Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 11
1.1 Проблема стентирования в современной реконструктивной хирургии 11
1.2 Современные подходы к хирургическому лечению стриктур пиелоуретерального сегмента и дренирования верхних мочевых путей 15
1.3 Характеристика используемых стентов в хирургии и урологии 21
1.4 Перспективы применения биодеградируемых стентов на основе
полигидроксиалканоатов в хирургии и урологии 33
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования 39
2.1 Объекты исследования 39
2.1.1 Экспериментальные образцы ПГА 39
2.1.2 Полимерные стенты на основе ПГА 40
2.2 Методы исследования 40
2.2.1 Исследование физико-химических свойств образцов ПГА 41
2.2.2 Исследование микроструктуры и физико-механических свойств полимерных стентов 41
2.2.3 Исследование биологических свойств полимерных стентов ПГА in vitro 41
2.2.4 Экспериментальное исследование на лабораторных животных 42
2.2.5 Ход оперативного вмешательства 44
2.2.6 Лабораторные исследования 45
2.2.7 Рентгенологические исследования 45
2.2.8 Методика макро- и микроскопического исследования препаратов 46
2.3. Статистическая обработка данных 47
ГЛАВА 3 Результаты изучения физико-химических свойств и биодеградации стентов, изготовленных из резорбируемых полигидроксиалканоатов
3.1 Синтез образцов ПГА, использованных для конструирования полимерных стентов 48
3.2 Характеристика полимерных стентов, полученных из ПГА 51
3.3 Исследование влияния биологической среды на стабильность полимерных стентов ПГА in vitro 54
ГЛАВА 4 Результаты применения экспериментальных мочеточниковых стентов на основе биоразрушаемых полигидроксиалканоатов 62
4.1 Морфофункциональные изменения верхних мочевых путей после имплантации 62
4.2 Результаты общеклинических и биохимических показателей крови оперированных животных
4.2.1 Результаты рентгенологических исследований 70
4.2.2 Морфологические изменения мочеточника после имплантации на 7 сутки 75
4.2.3 Морфологические изменения мочеточника после имплантации на 14 сутки 78
4.2.4 Морфологические изменения мочеточника после имплантации на 28 сутки 82
Заключение 85
Выводы 93
Практические рекомендации 94
Список аббревиатур 95
Список литературы 96
- Современные подходы к хирургическому лечению стриктур пиелоуретерального сегмента и дренирования верхних мочевых путей
- Экспериментальные образцы ПГА
- Характеристика полимерных стентов, полученных из ПГА
- Результаты общеклинических и биохимических показателей крови оперированных животных
Современные подходы к хирургическому лечению стриктур пиелоуретерального сегмента и дренирования верхних мочевых путей
Стеноз пиелоуретерального сегмента с гидронефрозом является одним из самых частых показаний к хирургической коррекции [37]. В конце прошлого столетия применение органосохраняющих операций в реконструктивной медицине стало повсеместным, в том числе и при гидронефрозе. Так, впервые боковой обходной анастомоз между мочеточником и лоханкой был выполнен уже в 1889 г. [38]. Со времени проведения IX Всероссийского съезда урологов (1997 г.) хирургия гидронефроза существенно изменилась. В настоящее время выполняется свыше 60 видов различных операций при гидронефрозе, а число их модификаций превышает 80 [39].
При лечении гидронефроза в настоящее время в основном используют следующие виды операций: – «открытые» и «лоскутные» пластические операции. Как правило, такие операции используются редко из-за возможности инфицирования и ограниченного объема лоскута; – эндоурологические-пластические операции бужирование, баллонная дилатация, эндотомия, использование баллон-катетера Acucise; – лапароскопические и ретроперитонеоскопические пластические операции.
Считается, что впервые пластика пиелоуретерального сегмента была сделана Kuster в 1891 г. [40], через два года Fenquer выполнил продольное рассечение задней стенки мочеточника в области стриктуры и сшивание его стенок в поперечном направлении. Широкое распространение долгие годы имела пластика по Фолею при высоком отхождении методом V-Y [41]. Затем одной из распространенных операций стала операция Кальп-де-Вирда, при которой выкраивался лоскут из лоханки с помощью продольного рассечения места сужения или изменения мочеточника, после чего сшивали переднюю и заднюю стенки лоханки.
В современной клинической практике чаще всего используют три вида радикальных реконструктивных операций [42, 43, 44]: – операция по Андерсону–Хайнесу; – операция по Я. Кучеру; – реанастомозирование. Несмотря на то, что большинство хирургов отдают предпочтение первому варианту операции, иногда внося свои технические детали и модификации, данная операция показана при сочетании облитерированного мочеточника или длинного участка стенозированного с большой внутрипочечной лоханкой. Редко используют резекцию ЛМС с уретеропиелопластикой в модификации Кучера [45, 46, 47].
Операция Кучера (1963) отличается от операции Андерсона–Хайнеса тем, что резекцию лоханки осуществляют субтотально с частичным оставлением ее части в виде узкой полоски, а после пересечения мочеточника ниже места обструкции накладывают анастомоз на большом протяжении, что обеспечивает надежность фиксации [48].
Некоторые авторы, предпочитая резекционную методику, используют также лоскутные пластики по Кальп-де-Вирду или Фолею, существуют случаи ограничения вмешательства уретеролизом, резекцией нижнеполярных сосудов. При применении лоскутной пластики по Кальп-де-Вирду сохранение «мочевой дорожки» с формированием воронки в области вновь созданного пиелоуретеральный сегмент (ПУС) являются положительным моментом, однако метод требует модификации с целью улучшения результатов [49, 50].
Открытое оперативное вмешательство при гидронефрозе являлось «золотым стандартом» при реконструктивных операциях обструктивных уропатий. Одним из преимуществ таких операций и на сегодняшний день является их высокая эффективность. Однако данные операции имеют такой недостаток, как необходимость выполнения травматического разреза, а также длительные сроки госпитализации и нетрудоспособности [51, 52].
Внедрение современных методов малоинвазивных технологий (эндоскопические и лапароскопические операции, робот-ассистированные и операции «мини-доступа») позволило достичь результатов, схожих с операциями открытого типа, с сокращением сроков госпитализации и социальной реабилитации. В настоящее время реконструктивные операции такого типа на лоханочно-мочеточниковый сегмент (ЛМС) и верхней трети мочеточника используются во многих крупных урологических центрах всего мира [53, 54, 55, 56].
Однако эффективность эндоскопических вмешательств находится в пределах 32–76 %, при этом на пиелоуретеральном сегменте и лоханке они часто сопровождаются определенными осложнениями: кровотечением, эмболизацией почечной артерии, нефрэктомией [57, 58].
Доказано, что лапароскопические методики не всегда обеспечивают достаточный обзор операционного поля, что определяется техническими сложностями, а именно труднодоступным забрюшинным расположением почек и мочеточников. Поэтому отсутствие идеального метода реконструктивной операции в абдоминальной хирургии и урологии приводит к поиску и усовершенствованию уже существующих эндоскопических вмешательства [59, 60].
По данным Американской ассоциации урологов, при опросе урологов США в 2005 г., оказалось, что около 77,6 % хирургов-практиков при операциях у больных трудоспособного возраста используют открытую операцию, а 66,9 % урологов академических учреждений, предпочитают лапароскопические методы [61].
Многими авторами эндохирургическая резекционная пиелопластика признана одним из успешных методов лечения первичной обструкции ЛМС и может быть рекомендована пациентам с вторичными стриктурами лоханочно-мочеточникового сегмента с высокой долей успеха [62].
Однако существуют две основные причины, приводящие к неудовлетворительным результатам пластики лоханочно-мочеточникового сегмента [63]: – неудовлетворительное техническое исполнение операции; – длительный склеротический процесс.
Экспериментальные образцы ПГА
Дренажные свойства исследуемых стентов оценивали на основании экскреторной урографии, спиральной компьютерной томографии. Экскреторную урографию выполняли на рентгеновском диагностическом комплексе «РИМ» с системой компьютерной радиографии (Россия). Для этого животное фиксировали в вентральном положении, выполняли обзорную рентгеноскопию. Мочевые пути контрастировали внутривенным введением Омнипака из расчета 0,5 мл на кг веса животного в периферическую вену передней лапы. Регистрировали проекционную морфометрию почек, чашечно-лоханочной системы, различных отделов мочеточника и рентгенофизиологические показатели почечной функции и уродинамики верхних мочевых путей (время визуализации нефрограммы, чашечно-лоханочной системы, первого болюса мочи, продолжительность эвакуации по мочеточнику, частота болюсов). Спиральную компьютерную томографию (СКТ) выполняли на Brivo CT385 (Китай) в вентральном положении в нативном режиме и с контрастным усилением (Омнипак из расчета 0,5 мл на кг веса животного в периферическую вену передней лапы). Регистрировали экскреторную фазу через 4 мин, а при необходимости выполняли отсроченное исследование через 20 мин. Определяли относительную рентгеновскую плотность (HU) почечных структур (паренхима, мозговое вещество, чашечно-лоханочная система) в нативную и экскреторную фазы исследования.
Животных выводили из эксперимента с помощью передозировки наркоза через 7, 14 и 28 сутки наблюдения, ориентируясь на стандартные сроки дренирования верхних мочевых путей при пластике пиелоуретерального сегмента. Во время проведения аутопсии оценивали: состояние стента (его положение, плотность сращения со стенкой мочеточника), наличие и отсутствие спаечного процесса. Степень выраженности рубцового процесса в верхних мочевых путях и забрюшинном пространстве оценивалась количественным способом – методом семантического дифференциала. Морфологическому исследованию подвергали фрагменты мочеточника, пиелоуретерального сегмента в зоне установки стента трансплантата (в каждом случае иссекался участок со стандартными размерами – 1,0 1,0 см). Материал подвергался фиксации в забуференном 10 % нейтральном формалине и обрабатывался по общепринятой методике. Парафиновые срезы стандартной толщины (5,0 мкм) окрашивались гематоксилином и эозином и пикрофуксином по Ван Гизону.
Микроскопическое исследование и фотографирование приводились с применением светового микроскопа Carl Zeiss Imager.A1 (Carl Zeiss, Германия), объективы 10, 20, 40, с адаптированной цифровой фотокамерой AxioCam MRc5.0.
Морфометрию проводили с помощью программы AxioVision и JMicroVision для среды Windows XP. Измеряли толщину уротелия, мышечной оболочки и площадь просвета мочеточника и пиелоуретерального сегмента.
Обработка полученных результатов проведена с использованием электронных таблиц Microsoft Excel 2010 и программного обеспечения Statistica 6.0 на операционной платформе Windows XP.
При анализе данных совокупности рассчитывались средние показатели: средняя арифметическая (хср); медиана (Ме); мода (Мо); абсолютные показатели вариации: размах вариации (R), среднее линейное отклонение (dср), дисперсия (2), среднее квадратичное отклонение ().
Оценка характера распределения производилась по тестам на нормальность. Исследуемые показатели имели нормальное распределение, приведены в их среднем значении со средней квадратичной ошибкой М ± . Для ненормально распределенной выборки приведены значения медианы и области 75 % квартиля: Ме[Q3].
Для установления статистической достоверности различий в показателях основной и контрольной групп рассчитывали вероятность по распределению Стьюдента и Фишера. Сравнение двух связанных между собой групп по количественным признакам осуществляли непараметрическим методом с использованием теста согласованных пар Вилкоксона. Сравнение двух несвязанных между собой групп по количественным признакам осуществляли непараметрическим методом с использованием U-критерия Манна–Уитни. При вероятности больше 95 % различия считали статистически достоверными.
Характеристика полимерных стентов, полученных из ПГА
По результатам аутопсии на секции у животных контрольной группы на 7 сутки отмечался спаечный процесс в забрюшинном пространстве различной выраженности: у двух – умеренно выраженный, у одного – легкий, у остальных спаечный процесс не отмечался. Мочеточник в группе с имплантированным полиуретановым стентом расширен, диаметр (2,7 ± 0,4) мм, что достоверно больше контрлатерального мочеточника (1,3 ± 0,3) мм (p 0,05), это, скорее всего, связано с воспалительным отеком всех слоев стенки мочеточника и протекающего периуретерита. Дистальнее расположенного стента дилатация мочеточника не отмечалась. Размеры почки визуально не различались в сравнении с контрлатеральной и были в пределах нормы.
На 7 сутки в экспериментальной группе П(3ГБ/4ГБ) умеренно выраженный спаечный процесс в забрюшинном пространстве отмечался у одного животного (20 %). Мочеточник расширен до 2,0 мм, парауретеральная клетчатка отечна, инфильтрирована серозным выпотом и мочой. Размеры и форма почки в пределах нормы, без видимых структурных изменений.
В экспериментальной группе П(3ГБ)/ПКЛ на 7 сутки изменений в забрюшинном пространстве не зарегистрировано. Рана зажила первичным натяжением, почка обычных размеров, мочеточники не расширены на всем протяжении.
На 14 сутки у всех животных контрольной группы (полиуретан) в забрюшинном пространстве определяется спаечный процесс: у двух (40 %) – выраженный; у двух (40 %) – умеренно выраженный и у одного (20 %) легкий. Мочеточник с имплантированным полиуретановым стентом расширен, диаметр составил (3,1 ± 0,3) мм, что связано с более выраженным инфильтративным отеком стенки мочеточника и обструкцией стента урокристаллами. Периуретеральная клетчатка плотная, спаяна с мочеточником. У одного животного отмечалась гидронефротическая трансформация почки, увеличение ее размеров сопровождалось снижением плотности паренхимы и ее истончением. Паренхима почки составила 2,5 мм, переднезадний размер лоханки – 7,8 мм, размеры контрлатеральной почки составил 4,2 мм и 2,9 мм соответственно.
В экспериментальной группе П(3ГБ/4ГБ) на 14 сутки спаечный процесс легкой степени определялся у одного животного (20 %). Мочеточники с имплантированными стентами не расширены, диаметр составил (1,4 ± 0,34) мм, что достоверно не отличается от контрлатеральных нестентированных мочеточников (1,38 ± 0,4) мм (p 0,05). Чашечно-лоханочная система почки не расширена, воспалительной инфильтрации не отмечалось. В экспериментальной группе с П(3ГБ)/ПКЛ на 14 сутки изменений в забрюшинном пространстве не зарегистрировано. Почки обычных размеров, мочеточники не расширены на всем протяжении.
На 28 сутки эксперимента в контрольной группе с полиуретаном характерно наличие плотной паранефральной клетчатки, а также выраженного периуретерита на всем протяжении мочеточника. Спаечный процесс в забрюшинном у четырех (80 %) – выраженный; у одного (40 %) – умеренно выраженный. Стенка мочеточника истончена, диаметр мочеточников (3,8 ± 0,31) мм (рисунок 4.1), диаметр контрлатеральных мочеточников составил (1,56 ± 0,19) мм (p 0,05).
Снимок мочеточника в зоне установленного стента на 28 сутки: А - полиуретан (); Б - П(3ГБ/4ГБ) () Расширение полостной системы почки в контрольной группе подтверждено макроскопически и результатами морфологического исследования. Почки были увеличены в 1,1 раза, паренхима почки дряблая. В большинстве случаях на разрезах почки имели сегментарное или многокамерное строение, стенки образованы истонченными участками корково-мозгового вещества, которые достигает (1,2 ± 0,45) мм. Значительно расширена система накопления, представленная малыми и большими чашечками, диаметр которых составил (5,8 ± 0,6) мм, лоханка передне-задний размер (7,4 ± 0,6) мм (рисунок 4.2). Просветы чашечек заполнены густым, мутным, желтовато-серым содержимым. Фиброзная капсула плотная, утолщена, плотно фиксирована к паренхиме почки, снималась с трудом.
На 28 сутки в группах после имплантации стента П(3ГБ/4ГБ) и П(3ГБ)/ПКЛ подобных осложнений не было выявлено. Диаметр мочеточников составил (1,56 ± 0,19) мм и (1,34 ± 0,3) мм (p 0,05) соответственно. При макроскопическом исследовании на всех сроках эксперимента у животных отсутствовали существенные изменения, которые могли бы быть обусловлены нарушениями проходимости мочевыводящих путей и мочевой гипертензией. Просвет чашечек составлял (0,5 ± 0,08) мм, лоханка (2,6 ± 0,6) мм, толщина коркового и мозгового вещества (5,0 ± 0,8) мм (p 0,05). На секции околопочечная клетчатка была блестящая без признаков воспаления. У одного животного из группы П(3ГБ)/ПКЛ отмечался спаечный процесс легкой степени, без видимых структурных изменений. Внешне почки были не увеличены, фиброзная капсула не утолщена снималась легко, поверхность почек гладкая, на разрезах четко визуализировались корковое и мозговое вещество, отсутствовала дилатация чашечно-лоханочной системы и мочеточника (рисунок 4.3).
Результаты общеклинических и биохимических показателей крови оперированных животных
Во всех экспериментальных группах дооперационного исследования, при выполнении экскреторной урографии чашечно-лоханочная система визуализируется на (105,8 ± 13,2) секунды с момента введения контраста. На 7 сутки в контрольной и экспериментальных группах при рентгенологическом исследовании функция почек у животных сохранена, своевременная. Достоверных различий по времени выделения контрастного вещества не отмечалось. Время визуализации лоханки и чашечек составило, секунд: полиуретан (109,3 ± 16,7), П(3ГБ/4ГБ) (106,1 ± 18,2); П(3ГБ)/ПКЛ (108,8 ± 11,7) (р 0,05). На 3 минуте мочеточник на всем протяжении рентгеноскопически не расширен, контрастное вещество определяется в мочевом пузыре.
В группе контроля (полиуретан) на 14 сутки у 3 животных определялись признаки гидронефротической трансформации стентированной почки. Время выполнения чашечно-лоханочной системы увеличилось и составило (167±32,3) секунды (р 0,01), что, скорее всего, обусловлено нарушение водителя ритма и инкрустацией солями. Частота перистальтических волн сократилась в 2-3 раза, в отличие от контрлатеральной почки, а время контрастирования мочеточника увеличилось до (220 ± 34,3) секунды (р 0,01). На 14 сутки в группе П(3ГБ/4ГБ) функция почек сохранена с обеих сторон, чашечно-лоханочная система визуализируется на (110,1 ± 16,2) секунды, мочеточник не расширен на всем протяжении. Болюсное выделение мочи по мочеточнику своевременное и не отличалось от контрлатеральной почки, по времени составило (132 ± 17,5) секунды.В группе с П(3ГБ)/ПКЛ на 14 сутки достоверных различий между основными группами не отмечалось. Время контрастирования чашечно-лоханочной системы составило (112 ± 18,3) секунды, мочеточник выполнился на (130 ± 20,4) секунды. Признаков внутрипочечной гипертензии не отмечалось, полостная система и мочеточник не расширены.В экспериментальных группах П(3ГБ/4ГБ) и П(3ГБ)/ПКЛ на 28 сутки расширения внутриполостной системы почек и мочеточника не отмечается, функция сохранена и своевременна с обеих сторон, чашечно-лоханочная система выполнилась на (108,9 ± 22,5) и (115,7 ± 16,3) секунды соответственно.
На 28 сутки у животных контрольной группы по данным экскреторной урографии отмечены статистически достоверные различия, проявившиеся в увеличении времени визуализации чашечно-лоханочной системы и первого болюса мочи в мочеточнике. Данные показатели составили (290,41 ± 20,9) и (360,5 ± 19,2) секунды соответственно, (р 0,01).
Верхние отделы мочевыделительной системы представлены резко расширенной чашечно-лоханочной системой и дилатированым мочеточником (рисунок 4.4). Контрлатеральная почка и выделительная система не изменены. Рисунок 4.4 – Экскреторные рентгенограммы на 28-е сутки в контрольной группе (А; контрастирована расширенная лоханка) и после установки стентов из П(3ГБ/4ГБ) (Б) и П(3ГБ)/ПКЛ (В).
В экспериментальных группах также были выявлены отличия, отражающие разную степень мочевой гипертензии. Так, в контрольной группе на 28 сутки рентгенологически зарегистрировано расширение всех сегментов мочеточника, в большей степени проксимального отдела. Диаметр просвета которого достигал (4,0 ± 0,5) мм, что в 2,2 раза превышает диаметры просветов аналогичных сегментов мочеточников в экспериментальных группах (1,7 ± 0,3) мм П(3ГБ/4ГБ), (1,8 ± 0,5) мм П(3ГБ)/ПКЛ, (p 0,01).
Результаты компьютерной томографии на 28 сутки сопоставимы с данными морфометрических изменений в контрольной группе на фоне стентирования, полученных при рентгенологическом исследовании, и показывают ретенционные изменения (рисунок 4.5) и степень нарушения выделительной функции почки. Рисунок 4.5 – КТ-ангиография, 28 сутки, основная группа П(3ГБ/4ГБ), экскреторная фаза 3 минута. Справа выполняется на всем протяжении нерасширенная чашечно-лоханочная система и мочеточник, функция почек с обеих сторон своевременная
При исследовании животных с установленными биодеградируемыми стентами рентгеновская плотность паренхимы почки в нативную фазу не отличаются в обеих группах и составляют (62,6 ± 8,4) HU. При контрастном исследовании в мозговом веществе почек основной группы наблюдения не отмечено статистически достоверных изменений по сравнению с исходными значениями (75,8 ± 7,2) HU.
В контрольной группе отмечено снижение выделительной функции стентированной почки к 28 суткам, проявившееся уменьшением накопления контраста корковым и мозговым веществом. Так, в отсроченную фазу (10 минута) рентгеновская плотность паренхимы в контрольной группе на 28 сутки эксперимента составила (170,5 ± 37,1) HU (рисунок 4.6). Данные показатели достоверно ниже, чем в основной группе на соответствующем временном интервале – (80,6 ± 6,4) HU (р 0,05).
Прогрессию нарушений уродинамики верхних мочевых путей у животных контрольной группы наблюдали со второй недели эксперимента. Это проявилось более выраженным снижением выделительной функции по данным экскреторной урографии и спиральной томографии. Подобные нарушения, вероятнее всего, вызваны обструкцией стента урокристаллами, нарушением перистальтики и развитием склеротических изменений мочеточника, которые регистрировали при морфологическом исследовании секционного материала. В экспериментальных группах отсутствовали нарушения функции почек и пассажа мочи, что связано с постепенной биодеградацией стента и, как следствие, меньшей инкрустацией солями мочи.
При морфологическом исследовании поперечных срезов мочеточника у животных контрольной группы после имплантации полиуретанового стента на 7 сутки эксперимента выявлена дилатация мочеточника, средний диаметр просвета составляет (3,5 ± 0,4) мм. Отмечается утолщение стенок мочеточника вследствие гипертрофии мышечного слоя и воспалительного отека подслизистого (рисунок 4.7). Толщина уротелия – 74,3 (от 65,8 до 83,8) мкм, при этом он сохранен не везде. В поверхностных слоях собственной пластинки определяются небольшие очаговые воспалительные инфильтраты, представленные преимущественно клетками гранулоцитарного ряда, местами распространяющиеся на мышечную оболочку, толщина которой составляет 185,5 (175,2; 196,4) мкм.