипуляции и выведение животных из опытов проводили под общей анестезией. Исследование одобрено этическим комитетом СибГМУ. В послеоперационном периоде проводилось клиническое наблюдение, лучевой и эндоскопический контроль, гистологическое исследование препаратов.
Пример 1 (беспородная собака массой тела 16 кг). После обработки операционного поля антисептиками под общей анестезией с управляемым дыханием одновременно выполнили цервикотомию, циркулярную резекцию шейного отдела трахеи и срединную лапаротомию, забор сегмента тонкой кишки с питающей артерией и веной, после чего восстановили непрерывность кишечника. В образовавшийся пострезекционный циркулярный дефект трахеи вшили анастомозами по типу «конец в конец» сформированный свободный реваскуляризируемый трубчатый тонкокишечный аутотрансплантат, причем предварительно просвет кишки отмыли от кишечного содержимого физиологическим раствором и фурацилином, после чего слизистую и серозную оболочки обработали 96% этиловым спиртом. Кровоснабжение в аутотрансплантате восстановили. Далее аутотрансплантат укрепили снаружи превышающей не менее чем на 10 мм его длину армирующей меандровой спиралью из сверхэластичного проволочного никелида титана с шероховатой поверхностью с продольным направлением трансляции его волн, диаметром витков, соответствующим наружному диаметру трахеи, шагом 4-5 мм, толщиной проволоки 1,0-1,5 мм, установили одномоментно ее таким образом, чтобы она перекрывала по длине границы замещенного аутотрансплантатом участка трахеи, при этом разместили питающую ножку аутотрансплантата в разомкнутой части меандровой спирали, фиксировали витки меандровой спирали к аутотрансплантату и трахее внеслизистыми швами в шахматном порядке, причем с расстоянием между швами вдоль витков 12-15 мм. Операционные раны ушили послойно. Нарушений дыхания не наблюдалось.
Пример 2 (беспородная собака массой тела 12 кг). Выполнена предварительная подготовка толстой кишки. После обработки операционного поля антисептиками под общей анестезией с управляемым дыханием одновременно выполнили цервикотомию, циркулярную резекцию шейного отдела трахеи и срединную лапаротомию, забор сегмента толстой кишки с питающей артерией и веной, восстановили непрерывность кишечника. В образовавшийся пострезекционный циркулярный дефект трахеи вшили анастомозами по типу «конец в конец» сформированный свободный реваскуляризируемый трубчатый толстокишечный аутотрансплантат, причем предварительно просвет кишки промыли физиологическим раствором и фурацилином, после чего слизистую и серозную оболочки обработали 96% этиловым спиртом. Кровоснабжение в аутотрансплантате восстановили. Для удобства установки на аутотрансплантат армирующее устройство охладили и свободные края разомкнутой части развели в стороны, тем самым увеличили ее диаметр. Далее аутотрансплантат укрепили снаружи превышающей не менее чем на 10 мм его длину армирующей меандровой спиралью из сверхэластичного проволочного никелида титана с шероховатой поверхностью с продольным направлением трансляции его волн, диаметром витков, соответствующим наружному диаметру трахеи, шагом 4-5 мм, толщиной проволоки 1,0-1,5 мм, установили одномоментно ее таким образом, чтобы она перекрывала по длине границы замещенного аутотрансплантатом участка трахеи, при этом разместили питающую ножку аутотрансплантата в разомкнутой части меандровой спирали, фиксировали витки меандровой спирали к аутотрансплантату и трахее внеслизистыми швами в шахматном порядке, причем с расстоянием между швами вдоль витков 12-15 мм. Операционные раны ушили послойно. Нарушений дыхания не отмечено.
Результаты анатомического эксперимента и экспериментальной апробации на животных подтверждают работоспособность предлагаемого способа и достижимость технического результата. Готовность операции к клиническому применению свидетельствует о соответствии предложения критерию «промышленно применимо».
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить состоятельность операции за счет снижения послеоперационных осложнений.
Источники информации
1. Аничкин В.В., Карпицкий А.С., Оладько А.А. Трахеобронхопластические операции. Витебск, 1996. С.106.
2. Амиров Ф.Ф. Пластические операции на трахее и бронхах. Т.: Госмедиздат УзССР, 1962. С.89-116.
3. Аничкин В.В., Карпицкий А.С., Оладько А.А. Трахеобронхопластические операции. Витебск, 1996. С.107-140.
4. Паршин В.Д., Порханов В.А. Хирургия трахеи с атласом оперативной хирургии. - М.: Альди-Принт, 2010. С.354-358.
5. Martinod E. al. A novel approach to tracheal replacement: the use of an aortic graft. // J.Thorac. Cardiovasc. Surg. - 2001. - V.122 - P.197-198.
6. Амиров Ф.Ф. Пластические операции на трахее и бронхах. Т.: Госмедиздат УзССР, 1962. С.116-123.
7. Grillo H.C. Surgery of the trachea and bronchi. London, 2004. P.839-854.
8. Cavadas P.C. Tracheal reconstruction using a free jejunal flap with cartilage skeleton: experimental study // Plast. Reconstr. Surg. - 1998. - V.101. - P.937-942.
9. Grillo H.C. Tracheal replacement: a critical review // Ann. Thorac. Surg. - 2002. - V.73. - P.1995-2004.
10. Costantino P.D. et al. Experimental tracheal replacement using a revascularized jejunal autograft with an implantable Dacron mesh tube // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. - 1992. - V.101. - P.807-814 (прототип).