Автореферат и диссертация по медицине (14.01.26) на тему:Сравнительное изучение новых сосудистых заплат из политетрафторэтилена (экспериментальное исследование)

На правах рукописи

4853660

ВИНОКУР АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ НОВЫХ СОСУДИСТЫХ ЗАПЛАТ ИЗ ПОРИСТОГО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА (экспериментальное исследование)

14.01.26 - сердечно-сосудистая хирургия

АВТОРЕФЕРАТ диссертяции на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Москва-20 И

4853660

Работа выполнена на кафедре ангиологии, амбулаторной и сосудистой хирургии ФПК и ППС ГОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет»

Научный руководитель - доктор медицинских наук, профессор Алуханян Овик Арменович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

Зотиков Андрей Евгеньевич

доктор медицинских наук профессор

Коваленко Владимир Иванович

Ведущая организация: Учреждение Российской АМН

Научный Центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН

Защита состоится «_» _2011г. в _ часов.

на заседании диссертационного созета Д 208.124.01 ФГУ «Институт хирургии им. A.B. Вишневского» Минздрав со цразвития России. Адрес: 117997 Москва, ул. Б. Серпуховская, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «Институт хирургии им. A.B. Вишневского» Минздравсоцразвития России.

Автореферат разослан «_»_2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук

Шаробаро В.И.

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 A.B. 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 JI.A., 2006). В настоящее время потребность в реконструктивно-восстановительных операциях на аорте и ее ветвях составляет не менее 1% населения (Бокерия JI.A. 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 JI.A. и соавт. 2008; Покровский A.B. 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 A.B. 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 A.B., 2007; Самородская И. В., 2009; O'Hara PJ et al., 2002). При этом большинство хирургов отдают предпочтение методике классической каротидной эндартерэктомии, предполагающей пластику дефекта сонной артерии с помощью заплат (Покровский A.B., 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 JI.B. 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-восстановительных 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

1. Определить оптимальные для клинического применения заплаты из ПТФЭ на основе изучения их физико-механических свойств (пористость, эластичность, прочность на разрыв).

2. Провести оценку интраоперационных свойств заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки при имплантации в аорту экспериментального животного.

3. Провести макроскопическую оценку биосовместимости заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки в различные сроки после имплантации в аорту экспериментального животного.

4. 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

1. 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.

2. Впервые произведена морфологическая оценка биосовместимости новых испытуемых заплат из ПТФЭ в позиции брюшной аорты экспериментального животного в различные сроки после имплантации.

3. 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

1. Заплаты из ПТФЭ толщиной 400-5-500 мкм с 10 и 14 слойной структурой, а также толщиной 510-5-670 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.

2. 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 510-5-580 мкм с 8 слойной структурой превосходили остальные.

3. Результаты морфологической оценки биосовместимости заплат из ПТФЭ в организме экспериментального животного в различные сроки после имплантации в аорту позволили выделить заплаты толщиной 400-5-500 мкм с 10 и 14 слоями и 510-5-580 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. A.B. 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

Диссертация изложена на 130 страницах компьютерного текста (Times New Roman, 14 размер, через 1,5 интервал). Состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований (материалы и методы исследования; результаты физико-механических исследований и интраоперационной оценки заплат; морфологическая характеристика заплат «Экофлон» на разных сроках эксперимента), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Библиография включает 154 источника, из них 95 на русском языке. Работа иллюстрирована 8 таблицами и 45 рисунками.

Содержание работы Материалы и методы исследования

Нами проведено экспериментальное исследование 64 сосудистых заплат из ПТФЭ различной толщины и внутренней структуры, распределенные на 3 типа по толщине. Каждый тип включал в себя 3 вида заплат, отличающихся количеством технологических слоев (табл. 1).

Таблица 1

Типы и виды исследуемых заплат

Типы Виды заплат

1 2 3

Кол-во Толщина, Кол-во Толщина, Кол-во Толщина,

слоев мкм слоев мкм слоев мкм

А 4 245-255 6 250-270 10 200-250

Б 6 420-470 10 450-500 14 400-450

В 8 510-580 16 510-620 22 610-670

Из которых изучено 7 заплат А-1, 7 - А-2, 6 - А-3; 6 заплат Б-1, 7 - Б-2 и 8 -Б-3; 8 заплат В-1, 7 - В-2 и 8 -В-3. Заплаты исследовались следующими методами.

Микроскопическое исследование. Электронная микроскопия проводилась после напыления золотом торца заплат и прямоугольных образцов поверхности. Методика позволила получить снимки поверхности и поперечного сечения различных типов заплат, судить о количестве технологических слоев, качестве их фиксации, фибриллярно-молекулярном строении. Световая микроскопия применялась для изучения гистологических срезов участков стенки аорты в области имплантации заплаты.

Методика измерения геометрических параметров заплат. При выборе толщины заплат мы исходили из толщины стенки аорты и её ветвей, а также толщину применяемых в настоящее время синтетических заплат для пластики артериальных дефектов. Расчет пористости проводился весовым методом по

формуле: ц _ и__G х loo > гДе П - пористость, %; G - масса образца

1 Fxhxp„)

заплаты, г; р„- паспортная плотность полимера, г/см3; h - толщина образца заплаты, см; F - площадь образца заплаты, см2. Обязательным условием для отбора заплат служила идентичность характеристик пористости заплат одного типа.

Исследование хирургической порозности заплат проводили на стенде (рис.1).

На этапе физико-механических исследований были изучены прочностные показатели заплат во взаимно-перпендикулярных направлениях, а также определены значения их эластичности. Прочность при разрыве и максимальную деформацию (эластичность) определяли на разрывной машине (рис.2)

Подвижный зашим

Неподвижны и зажим

ti

III

Мотор приьода

ПОДВИЖНОГО

зажима с динамометро м и датчиком изменения длины

Рис.2. Схема стенда испытания на разрывной машине.

р

Значение прочности на разрыв определяли по формуле: а № = ——, где арр

А о

— предел прочности при разрыве, МПа; Fpp - нагрузка, при которой образец разрушился, Н; А0 - начальное поперечное сечение образца, мм2.

Максимальную деформацию при разрыве определяли по формуле:

ер = х 100 гдеер-максимальная деформация при разрыве, %; Alp

1 о

изменение длины образца между контрольными метками в момент разрыва, мм; 10

— начальная длина образца между контрольными метками, мм.

На разрывной машине измерялась также величина усилия (кг), необходимая для прорезывания заплаты хирургической нитью 4,0.

Методика оперативного вмешательства на экспериментальных животных проведена на 63 беспородных собаках (табл.2).

Таблица 2

Количество экспериментальных операций по пластике брюшной аорты в различные сроки наблюдения

Типы заплат Виды заплат Сроки наблюдении, мес. Всего экспериментов

1 3 6

1 4 2 2

А 2 3 2 3 22

3 2 2 2

1 2 2 2

Б 2 3 2 2 21

3 3 2 3

1 2 2 3

В 2 2 2 2 20

3 2 3 2

Для уменьшения возможных систематических погрешностей, тип и вид заплат, а также срок наблюдения конкретного животного определяли с использованием генератора случайных чисел программы Excel MS - функции (RND). Поскольку во всех случаях производилось деление на три группы - при получении результата функции в интервале (0;0,3333), животное относилось к первой группе, в интервале (0,3333; 0,6666) - ко второй, а в интервале (0,6666; 1,0) - к третей. Таким образом, отнесение конкретного животного в изучаемую группу по виду и типу заплат, а также сроку выведения из эксперимента происходило путем трехкратного случайного выбора.

Аорту пережимали ниже отхождения почечных артерий, подвздошные артерии, хвостовую артерию брали на турникет и пережимали (рис.3).

Рис. 3. Интраоперационное фотография инфраренального отдела аорты собаки.

По передней стенке аорты до уровня отхождения нижней брыжеечной артерии иссекали участок овальной формы размерами в пределах 10x5 — 20x7 мм, куда имплантировали заплату из ПТФЭ (рис.4).

- • •" , ' ■ • г : '

- >

Л *

, > >

Рис. 4. Интраоперационная фотография инфраренального отдела аорты собаки после имплантации заплаты.

Интраоперационно проводили сравнительную оценку заплат по следующим критериям:

• пластичность заплаты при выкраивании, наложении сосудистого шва и включении кровотока;

• прочность заплаты на прорезывание хирургической нитью при выполнении сосудистого шва;

• длительность адаптации и кровопотери после включения кровотока;

• деформация заплаты под действием тока крови после выполнения

пластики аорты.

Указанные свойства оценивали в баллах, причем максимальная оценка отдельных свойств составила 3, а отсутствие свойства у заплаты - 0 баллов.

Через 1, 3 и 6 месяцев после операции проводили релапаротомию, во время которой оценивали состояние заплаты и зоны реконструкции по следующим критериям:

• степень выраженности спаечного процесса, наличие гематом вокруг аорты, аневризматического расширения и разрыва заплаты, ложной аневризмы в области сосудистого шва;

• степень развития неоадветниции и прочность ее фиксации к имплантированной заплате;

• проходимость зоны реконструкции.

После выведения животного из опыта иссекали участок аорты с заплатой для морфологического исследования. На первом этапе макроскопически оценивали степень выраженности неоадвентиции, наличие дефектов по линии швов между заплатой и аортой. Далее производили макроскопическую оценку внутренней поверхности эксплантата - состояние линии сосудистого шва, степень выраженности и фиксации неоинтимы. Гистологические срезы изучались микроскопически. Отмечались особенности формирования неоинтимы и неоадвентиции, переход интима-неоинтима в области сосудистого шва в зависимости от сроков наблюдения и типов заплат, степень фиксации неоинтимы и неоадвентиции к заплате, гипертрофию неотканей.

Результаты физико-механических исследований и интраоперационной оценки заплат «Экофлон»

На рисунке 5 приведены электронограммы поперечного среза заплат толщиной 200-^270 мкм типа А.

а б в

Рис. 5. Электронограмма поперечного среза сосудистых заплат из ПТФЭ (х1 800), а - заплата А-1 (4 технологических слоя), б - А-2 (6 слоев) и в - А-3 (10 слоев). Стрелками вверху рисунка указаны границы технологических слоев.

В результате этого исследования подтверждено высокое качество изготовленных заплат, технологические слои в которых плотно прилегали друг к другу без нарушения общей структуры заплаты. Электронограммы заплат типов Б и В подобны представленным типа А.

Результаты измерений толщины и пористости заплат из ПТФЭ представлены в таблице 3.

Таблица 3

Характеристика толщины и пористости структуры заплат, Ме (р25;р75), штатах

Вид Тип Кол-во слоев п Толщина, мкм Пористость, %

1 4 7 250(246;254); 245+255 73,2(72,0;73,9); 71,5+74,3

А 2 6 7 260(256;2б6); 250+270 71,6(71,1;72,5); 69,8+73,0

3 10 6 230(214;243); 200+250 73,0(72,3;73,8); 71,7+73,6

1 6 6 440(432;456); 420+470« 79,3(71,8;82,3); 69,0+83,2

Б 2 10 7 475(460;483); 450+500» 67,8(64,5;71,4); 62,3+73,8

3 14 8 435(422;446); 400+450* 71,5(67,4;74,9); 65,8+76,0

1 8 8 550(532;571); 510+580**'' 72,4(68,1;74,7); 65,5+78,7

В 2 16 7 570(540;586); 510+620**'' 67,0(64,4;71,3); 60,1+72,8

3 22 8 640(618;663); 610+670**'' 69,2(61,1;70,4); 58,9+73,3

Примечания: * - различия с заплатами вида А достоверны (р<0,05), ** - различия с заплатами вида А достоверны (р<0,01),' - различия с заплатами вида Б достоверны

(р<0,05).

Пористость заплат всех видов в пределах каждого типа и всех типов в сравнении друг с другом достоверно не отличалась (р>0,05). Медиана и квартили пористости заплат типа А составили 72,6(72,0;73,4)%, типа Б - 72,9(70,8;74,2)%, а типа В - 69,5(64,8;73,1)%. Возможности технологического процесса изготовления заплат позволили нам получить заплаты с фактически идентичными показателями общей пористости.

Результаты определения прочности и максимальной деформации заплат представлены в таблице 4.

Таблица 4

Прочность при разрыве в... Максимальная деформация в...

Вид Тип п вертикальном направлении, <т, МПа горизонтальном направлении, <т, МПа вертикальном направлении, е,% горизонтальном направлении, £,%

1 7 9,8(9,5;10,3) 9,6(9,2;10,1) 317(308,333) 293(277;321)

А 2 7 13,1(12,5:14,0) 14,5(13,6;14,8) 300(288:324) 307(297;315)

3 6 14,2(13,7:14,9) 15,2(14,0;15,6) 273(267;284) 300(271;315)

1 6 12,4(11,8;13,0) 14,9(14,4;15,8) 277(247;294) 270(259;276)

Б 2 7 14,3(13,9;15,0) 18,1(13,7;19,4) 263(248;273) 233(213;252)

3 8 15,2(14,5;15,8) 15,5(14,9;15,7) 237(229;250) 230(221;256)

1 8 13,0(10,9;16,1) 12,3(9,7;16,5) 287(264;299) 290(276;300)

В 2 7 15,1(12,4;18,0) 13,7(10,7;16,2) 233(221;245) 263(233;272)

3 8 17,8(14,3;18,5) 17,2(14,9;19,7) 243(228;257) 230(219;243)

Примечание. * - достоверные различия изучаемых показателей в горизонтальном и вертикальном направлении (р<0,05).

Сравнение физико-механических свойств заплат разных типов мы проводили с литературными данными предельных значений упруго-эластических параметров артерий человека в возрасте 39-49 лет (Бритиков Д.В., и соавт., 2007; Вольмир A.C. и соавт., 1979). Данные параметры были определены этими авторами при одноосном продольном растяжении полосок, вырезанных из стенок сосудов аутопсийного материала на разрывной машине (табл.5).

Таблица 5

Сравнение характеристик предельных параметров механических свойств и толщины стенок кровеносных сосудов человека с исследованными сосудистыми

заплатами из ПТФЭ

Кровеносный сосуд Начальная толщина стенки, ho, мм Предел прочности y¡, МП а Максимальная деформация

Передняя стенка аорты 2,35±0,027*'A'f 1,11±0,11*'А'Г 45,5±2,7%*'A>t

Задняя стенка аорты 2,26±0,150*'A,t 0,71±0,90*'Л'^ 4I,9±3,5%*'A,t

Общая сонная артерия l,66±0,035*At 1,99±0,27*л+ 60,7±3,5%*'A't

Внутренняя сонная артерия l,59±0,100*'A/f 1,56±0,20*'л^ 52,4±12,l%*'A,t

Общая подвздошная артерия l,63±0,120*'A,t l,86±0,39*,Alt 39,0±4,0%*'A>t

Бедренная артерия l,89±0,110*'A,t l,32±0,18*'Alt 40,0±2,9%*'л'г

Большая подкожная вена 1,52±0,120*'А'* 3,92±1,09*'А'Т 37,3±6,4%*'А'Г

Заплаты ПТФЭ типа А 0,254±0,02 12,8±0,7 305,4±15,9

Заплаты ПТФЭ типа Б 0,448±0,10 14,6±1,4 252,8±29,9

Заплаты ПТФЭ типа В 0,605±0,20 15,6±2,0 244,3±48,5%

Примечания: * - различия с заплатами типа А достоверны (р<0,0001),л - различия с заплатами типа Б достоверны (р<0,0001), * - различия с заплатами вида В достоверны (р<0,0001).

При анализе таблицы 5 видно, что толщина сосудистых заплат вне зависимости от типа тоньше стенки кровеносного сосуда в 2,5-40 раз (р<0,0001). Это позволяет заплатам служить каркасом для неоинтимы и неоадвентиции без стенозирования просвета протезируемого сосуда. Различия в

пределе прочности также высоко достоверны (р<0,0001), этот показатель превышает прочность сосудистой стенки в 4-20 раз. Такое различие с позиций теории сопротивления материалов могло бы быть опасным для наименее прочного компонента - сосудистой стенки. Однако, разрушения стенки сосуда не происходит вследствие достоверно более высокой эластичности эксплантата (р<0,0001). Отражением высокой эластичности ПТФЭ заплаты является превышение максимальной деформации при разрыве эксплантата в 5-8 раз относительно сосудов человека. Проведенное сравнение позволило нам предположить, что все исследованные заплаты обладают физико-механическими качествами, необходимыми для проведения дальнейших экспериментальных и клинических испытаний. Важным показателем свойств заплат явились результаты исследований прочности последних на прошив хирургической нитью, которые находились в прямой зависимости от типа заплаты. Так заплаты типа Б превосходили заплаты типа А по этому показателю в два раза, а самыми прочными оказались заплаты типа В. Это качество ярко проявило себя во время интраоперационной оценки заплат.

Результаты интраоперационной оценки заплат в эксперименте. В таблице 6 представлены данные полуколичественной бальной оценки интраоперационных свойств изученных сосудистых заплат из ПТФЭ.

Таблица 6

Интраоперационная полуколичественная оценка сосудистых заплат, Ме(р25;р75)

Вид Тип п Пластичность Прорезывание нити Адаптация заплаты Деформация места пластики

А 1 8 3,0(2,0;3,0) 3,0(3,0;3,0) 3,0(3,0;3,0) 3,0(2,5;3,0)

2 6 2,5(2,0,3,0) 2,0(2,0;2,5)" 3,0(2,5;3,0) 2,0(1,5;2,0)"

3 6 2,0(2,0;2,5),т 2,0(2,0;2,0)' 2,0(2,0;2,5)" 1,0(0,5;1,0)',т

Б 1 6 2,0(1,5;2,5) 2,0(1,5 АО) 2,0(1,5;2,0) 0,0(0,0;0,0)

2 7 2,0(2,0;2,5) 2,0(2,0;2,5) 1,0(0,5;1,5)* 0,0(0,0;0,0)

3 8 2,0(1,5,2,0) 2,0(1,5;2,0) 0,5(1,0;1,5) 0,0(0,0;0,0)

В 1 7 2,0(2,5;3,0) 0,5(0,0,1,0) 0,0(0,0,0,5) 0,0(0,0;0,0)

2 6 1,5(1,5;2,0) 0,5(0,0;0,5) 0,0(0,0;0,5) 1,0(0,5;1,5)

3 7 0,0(0,0;0,5) 'т 0,0(0,0;0,0) 0,0(0,0;0,0) 3,0(2,5;3,0) "т

Примечания: - отличия внутри видов заплат от заплаты типа 1 достоверны (р<0,05), * - отличия внутри видов заплат от заплаты типа 2 достоверны (р<0,05).

В результате высоких эластических свойств заплаты типа А деформируются, формируя на поверхности протезируемого сосуда выпячивания. Несмотря на то, что вследствие высоких прочностных свойств разрыва такой аневризмы произойти не может, в образующемся расширении возникает турбулентный ток крови, служащий предпосылкой тромбоэмболических осложнений. Для остальных типов исследуемых заплат физико-механические свойства оказались удовлетворительными. Тем не менее, наиболее приемлемой с точки зрения биомеханики является сосудистая заплата, максимально приближенная по упруго-деформационным характеристикам к артериальным сосудам человека. Совершенствование этого свойства сосудистых эксплантатов, по-видимому, является целью дальнейших исследований в этом направлении.

Наложение сосудистого шва у заплат типа А требовало исключительной аккуратности, так как заплаты очень легко повреждались иглой и прорезывались нитью при наложении шва, а после адаптации образовывали деформацию места пластики в виде выпячивания места пластики под действием гидростатического действия крови. Такого качества не проявляли заплаты типа Б - они расправлялись кровотоком, повторяя окружность аорты и не деформируя место пластики. Не вызывали деформации также и заплаты В-1. Остальные заплаты типа В были чрезмерно ригидными и деформировали зону аорту, растягивая её на заплате.

При выполнении адаптации все заплаты типа А вызывали сильное кровотечение из мест вколов. Длительность адаптации заплат типа А составила от 10 до 20 минут. В двух случаях прорезывание нитью места вкола привело к кровотечению, образованию забрюшинной гематомы с последующим нагноением и гибелью этих животных. Это качество, наряду с другими негативными свойствами этих заплат заставило нас оценить их как неудовлетворительные. Остальные заплаты в большей или меньшей степени также адаптировались с кровопотерей. Таким образом кровотечение из мест вколов при адаптации сосудистого шва можно назвать общим отрицательным качеством сосудистых заплат из ПТФЭ. Необходимо отметить, что все сосудистые швы выполнялись проленовой нитью 4,<Н5,0.

Таким образом, из-за наличия негативных интраоперационных свойств, таких, как недостаточная прочность к прорезыванию хирургической нитью, выпячивание заплаты под воздействием гидростатического давления крови (заплаты типа А), длительная адаптация места вколов (заплаты типа А-1 и А-2), чрезмерная ригидность (заплаты В-2 и В-3) указанные заплаты не были рекомендованы для клинического применения.

Макроскопическое исследование сосудистых заплат проводилась в сроки 1, 3 и 6 месяцев. В течение всех сроков наблюдения аорта оставалась проходимой. Ни в одном случае не отмечено увеличения региональных лимфатических узлов и выраженного спаечного процесса в области реконструкции, что косвенно свидетельствовало о неплохом вживлении эксплантата в организме животного. При заборе материала эксплантаты типа Б и В имели форму и размеры, соответствующие исходным. При использовании заплат типа А отмечали деформацию их под действием кровотока. Также при выполнении релапаратомии мы визуально отмечали деформацию места пластики заплатами В-3, однако, если в случае заплат А имела место деформация самих заплат, то при заплатах В-3 деформации подвергалась стенка аорты на неизменной заплате.

Через месяц после операции неоинтима была рыхлой и покрывала всю поверхность заплат. У заплат А-1, Б-1 и В-1 она была лучше фиксирована по сравнению с другими заплатами, а у А-3, Б-3 и В-3 фиксация была более слабой, что повышало риск отслоения. Наиболее тонкой неоинтима была у заплат В-3, еще более истончаясь к центру заплаты. Через 3 месяца гипертрофированная неоинтима сглаживала деформации заплат типа А. Внутренняя поверхность аорты в зоне сосудистых швов у заплат типа А не была заметна, у типа Б и заплатах В-1 образовывала лишь небольшие, еле заметные валикообразные утолщения. Через 3 месяца по внутренней поверхности аорты в заплатах В-3 валикообразные утолщения в местах сосудистых швов заметно выражены, неоинтима внутренней поверхности заплат толще по сравнению со сроком наблюдения 1 месяц, легко отделялась от эксплантата. Наблюдались признаки гипертрофии в виде заметного валика по линии швов у В-2, выступающего в просвет сосуда. В заплатах В-2 и В-3

линия шва отчетливо видна, представлена выступающим в просвет сосуда соединительнотканым валиком. Через 6 месяцев прослеживалась та же тенденция: заплаты типа А деформированы в виде горба, что больше всех заметно у А-1. У заплат типа Б выраженной гипертрофии не наблюдалось, зрелость неоинтимы соответствует сроку наблюдения. Неоинтима заплат типа В-1 на этом сроке наблюдения была тонкой, блестящей, без признаков валикообразного утолщения в местах швов. Заметно гипертрофирована через 6 месяцев наблюдения была неоинтима у заплат типа В-3.

По результатам макроскопической морфологической оценки из всех исследованных сосудистых заплат лучшими свойствами обладали заплаты типа Б и В-1, что проявилось в хорошей фиксации неоинтимы к эксплантату и отсутствии деформаций как самой заплаты, так и аорты вокруг установленной заплаты.

Гистологическое исследование сосудистых заплат. Кроме макроскопического морфологического исследования мы проводили изучение гистологических аспектов приживления заплат и влияния различной их внутренней структуры на процессы интеграции в организм экспериментального животного.

На протяжении всего эксперимента при гистологическом исследовании нами не обнаружено появления гигантских клеток инородных тел, не отмечалось признаков лейкоцитарно-лимфоцитарной инфильтрации, что свидетельствовало о высокой инертности материала заплат. Не отмечено периэксплантатных гематом, разрывов заплат или образования аневризм, в том числе и в области сосудистого шва. Неоадвентиция у всех типов и видов заплат образована плотной волокнистой соединительной тканью с толстыми пучками коллагеновых волокон, умеренно гипертрофирована в области сосудистых швов. С увеличением срока наблюдения неоадвентиция более прочно фиксировалась к линии сосудистого шва заплаты к артерии и уплотнялась. Она постепенно переходила в наружную околососудистую соединительную ткань и жировую клетчатку. Врастание неоадвентиции в заплату происходило лишь на 1-2 технологических слоя, легко отслаивалась от центральных участков заплат и не деформировала места пластики.

Формирование неоинтимы имело некоторые особенности в зависимости от структуры заплат. Прочность фиксации неоинтимы в различные сроки наблюдения находилась в прямой зависимости от глубины врастания в эксплантат, и у заплат 3-го вида всех типов (А-3, Б-3 и В-3) (рис.10, 11) разброс толщины неоинтимы в пределах одного препарата был самым большим. У заплат А-1 толщина внутреннего фибринового слоя была неодинакова: наиболее толстый фибрин можно было наблюдать в центральной части заплаты, небольшие утолщения также отмечены в области швов (рис. 6).

•у

Рис. 6. Центральный участок заплаты А-1 (1 мес). Вся внутренняя часть покрыта толстым слоем рыхлого фибрина.

Прорастание неотканей в заплаты А-3 захватывало только 1-2 поверхностных слоя и их фиксация к заплате, по сравнению с эксплантатами А-1 и А-2, менее прочная (рис. 7, 8).

Рис. 7. Заплата А-2 (1 мес). На внутренней поверхности тонкий слой плохо фиксированного к заплате фибрина. Неоадвертиция представлена молодой соединительной тканью с активным ростом клеточных элементов и многочисленных мелких кровеносных сосудов.

Рис. 8. Заплата А-1 (90 суток). Выраженная деформация места пластики из-за чрезмерно высокой эластичности заплаты компенсирована гипертрофированным

слоем неоинтимы.

Результаты гистологического исследования всех видов сосудистых заплат типа А на всех сроках исследования показали наличие гипертрофии интимы от умеренной до выраженной степени, что является предрасполагающим фактором развития в месте пластики тромбоэмболических осложнений (рис. 9,10).

А-1

Рис. 9. Заплаты В-3 и А-1, наблюдение 3 мес. Видна деформация сосуда заплатами в виде «горба» у заплаты А-1 и в виде «распятия» у В-3.

В-1 В-3

Рис. 11. Заплата В-1 и В-3 (180 дней). Видно плотное сращение неоинтимы у В-1, участки отслоения у В-3.

Рис. 10. Заплата А-1 и А-3 (90 дней). При приготовлении гистологического среза неоинтима и неоадвентиция А-3 легко отслаиваются от заплаты.

Этот факт мы связываем с хронической травмой неотканей внутренней поверхности заплат кровотоком вследствие недостаточной их фиксации к заплате. Деформации заплат под влиянием кровотока приводило к компенсаторной выраженной гипертрофии неоинтимы в центральной части заплат типа А, и по линии сосудистых швов у заплат В-2 и В-3 (рис.11).

Анализ информации, полученной при гистологическом исследовании, позволяет выделить два вида заплат, перспективных для проведения дальнейших клинических испытаний. В эксперименте на животных оптимальные свойства биосовместимости продемонстрировали сосудистые заплаты Б-2 и В-1, что проявлялось в отсутствии гипертрофии неоинтимы, прочной фиксации её к искусственной подложке, практически полному отсутствию внутрисосудистого возвышения на линии шва, деформации как самой заплаты, так и аорты на заплате. Все остальные виды исследованных экспериментальных сосудистых заплат обладали теми или иными вышеуказанными недостатками или их комплексом, что позволяет предполагать возможность развития в случае их клинического применения различных осложнений - формирования ложных аневризм, гипертрофии неотканей, возможной их отслойкой и тромбозом, деформации эксплантата и зоны пластики.

Изучая гистологическую картину вживления ПТФЭ заплат, мы обратили внимание на следующие закономерности:

1. глубина врастания неоинтимы в заплату осуществлялась на 1-2 технологических слоя, что дает возможность регулирования этого параметра в будущих исследованиях ПТФЭ эксплантатов разной структуры;

2. глубина врастания неоадвентиции была также в пределах 2 технологических слоев;

3. равномерность покрытия заплаты неоинтимой находилась в прямой зависимости от оптимальных эластических свойств заплаты.

Таким образом, результаты комплексного исследования, включающего определение физико-механических, интраоперационных и морфологических свойств заплат всех изученных типов показали, что только заплаты Б-2 и В-1 могут быть рекомендованы для дальнейшего клинического применения при выполнении пластики аорты и магистральных артерий.

ВЫВОДЫ

1. Изучение физико-механических свойств исследуемых типов и видов сосудистых заплат из ПТФЭ показало, что достоверные отличия пористости в зависимости от толщины заплаты и количества технологических слоев не отмечены. Не отмечено также различий по величине прочности и эластичности при разрыве во взаимно перпендикулярных направлениях. В то же время испытанные заплаты из ПТФЭ обладали прочностью, превосходившей прочность магистральных сосудов, что позволило рекомендовать их для дальнейшего изучения в эксперименте.

2. Интраоперационная оценка заплат из ПТФЭ при их имплантации в аорту экспериментального животного показала, что по таким свойствам, как прочность на прошив хирургической нитью, деформация места пластики,

время адаптации сосудистых швов, заплаты толщиной 400-500 мкм с 8, 10 и 14 слойной структурой (Б-1, Б-2 и Б-3) и толщиной 510 580 мкм с 10 слойной структурой (В-1) превосходили остальные. Последние не прорезывались нитью, не деформировали аорту в области пластики, время их адаптации составляло от 2 до 4 минут с незначительной кровопотерей. Указанные заплаты рекомендованы для дальнейшего морфологического исследования.

3. При макроскопическом исследовании брюшной аорты экспериментального животного вместе с заплатой через 1, 3 и 6 месяцев после имплантации лучшие свойства показали заплаты толщиной 400-500 мкм с 8, 10 и 14 слойной структурой (Б-1, Б-2 и Б-3) и толщиной 510 580 мкм с 10 слойной структурой (В-1) превосходили остальные. Не отмечалось деформации области пластики, аневризматического расширения заплат, образования ложных аневризм. Неоинтима плотно фиксировалась к заплатам без гиперплазии. Неоадвентиция была представлена тонкой соединительнотканой оболочкой.

4. При гистологическом исследовании имплантированных заплат через 1, 3 и 6 месяцев после имплантации оптимальными характеристиками в плане биосовместимости отличались заплаты толщиной 400-500 мкм с 10 слойной структурой (Б-2) и толщиной 510 580 мкм с 10 слойной структурой (В-1). Неоинтима на всех сроках наблюдения у указанных заплат состояла из уплотненного, равномерного по толщине фибрина по всей поверхности заплат, без признаков гипертрофии, с появлением в поздних сроках эндотелиальных клеток. Образовавшаяся неоадвентиция была тонкой, без формирования грубой соединительной ткани.

5. Глубина врастания как неоинтимы, так и неоадвентиции в заплату осуществлялась на 1-2 технологических слоя, что дает возможность дальнейшего исследования регулирования этого параметра.

Практические рекомендации

1. Заплаты толщиной 200-270 мкм с 4, 6 и 10 слойной структурой (типа А) не рекомендуются к использованию для пластики аорты и ее ветвей из-за низкой прочности на прошив хирургической нитью, длительности адаптации сосудистых швов, склонности к деформации под действием гемодинамики в виде «горба».

2. Заплаты толщиной 420-470 мкм с 6-ти слойной структурой и 400-450 мкм с 14 ти слойной структурой (Б-1 и Б-3) также не рекомендуются к использованию для пластики аорты и ее ветвей. Заплаты с 6 слоями по данным гистологического исследования деформировали зону пластики, а у заплат с 14 слоями наблюдалась слабая фиксация неоинтимы к заплате на фоне ее гипертрофии у заплат, что повышает риск отслойки и тромбообразования.

3. Заплаты толщиной 510 670 мкм с 16 и 22 слоями не рекомендуются к использованию для пластики аорты и ее ветвей из-за выраженной ригидности, приводящей к деформации области пластики.

4. Для применения в клинической практике для пластики аорты и ее ветвей рекомендуются использовать заплаты из политетрафторэтилена, толщиной 475 мкм с 10 слойной структурой, и толщиной 550 мкм с 10 слойной структурой.

Эти заплаты отличаются высокой эластичностью, прочностью на прошив хирургической нитью и хорошей вживляемостью по данным макроскопических и морфологичекских исследований.

5. Учитывая малую растяжимость при физиологических гемодинамических условиях, политетрафторэтиленовую заплату рекомендуется выкраивать в соответствии с размерами артериотомического дефекта.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Винокур A.A., Алуханян O.A., Мартиросян Х.Г., Алуханян А.О. Выбор оптимальной заплаты из политетрафторэтилена для пластики аорты и крупных артерий. // Ангиология и сосудистая хирургия, -2003. - № 3. -С. 6466.

2. Алуханян O.A., Винокур A.A. Клиническое применение новых сосудистых заплат из политетрафторэтилена. // Материалы VIII ежегодной сессии научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН.-Том 5, №5, 2004.-С. 108.

3. Винокур A.A., Дьяков В.Е., Алуханян O.A. Разработка и стендовые испытания новых сосудистых заплат из пористого политетрафторэтилена. // Материалы VIII ежегодной сессии научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН,- Том 5, № 5, 2004. - С. 418.

4. Алуханян O.A., Винокур A.A., Алуханян А.О. Экспериментальное изучение новых сосудистых заплат из политетрафторэтилена. // Материалы VIII ежегодной сессии научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН,- Том 5, № 5, 2004. - С. 345.

5. Алуханян O.A., Винокур A.A., Алуханян А.О. Пластика аорты и крупных артерий новыми заплатами из политетрафторэтилена в эксперименте. // Сборник научных трудов «Новые технологии в здравоохранении», выпуск 4, Челябинск, 2005, с. 146-150.

6. Алуханян O.A., Винокур A.A., Аристов Д.С., Мартиросян Х.Г., Горбов JI.B. Экспериментальное исследование новых сосудистых заплат из политетрафторэтилена. // Материалы 22-й (XXYI) международной конференции «Нерешенные вопросы сосудистой хирургии», Москва, - Том 16,№4, 2010.-С. 22-23.

7. Алуханян O.A., Винокур А. А., Горбов Л.В. Сравнительная оценка интраоперационных свойств новых сосудистых заплат в эксперименте. // Кубан. науч. мед. вестник. - 2010. - № 8. - С. 6-12.

8. Винокур А. А., Дьяков В. Е., Алуханян О. А. Сравнительное исследование физико-механических свойств новых заплат из политетрафторэтилена // Кубан. науч. мед. вестник.-2010.-№8.-С. 16-24.

Подписано в печать:

02.12.2010

Заказ № 4659 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 \vww.autoreferat.ru

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. 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; ЬапЙБ I е1 а1., 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-^-12% (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 (Покровский А.В. и соавт. 2006; Бокерия Л.А. и соавт. 2008; Самородская И. В., 2009; Ьапйэ I е1 а1., 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 A.B. и соавт. 2005, 2006, 2007; Коссович Л.Ю. и соавт., 2006; Бокерия J1.A. и соавт. 2008). В настоящее время самым надежным способом профилактики ишемического инсульта является своевременное хирургическое вмешательство - эндартерэктомия из бифуркации внутренней сонной артерии (Казанчян П.О. и соавт., 2000; Бокерия JT.A. и соавт. 2006; Покровский A.B., 2007; Самородская И. В., 2009; O'Hara PJ et al., 2002). При этом большинство хирургов отдают предпочтение методике классической каротидной эндартерэктомии, предполагающей пластику дефекта сонной артерии с помощью заплат (Седов В.М. и соавт., 2004; Покровский A.B., 2001, 2003, 2005, 2006, 2007; 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 J1.B. 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, 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-восстановительных операций на аорте и ее ветвях с применением v 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).

В отличие от сосудистого протеза, заплата подвергается более интенсивному воздействию со стороны пульсирующего внутрисосудистого давления. Поэтому вероятность развития таких осложнений, как истинная аневризма заплаты, её разрыв, ложная аневризма в области сосудистого шва, при выполнении реконструкций с применением заплат выше, чем при шунтирующих операциях с применением протезов (Мирзоев С.А. и соавт., 2004, 2005; Тюкачёв В. Е. и соавт., 2006; Yamamoto Y et al., 1996; Wheeler JM, 2000; AbuRahma AF, 2001; Archie JP, 2001, 2002; Beard Ю, 2001; Bond R. et al., 2004). С этой точки зрения, в плане прочности и морфологической вживляемости в организме человека, к заплатам предъявляются более жесткие требования.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Сравнительная оценка физико-механических и биологических свойств новых отечественных заплат из политетрафторэтилена для- пластики магистральных артерий.

ЗАДА ЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1) определить оптимальные для клинического применения заплаты из ПТФЭ на основе изучения их физико-механических свойств (пористость, эластичность, прочность на разрыв);

2) провести оценку интраоперационных свойств заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки при имплантации в аорту экспериментального животного;

3) провести макроскопическую оценку биосовместимости заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки в различные сроки после имплантации в аорту экспериментального животного;

4) Провести гистологическую оценку биосовместимости заплат из ПТФЭ в зависимости от их структуры и толщины стенки в различные сроки после имплантации в аорту экспериментального животного.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

В результате проведенных исследований:

1. впервые изучены физико-механические свойства (пористость, эластичность, прочность на разрыв) новых заплат из ПТФЭ с различной структурой и толщиной стенки;

2. впервые произведена морфологическая оценка биосовместимости испытуемых заплат из ПТФЭ в позиции брюшной аорты экспериментального животного в различные сроки после имплантации;

3. установлена оптимальная структура и толщина заплат, обеспечивающие лучшие эксплуатационные и биологические характеристики в организме экспериментального животного.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Заплаты из ПТФЭ толщиной 40(Н500 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.

2. 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 40(Н500 мкм с 10 и 14 слойной структурой и заплаты 51(Н580 мкм с 8-слойной структурой превосходили остальные.

3. Результаты морфологической оценки биосовместимости заплат из ПТФЭ в организме экспериментального животного в различные сроки после имплантации в аорту позволили выделить заплаты толщиной 40(Н500 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.

НА УЧНАЯЗНА ЧИМОСТЬ РАБОТЫ

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.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНА ЧИМОСТЬ

1. Установлено, что все 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.

2. Определены технологические параметры заплат из ПТФЭ (толщина 400500 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.

3. 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).

4. Определены технологические параметры заплат из ПТФЭ (толщина 450500 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 периэксплантационного воспаления, отслойки и гипертрофии неоинтимы).

5. В результате проведенного экспериментального исследования заплаты из ПТФЭ толщиной 450-500 мкм с 10 слойной структурой и 510 580мкм с 8 слойной структурой рекомендованы для применения в клинической практике для пластики аорты и магистральных артерий человека.

СВЕДЕНИЯ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

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.

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 ангиологии, амбулаторной и сосудистой хирургии ФПК и ППС, хирургии стоматологического и педиатрического факультетов, оперативной хирургии Кубанского государственного медицинского университета, 2010 г.

Основное содержание диссертационного исследования изложено в 8 публикациях.

Завершая вводную часть диссертации, считаю своим долгом выразить признательность и благодарность всем глубокоуважаемым коллегам, принявшим участие в моей исследовательской работе.

Приношу искренную благодарность научному руководителю -заведующему кафедрой ангиологии, амбулаторной и сосудистой хирургии, доктору медицинских наук профессору Овику Арменовичу Алуханяну за ценные советы, которыми я пользовался, начиная с момента определения темы до оформления результатов исследования в виде диссертационной работы, а также за постоянное участие в научном поиске.

Искренно благодарю сотрудников кафедры ангиологии, амбулаторной и сосудистой хирургии, принимавших деятельное участие в планировании экспериментальных исследований и обсуждении результатов работы.

Отдельную благодарность приношу руководителю НПК «Экофлон» кандидату технических наук Валерию Евгеньевичу Дьякову и сотрудникам его предприятия за изготовление экспериментальных образцов сосудистых заплат и проведение их физико-механических испытаний.

Приношу искренную благодарность ассистенту кафедры патологической анатомии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета Алексею Дмитриевичу Смирнову и доценту кафедры гистологии Кубанского государственного медицинского университета Андрею Александровичу Евглевскому за помощь в выполнении гистологических исследований и интерпретации их результатов.

Также хочу выразить признательность коллективу врачей отделения сосудистой хирургии №1 городской клинической больницы №3 г. Краснодара и врачам отделения хирургии НУЗ отделенческой клинической больницы на станции Краснодар ОАО РЖД за активное содействие в выполнении диссертационной работы и обсуждении ее результатов.

ВЫВОДЫ

1) Изучение физико-механических свойств исследуемых типов и видов сосудистых заплат из ПТФЭ показало, что достоверные отличия пористости в зависимости от толщины заплаты и количества технологических слоев не отмечены. Не отмечено таюке различий по величине прочности и эластичности при разрыве во взаимно перпендикулярных направлениях. В то же время испытанные заплаты из ПТФЭ обладали прочностью, превосходившей прочность магистральных сосудов, что позволило рекомендовать их для дальнейшего изучения в эксперименте.

2) Интраоперационная оценка заплат из ПТФЭ при их имплантации в аорту экспериментального животного показала, что по таким свойствам, как прочность на прошив хирургической нитью, деформация места пластики, время адаптации сосудистых швов, заплаты толщиной 400-500 мкм с 8, 10 и 14 слойной структурой (Б-1, Б-2 и Б-3) и толщиной 510 580 мкм с 10 слойной структурой (В-1) превосходили остальные. Последние не прорезывались нитью, не деформировали аорту в области пластики, время их адаптации составляло от 2 до 4 минут с незначительной кровопотерей. Указанные заплаты рекомендованы для дальнейшего морфологического исследования.

3) При макроскопическом исследовании брюшной аорты экспериментального животного вместе с заплатой через 1, 3 и 6 месяцев после имплантации лучшие свойства показали заплаты толщиной 400-500 мкм с 8, 10 и 14 слойной структурой (Б-1, Б-2 и Б-3) и толщиной 510 580 мкм с 10 слойной структурой (В-1) превосходили остальные. Не отмечалось деформации области пластики, аневризматического расширения заплат, образования ложных аневризм. Неоинтима плотно фиксировалась к заплатам без гиперплазии. Неоадвентиция была представлена тонкой соединительнотканой оболочкой.

4) При гистологическом исследовании имплантированных заплат через 1, 3 и 6 месяцев после имплантации оптимальными характеристиками в плане биосовместимости отличались заплаты толщиной 400-500 мкм с 10 слойной структурой (Б-2) и толщиной 510 580 мкм с 10 слойной структурой (В-1). Неоинтима на всех сроках наблюдения у указанных заплат состояла из уплотненного, равномерного по толщине фибрина по всей поверхности заплат, без признаков гипертрофии, с появлением в поздних сроках эндотелиальных клеток. Образовавшаяся неоадвентиция была тонкой, без формирования грубой соединительной ткани.

5) Глубина врастания как неоинтимы, так и неоадвентиции в заплату осуществлялась на 1-2 технологических слоя, что дает возможность дальнейшего исследования регулирования этого параметра.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1) Заплаты толщиной 200-270 мкм с 4, 6 и 10 слойной структурой (типа А) не рекомендуются к использованию для пластики аорты и ее ветвей из-за низкой прочности на прошив хирургической нитью, длительности адаптации сосудистых швов, склонности к деформации под действием гемодинамики в виде «горба».

2) Заплаты толщиной 420-470 мкм с 6-ти слойной структурой и 400-450 мкм с 14 ти слойной структурой (Б-1 и Б-3) также не рекомендуются к использованию для пластики аорты и ее ветвей. Заплаты с 6 слоями по данным гистологического исследования деформировали зону пластики, а у заплат с 14 слоями наблюдалась слабая фиксация неоинтимы к заплате на фоне ее гипертрофии у заплат, что повышает риск отслойки и тромбообразования.

3) Заплаты толщиной 510 670 мкм с 16 и 22 слоями не рекомендуются к использованию для пластики аорты и ее ветвей из-за выраженной ригидности, приводящей к деформации области пластики.

4) Для применения в клинической практике для пластики аорты и ее ветвей рекомендуются использовать заплаты из политетрафторэтилена, толщиной 475 мкм с 10 слойной структурой, и толщиной 550 мкм с 10 слойной структурой. Эти заплаты отличаются высокой эластичностью, прочностью на прошив хирургической нитью и хорошей вживляемостью по данным макроскопических и морфологичекских исследований.

5) Учитывая малую растяжимость при физиологических гемодинамических условиях, политетрафторэтиленовую заплату рекомендуется выкраивать в соответствии с размерами артериотомического дефекта.