Автореферат и диссертация по медицине (14.00.44) на тему:Биомеханический аспект реконструкции артерий среднего диаметра эластичными сосудистыми заменителями

! О "1 (> О ■

/ и 0 / 1-Й ЛЕНИНГРАДСКИЙ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА

И. П. ПАВЛОВА

На правах рукописи УДК 616.137—089.844

БУТЫЛКИН Александр Анатольевич

БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ АСПЕКТ РЕКОНСТРУКЦИИ АРТЕРИЙ СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА ЭЛАСТИЧНЫМИ СОСУДИСТЫМИ ЗАМЕНИТЕЛЯМИ

14.00.44 — Сердечно-сосудистая хирургия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Ленинград, 1091 г.

Работа выполнена на кафедре хирургических болезней № 1 медицинского факультета Петрозаводского государственного университета им. О. В. Куусинена.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

Доктор медицинских наук, профессор Э. С. Карванен

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Лауреат государственной премии СССР,

доктор медицинских наук, профессор Л. В. Лебедев

Доктор медицинских наук, профессор А. Б. Сазонов

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Всесоюзный научный центр хирургии АМН СССР

Защита диссертации состоится « » 1991 г.

в часов на заседании Специализированного Ученого Сове-

та Д. 074.37.04 при 1-м Ленинградском Ордена Трудового Красного Знамени медицинском институте им. акад. И. П. Павлова (Ленинград, ул. Л. Толстого, 6/8).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке 1-го ЛМИ им. акад. И. П. Павлова

Автореферат разослан « » 1991 г.

Ученый секретарь Специализированного

Совета, доктор медицинских наук, профессор А. М. Игнатов

Л '

Актуальность проблемы. Целесообразность хирургической коррекции, направленной на восстановление кровотока в пораженном артериальном сегменте конечности при окклюзионных поражениях и травмах магистральных сосудов, является неоспоримым тезисом з современной сосудистой хирургии (Покровский А. В., 1979; Шалимов А. А., Дрюк Н. Ф., 1979; Сыченников А. И., 1981; Леме-нев В. Л. с соавт., 1986; Балас П., Бастоунис Е., 1990; Simpson С. J. et al., 1983; Shah P. M. et al., 1984; Veith F. J. et. al., 1986; Sterpetti A. V. et al., 1988).

Выполнение подобных вмешательств в подавляющем большинстве случаев требует использования определенного артериального заменителя.

В то время, как для реконструкции аорты и артерий эластического типа используются на протяжении 30 лет с относительным успехом синтетические полиэфирные сосудистые протезы, вопрос эб оптимальном заменителе артерий малого и среднего диаметра эстается открытым (Покровский А. В. с соавт., 1975; Леме-нев В. А. с соавт. 1977; Князев М. Д. с соавт. 1980;' VoorheesA. В. et al., 1952; De Bakey M. E., 1960; Weselowsky S. A. et al., 1962).

Использование для реконструкции артерий бедренно-подколен-но-берцового и подкрыльцово-плечевого сегментов большой подкожной вены невозможно в 15—31% случаев по целому ряду причин (Андреев И. Д., Мойсюк Я. Г., 1984; Соловьев Г. М. с соавт., 1987; Veiht F. J., 1981). Результаты применения для этих целей цакроновых, политетрафторэтиленовых протезов, трансплантатов из вены пупочного канатика новорожденного, алло- и ксеногенных трансплантатов далеки от желаемых (Каримов Э. А., 1976; Миро-ненко с соавт., 1987; Harris J., May J., 1979; Robinson J. G. et al., 1983; Klimach О., Marston A. A., 1986; Mc Anley С. E. et al., 1984).

Основные требования, предъявляемые к сосудистым трансплантатам, представлены в многочисленных работах (Лебедев Л. В. с соавт., 1981; Касьянов В. А., Пуриня Б. А., 1981; Лебедев Л. В., 1982; Карванен Э. С., 1985; King M. E. et al., 1983; □met R. R., 1984).

Одним из наиболее важных критериев по сегодняшним представлениям является сходство заменителя и реконструируемой ар-

терии по геометрическим и механическим параметрам. Имплантация в артериальное русло трансплантата, не соответствующего по упруго-деформативным свойствам и анатомическим размерам конкретному артериальному сосуду, ведет к развитию сдвиговых напряжений в области сосудистых соустий, гиперплазии интимы в анастомозе и отводящей артерии, стенозу и тромботической окклюзии зоны реконструкции (Сидаренко Л. Н., Евстифе-ев Л. К., 1984; Карванен Э. С., 1984; Касьянов В. А., 1986; Мар-цинкявичус А. с соавт., 1986; Марцинкявичус А. с соавт., 1988; Clark R. Е. et al., 1976; De Weese J. A., 1978; De Weese J. A., Green R. M„ 1980; Bruck S. D„ 1980; Gozna E. R., Marble A. E„ 1981).

Сведения о геометрических и механических параметрах артерий среднего диаметра и их основных заменителей представлены в литературе достаточно подробно (Тюндер Э. О. с соавт., 1970; Пуриня Б. А. с соавт., 1975; Пуриня Б. А., Касьянов В. А., 1981; Каро К. с соавт., 1981; Карванен Э. С., 1981; Карванен Э. С., 1985; Azuma Т., Hasegawa М.., 1974; Buxton В. et al., 1980; Fung V. С., 1981; Chapmann В. L. W„ Charlesworth D„ 1983).

Данные о таковых свойствах поверхностных вен руки и протезов, изготовленных из эластичного волокна — полиуретана, как возможных заменителей артерий среднего диаметра в печати немногочисленны и носят неполный характер (Касьяненко В. В. с соавт., 1985; Карванен Э. С., 1985; Канцевич В. А. с соавт., 1986; Seifert К. В. et al., 1979; How Т. Y., Clarki R. M„ 1984).

Результаты исследования эластических свойств аутовенозных трансплантатов в процессе функционирования в артериальном русле, которые могли бы отчасти объяснить причины их поздней реокклюзии, практически отсутствуют вообще (Карванен Э. С., 1984; Лурье Ф. Е., 1983). Основная масса печатных работ посвящена изучению морфологии аутовенозных.трансплантатов в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде.

Цели и задачи исследования. Настоящее исследование посвящено:

1. Обоснованию использования трансплантатов из поверхностных вен руки и тканых эластичных протезов из полиуретана для реконструкции артерий среднего диаметра с точки зрения их биомеханического соответствия.

2. Изучению изменений геометрических и упруго-деформатив-ных свойств аутовенозного трансплантата в различные сроки после имплантации в артериальное русло.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

1. Изучить геометрические и механические параметры натив-ных подкожных вен руки человека при статических режимах нагрузки «in vitro».

2. Изучить геометрические и механические параметры тканых

протезов из полиуретана при статических режимах нагрузки «in vitro».

3. Изучить упруго-деформативные свойства нативных подкожных вен руки человека и тканых полиуретановых протезов в динамических условиях функционирования после реконструкции артериального русла in VÍVO в эксперименте.

4. Провести сравнение полученных данных с представленными в литературе сведениями об аналогичных свойствах артерий среднего диаметра.

5. Изучить изменения геометрических и механических параметров аутовенозного трансплантата при статических режимах нагрузки «in vitro» в ближайшие сроки после операции (до 1 года) в эксперименте.

6. Изучить результаты реконструктивных операций на артериях среднего диаметра с использованием трансплантатов из подкожных вен верхней и нижней конечности в клинической практике и исследовать изменения эластического состояния аутовенозного заменителя в отдаленном послеоперационном периоде.

7. Оценить возможности ультразвуковой допплерографии для исследования эластического состояния трансплантата и прогнозирования его функции.

Научная новизна. Результаты проведенных экспериментальных исследований свидетельствуют, что по основным геометрическим и механическим параметрам при физиологических уровнях давления (толщине стенки, наружному диаметру, относительному удлинению в окружном направлении, напряжению в окружном направлении, касательному модулю упругости и удельной энергии деформации) подкожные вены руки и полиуретановые протезы тканой конструкции сходны с артериями среднего диаметра.

Данное сходство проявляется, в особенности, при использовании для сравнительного анализа не отдельно взятых параметров, а комплексного показателя упруго-деформативного состояния артерий и их заменителей — скорости распространения пульсовой волны.

Исследования геометрических и механических параметров аутовеннозого трансплантата после реконструкции артериального русла показали, что первичные альтеративно-реактивные процессы в аутовене сопровождаются снижением ее жесткостных свойств, а последующие фиброзно-склеротические изменения характеризуются ростом всех механических параметров как в ближайшем, так и в отдаленом послеоперационном периоде.

Результаты использования подкожных вен руки для реконструкции артерий среднего диаметра в клинической практике не отличаются от аналогичных при использовании большой подкожной вены бедра и голени, однако, рост жесткостных показателей аутовенозных заменителей ведет к возникновению упруго-дефор-

мнтивного несоответствия между артериями зоны реконструкции и изменившим свои эластические свойства трансплантатом, что является одной из причин реокклюзии оперированного артериального сегмента.

Практическая значимость работы. Предложены и обоснованы с биомеханической точки зрения трансплантаты из подкожных вен руки человека и тканые полиуретановые протезы для реконструкции артерий среднего диаметра.

Использование данных заменителей позволяет повысить процент операбельности больных с окклюзиями и травмами артерий бедренно-подколенно-берцового и аксиллярно-плечевого сегментов при непригодной для реконструкции большой подкожной вене бедра.

Применение предложенных трансплантатов позволяет сократить продолжительность операции, снизить хирургическую травму оперируемой конечности и, тем самым, уменьшить частоту таких послеоперационных осложнений, как лимфорея и лимфостаз, нагноение послеоперационных ран и инфицированиие зоны реконструкции.

Использование, для трансплантации реверсированной лучевой подкожной вены руки, имеющей обратное соотношение наружного диаметра в дистальном и проксимальном отделе, создает функционально выгодный гемодинамический эффект.

Метод динамической допплерографии с определением скорости распространения пульсовой волны позволяет в послеоперационном периоде контролировать эластическое состояние аутовеноз-ного трансплантата, выявлять увеличение его жесткости, развитие стеноза путей оттока, прогнозировать функцию зоны реконструкции и своевременно определять показания к повторной операции.

Реализация результатов работы. Трансплантаты из подкожных вен руки и полиуретановые протезы используются при хирургическом лечении больных с облитерирующими заболеваниями артерий нижних конечностей и травмами магистральных сосудов в Больнице скорой медицинской помощи г. Петрозаводска и Республиканской больнице Минздрава Карельской АССР. В данных лечебных учреждениях ультразвуковая допплерография с определением скорости распространения пульсовой волны используется для динамического наблюдения за больными, оперированными на дистальных ветвях брюшной аорты. По результатам диссертационной работы получено 12 удостоверений на рационализаторские предложения.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзных студенческих конференциях «Новое в хирургии». (Москва, 1984) и «Актуальные вопросы современной хирургии» (Москва, 1987), на научной конференции, посвященной 40-летию Победы (Тбилиси, 1985), на Международной

конференции «Достижение биомеханики в медицине» (Рига, 1986), на научно-технической конференции Петрозаводского госуниверситета им. О. В. Куусинена (Петрозаводск, 1988), на XIV научно-практической конференции хирургов Карельской АССР (Петрозаводск, 1990), на научно-практической конференции врачей 1-ого Военно-морского ордена Ленина госпиталя (Ленинград, 1990), на Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы торакальной и сердечно-сосудистой хирургии» (Москва, 1990) и на объединенном заседании проблемной комиссии по сердечно-сосудистой хирургии и кафедры факультетской хирургии 1-ого Ленинградского медицинского института им. акад. И. П. Павлова от 30 ноября 1990 года.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем работы и ее структура. Диссертационая работа изложена на 175 страницах машинописи, состоит из введения, 9 глав, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы. Библиографический указатель содержит 225 работ (112 отечественных и 113 иностранных авторов). Диссертация включает 40 таблиц и 24 иллюстрации.

Положения, выносимые на защиту. 1. Поверхностные вены руки человека и полиуретановые эластичные сосудистые протезы по своим геометрическим и механическим параметрам сходны с артериями среднего диаметра человека и пригодны для их реконструкции.

2. Аутовенозный трансплантат в процессе функционирования в артериальном русле существенно изменяет свои исходные эластические свойства, что является одной из причин реокклюзии зоны реконструкций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы. Изучены геометрические и биомеханические параметры поверхностных вен руки человека, полиуретано-вых тканых протезов и аутовенозных трансплантатов после имплантации в артериальное русло. . -

Свойства подкожных вен руки человека изучались на изолированных образцах сосудов (112 экспериментов)—лучевой подкожной вены верхней и нижней трети плеча и предплечья, локтевой подкожной вены нижней трети плеча и предплечья и верхней трети предплечья, срединной вены локтя. Образцы брались у лиц в возрасте 39—52 лет, умерших от причин, не связанных с патологией магистральных сосудов.

Параметры полиуретановых протезов исследовались после выполнения в эксперименте на беспородных собаках реконструктивных операций с использованием данных заменителей. Произведе-

но 25 операций протезирования инфраренального отдела аорты и аорто-подвздошного протезирования. Параллельно исследованы реконструированные брюшная аорта и общая подвздошная артерия собаки (33 эксперимента).

Для изучения свойств аутовенозного трансплантата в ранние сроки после реконструкции артериального русла выполнено 32 операции аорто-подвздошного протезирования в эксперименте на собаках с использованием наружной яремной вены. Животные реоперированы через 1, 3, .6 месяцев и 1 год после первичного вмешательства. Исследованы свойства нативной наружной яремной вены собаки и образцов заменителя, изъятых во время повторных операций (37 экспериментов).

Изучение механических характеристик стенок сосудов и их заменителей «in vitro» при статических режимах нагрузки производилось путем нагружения внутрисосудистым давлением в физиологическом растворе при температуре 37°С на установке, специально разработанной для данных целей. Как известно, пребывание сосудов в секционном материале при температуре 20±1°С в течение 24 часов до исследования и выполнение экспериментов при температуре 37±1°С не влияет на механические свойства стенок сосудов (Вилке Ю. С. с соавт., 1975; Bergel D. H., 1961; Ра-tel D. Е. et al., 1970).. Экспериментальные данные обрабатывали на вычислительной машине WANG 2200 или «Электроника» ДВК-3 по программе с расчетом отдельных геометрических и биомеханических параметров при различных уровнях внутрисосудистого давления: наружный диаметр — D, толщина стенки — h, степень удлинения в окружном направлении — À2, напряжение в окружном направлении — сг2, касательный модуль упругости — Е2, удельная энергия деформации — W2, расчетная скорость распространения пульсовой волны — С.

Исследование упруго-деформативных свойств аутовенозных транплантатов из поверхностных вен руки и полиуретановых протезов в динамических условиях функционирования производилось после выполнения в эксперименте на собаках операции подклю-чично-подвздошного шунтирования. Выполнено 10 операций данного типа с использованием заменителей из подкожных вен, взятых от трупов, и 10 — с применением полиуретановых эксплантатов диаметром 7 и 9 мм в условиях острого эксперимента. В качестве критерия эластических свойств использован показатель скорости распространения пульсовой волны. Данный параметр в соответствии с формулой Моенса-Кортовега:

q • h

Ркр • D

связан с основными геометрическими, механическими и реологическими параметрами и является, таким образом, комплексной

характеристикой упруто-деформативиого состояния. СРПВ определяли по временной разнице допплерограмм, записанных синхронно с ЭКГ с проксимального и дистального отдела трансплантата.

Для оценки изменений эластических свойств аутовенозного трансплантата в отдаленные сроки после операции исследована клиническая группа, включавшая 52 больных, оперированных на бедренно-подколенно-берцовом сегменте с использованием заменителей из большой подкожной вены ноги и лучевой подкожной вены руки. Биомеханические свойства трансплантатов исследовались на основе определения скорости распространения пульсовой волны, как в реконструированном — бедренно-подколенном сегменте, так и в дистальном — подколенно-берцовом. Параллельно изучалась периферическая гемодинамика путем измерения регионарного систолического давления и систолического индекса. Результаты реконструктивных операций оценивались путем расчета кумулятивной частоты проходимости зоны реконструкции и сохранности функции конечности. Контрольные исследования производились до операции и через 1 месяц, 1, 2, 3 года и 4, 5 лет после операции.

Сравнение геометрических и биомеханических параметров исследованных сосудистых заменителей проведено с представленными в работе Карванена Э. С. (¡985) аналогичными показателями артерий среднего диаметра (плечевой, общей и поверхностной бедренной, подколенной и задней большеберцовой артерий и глубокой артерии бедра) и с величинами скорости распространения пульсовой волны по артериальным сегментам человека в норме и при облитерирующих заболеваниях.

Основные результаты работы.

Проведенное нами исследование анатомических свойств подкожных вен руки свидетельствует, что геометрические параметры данных сосудов достаточно неоднородны. Так, диаметр и толщина стенки лучевой подкожной вены верхней трети плеча составляют 5,73+0,15 и 0,36±0,01 мм, соответственно, и отличаются от данных показателей лучевой вены нижней трети предплечья — 6,09±0,15 мм (1=1,71; р>0,1) и 0,43±0,01 мм (1 = 4,29; р<0,01), локтевой вены нижней трети предплечья — 6,59 ±0,19 мм (1=3,58; р<0,01) и 0,44±0,02 мм (1 = 3,64; р<0,01), локтевой вены плеча —7,10±0,17 мм (1=5,96; р<0,01) и 0,52+0,05 ми (1=10,00; р<0,01).

Однако, имеющиеся различия между дисгальными и проксимальными отделами поверхностных вен руки по наружному диаметру и толщине стенки создают благоприятные гемодинамиче-ские условия при использовании реверсированных трансплантатов из лучевой подкожной вены и комбинированных заменителей из локтевой вены плеча и предплечья и лучевой вены плеча с включением срединной вены локтя.

Результаты исследования биомеханических свойств подкожных вен руки свидетельствуют о существенном сходстве поверхностных вен верхней конечности. Лишь срединная вена локтя и локтевая вена плеча по ряду параметров отличаются от других образцов. Так, относительное удлинение срединной вены локтя — 1,106±0,013 достоверно ниже данного показателя всех других вен (1=4,53—7,44; р<0,01), напряжение в окружном направлении для локтевой вены плеча 0,096±0,004 мПа меньше данного параметра для локтевой вены предплечья 0,120+0,004 м и 0,113± ±0,003 мПа (1=3,40—4,29; р<0,01) и лучевой вены плеча — 0,128+0,004 и 0,111 ±0,003 мПа (1 = 3,00—5,61; р<0.01). В то ж£ время, производный показатель — касательный модуль упругости локтевой вены плеча 1,211±0,114 мПа ниже данного показателя только для локтевой вены предплечья 1,568±0,094 и 1,655± ±0,104 мПа (1=2,55—2,96; р<0,05).

В большей степени сходство анатомических и упруго-деформа-тивных свойств подкожных вен руки проявляется при использовании комплексного показателя — скорости распространения пульсовой волны. Расчетная СРПВ для образцов поверхностных вен колеблется от 9,23±0,37 до 10,8+0,34 м/с. Соответственно, различия составляют 1 = 0,03; р>0,5 —1=2,48; р>0,02.

Сравнение анатомических параметров подкожных вен руки с аналогичными показателями артерий среднего диаметра свидетельствуют, что по наружному диаметру и толщине стенки поверхностные вены наиболее сходны с глубокой артерией бедра — 5,69±0,33 мм при давлении 0 кПа (1 = 0,38—2,65; р>0,02). Данный параметр для локтевой вены и срединной вены локтя сходен с таковым показателем задней большеберцовой артерии — 5,82±0,17 мм (¿ = 0,21—1,08; р>0,2).

Сравнительный анализ биомеханических свойств отдельных образцов подкожных вен руки и показателей упруго-деформатив-ного состояния артерий бедренно-подколенно-берцового сегмента и плечевой демонстрирует как наличие определенного сходства так и существенные различия по ряду параметров.

Плечевая артерия, наиболее редко подвергающаяся атероскле-ротическим изменениям, по показателю относительного окружного удлинения 1,140±0,120 сопоставима со всеми образцами подкожных вен руки (1=0,27—0,74; р>0,2), по показателю удельной энергии деформации 0,0058±0,0004 мПа она сходна с локтевой веной и срединной веной локтя (1=0,18—1,88; р>0,05). Общая бедренная артерия и глубокая артерия бедра по показателю касательного модуля упругости 1,170±0,090 мПа и 1,500±0,090 мПа, соответственно, достоверно не отличаются от аналогичных показателей большинства образцов подкожных вен руки (1=0,27—2,42; р>0,02) и (1 = 0,56—1,99; р>0,1). В то же время, модуль упругости поверхностной бедренной артерии 0,740+0,050 мПа ниже

данного показателя подкожных вен руки (1=3,77—10,85; р<0,01), напряжение в окружном направлении подколенной артерии 0,040±0,003 мПа существенно уступает данному параметру венозных образцов (1=10,34—17,60; р<0,01).

Использование показателя расчетной и экспериментально определенной скорости распространения пульсовой волны позволяет доказать пригодность подкожных вен руки для реконструкции артерий среднего диаметра.

Экспериментальное значение скорости распространения пульсовой волны для трансплантата из подкожных вен руки после операции подключично-подвздошного шунтирования составило 10,87±0,28 м/с. Данный показатель достоверно не отличается от СРГТВ по подколенно-берцовому сегменту у здоровых лиц — 11,31 ±0,15 м/с (1 = 1,38; р>0,2) и СРПВ по плечевой артерии у больных с первой и второй стадией хронической артериальной недостаточности 10,55±0,08 м/с (1=1,10; р>0,2) и 10,98± ±0,10 м/с (1=0,37; р>0,5), соответственно.

Приведенные сравнения, в целом, свидетельствуют о сходстве подкожных вен руки и артерий среднего диаметра по анатомическим и упруго-деформативным свойствам.

Исследование биомеханических свойств полиуретановых протезов после операции протезирования артериальных сосудов собаки в эксперименте позволило как оценить пригодность данных эксплантатов для вмешательства на артериях среднего диаметра, так и проанализировать результаты выполненных реконструктивных операций с учетом упруго-деформативных и геометрических показателей заменителя и артериальных сосудов.

Использованные протезы 4/86/К и 9/86/К при наличии существенных различий по наружному диаметру при давлении 0 кПа 4,56±0,03 и 8,71 ±0,29 мм (1=14,31; р<0,01) и толщине стенки при аналогичном давлении 0,62±0,03 и 1,43±0,12 мм (1=6,75; р<0,01), соответственно, сходны по своим упруго-деформативным свойствам. Так, оба эксплантата имеют одинаковое окружное удлинение 1,310±0,013—0,035 (1 = 0,00; р=0,00). Для протеза 9/86/К удельная энергия деформации составляет 0,0126± ±0,0021 мПа, расчетная СРПВ —7,08±0,48 м/с. Данные показатели не отличаются от аналогичных параметров протезов 4/86/К —0,0161 ±0,0008 мПа (1=1,59; р>0,1) и 7,74±0,12 м/с (1=1,32; р>0,2).

Сравнение протезов и артериальных сосудов собаки свидетельствует, что заменитель 9/86/К по показателю наружного диаметра при давлении 18,6 кПа 11,40±0,45 мм и толщине стенки при давлении 0 кПа 1,43±0,12 мм сходен с аналогичными параметрами брюшной аорты собаки—12,09±0,21 мм (1=1,38; р>0,2) и 1,25±0,03 мм (1=1,50; р>0,1), но отличается от соответствующих размеров подвздошной артерии — 5,64±0,28 мм (1=10,87;

р>0,01) и 0,75±0,04 мм (t=5,23; р<0,01). Модуль упругости данного эксплантата составляет 0,536±0,016 мПа, расчетная скорость распространения пульсовой волны 7,08±0,48 м/с и сходны с данными параметрами брюшной аорты — 0,549±0,028 мПа (t=0,41; р>0,5) и 5,76 + 0,11 м/с (t = 2,69; р<0,02) и подвздошной артерии —0,523±0,063 мПа (t>0,20; р>0,5) и 6,62±0,40 м/с (t=0,73; р>0,2), соответственно.

Заменитель 4/86/К по модулю упругости превосходит подвздошную артерию собаки — 0,786±0,042 мПа (t=3,46; р<0,01), но близок к ней по наружному диаметру — 5,96±0,04 (t=l,14; р>0,2) и толщине стенки —0,62±0,03 мм (t=2,60; р<0,05).

Выявленные существенные отличия анатомических параметров протеза 9/86/К и подвздошной артерии собаки при удовлетворительном соотношении биомеханических свойств эксплантатов и сосудов, на наш взгляд, и явились причиной неудовлетворительных результатов аорто-позвздошного протезирования данным заменителем в сравнении с другими вмешательствами.

Имплантация в артериальное русло заменителя, даже близкого по эластичности, но существенно отличающегося по размерам, ведет к развитию застойных зон кровотока, гиперплазии интимы в области анастомоза и окклюзии трансплантата, что было отмечено в наших наблюдениях при использовании эксплантата 9/86/К для аорто-подвздошного протезирования и согласуется с данными других авторов (Карванен Э. С., 1985; De Weese J. А., 1978; Waiden R. R. et. al., 1980).

Рассмотрение полиуретановых протезов как возможных заменителей артерий среднего диаметра показывает, что по наружному диаметру при давлении 0 кПа протез 4/86/К приближается к плечевой артерии —4,20±0,16 мм (t = 2,25; р>0,05), а при давлении 18,6 кПа к глубокой артерии бедра — 6,58±0,28 мм (t=2,21; р>0,05). При аналогичном давлении заменитель 9/86/К по диаметру сходен с общей бедренной артерией—'10,95±0,35 мм (t=0,79; р>0,1). Толщина стенки протеза 4/86/К ниже данного параметра артерий среднего диаметра (t=3,80—21,50; р<0,01). Заменитель 9/86/К по данному показателю сходен с подколенной артерией—1,62±0,08 мм (t=l,36; р>0,1) и задней больше-берцовой артерией—1,22±0,05 мм (t=lt62; р>0,1).

Модуль упругости протеза 4/86/К 0,786± 0,042 мПа сходен с данным параметром плечевой артерии 0,700± 0,060 мПа (t=l,18; р>0,2), поверхностной бедренной артерии — 0,740± ±0,050 мПа (t=0,71; р>0,2), задней большеберцовой артерии — 0,770±0,040 мПа (t = 0,28; р>0,5). Эксплантат 9/86/К лишь по относительному удлинению 1,310± 0,035 близок .к плечевой артерии — 1,140±0,120 (t=l,42; р>0,1) и по напряжению в окружном направлении — 0,083±0,009 мПа к поверхностной бедренной арте-

>ии — 0,044±0,014 мПа (t=2,33; р>0,05) и глубокой артерии ¡едра — 0,069±0,006 мПа ,(t=l,25; р>0,2).

Если точно высказаться о биомеханической пригодности поли-ретановых протезов для реконструкции артерий среднего диаметра путем оценки отдельных параметров сложно, то использование ;омплексного показателя — скорости распространения пульсовой олны, существенно облегчает данную задачу.

Экспериментальное значение скорости распространения пуль-овой волны по полиуретановым протезам после операции под-:лючично-подвздошного шунтирования 10,05±0,20 м/с сходно : данным параметром плечевой артерии при 1-ой стадии хрониче-кой артериальной недостаточности—10,55±0,08 м/с (t=2,27; i>0,05), подколенно-берцового сегмента при П-ой стадии ХАН — |,70±0,21 м/с (t= 1,21; р>0,2) и приближается к СРПВ по бед-'енно-подколенному сегменту у здоровых лиц — 9,32±0,14 м/с t = 3,04; р>0,02).

Результаты использования «идеальных» аутовенозных транс-[лантатов для реконструкции артерий среднего диаметра лучше, ем при применении других заменителей, но далеки от желаемых Покровский А. В. с соавт., 1978,' Зырянов Б. Н., 1979; Карва-:ен Э. С., 1985; Shah D. M. et al., 1988).

По мнению ряда авторов (Вахидов В. В., Гамбарин Б. Л., 984; Марцинкявичус А. с соавт., 1986; Whittmore A. D. et al., 981) окклюзия трансплантата обусловлена не только склерозом утовены, но и изменениями, затрагивающими в первую очередь бласти анастомозов и прилежащих артерий, в частности, дисталь-;ых. Объяснение этих явлений невозможно без изучения упруго-еформативного состояния аутовенозного заменителя в отдален-ом послеоперационном периоде.

Проведенное «in vitro» исследование анатомических и биомеха-ических свойств трансплантата из яремной вены собаки после кспериментальных операций аорто-подвздошного протезирования оказало, что функционирование аутовены в артериальном русле сроки до 1 года приводит к существенным изменениям геомет-ических и упруго-деформативных показателей сосуда.

Ранние экссудативно-альтеративные процессы в стенке вены осле ее имплантации в артериальное русло приводят к значи-ельному увеличению толщины стенки сосуда при давлении 8,6 кПа с 0,34±0,01 до 0,65±0,01 мм (t = 22,14; р<0,01) при не-ущественном повышении наружного диаметра с 7,13±0,04 до ,17±0,05 мм (t=0,63; р>0,5). Соответственно, возрастает и отно-гение «толщина стенки — наружный диаметр» с 0,050±0,001 до ,090±0,001 (t=28,57; р<0,01), что свидетельствует об уменьше-ии эффективного просвета аутовены.

Основные биомеханические показатели, кроме удельной энер-ли деформации в течение первого месяца уменьшаются — отно-

сительное окружное удлинение с 1,185±0,003 до 1,170±0,00 (1 = 3,00; р<0,02), окружное напряжение с 1,186±0,003 мПа д 0,093±0,002 мПа (1=25,83; р<0,01), модуль упругости с 2,687= ±0,167 до 1,271+0,099 мПа (1 = 7,30; р<0,01), расчетная СРП с 11,05+0,24 до 10,42±0,32 м/с (1=1,58; р>0,1).

Последующие фиброзно-склеротические процессы в стенк аутовены ведут в сроки до 1 года к увеличению основных биомехг нических параметров. Окружное удлинение повышается д 1,202± 0,005 (1 = 5,00; р<0,01), окружное напряжение д 0,171 ±0,009 мПа (1 = 9,13; р<0,01), модуль упругости д 4,436±0,146 мПа (1=17,98; р<0,01), удельная энергия деформг ции до 0,0072±0,0002 мПа (1=13,21; р<0,01), расчетная СРП до 13,77±0,43 м/с (1=6,20; р<0,01). Причем, если относительно окружное удлинение и окружное напряжение через год после ош рации мало отличаются от исходных параметров (1=2, р<0,05 и 1=0,95; р>0,2, соответственно), то модуль упругост (1 = 7,98; р<0,01), удельная энергия деформации (1= 18,6^ р<0,01) и расчетная скорость распространения пульсовой волн (1 = 5,55; р<0,01) значительно выше аналогичных показателе нативной яремной вены до имплантации в артериальное русло.

Результаты данных экспериментов и сравнительного анализ подтверждают, что функционирование аутовены в артериально позиции в течение года ведет к повышению ее жесткости и сш жению эластичности по сравнению с исходным состоянием сосуд в момент имплантации.

Изучение эластических свойств аутовенозных трансплантате в отдаленном периоде после реконструкции артерий бедренно-по,, коленного сегмента в клинических условиях проведено на основ: нии измерения скорости распространения пульсовой волны по р< конструированным артериальным сегментам.

У пациентов с удовлетворительной фукнцией трансплантате скорость распространения пульсовой волны по бедренно-подю ленному и подколенно-берцовому сегментам после операции с( ставляет 8,89±0,24 и 11,71 ±0,32 м/с, что существенно превыша( дооперационные величины — 5,86±0,22 м/с (1=8,88; р<0,01 и 5,84±0,24 м/с (1=14,43; р<0,01), соответственно, но прибл] жается к аналогичным показателям здоровых лиц — 9,32: ±0,14 м/с (1=1,54; р>0,05) и 11,31±0,15 м/с (1=1,14; р>0,2 Через три года СРПВ по бедренно-подколенному оперированное сегменту составляет 12,75±0,36 м/с и приближается к данном параметру при 1-ой стадии ХАН для артерий данной локализ. ции — 12,91 ±0,19 м/с (1 = 0,39; р>0,5). К пятому году после оп рации СРПВ в оперированном сегменте составляет 13,54±0,36м/

Еще в большей степени возрастает скорость распространен? пульсовой волны в дистальном подколенно-берцовом сегменте. Уя через год данный показатель составляет 13,04±0,28 м/с, прев!

ает послеоперационный показатель (t=3,09; р<0,02) и нор-альную величину параметра для артерий данной локализации t = 5,41; р<0,01). Через 5 лет после операции показатель СРПВ дистальном сегменте составляет 15,05±0,38 м/с и сходен с вели-иной скорости пульсовой волны по артериям подколенно-берцо-эго сегмента у больных с первой стадией хронической артери-льной недостаточности 15,62±0,22 м/с (t = 1,30; р>0,2). Исследование больных с тромбозами трансплантатов через лет после операции показало, что у них имеются аналогичные зменения СРПВ по артериальным сегментам. Через 4 года ,РПВ в зоне реконструкции составляет у пациентов данной груп-ы 13,79 ±0,57 м/с и существенно превышает как не-

осредственный послеоперационный показатель — 8,95±0,44 м/с t=6,72; р±0,01),так ИСРПВ по бедренно-подколенному сегмен-у у больных с 1-ой стадией хронической артериальной недостаточ-ости (t=l,47; р>0,05). Скорость пульсовой волны в дистальном вгменте уже через 2 года составляет 13,08 dz 0,40 м/с. Данная ве-ичина достоверно выше послеоперационного показателя 10,23± :0,65 м/с (t = 3,75; р<0,02) и нормального показателя для арте-ий данной локализации (t = 4,12; р<0,01).

Подобная-динамика скорости распространения пульсовой волы подтверждает, что при функционировании трансплантата в ар-зриальном русле вследствие процессов структурной перестройки эменителя происходит частичная утрата им эластичных свойств.

Если исходные упруго-деформативные параметры аутовены <одны с показателями эластичности артерий зоны реконструк-ии, то значительный рост жесткости имплантата приводит к воз-икновению биомеханического несоответствия между заменителем артериальными сосудами. Повышенная механическая нагрузка а осводящие артериальные сосуды ведет к компенсаторной гипер-лазии их интимы и ухудшению состояния путей оттока с после-ующей окклюзией трансплантата (Сидаренко Л. Н., Евстифе-з Л. К., 1984; Карванен Э. С., 1985; Марцинкявичус А. с соавт., 988; Clark R. Е. et al„ 1976; Seifert К. В. et al., 1979; De Weese A., Green R. M„ 1980; Veith F. J„ 1980).

Данные процессы в наших наблюдениях при исследовании ре-юнарного систолического индекса' и скорости распространения ульсовой волны проявлялись следующим образом. В группе эльных с тромбозами трансплантатов через 5 лет после операции 1ст0лический индекс к третьему году на уровне бедра составляет 01 ±0,01, "на уровне голени 0,83±0,05 и к четвертому году су-;ественно не изменяется — 0,98±0,03 (t=0,94; р>0,2) и 0,70± :0,03 t=2,24; р>0,05), соответственно. СРПВ в данные интер-элы времени недостоверно возрастает в зоне реконструкции 12,42±0,55 до 13,79±0,57 м/с (t=l,73; р>0,1) и, наоборот, меньшается в дистальном сегменте с 12,99 +1,34 до 10,22±

±0,73 м/с (t=l,81; р>0,1). Последующая окклюзия трансплан' тата проявляется существенным снижением показателей в обош сегментах. Аналогичная динамика регионарного систолического индекса и скорости распространения пульсовой волны выявленг нами во всех группах пациентов с тромбозами трансплантатоЕ в сроки более 1 года после операции при проведении последова тельных исследований как при клинически удовлетворительно? функции зоны реконструкции, так и при картине реокклюзир заменителя.

Подобные изменения показателей эластичности и периферической гемодинамики на наш взгляд достаточно достоверно характеризуют состояние зоны реконструкции и путей оттока, позволяют диагностировать претромботическое состояние трансплантата вследствие неадекватного оттока.

ВЫВОДЫ

1. Геометрические показатели и биомеханические параметры сосудов и их заменителей могут быть достаточно достоверно определены «in vitro» путем нагружения внутрисосудистым давлением и «in vivo» на основе скорости распространения пульсовой волны.

2. Подкожные вены верхней конечности по своим анатомическим размерам и эластическим свойствам близки к артериям среднего диаметра человека.

3. Длина трансплантатов из подкожных вен руки достаточна для выполнения протяженных протезирований и шунтирований артерий среднего диаметра.

4. Эластичные синтетические протезы из полиуретана по геометрическим и упруго-деформативным параметрам сходны с артериями среднего диаметра человека.

5. Функционирование аутовенозного заменителя в артериальном русле характеризуется в ранние сроки уменьшением его жест-костных показателей, в отдаленном периоде — прогрессирующим снижением исходной эластичности трансплантата.

6. Увеличение жесткости аутовенозного заменителя приводит к возникновению биомеханического несоответствия между трансплантатом и артериальными сосудами, которое, в свою очередь, является одной из причин последующей окклюзии зоны реконструкции.

7. Ультразвуковая допплерография с определением систолического индекса и скорости распространения пульсовой волны позволяет достоверно выявить изменения эластичности трансплантата и диагностировать претромботическую стадию послеоперационного периода.

8. Непосредственные и отдаленные результаты клинического использования трансплантатов из подкожных вен руки и большой подкожной вены бедра существенно не отличаются.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При невозможности использования большой подкожной ве-[ы бедра для реконструкции артерий среднего диаметра возмож-[о применение трансплантатов из подкожных вен руки.

2. Различие диаметров дистальных и проксимальных отделов юдкожных вен руки позволяет получить благоприятный гемоди-1амический эффект при использовании реверсированных транс-[лантатов из данных вен.

3. При неудовлетворительном состоянии подкожных вен конеч-юстей для реконструкции артерий среднего диаметра возможно [спользование полиуретановых протезов как в изолированном ви-[е, так и в комбинации с аутовенозной вставкой в дистальном •тделе зоны реконструкции.

4. Предпочтение при анастомозировании артерии и заменителя конец в конец» должно отдаваться методике Б-образного ско-иенного в двух плоскостях анастомоза.

5. Динамическая допплерография с определением регионарно-о систолического индекса и скорости распространения пульсовой олны при послеоперационном наблюдении за больными позво-[яет диагностировать предокклюзионное состояние трансплантата [ выставить показания к повторной операции.

6. Применение полиуретановых протезов и подкожных вен руки ;ля повторных пластических операций после аорто-бедренных ре-;онструкций позволяет сократить продолжительность вмеша-ельств и уменьшить травму оперируемой конечности, добиться птимальной окружной деформации дистального анастомоза.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Биомеханическое обоснование пригодности лучевой подкож-ой вены руки для реконструкции магистральных артерий средне-о диаметра//Всесоюзная студенческая научная конференция Новое в хирургии».— Тез. докл.— Москва, 1984.— стр. 11—12. В соавт. с Г. О. Омиадзе).

2. Биомеханическое обоснование пригодности лучевой подкож-:ой вены для реконструкции магистральных' артерий среднего ,иаметра//Конференция, посвященная 40-летию Победы.— Тез. ,окл—Тбилиси, 1985,—стр. 248—249. (В соавт. с Г. О. Омиадзе).

' 3. Биомеханические свойства синтетических пульсирующих про-езов после имплантации в артериальное русло//Международная онференция «Достижение биомеханики в медицине.— Тез. ;окл.—Рига, 1986.— стр. 160—166. (В соавт. с Э. С. Карваненым,

А. Касьяновым, Д. Д. Мунгаловым).

4. Биомеханическое обоснование пригодности полиуретановых ксплантатов для реконструкции артерий среднего диаметра//Все-

союзная студенческая научная конференция «Актуальные вопросы современной хирургии».— Тез. докл.— Москва, 1987.— стр. 40 (в соавт. с О. Л. Сыркиной).

5. Реконструктивные операции на глубокой артерии бедра при атеросклеротических окклюзиях бедренно-подколенного сегмента/у «Хирургия»,— 1989.—№ 3.—стр. 32—35. (В соавт. с Э. С. Карва-неным).

6. Хирургическое лечение травм магистральных сосудов// Х1-ая научно-практическая конференция травматологов-ортопедов Карельской АССР «Актуальные вопросы лечения травм и ортопедических заболеваний».— Тез. докл.— Петрозаводск, 1989.— стр. 24—26. (В соавт. с Карваненым Э. С., Захаровой Т. Е.).

7. Гнойные осложнения реконструктивных операций на артериях конечностей с использованием биологических заменителей// Х1У-ая научно-практическая конференция хирургов Карельской АССР.— Тез. докл.—Петрозаводск, 1990.— стр. 31—33 (В соавт. с Э. С. Карваненым, Т. Е. Захаровой, А. Г. Сухановым, В. Е. Тю-качевым).

8. Гнойные осложнения реконструктивных операций на брюшной аорте и ее дистальных ветвях с использованием экспланта-тов//Х1У-ая научно-практическая конференция хирургов Карельской АССР.— Тез. докл.— Петрозаводск, 1990.— стр. 33—35 (В соавт. с Э. С. Карваненым, Т. Е. Захаровой, А. Г. Сухановым, В. Е. Тюкачевым).

9. Прогнозирование функции аутовенозных бедренно-подко-ленно-берцовых шунтов на основе ультразвуковой допплероско-пии//Научно-практическая конференция врачей 1-ого военно-морского ордена Ленина госпиталя.— Тез. докл.— Ленинград, 1990,—стр. 214—216.

10. Изменение эластических свойств аутовенозного трансплантата в отдаленные сроки после реконструкции магистральных ар-терий//Всесоюзная школа-семинар молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы торакальной и сердечно-сосудистой хирургии».— Тез. докл.— Москва, 1990.— стр. 90—92.