Автореферат и диссертация по медицине (14.00.27) на тему:Лечение трахеомаляции устройством из пористого никелида титана (экспериментальное исследование)

На правах рукописи

БРОДЕР ИГОРЬ АРКАДЬЕВИЧ

ЛЕЧЕНИЕ ТРАХЕОМАЛЯЦИИ УСТРОЙСТВОМ ИЗ ПОРИСТОГО НИКЕЛИДА ТИТАНА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.00.27 — хирургия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Тюмень 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Министерства здравоохранения и социального развития РФ «Тюменская государственная медицинская академия»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук,

профессор Махнев Андрей Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

профессор Мотус Игорь Яковлевич

доктор медицинских наук,

профессор Гиберт Борис Корнеевич

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Министерства здравоохранения и социального развития РФ «Омская государственная медицинская академия»

Защита диссертации состоится «_»_2004 года в 1000 часов

на заседании Диссертационного совета К208.101.02 при Тюменской государственной медицинской академии (625023, г. Тюмень, ул. Одесская, 54).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной медицинской академии (г. Тюмень, ул. Одесская, 61).

Автореферат разослан «23» октября 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Трахеомаляция — тяжелое состояние трахеобронхиального дерева, характеризующееся потерей стенкой трахеи упруго — эластических свойств (Королева Н. С. и др., 1971; Wright С. D., 2003). Нарушение каркасных свойств приводит к изменению механики дыхания и развитию угрожающих жизни состояний, в частности, к обтурации воздухносных путей и острой дыхательной недостаточности (Солдатский Ю. Л., 2000).

Распространенность трахеомаляции невелика (Чирешкин Д. Г. и др., 1996; Wright С. D. et al., 2002; Masters I. В. et al., 2002), однако тяжесть изучаемой патологии требует индивидуального подхода к каждому пациенту и выполнения сложных, зачастую многоэтапных хирургических вмешательств (Быстренин А. В., 2000).

В хирургической практике чаще встречается вторичная трахеомаляция, развивающаяся вследствие хронического воспаления в стенке трахеи, сдав-ления трахеи извне, врачебных вмешательств (Харченко В. П. и др., 1999; Adliff M. et al., 1997; Wright С. D., 2003). Для хирургического лечения трахе-омаляции в настоящее время используется ряд методов: трахеостомия, циркулярная резекция трахеи, операционно-дилатационный метод, эндоскопическое стентирование трахеи, фиксация стенки трахеи к окружающим тканям, экстратрахеальная фиксация стенки трахеи синтетическими имплантата-ми (Бердикян А., 1999; Перельман М. И. и др., 2001; Weber Т. R. et al., 1982; Hung-Chang L et al., 1996; Tayama K., Takamori S., 1997; Scharschmidt K. et al., 2002). Большинство методов имеют ограниченное применение, так как не лишены существенных недостатков. Для циркулярной резекции трахеи — это зависимость от протяженности поражения (Паршин В. Д., 2003; Grillo H. С, 1979), высокий риск осложнений и летальности, достигающей 7-12% (Bonnette P. et al., 1998; Tsubota N. et al., 1998). Операционно - дилатационный метод применяется при локальной трахеомаляции и требует длительного лечения до 6 месяцев и более (Бирюков Ю. В. и др., 1990; Hung-Chang L. et al,, 1996). Использование свободных каркасных аутотканей ограничено из-за развития инфекционных осложнений со стороны неваскуляризированного и лишенного эпителиального покрова трансплантата, многоэтапности хирургического лечения (Гудовский Л. М. и др. 1999; Froechlich P. et al., 1996). Эндоскопическое стентирование трахеи осложняется миграцией стента, развитием ресте-ноза как за счет недостаточной коррекции трахеомаляции, так и за счет роста грануляционной ткани (Borrelly J. et al., 1981; Sewall G. К. et al., 2003). К недостаткам методов, основанных на фиксации трахеи к окружающим тка-

ням, относятся неравномерность и недостаточная прочность фиксации стенки трахеи (Бочковский Ф. И., Яговкин В. Ф., 1991; Ahel V. et al., 2003).

Наиболее оптимальные результаты в лечении трахеомаляции достигаются при применении экстратрахеальной фиксации имплантатов различного характера к стенке трахеи. В качестве каркасных материалов используются ауто- и аллохрящи, синтетические материалы (Сачек М. Г. и др., 1992; Harting G. К. et al., 2001; Okamoto Т. et al., 2003). В связи с частым отторжением, развитием инфекционных осложнений со стороны известных имплантатов, их использование также ограничено (Nalwa S. S. et al., 2001).

Одним из. наиболее перспективных материалов в хирургии XXI века является пористый никелид титан. Никелид-титановые сплавы характеризуются свойствами, обеспечивающими оптимальные условия приживления импланта-та, а также репарации поврежденных органов и тканей (Гюнтер В. Э., 1986 — 2004; Ходоренко В. Н. и др., 2001).

Использование устройств из никелида титана с целью восстановления каркасных свойств трахеи в условиях трахеомаляции представляется весьма актуальной задачей в экспериментальной и клинической реконструктивной хирургии.

Цель работы

Изучить возможность восстановления упруго-эластических свойств трахеи в условиях трахеомаляции устройством из пористого никелида титана и разработать методику реконструктивно - пластической операции с его применением в эксперименте.

Задачи исследования

1. Разработать устройство из пористого никелида титана для восстановления каркасных свойств трахеи.

2. Разработать операцию экстратрахеальной фиксации имплантатов из пористого никелида титана в эксперименте.

3. Оценить клинико-функциональную эффективность реконструктивного вмешательства эндоскопическим методом в различные сроки эксперимента.

4. Оценить биометрические взаимоотношения в восстановленном участке трахеи в сравнении с интактным ее участком.

5. Проанализировать динамику патоморфологической картины в зоне имплантации пористого никелида титана в послеоперационном периоде.

Научная новизна

Впервые разработано устройство для восстановления упруго — эластичных свойств трахеи и главных бронхов из пористого никелида титана.

Впервые в процессе разработки устройства для восстановления каркасных свойств трахеи использованы методы математического моделирования.

Разработана и применена в эксперименте операция восстановления каркасных свойств трахеи методом экстратрахеальной фиксации устройства из пористого никелида титана.

Впервые в разные сроки после хирургической коррекции экспериментальной трахеомаляции имплантатом из пористого никелида титана изучены эндоскопическая картина трахеи, морфологические параметры взаимодействия пористого никелида титана с тканями трахеи, произведена оценка морфологических взаимоотношений в восстановленном участке трахеи в сравнении с интактным ее участком.

Практическая значимость

Разработанные в эксперименте устройство и метод его имплантации позволяет полноценно восстановить каркасные свойства трахеи в условиях экспериментальной трахеомаляции.

Использованный комплекс лабораторных и инструментальных методов (эндоскопия, морфологическое исследование, биометрический анализ) позволил оценить эффективность имплантации предложенного устройства из никелида титана для восстановления упруго-эластичных свойств трахеи в эксперименте.

Результаты работы обосновывают возможность использования разработанного устройства и способа имплантации в реконструктивно-восстанови-тельной хирургии трахеи.

Основное положение, выносимое на защиту

Разработанное устройство для восстановления упруго-эластичных свойств трахеи из пористого никелид-титанового сплава, использованное для экстратрахеальной фиксации обеспечивает полноценное восстановление функции трахеи.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Внедрение в практику

Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры госпитальной хирургии ТюмГМА, доложены на научно-практическом заседании Ассоциации хирургов Тюменской области (2004) с рекомендациями апробации метода в клинике.

Апробация работы

Получен патент РФ на устройство для восстановления каркасных свойств трахеи и главных бронхов. Основные положения работы доложены на международной конференции «Shape memory biomaterials and implants» (г. Томск, 2001), международном симпозиуме «Медицина и охрана здоровья» (г. Тюмень, 2002), 13-ом национальном конгрессе по болезням органов дыхания (г. Санкт-Петербург, 2003), Всероссийской научной конференции молодых ученых, посвященной 60-летию Тюменской области «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной и клинической медицины» (г. Тюмень, 2004); международной конференции «Биосовместимые материалы с памятью формы и новые технологии в медицине» (г. Томск, 2004).

Объем и структура диссертации

Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, состоит из оглавления, введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Диссертация содержит 8 таблиц, иллюстрирована 51 рисунком. Список литературы включает 186 источников, из них: отечественных — 122, иностранных — 64.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве материала для восстановления упруго — эластичных свойств трахеи разными авторами предлагались ауто-, ксено — и синтетические материалы. Использование предложенных материалов ограничено ввиду большого количества осложнений. Как правило, причинами ограничения использования перечисленных материалов являются их антигенные свойства, потеря каркасных свойств в отдаленные сроки после реконструктивного вмешательства, многоэтапность и травматичность их применения. Данных недостатков, по нашему мнению, лишен пористый сплав никелида титана, широко применяющийся в настоящее время в различных областях хирургии (Крючков И. М., 1992; Гиберт Б. К. и др., 1997; Кечеруков А. И., 1997; Петров В. Г., 1998 и др.; Чернявский И. Я. и др., 2001; Гошкодеря А. В. и др., 2001). Для пористо-

го никелида титана характерны стабильные физико-механические свойства в течение длительного времени, возможность регулирования параметров формоизменения, биологическая совместимость, а также функционирование имплантированного устройства в соответствии с закономерностями поведения тканей организма. Никелид титан, являясь биологически инертным материалом, не вызывает в тканях воспалительных изменений (Майбородин И. В. и ДР., 2002).

Основным фактором развития трахеомаляции является разрушение хрящевого полукольца трахеи вследствие различных причин. Поэтому, на наш взгляд, оптимальной формой устройства для восстановления упруго-эластичных свойств трахеальной стенки будет являться структура, подобная хрящевым полукольцам трахеи. Примененное устройство в форме полукольца позволило полноценно восстановить ригидность трахеи, не изменяя при этом способности трахеи к смещению относительно окружающих тканей, а также избежать сдавления пищевода имплантатом, чем достигается нормальное прохождение пищевого комка. Важно, чтобы разрабатываемое устройство выполняло формообразующую функцию. Анализируя механику дыхания и взаимодействия различных сил, влияющих на стенку трахеи, установлено, что главным фактором, влияющим на адекватное восстановление просвета трахеи, является модуль упругости компонентов стенки трахеи. Модуль упругости элементов стенки трахеи в норме варьирует от 1 ГПа {коллаген, соединительная ткань) до 10 ГПа (хрящ), в то время как модуль упругости никелид-титанового сплава составляет 200 ГПа. Естественно, что такая разница по важнейшему показателю, характеризующему механические параметры стенки трахеи, позволяет с уверенностью заключить о возможности применения пористого никелид-титанового сплава для реконструкции каркасных свойств трахеи.

Таким образом, в качестве базовой единицы для коррекции экспериментальной трахеомаляции мы использовали полукольцо из мелкопористого никелида титана шириной от 4 до б мм. Диаметр полуколец составил 15 и 20 мм. Выбор типоразмеров имплантата основан на биометрическом анализе размеров интактной трахеи беспородных собак первой экспериментальной группы. Пористые полукольца изготовлены в НИИ медицинских материалов и имплан-татов с памятью формы при Сибирском физико-техническом институте (Томск, Россия).

Различная протяженность участка трахеомаляции в клинической практике является ограничением для применения ряда методов (эндопротезирова-ние трахеи, циркулярная резекция трахеи) коррекции данной патологии. Нами для восстановления упруго-эластичных свойств трахеи на протяженном учас-

1

р

Рис. 1. Устройство для восстановления каркасных свойств трахеи: а — полукольцо из пористого никелида титана, б — зона фиксации никелид титановой нити к пористому кольцу, в — плетение никелид-титановой нити

тке разработано устройство, соответствующее размерам пораженного участка, за счет увеличения количества полуколец, соединенных поперечными «связками» из никелид-титановой нити. Устройство защищено патентом РФ на полезную модель (патент № 34076 РФ) (рис. 1).

Формирование единого устройства из базовых полуколец повышает жесткость конструкции, сводит к минимуму нестабильность межимплатацион-ных промежутков, а также сокращает количество накладываемых лигатурных швов на каждое базовое полукольцо. Методами математического моделирования проанализированы факторы, влияющие на успешность имплантации разработанного устройства в условиях экспериментальной трахеомаляции. Выявлена математическая зависимость, определяющая взаимодействие основных факторов, влияющих на успешность реконструктивной операции. Стабильность устройства определяется свойствами материала и экспоненциально зависит от свойств организма и условий взаимодействия имплантата и окружающих тканей.

Выполнено 50 оперативных вмешательств на беспородных собаках. На проведение экспериментального исследования получено положительное решение Комитета по этике при Тюменской государственной медицинской академии (выписка из протокола заседания Комитета от 6 февраля 2003 года). Группы экспериментальных животных представлены в табл. 1.

Группы экспериментальных животных

Таблица 1

Группа Название и метод Количество животных

I Создание модели экспериментальной 10 трахеомаляции

II Восстановление каркасных свойств 40 трахеи оригинальным

устройством из пористого никелида титана

Всего 50

Выделение первой экспериментальной группы животных необходимо, во-первых, для изучения зависимости размеров трахеи от конституциональных показателей собак с целью подбора типоразмеров базовых полуколец, во-вторых, для сравнительного изучения влияния пористого никелида титана на слизистую оболочку трахеи в условиях ишемии и слизистой оболочки трахеи вне зоны воздействия имплантатов, поскольку совокупность ишемии слизистой оболочки трахеи и взаимодействия тканей трахеи с имплантатом могла спровоцировать гиперпролиферативные процессы и формирование органических стенозов трахеи. Литературных сведений по данному вопросу нами не найдено.

Для изучения' эффективности предлагаемого метода восстановления каркасных свойств трахеи использовали следующие методы оценки, представленные в табл. 2.

Таблица 2

Объем и характер экспериментальных исследований

Характер исследования Количество животных

1. Трахеобронхоскопия 15

2. Биометрия просвета трахеи 50

3. Изучение морфологических характеристик 46

взаимодействия пористого никелида титана с тканями трахеи

Эндоскопический метод исследования

15 экспериментальным животным под внутривенным наркозом с искусственной вентиляцией легких выполнено эндоскопическое исследование трахеи по методике комбинированной бронхоскопии (Лукомский Г. И. и др., 1982). Из всей группы животных, подвергшихся трахеобронхоскопии, трем выполнено последовательное изучение внутреннего состояния трахеи в сроки 3, 7, 30, 60

суток. В качестве гибкого оптического телескопа, проведенного через тубус универсального ригидного бронхоскопа Carl Storz, использовали фиброброн-хоскоп фирмы «OLIMPUS», модель BF-TE2. Эндоскопическое измерение просвета трахеи экспериментальных животных производили в различных участках зоны имплантации полуколец из пористого никелида титана и интактной трахеи. Для решения поставленной задачи применялась методика А. В. Кутергина (1998). Для оценки эндоскопических признаков воспаления использовали классификацию, разработанную J. Lemoine в 1971 году и модифицированную Г. И. Лукомским и соавторами (Лукомский Г. И. и др., 1982):

Биометрия просвета трахеи

При выполнении биометрического исследования изучались два основных размера трахеи: продольный (между хрящевым полукольцом и мембранозной частью) и поперечный (между наиболее отдаленными друг от друга частями каркасного полукольца). Измерения выполнялись на уровне 3-х хрящевых полуколец для оценки интактной трахеи и на уровне 3-х имплантируемых полуколец для оценки просвета трахеи в области эксперимента. В качестве измерительного прибора использовался штангенциркуль ЩЦ-ИИ-160-0. 05.

Методы морфологических исследований

Для подготовки микропрепаратов, по истечению сроков фиксации, острым путем аккуратно удаляли пластинки из пористого никелида титана, не травмируя соединительнотканную капсулу вокруг пластинки. Препараты окрашивали гематоксилином и эозином и по методике Н. 3. Слинченко, позволяющей изучить соединительную ткань, гиалин, фибрин, фибриноиды (Меркулов Г. А., 1969). Оценивали состояние слизистой оболочки трахеи в зоне имплантации пористых полуколец для второй экспериментальной группы, и в зоне трахеомаляции для первой группы, степень выраженности воспалительных, склеротических изменений вокруг пластинки, наличие признаков гиперпролиферации. Изучали последовательность формирования соединительной ткани в зоне аллотрансплантата.

Статистические методы исследования

Достоверность различий оценивалась с применением Стью-

дента. Значимость различий устанавливали по таблице Стьюдента. Разницу между сравниваемыми величинами считали достоверной при р<0,05, где р — % ошибок. Статистическая обработка данных проводилась при помощи профессиональных компьютерных статистических пакетов Statistica for Windows 4. 3 (StatSoft Inc., USA).

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ

В первой экспериментальной группе животных выполнено 10 операций. После введения собаки в базисный наркоз, животное укладывали на операционной стол в положении лежа на правом боку, отводили и фиксировали голову. Для адекватного спонтанного дыхания во время операции язык фиксировался языкодержателем к дуге операционного стола. Подъем валика операционного стола помогал приблизить трахею к поверхности операционной раны. Обработка операционного поля проводилась раствором йодоната и спирта. Выполнялся разрез кожи по переднему краю кивательной мышцы собаки на протяжении 15 см. В дальнейшем производилась мобилизация мышечных структур шеи собаки по направлению к трахее, сосудисто-нервный пучок отводился дорсально. При визуализации трахеи животного диссектором создавался туннель вокруг органа, трахея фиксировалась на держалках. В последующем выделение трахеи из паратрахеальной клетчатки производилось острым и тупым путем. Мобилизация трахеи осуществлялась на протяжении 15 полуколец (7 см). Выполнялось надсечение хрящевых полуколец до глубины подслизистого слоя трахеи в точке, максимально удаленной от мем-бранозной части. Обе половины полукольца тупо отделяли от слизистой оболочки, но не удаляли окончательно. На свободные концы накладывали зажимы, которые исполняли роль держалок при рассечении вышележащего кольца. Таким образом, рассекали 8 полуколец трахеи. Затем последовательно удаляли каждую половину рассеченного полукольца от подслизистого слоя.

Удаление хрящевых полуколец трахеи приводило к значительному ослаблению упруго-эластических свойств стенки трахеи, что клинически характеризовалось появлением у животного шумного дыхания, с характерным звуком «хлопка» на выдохе. Визуально амплитуда движения слизистой оболочки трахеи нарастала соответственно количеству удаленных полуколец. При удалении 8 хрящевых полуколец мы наблюдали характерное «дивертикуло-подобное» выпячивание слизистой оболочки трахеи на вдохе и пролапс слизистой оболочки трахеи, вплоть до полного перекрытия ее просвета на выдохе. Наличие ограниченного по протяженности функционального стеноза трахеи не приводило к развитию острой дыхательной недостаточности у экспериментального животного.

Следующим этапом осуществляли измерение наружного диаметра участка интактной трахеи и ширины полуколец штангенциркулем. Данные измерений представлены в табл. 3. Полученные средние значения использованы нами для изготовления полуколец из пористого никелида титана соответству-

ющего размера. Прослежена патоморфологическая картина зоны трахеома-ляции в различные сроки послеоперационного периода.

Специфическим осложнением для данного метода создания экспериментальной трахеомаляции является перфорация стенки трахеи в участке, лишенном хрящевых полуколец. При проведении операций в первой группе животных мы дважды столкнулись с описанным осложнением. Размеры надрывов не превышали 5 мм. В обоих случаях выполнено ушивание стенки трахеи узловыми швами. Отдаленных осложнений у этих животных мы не наблюдали.

Таблица 3

Данные биометрических исследований животных первой группы

Опыт № Рост в холке 40—60 см. Рост в холке 60 —80 см.

диаметр трахеи, мм ширина полукольца, мм диаметр трахеи, мм ширина полукольца, мм

1. — — 21 7

2. — — 18 6

3. — — 22 7

4. — — 19 5

5. — — 20 б

6. 15 4 — —

7. 16 5 — —

8. 15 5 — —

9. 18 4 — —

10. 15 4 — —

М ± а (мм) 15,4±1,3 4,4+0,54 20,0+1,5 6,2±0,83

40 животным выполнена стабилизация стенки трахеи оригинальным устройством из пористого никелида титана. Доступ к трахее и этап создания экспериментальной трахеомаляции не отличался от операций в первой группе животных. Реконструктивная операция заключалась в экстратрахеальной фиксации устройства из пористого никелида титана к участку трахеи, лишенному хрящевого каркаса (рис. 2). Для коррекции трахеомаляции в 10 случаях использовано устройство, состоящее из 3 полуколец, в 20 случаях — из 4-х полуколец, в 10 случаях — из 5 полуколец. Различий в течение послеоперационного периода у животных не отмечено.

Рис. 2. Схема экспериментальной операции — экстратрахеальная фиксация оригинального устройства для восстановления каркасных свойств трахеи (объяснение в тексте)

Для выполнения установки устройства на участок трахеи лишенный хрящевых полуколец накладывались три шва держалки никелид-титановой нитью 6/0. Расстояние между накладываемыми швами не превышало 5—6 мм. Вкол иглы осуществлялся в ткани межкольцевого промежутка, затем нить шла в подслизистом слое, а выкол осуществлялся в проекции вышележащего межкольцевого промежутка.

Следующим этапом операции выполняли установку устройства на экспериментальный участок трахеи животного. С этой целью с помощью двух анатомических пинцетов разводили концы полукольца до расстояния между ними 1 см., что обеспечивало безопасную имплантацию устройства, предупреждая повреждение стенки трахеи и ее перфорацию. Первое полукольцо укладывалось в наложенные ранее швы таким образом, чтобы разъем полукольца находился в проекции мембранозной части трахеи, тем самым, обеспечивались физиологичные взаимоотношения между пищеводом и задней стенкой трахеи. После установки кольцо приобретало свою первоначальную форму. Швы завязывались. После этого, последовательно раздвигая полукольца, устройство устанавливали на трахею. Фиксация первого полукольца имплантируемого устройства к лишенному каркаса участку трахеи обеспечивала минимальное смещение оставшейся части устройства относительно трахеи животного и препятствовала повреждению трахеальной стенки.

Для окончательной фиксации устройства выполнялось наложение швов по той же методике, что и для первого полукольца. При этом количество швов, накладываемых на каждое полукольцо, было не менее 5. Первые швы на полукольца накладывались в 3-4 мм от области разъема полукольца. Критерием необходимости наложения дополнительных швов являлась стабильность трахеальной стенки в различные фазы дыхательного цикла. В двух случаях при несоответствии размеров трахеи и имплантата (размер трахеи -11 мм) дополнительные фиксирующие швы наложены между стенкой трахеи и межкольцевым плетением никелид-титановой нити. При установке устройства из никелида титана наблюдалась адгезия тканей трахеи к металлическим пластинкам, что существенно облегчало наложение фиксирующих швов. После окончательной фиксации устройства мы наблюдали стабилизацию просвета трахеи во все фазы дыхательного цикла. Стридора в раннем послеоперационном периоде у экспериментальных животных не было.

В ходе эксперимента умерло 4 животных, в двух случаях смерть наступила от передозировки наркотических препаратов при проведении анестезиологического пособия. При секционном исследовании третьего погибшего животного выявлен полный разрыв слизистой оболочки трахеи пластинкой из пористого никелида титана. Причина осложнения, на наш взгляд, обусловлена неэффективной фиксацией имплантата. Летальный исход у животного первой группы зафиксирован на фоне послеоперационного кровотечения и тампонады раны сгустками с полным сдавлением просвета трахеи. Причиной летального исхода явилась острая дыхательная недостаточность.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В послеоперационном периоде животные второй группы чувствовали себя лучше, чем животные из группы с некорригированной трахеомаляцией. Стабилизация трахеальной стенки после операции восстановления каркасных свойств имплантатом из пористого никелида титана наступает уже в ранние сроки после операции, животные не требуют ограничения в движении и пище с целью функционального покоя трахеи. Стридорозного дыхания в различные сроки наблюдения не было. При исследовании частоты дыхания в экспериментальных группах выявлено, что частота дыхания достоверно больше в первой группе (табл. 4).

Примененный метод создания экспериментальной трахеомаляции является эффективным на протяжении всего срока экспериментального наблюдения и клинически проявляется функциональным стенозом трахеи, хронической дыхательной недостаточностью.

Таблица 4

Частота дыхания экспериментальных животных в послеоперационном периоде

Срок наблюдения Первая экспериментальная группа Вторая экспериментальная группа

1-е сут. 21 20

3-е сут. 19 18

7-е сут. 20 19

14-е сут. 18 15

30-е сут. 22 17

60-е сут. 21 14

120-е сут. 20 16

М ± ст (мм) 20,1±1,3 17,0±2,16*

Примечание. * — достоверность различий между группами (р<0,05).

Комплекс лабораторно-клинических методов, используемый для оценки эффективности восстановления каркасных свойств трахеи включал в себя эндоскопическое исследование просвета трахеи, патоморфологическую характеристику зоны имплантации, изучение биометрических показателей. При проведении комбинированной бронхоскопии были поставлены следующие задачи: 1) выявить возможную деформацию трахеи в зоне имплантации полуколец из пористого никелида титана; 2) оценить функциональную стабильность стенки трахеи в зависимости от фазы дыхания; 3) определить степень воспаления; 4) изучить характер мокроты (слизистая, фибринозная, гнойная, геморрагическая). Эндоскопическое обследование было выполнено 15-ти экспериментальным животным. После восстановления каркасных свойств трахеи полукольцами из пористого никелида титана эндоскопическое исследование проводилось в сроки от 3-х до 120 суток после операции. Всего выполнено 24 комбинированных прижизненных бронхоскопий с фотометрией.

Полученные данные свидетельствуют о раннем восстановлении упругости стенки трахеи, так в сроки до 14 суток мы не наблюдали пролапса слизистой оболочки. Явления нестабильности трахеальной стенки в срок от 14 до 21 суток были не выражены и не превышали 1/5 просвета трахеи. Такие изменения в эндоскопической картине трактовались нами как купирование отека слизистой оболочки трахеи и неплотное прилегание слизистой оболочки к пористому имплантату. Клинически эти изменения были не значимы, так как дыхание животного оставалось свободным, без стридорозного компо-

нента как в покое, так и во время выполнения манипуляции. Исчезновение картины пролапса слизистой оболочки трахеи в сроки от 21 суток и далее объясняем окончательным формированием соединительнотканных связей в системе «имплантат-стенка трахеи». Данные эндоскопического исследования подтверждены динамикой морфологической картины взаимодействия пористого имплантата с тканями трахеи. Воспалительные явления были не выражены, ни в одной из контрольных точек наблюдения мы не наблюдали признаков гиперпролиферации и формирования органического стеноза трахеи. Максимально выраженные признаки воспаления в зоне имплантации мы наблюдали на 3-й сутки послеоперационного периода и оценивали их как локальный трахеит I степени. К 14 суткам явления воспаления купировались полностью. Эндоскопическое исследование выявило соответствие с макроскопической картиной морфологических препаратов трахеи.

При получении морфологического материала изучалась макроскопическая картина слизистой оболочки трахеи в зоне имплантации пористого нике-лида титана. Оценка производилась по следующим критериям: степень воспаления, наличие или отсутствие грануляционного или рубцового стеноза, наличие складчатости слизистой оболочки в зоне имплантации, степень фиксации пористой пластинки.

Изменения в слизистой оболочке трахеи после имплантации пористого ни-келида титана минимальны. Явления воспаления характеризуются незначительной гиперемией, налетом фибрина, полностью купируясь через 2-е недели после вмешательства. Имплантат выполняет каркасную функцию, взаимодействуя с тканями трахеи как единый комплекс Формирование тканевых связей установлено с 14-х суток, что соответствует литературным данным о взаимодействии пористого никелида титана с тканями организма (Вусик А. Н. и др., 2001).

При эндоскопическом измерении просвета трахеи значимых отличий между интактным участком трахеи и зоной эксперимента выявлено не было, что соответствовало данным биометрического анализа.

Применив в серии экспериментальных оперативных вмешательств разработанную нами методику восстановления упруго-эластичных свойств трахеи имплантатами из пористого никелида титана, мы предполагали, что восстановление просвета трахеи в зоне экспериментальной трахеомаляции будет полноценным, т. е. измеряемые величины будут стремиться к размерам ин-тактной трахеи этого же экспериментального животного. Наше предположение основано на применении в качестве каркасного элемента трахеи полуколец из пористого никелида титана, обладающего основными параметрами, сопоставимыми с хрящевым полукольцом трахеи, большим модулем упругости, а также уникальными свойствами данного материала, обеспечивающими единую функцию системы «имплантат-ткань».

При проведении биометрического исследования, заключающегося в измерении продольного и поперечного размеров просвета трахеи на уровне интактных и экспериментальных участков, нами сделано заключение, что во все сроки проведенного исследования происходило восстановление просвета трахеи в отношении как продольного, так и поперечного размеров. Достоверных различий между размером восстановленных и интактных участков не отмечалось, что свидетельствует об успешном восстановлении анатомических соотношений в трахее и обеспечении адекватного выполнения физиологической функции.

Для изучения особенностей взаимодействия имплантата из пористого ни-келида титана с тканями трахеи проведено патоморфологическое исследование трахеи экспериментальных животных. Исследования проведены на 46 трахеях экспериментальных животных. Участок трахеи для морфологического исследования иссекался в 3-х см от зоны эксперимента как в дистальном, так и в проксимальном направлении. При изучении микропрепаратов оценивали воспалительные, склеротические изменения вокруг пластинки, наличие или отсутствие признаков гиперпролиферации. Изучали последовательность формирования соединительной ткани в зоне имплантата.

При морфологическом исследовании зоны имплантации выявлено, что строение слизистой оболочки трахеи не нарушалось даже в ранние сроки послеоперационного периода. Временно возникшее нарушение кровообращения, обусловленное резекцией хряща, не вызвало развития дистрофических, некротических или атрофических изменений слизистой оболочки. В ранние и более поздние сроки эксперимента слизистая оболочка оставалась ровной, гладкой, в отличие от первой группы, где выявлено, что после резекции хряща без пластики никелид-титановым устройством появляется деформация слизистой оболочки трахеи с образованием углубления и складчатости слизистой в области резекции хряща. Таким образом, имплантат из пористого никелида титана выполнил формообразующую функцию, присущую хрящевому полукольцу трахеи. Слизистая оболочка над участком введенного взамен хряща имплантата имеет типичное строение, не образуя складок. Во все сроки эксперимента она выстлана железистым многорядным эпителием, имеющим в своем составе бокаловидные клетки.

Воспалительные изменения выражены незначительно и только в ранние сроки, экссудат имеет фибринозно - лимфоцитарный характер. Развивающиеся нарушения кровообращения ликвидируются к 14-м суткам. Явлений гиперэргическо-го воспаления в тканях трахей ни в одном из наблюдений не выявлено.

В зоне подслизистой резекции хряща в первой группе межхрящевой дефект замещается соединительнотканным рубцом, упругость которого заве-

домо ниже пористого имплантата. Выявляемая пролиферация секреторных отделов слизистых желез на 21-е сутки эксперимента свидетельствует об активизации функции слизистой оболочки, которая испытывала ишемию в ранние сроки послеоперационного периода и носит компенсаторно — приспособительный характер.

Образующаяся вокруг пористого имплантата соединительнотканная капсула является типичной реакцией, развивающейся на инородное тело, помещенное в стенку трахеи. Соединительнотканная капсула вокруг никелид-тита-новой пластинки начинает формироваться с 14-х суток. В отличие от многих инородных тел, находящихся в тканях (лигатуры, другие инородные тела), здесь не развивается гнойная воспалительная инфильтрация, образование многоядерных гигантских клеток типа Пирогова - Ланганса и формирование толстой соединительнотканной капсулы, состоящей из грубых коллагеновых волокон. В доступной нам литературе нет сведений об особенностях реагирования тканей трахеи на пористый имплантат. В наших исследованиях выявлено, что особенностью реакции тканей трахеи на введение пористого имп-лантата является меньшая выраженность склеротических процессов и образование тонкостенной соединительнотканной капсулы.

При микроскопическом исследовании никелид-титановой пластинки выявлено, что по мере увеличения сроков эксперимента, все большее количество её пор заполняется клетками. К концу эксперимента пластинка прочно фиксирована в тканях, вокруг неё сформировалась тонкая соединительнотканная капсула, состоящая из зрелой соединительной ткани. Врастание клеток тканей в поры пластинки известно и описано рядом авторов (Дамбаев Г. Ц. и др., 1996; Майбородин И. В. и др., 2002). Пластинка обрастает тканями не только с краев, но и по всей поверхности. За счет врастания соединительной ткани в поры пластинки осуществляется надежная фиксация имплантата в тканях, что способствует лучшему выполнению им своей функции.

Сравнивая полученные результаты с данными исследований, посвященных проблеме восстановления каркасных свойств трахеи в условиях экспериментальной трахеомаляции (Наг^а Т. а1., 1990; Nalwa Б. Б. в! а1., 2001; ОкатоЬ Т. е! а1., 2003; Sewall О. К. е! а1., 2003), можно сделать следующие выводы. Наиболее оптимальной методикой создания экспериментальной тра-хеомаляции является подслизистое удаление хрящевых полуколец, на площади достаточной для формирования стойкого пролапса стенки трахеи в различные фазы дыхательного цикла. На наш взгляд, целесообразно воздействие на шейный участок трахеи, что упрощает ведение анестезиологического пособия, уменьшает продолжительность данного этапа операции. Во всех исследованиях методом выбора являлась экстратрахеальная фиксация имп-лантата, что позволило избежать контакта с измененной слизистой оболоч-

кой трахеи. Наиболее показательно с этой точки зрения исследование G. К. Sewall (2003), в котором автор сравнивает эффективность применения внутреннего PALMAZ стента и экстратрахеальной фиксации имплантата на основе полигликолевой кислоты. Во всех случаях применения эндостента па-томорфологически зафиксировано появление воспалительных грануляций и полиповидных разрастаний в просвет трахеи, в 4-х случаях — явления пневмонии, и в 1-ом — абсцесс легкого. В своем исследовании подобных осложнений мы не наблюдали. Для восстановления каркасных свойств использованы разные материалы: сеть Marlex (Hanawa T. et al., 1990), пропитанная костным морфогенетическим протеином — 2 (ВМР-2) желатиновая губка (Okamoto Т. et al., 2003), наружные стенты на основе полигликолевой кислоты (Nalwa S. S. et al., 2001; Sewall G. К. et al., 2003). Осложнений связанных с отторжением имплантата, авторами не отмечено, во всех случаях имплан-тат выполнил каркасную функцию, восстанавливая стабильность трахеальной стенки. К недостаткам использованных материалов можно отнести их форму в виде пластин, что при применении приводит к деформации просвета трахеи в отдаленном периоде, изменения в размере экспериментального участка трахеи относительно интактного ее участка отмечены всеми авторами. В нашем исследовании достоверных отличий в размерах трахеи до и после коррекции трахеомаляции выявлено не было. Используемый в нашем исследовании пористый сплав на основе никелида титана применяется в качестве носителя лекарственных веществ при пластике гортани (Загребин Л. В. и др., 2003). Перспективным, на наш взгляд, является использование пористого никелида титана в качестве несущей матрицы для костного морфогенетического протеина — 2, так как по данным Т. Okamoto применение данного протеина вызывает регенерацию хрящевого аппарата трахеи в условиях укрытия зоны имплантации реберной надкостницей.

Таким образом, применение операции восстановления каркасных свойств трахеи с помощью экстратрахеальной фиксации имплантатов из пористого никелида титана приводит к полноценному восстановлению стабильности дыхательной трубки и нормализации дыхательного цикла животного. Применение в качестве базовой единицы устройства полукольца из пористого никелида титана, соразмерного с хрящевым полукольцом трахеи, позволяет изменением количества полуколец корригировать разные по протяженности участки пораженной трахеальной стенки. Использование в эксперименте однородных материалов на основе никелида титана позволило избежать недостатков, связанных с применением синтетических материалов других классов. Эффективность предлагаемой методики доказана комплексным изучением трахеи после восстановления ее каркасных свойств с помощью оригинальной операции.

- 2 0 -выводы

1. Разработанное устройство, представляющее собой комплекс полуколец из пористого никелид-титанового сплава, соединенных между собой ни-келид-титановой нитью позволяет полноценно восстановить ригидность трахеи, при этом, не изменяя ее способности к смещению относительно окружающих тканей и оптимального взаимодействия с прилегающими органами.

2. Экстратрахеальная фиксация устройства из пористого никелида титана в условиях экспериментальной трахеомаляции, обеспечивает полноценное восстановление стабильности трахеальной стенки при различной протяженности трахеомаляции.

3. Стабилизация стенки трахеи наступает сразу после операции за счет механической фиксации к имплантату и воспалительных изменений в ней в результате операционной травмы. Признаки воспаления слизистой оболочки купируются к 14-м суткам, что при эндоскопическом исследовании проявляется нестабильностью просвета трахеи. К 21-м стукам эндоскопическая картина характеризуется стабилизацией стенки трахеи за счет окончательного взаимодействия между трахеей и имплан-татом.

4. На протяжении всего срока исследования не отмечается достоверных различий в размерах просвета восстановленного участка трахеи в сравнении с интактным.

5. Надежная фиксация имплантированного устройства достигается на 21-е сутки за счет прорастания соединительной ткани в поры никелид-титано-вой пластинки. Слизистая оболочка трахеи над участком имплантации имеет типичное строение, выстлана железистым многорядным эпителием. Морфологические признаки воспаления выражены незначительно и ликвидируются к 14-м суткам.

-21 -

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для восстановления упруго-эластичных свойств стенки трахеи целесообразно применять устройство из пористого никелида титана. Это связано с тем, что используемый в устройстве сплав никелида титана обладает стабильными физико-механическими свойствами в течение длительного времени, биологической совместимостью и функционированием имплан-тата в соответствии с закономерностями поведения тканей организма.

2. Устройство для восстановления каркасных свойств трахеальной стенки должно соответствовать функциональным характеристикам трахеи, что достигается применением в качестве базовой единицы устройства пористого полукольца, и динамической жесткостью, что достигается фиксацией колец между собой никелид-титановой нитью.

3. Лечение трахеомаляции должно быть патогенетическим и заключаться в экстратрахеальной фиксации измененной стенки трахеи стабилизирующим устройством. Экстратрахеальная фиксация имплантата является более приемлемой, поскольку отсутствует контакт со слизистой оболочкой трахеи.

4. Независимо от этиологии возникновения трахеомаляции хирургическое вмешательство должно быть направлено на создание аналога хрящевого аппарата трахеи, основной функцией которого является поддержание стабильности просвета трахеи, а не формирование рубцовой трубки.

5. При установлении диагноза «трахеомаляция» необходима оценка размеров интактного участка трахеи различными диагностическими методами, с целью подбора оптимального размера базового полукольца устройства.

6. Критерием правильной установки стабилизирующего устройства в раннем послеоперационном периоде является отсутствие пролапса стенки трахеи, что достигается фиксацией базовых полуколец не менее чем в 5 точках.

7. После операции восстановления каркасных свойств трахеи необходимо проводить контрольное эндоскопическое исследование на 14 сутки, поскольку в этот срок, как правило, наблюдается нестабильность стенки трахеи, обусловленная стиханием воспалительных процессов в ней, и на 30 сутки, так как в этот период формируются устойчивые тканевые связи между стенкой трахеи и имплантатом.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бродер И. А. и др. Коррекция каркасных свойств трахеи в эксперименте/И. А. Бродер, И. Б. Попов, Г. Д. Мезенцев//Научн. вестник ТГМА. 2001. № 4. С. 42.

2. Клинический опыт применения пористого никелида титана в восстановительной хирургии трахеи/И. А. Бродер, И. Б. Попов, Г. Д. Мезенцев, В. И. Дианов//Научн. вестник ТГМА. 2001. № 4. С. 47.

3. Перспективы использования пористых сплавов на основе никелида титана в качестве пластического материала при хирургических операциях на трахее и бронхах/И. А. Бродер, Г. Д. Мезенцев, А. В. Махнев, И. Б. По-пов//БИаре Memory Biomaterials and Implants. Proceedings of International Conference. Edited by V. Gunhter. Northampton, MA: STT. 2001. С 238.

4. Устройство для формирования каркаса трахеи и главных бронхов: патент № 34076 РФ/И. А. Бродер, Г. Д. Мезенцев, В. Э. Гюнтер, И. Б. Попов, А. В. Махнев. № 2003123346; Заявл. 29.07.03; Опубл. 27.11.03. Бюл № 33.

5. Метод лечения трахеомаляции/И. А. Бродер, И. Б. Попов, Г. Д. Мезенцев, В. Э. Гюнтер//Материалы 13-го национального конгресса по болезням органов дыхания. СПб., 2003. С. 312;

6. Бродер И. А. и др. Оценка факторов успешности приживления трансплантатов из никелида титана в реконструктивной хирургии трахеи средствами математического моделирования/И. А. Бродер, Д. Б. Егоров, А. Г. Санников//Материалы XXXVIII Всероссийской научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теоретической, экспериментальной и клинической медицины». Тюмень, 2004. С. 60—61;

7. Бродер И. А., Чумаков Д. А. Анализ методов лечения трахеомаляции// Материалы XXXVIII Всероссийской научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теоретической, экспериментальной и клинической медицины». Тюмень, 2004. С. 138—139;

8. Бродер И. А. и др. Метод лечения приобретенной трахеомаляции с использованием имплантатов из пористого никелида титана/И. А. Бродер, А. В. Махнев, Г. Д. Мезенцев//Биосовместимые материалы с памятью формы и новые технологии в медицине/Под, ред. проф. В. Э. Гюнтера. Томск: ИПФ; Изд-во НТЛ, 2004. С. 440.

БРОДЕР ИГОРЬ АРКАДЬЕВИЧ

ЛЕЧЕНИЕ ТРАХЕОМАЛЯЦИИ УСТРОЙСТВОМ ИЗ ПОРИСТОГО НИКЕЛИДА ТИТАНА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.00.27 - хирургия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Отпечатано в типографии издательского центра «Академия» Лицензия на издательскую деятельность № 05351 от 10.07.2001 г. Подписано к печати 21.10.2004 г. Печать ризограф. Печ. листов 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 85.

Р207 Ю

Актуальность

Трахеомаляция - тяжелое состояние трахеобронхиального дерева, характеризующееся потерей стенкой трахеи упруго - эластических свойств (Королева Н.С. и др., 1971; Wright C.D., 2003). Нарушение каркасных свойств приводит к изменению механики дыхания и развитию угрожающих жизни состояний, в частности, к обтурации воздухоносных путей и острой дыхательной недостаточности (Солдатский Ю.Л., 2000). Распространенность трахеомаляции невелика (Чирешкин Д.Г. и др., 1996; Wright C.D. et al., 2002; Masters I.B. et al., 2002), однако тяжесть изучаемой патологии требует индивидуального подхода к каждому пациенту и выполнения сложных, зачастую многоэтапных хирургических вмешательств (Быстренин А.В., 2000).

В хирургической практике чаще встречается вторичная трахеомаляция, развивающаяся вследствие хронического воспаления в стенке трахеи, сдавления трахеи извне, врачебных вмешательств (Харченко В.П. и др., 1999; Adliff М. et al., 1997; Wright C.D., 2003). Для хирургического лечения трахеомаляции в настоящее время используется ряд методов: трахеостомия, циркулярная резекция трахеи, операционно-дилятационный метод, эндоскопическое стентирование трахеи, фиксация стенки трахеи к окружающим тканям, экстратрахеальная фиксация стенки трахеи синтетическими имплантатами (Бердикян А., 1999; Пе-рельман М.И. и др., 2001; Weber T.R. et al., 1982; Liu Н.С. et al., 1996; Tayama K., Takamori S., 1997; Scharschmidt K. et al., 2002). Большинство методов имеют ограниченное применение, так как не лишены существенных недостатков. Для циркулярной резекции трахеи - это зависимость от протяженности поражения, высокий риск осложнений и летальности, достигающей 7-12% (Паршин В.Д., 2003; Grillo Н.С., 1979; Bonnette P. et al., 1998; Tsubota N. et al., 1998). Операционнодилатационный метод применяется при локальной трахеомаляции и требует длительного лечения до 6 месяцев и более (Бирюков Ю.В. и др., 1990; Liu Н.С. et al., 1996). Использование свободных каркасных аутотканей ограничено из-за развития инфекционных осложнений со стороны неваскуляризированного и лишенного эпителиального покрова трансплантата, многоэтапности хирургического лечения (Гудовский JT.M. и др. 1999; Froechlich P. et al., 1996). Эндоскопическое стентиро-вание трахеи осложняется миграцией стента, развитием рестеноза как за счет недостаточной коррекции трахеомаляции, так и за счет роста грануляционной ткани (Borrelly J. et al., 1981; Sewall G.K. et al., 2003). К недостаткам методов, основанных на фиксации трахеи к окружающим тканям, относятся неравномерность и недостаточная прочность фиксации стенки трахеи (Бочковский Ф.И., Яговкин В.Ф., 1991; Ahel V. et al., 2003). Наиболее оптимальные результаты в лечении трахеомаляции достигаются при применении экстратрахеальной фиксации им-плантатов различного характера к стенке трахеи. В качестве каркасных материалов используются ауто- и аллохрящи, синтетические материалы (Сачек М.Г. и др., 1992; Harting G.K. et al., 2001; Okamoto Т. et al., 2003). В связи с частым отторжением, развитием инфекционных осложнений со стороны известных имплантатов их использование также ограничено (Nalwa S.S. et al., 2001).

Одним из наиболее перспективных материалов в хирургии XXI века является пористый никелид титан. Никелид-титановые сплавы характеризуются свойствами, обеспечивающими оптимальные условия приживления имплантата, а также репарации поврежденных органов и тканей (Гюнтер В.Э., 1986 - 2004; Ходоренко В.Н. и др., 2001).

Использование устройств из никелида титана с целью восстановления каркасных свойств трахеи в условиях трахеомаляции представляется весьма актуальной задачей в экспериментальной и клинической реконструктивной хирургии.

Цель работы

Изучить возможность восстановления упруго-эластичных свойств трахеи в условиях трахеомаляции устройством из пористого никелида титана и разработать методику реконструктивно-пластической операции с его применением в эксперименте.

Задачи исследования

1. Разработать устройство из пористого никелида титана для восстановления каркасных свойств трахеи.

2. Разработать операцию экстратрахеальной фиксации имплантата из пористого никелида титана в эксперименте.

3. Оценить клинико-функциональную эффективность реконструктивного вмешательства эндоскопическим методом в различные сроки эксперимента;

4. Оценить биометрические взаимоотношения в восстановленном участке трахеи в сравнении с интактным ее участком;

5. Проанализировать динамику патоморфологической картины в зоне имплантации пористого никелида титана в послеоперационном периоде.

Научная новизна

Впервые разработано устройство из пористого никелида титана для восстановления упруго - эластичных свойств трахеи и главных бронхов.

Впервые в процессе разработки устройства для восстановления каркасных свойств трахеи использованы методы математического моделирования.

Разработана и применена в эксперименте операция восстановления каркасных свойств трахеи методом экстратрахеальной фиксации устройства из пористого никелида титана.

Впервые в разные сроки после хирургической коррекции экспериментальной трахеомаляции имплантатом из пористого никелида титана изучены: эндоскопическая картина трахеи, морфологические параметры взаимодействия пористого никелида титана с тканями трахеи, произведена оценка биометрических взаимоотношений в сравнении с интактным ее участком.

Практическая значимость

Разработанные в эксперименте устройство и метод его имплантации позволяет полноценно восстановить каркасные свойства трахеи в условиях экспериментальной трахеомаляции.

Использованный комплекс лабораторных и инструментальных методов (эндоскопия, морфологическое исследование, биометрический анализ) позволил оценить эффективность имплантации предложенного устройства из никелида титана для восстановления упруго-эластичных свойств трахеи в эксперименте.

Результаты работы обосновывают возможность использования разработанного устройства и способа имплантации в реконструктивно-восстановительной хирургии трахеи.

Основное положение, выносимое на защиту

Разработанное устройство из пористого никелид - титанового сплава для восстановления упруго-эластичных свойств трахеи, использованное для экстратрахеальной фиксации стенки трахеи обеспечивает полноценное восстановление функции трахеи.

Внедрение в практику

Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры госпитальной хирургии ТюмГМА, доложены на научно-практическом заседании Ассоциации хирургов Тюменской области (2004) с рекомендациями апробации метода в клинике.

Апробация работы

По теме диссертации опубликовано 8 работ. Получен патент РФ на устройство для восстановления каркасных свойств трахеи и главных бронхов. Основные положения работы доложены на международной конференции «Shape memory biomaterials and implants» (г.Томск, 2001), международном симпозиуме «Медицина и охрана здоровья» (г. Тюмень, 2002), 13-ом национальном конгрессе по болезням органов дыхания (г.Санкт - Петербург, 2003), Всероссийской научной конференции молодых ученых, посвященной 60-летию Тюменской области «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной и клинической медицины» (г.Тюмень, 2004); международной конференции «Биосовместимые материалы с памятью формы и новые технологии в медицине» (г.Томск, 2004).

ВЫВОДЫ

1. Разработанное устройство, представляющее собой комплекс полуколец из пористого никелид-титанового сплава, соединенных между собой никелид-титановой нитью, позволяет полноценно восстановить ригидность трахеи, при этом, не изменяя ее способности к смещению относительно окружающих тканей и оптимального взаимодействия с прилегающими органами.

2. Экстратрахеальная фиксация устройства из пористого никелида титана в условиях экспериментальной трахеомаляции обеспечивает полноценное восстановление стабильности трахеальной стенки при различной протяженности трахеомаляции.

3. Стабилизация стенки трахеи наступает сразу после операции за счет механической фиксации к имплантату и воспалительных изменений в ней в результате операционной травмы. Признаки воспаления слизистой оболочки купируются к 14-м суткам, что при эндоскопическом исследовании проявляется нестабильностью просвета трахеи. К 21 суткам эндоскопическая картина характеризуется стабилизацией стенки трахеи за счет окончательного взаимодействия между трахеей и имплантатом

4. На протяжении всего срока исследования не отмечается достоверных различий в размерах просвета восстановленного участка трахеи в сравнении с интактным.

5. Надежная фиксация имплантированного устройства достигается на 21- сутки за счет прорастания соединительной ткани в поры никелид-титановой пластинки. Слизистая оболочка трахеи над участком имплантации имеет типичное строение, выстлана многорядным эпителием. Морфологические признаки воспаления выражены незначительно и ликвидируются к 14-м суткам.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для восстановления упруго-эластичных свойств стенки трахеи целесообразно применять устройство из пористого никелида титана. Это связано с тем, что используемый в устройстве сплав никелида титана обладает стабильными физико-механическими свойствами в течение длительного времени, биологической совместимостью и функционированием имплантата в соответствии с закономерностями поведения тканей организма.

2. Устройство для восстановления каркасных свойств трахеальной стенки должно соответствовать функциональным характеристикам трахеи, что достигается применением в качестве базовой единицы устройства пористого полукольца, и динамической жесткостью, что достигается фиксацией колец между собой никелид-титановой нитью.

3. Лечение трахеомаляции должно быть патогенетическим и заключаться в экстратрахеальной фиксации измененной стенки трахеи стабилизирующим устройством. Экстратрахеальная фиксация имплантата является более приемлемой, поскольку отсутствует контакт со слизистой оболочкой трахеи.

4. Независимо от этиологии возникновения трахеомаляции хирургическое вмешательство должно быть направлено на создание аналога хрящевого аппарата трахеи, основной функцией которого является поддержание стабильности просвета трахеи, а не формирование рубцовой трубки.

5. При установлении диагноза «трахеомаляция» необходима оценка размеров интактного участка трахеи различными диагностическим методами, с целью подбора оптимального размера базового полукольца устройства.

6. Критерием правильной установки стабилизирующего устройства в раннем послеоперационном периоде является отсутствие пролапса стенки трахеи, что достигается фиксацией базовых полуколец не менее чем в 5 точках.

7. После операции восстановления каркасных свойств трахеи необходимо проводить контрольное эндоскопическое исследование на 14 сутки, поскольку в этот срок, как правило, наблюдается нестабильность стенки трахеи, обусловленная стиханием воспалительных процессов в ней, и на 30 сутки, так как в этот период формируются устойчивые тканевые связи между стенкой трахеи и имплантатом.