Введение к работе
Актуальность проблемы
Атеросклероз в настоящее время является главной причиной смертности в большинстве развитых стран мира. Заболевание, обычно развивающееся уже на третьем десятилетии жизни индивидуума, может поражать артерии практически всех локализаций и часто приобретает генерализованный характер (Андреев Д.Ю., 2002; Бокерия Л.А., 2006; Коссович Л.Ю., 2006; Покровский А.В. и соавт., 2006, 2007; Самородская И. В., 2009; Lantis J et al., 2008). В нашей стране ситуация усугубляется структурно-экономическими дефектами в организации специализированной медицинской помощи, а также рядом неблагоприятных стереотипов поведения, которые наблюдаются у значительной части населения страны (курение, алкоголизм, переедание, невысокая физическая активность, реальный и/или нагнетаемый средствами массовой информации и слухами стресс и т.д.). Последнее приводит к высокому уровню смертности вследствие широкого распространения заболеваний атеросклеротического генеза. Болезни системы кровообращения к 2006 году составили 18,1% всей заболеваемости взрослого населения нашей страны. Как следствие, число пациентов с сосудистой патологией постоянно возрастает среди больных как терапевтического, так и хирургического профиля, достигая среди последних 8-42% (Сорока В.В., 2001; Бокерия Л.А., 2006). В настоящее время потребность в реконструктивно-восстановительных операциях на аорте и ее ветвях составляет не менее 1% населения (Бокерия Л.А. 2008).
Среди всех заболеваний сосудистой системы цереброваскулярные заболевания (ЦВЗ) занимают лидирующее положение. За последние 15 лет частота летальных исходов от ЦВЗ в нашей стране у мужчин повысилась в 3,8, а у женщин - в 4,6 раза (Самородская И. В., 2009; Бокерия Л.А. и соавт. 2008; Покровский А.В. и соавт. 2006; Lantis J et al., 2008). В настоящее время распространенность ЦВЗ продолжает оставаться на постоянно высоком уровне, и они остаются одной из основных причин смерти. В структуре смертности от этой патологии наибольший процент составляют ишемические инсульты в бассейне внутренней сонной артерии в результате атеросклеротического поражения бифуркации и начального отдела внутренней сонной артерии (Белов Ю.В. и соавт., 2002; Покровский А.В. и соавт. 2005, 2006, 2007; Коссович Л.Ю. и соавт., 2006; Бокерия Л.А. и соавт. 2008). В настоящее время самым надежным способом профилактики ишемического инсульта является своевременное хирургическое вмешательство - зндартерэктомия из бифуркации внутренней сонной артерии (Казанчян П.О. и соавт., 2000; Бокерия Л.А. и соавт. 2006; Покровский А.В., 2007; Самородская И. В., 2009; О'Нага PJ et al., 2002). При этом большинство хирургов отдают предпочтение методике классической каротидной эндартерэктомии, предполагающей пластику дефекта сонной артерии с помощью заплат (Покровский А.В., 2001, 2003, 2005, 2006, 2007; Седов В.М. и соавт., 2004; Плечев В.В. и соавт., 2010; Lantis J et al., 2008; Muller B.T. et al., 2000; O'Hara PJ et al., 2002).
Реконструкция артерий после травм зачастую требует наличия пластического материала для восстановления поврежденного участка. Для этих целей широко применяются сосудистые имплантаты, такие как аутовена, аутоартерия, различные синтетические эксплантаты (Храмцова Г.Ф. и соавт., 2001; Курбанов У.А. и соавт., 2006; Хаджибаев А. М. и соавт., 2010; Milas Z.L. et al., 2004).
По мере накопления опыта использования аутовены в качестве заплаты появилась настороженность в использовании этого материала, поскольку наряду с положительными качествами в отдаленном периоде после пластики артерий наблюдались такие осложнения, как их аневризматические расширения и разрывы, стенозирование и окклюзия в зоне реконструкции. По данным ряда авторов частота осложнений при использовании аутовены в качестве пластического материала составляла от 1,5 до 22% (Доброва Н.Б. и соавт, 1999; Кохан Е.П. и соавт., 2001; Лебедев Л.В. и соавт., 2001; Леменев В.Л. и соавт., 2006; Фокин А.А. и соавт., 2006; Danikas D, 2001; Derksen WJ et al., 2008; Hankey GJ, 2008).
Во избежание указанных осложнений за последние годы в качестве сосудистых заплат применяются эксплантаты из синтетических материалов. Политетрафторэтилен в настоящее время является одним из наиболее широко используемых материалов для изготовления сосудистых эксплантатов (Покровский А.В., 2006; Фокин А.А. и соавт., 2006; Yamamoto Y et al., 1996; Wheeler J.M. et al., 2000; AbuRahma A.F. et al., 2001; O'Hara PJ et al., 2002; Roddy S.P. et al., 2002; Al-Rawi PG et al., 2006). Многолетний опыт применения синтетических материалов в сердечно-сосудистой хирургии позволил выделить эксплантаты из ПТФЭ в отдельную группу как наиболее перспективную. Они обладают такими ценными свойствами, как высокая биологическая и нулевая хирургическая порозность, тромборезистентность, биологическая инертность. По этой причине эксплантаты из ПТФЭ широко применяются в клинической практике при реконструктивных операциях как на брахиоцефальных артериях, так и брюшной аорте и артериях нижних конечностей (Покровский А.В., 2000; Бокерия Л.А. и соавт., 2002; Бокерия Л.А. и соавт., 2006; Фокин А.А. и соавт., 2006; Коваленко В. И соавт., 2010; Roddy S.P. et al., 2002; Camiade С. Et al., 2003; Urabe Y. et al., 2003; Dorrucci V. et al., 2008).
В то же время с накоплением опыта реконструктивно-воссталовительных операций на аорте и ее ветвях с применением эксплантатов из ПТФЭ стало очевидным, что последние не лишены недостатков. Не редки случаи сдавления эксплантата грубой соединительной тканью с его деформацией, отслойки неоинтимы, ведущие к тромбозу зоны реконструкции, развития ложных аневризм и инфекции эксплантата (Грубник В.В. и соавт., 1993; Богомолова Н.С.и соавт., 1999; Лебедев и соавт., 2001; Леменев В.Л. и соавт., 2006; Dorrucci V et al., 2008; Perdikides TP et al., 2008).
Таким образом, несмотря на интенсивное развитие ангиохирургии, ряд вопросов хирургического лечения больных с применением эксплантатов остается окончательно нерешенными. Это и послужило поводом для разработки и проведения сравнительного изучения новых сосудистых заплат из пористого политетрафторэтилена.
Цель исследования
Сравнительная оценка физико-механических и биологических свойств новых отечественных заплат из политетрафторэтилена для пластики магистральных артерий.
Задачи исследования
-
Определить оптимальные для клинического применения заплаты из ПТФЭ на основе изучения их физико-механических свойств (пористость, эластичность, прочность на разрыв).
-
Провести оценку интраоперационных свойств заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки при имплантации в аорту экспериментального животного.
-
Провести макроскопическую оценку биосовместимости заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки в различные сроки после имплантации в аорту экспериментального животного.
-
Провести гистологическую оценку биосовместимости заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки в различные сроки после имплантации в аорту экспериментального животного.
Новизна исследования
-
Впервые изучены физико-механические свойства (пористость, эластичность, прочность на разрыв) новых заплат из ПТФЭ с различной структурой и толщиной стенки. Установлено, что все новые испытуемые заплаты из ПТФЭ по своим физико-механическим свойствам (прочность, эластичность) не уступают аналогичным свойствам магистральных сосудов и могут быть применены для пластики аорты и ее ветвей.
-
Впервые произведена морфологическая оценка биосовместимости новых испытуемых заплат из ПТФЭ в позиции брюшной аорты экспериментального животного в различные сроки после имплантации.
-
Впервые установлена оптимальная структура и толщина заплат, обеспечивающие лучшие эксплуатационные и биологические характеристики в организме экспериментального животного.
Научно-практическая значимость
В ходе работы впервые изучено влияние аспектов изготовления сосудистых заплат из ПТФЭ (толщина, число технологических слоев) на их физико-механические, интраоперационные, биологические свойства.
Итогом проведенного исследования явилось обоснование необходимости дальнейшего клинического исследования некоторых многослойных сосудистых заплат из ПТФЭ, полученных путем кратного растяжения и последующего складывания материала в продольном и поперечном направлении.
Определены технологические параметры заплат из ПТФЭ (толщина 400-500 мкм с 10 и 14 слойной структурой и 510-580 мкм с 8 слойной структурой), характеризующихся лучшими интраоперационными свойствами, такими, как деформация при разрыве (эластичность), прочность на прошив хирургической нитью 4/0, минимальное время адаптации заплаты и кровопотеря во время ее имплантации в брюшную аорту экспериментального животного.
Определены технологические параметры заплат из ПТФЭ (400-500 мкм с 6, 10 и 14 слойной структурой и толщина 510-580 мкм с 8 слойной структурой), характеризующихся лучшими свойствами вживления в организме экспериментального животного по результатам макроскопического морфологического исследования (отсутствие деформаций аорты и самой заплаты, выраженного рубцового процесса в зоне реконструкции, аневризматического расширения и разрыва заплаты, ложной аневризмы в зоне сосудистого шва).
Определены технологические параметры заплат из ПТФЭ (толщина 450-500 мкм с 10 слойной структурой и 510-580 мкм с 8 слойной структурой), характеризующихся лучшими биологическими свойствами вживления в организме экспериментального животного по результатам гистологического исследования (отсутствие признаков периэксплантатного воспаления, отслойки и гипертрофии неоинтимы).
В результате проведенного экспериментального исследования заплаты из ПТФЭ толщиной 450-500 мкм с 10 слойной структурой и 510-580 мкм с 8 слойной структурой рекомендованы для применения в клинической практике для пластики аорты и магистральных артерий человека.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Заплаты из ПТФЭ толщиной 400+500 мкм с 10 и 14 слойной структурой, а также толщиной 510+670 мкм с 8, 16 и 22 слойной структурой превосходили остальные исследуемые образцы по прочности и пористости, эластичности. Все испытуемые заплаты по показателям прочности на разрыв, деформации при разрыве (эластичности) превосходили образцы сосудов человека.
-
По интраоперационным свойствам, таким, как прочность на прошив хирургической нитью, время адаптации заплаты и объем кровопотери при адаптации, деформация места пластики, заплаты из ПТФЭ толщиной 400+500 мкм с 10 и 14 слойной структурой и заплаты 510+580 мкм с 8 слойной структурой превосходили остальные.
-
Результаты морфологической оценки биосовместимости заплат из ПТФЭ в организме экспериментального животного в различные сроки после имплантации в аорту позволили выделить заплаты толщиной 400+500 мкм с 10 и 14 слоями и 510+580 мкм с 8 слойной структурой в группу лучших среди испытуемых. При использовании этих заплат в качестве пластического материала вновь образованные ткани (неоинтима и неоадвентиция) в организме экспериментального животного прочно фиксировались к синтетическому материалу, не вызывая его деформации. На всех сроках наблюдения за экспериментальными животными на указанных заплатах не отмечено отслойки и гиперплазии неоинтимы, образования грубой соединительнотканой неоадвентиции. Это позволило выделить их как лучшие из испытуемых и рекомендовать для дальнейшего клинического испытания.
Апробация работы
Работа выполнена на кафедре ангиологии, амбулаторной и сосудистой хирургии Кубанского государственного медицинского университета.
Основные положения диссертационной работы были представлены на 14 международной конференции Российского общества ангиологов и сосудистых хирургов «Новые тенденции в сосудистой хирургии и флебологии», г. Ростов-на Дону, 2003 г, VIII ежегодной сессии Научного Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН, г. Москва, 2004 г., на совместном заседании кафедр агиологии, амбулаторной и сосудистой хирургии ФПК и ППС, хирургии стоматологического и педиатрического факультетов, оперативной хирургии Кубанского государственного медицинского университета, 5 июня 2010 г. 5 июня 2010 г. конференции отделения хирургии сосудов ФГУ «Институт хирургии им. А.В. Вишневского» Минздравсоцразвития России 26 ноября 2010г.
По материалам исследования опубликовано: 6 публикаций в сборниках научных трудов конференций и 3 в журналах, рекомендуемых вышей аттестационной комиссией.
Внедрение
Результаты работы переданы в НПО «Экофлон» и используются в технологии изготовления сосудистых эксплантатов.
Материалы диссертации включены в тематику преподавания на циклах усовершенствования врачей, проводимых кафедрой ангиологии, амбулаторной и сосудистой хирургии ФПК и ППС Кубанского государственного медицинского университета на различных клинических и теоретических базах.
Структура работы
