Автореферат и диссертация по медицине (14.00.27) на тему:Трансплантация трахеи в составе тиреотрахеального комплекса (экспериментально-клиническое исследование)

На правах рукописи

□ОЗ168958

ТАРАБРИН Евгений Александрович

ТРАНСПЛАНТАЦИЯ ТРАХЕИ В СОСТАВЕ ТИРЕ ОТРАХЕ АЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) 14.00.27 - хирургия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

-и

Москва 2008 г.

003168958

Работа выполнена в ГУ Российском научном центре хирургии имени академика Б.В. Петровского РАМН

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

Доктор медицинских наук Владимир Дмитриевич Паршин

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Академик РАМН, профессор Михаил Израилевич Перельман, директор НИИ фтизиопульмонологии ММА им.И.М.Сеченова.

Академик РАМН, профессор Владимир Петрович Харченко, директор ФГУ Российского научного центра рентгенорадиологии Росмедтехнологий.

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ:

ФГУ Научно-исследовательский

трансплантологии и искусственных Росмедтехнологий.

Защита состоится 10 июня 2008 г. в 15:00 часов на заседании диссертационного совета (Д.001.027.02) при ГУ Российском научном центре хирургии имени академика Б.В. Петровского РАМН.

Адрес: 119992, г. Москва, Абрикосовский пер., д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского РАМН.

Автореферат разослан 06 мая 2008 г. Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор медицинских наук Э.А.Годжелло

институт органов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Несмотря на достижения современной хирургии в области лечения заболеваний трахеи, проблема замещения протяженных циркулярных дефектов после обширных резекций не может считаться решенной Выполнение паллиативных вмешательств в виде эндопротезирования или трахеостомии для восстановления просвета дыхательного пути в ряде случаев также не представляется возможным или имеет кратковременный эффект

Попытки замещения органа с использованием синтетических материалов или трансплантатов трахеи, лишенных кровоснабжения, в большинстве случаев были неудачными, что связано с рецидивом заболевания, рубцово-грануляционным замещением импланта, несостоятельностью анастомозов, образованных при сшивании неоднородных тканей, нарушением эвакуации бронхиального секрета, гнойными осложнениями

Одним из путей решения данной проблемы представляется использование донорской трахеи с сохраненным кровоснабжением Для этой цели может быть пригоден комбинированный трансплантат в виде тиреотрахеального комплекса, в котором питание трахеи осуществляется через сосуды щитовидной железы

Недавние экспериментальные работы, проведенные МассЫапш Р (1994, 1995) на модели животных и Дыдыкина С С (2001, 2006) на анатомическом материале показали теоретическую возможность данного метода Однако использование трансплантации трахеи в клинике требует разработки ряда базисных вопросов, включающих изучение устойчивости органа к ишемическому и реперфузионному повреждению, разработку методики операции, алгоритмов предоперационного и послеоперационного ведения реципиента Изучению этих основ и особенностей клинического применения предложенных методик посвящена данная работа Цель исследования:

Изучение возможности пересадки трахеи с сохранением питающих сосудов и венозного оттока Задачи исследования:

1 Разработать экспериментальную модель трансплантации трахеи на крупных лабораторных животных

2 Изучить изменения структуры трахеи и щитовидной железы в различные периоды тепловой ишемии и фармако-холодовой консервации на модели собаки

3 Разработать экспериментальную модель реперфузионного повреждения трахеи и щитовидной железы после периода тепловой ишемии, а также изучить изменения структуры этих органов при реперфузии после различных периодов тепловой ишемии на крупных лабораторных животных

4 Разработать хирургическую технику и алгоритм донорского этапа и пересадки трахеи с прямой реваскуляризацией в анатомическом эксперименте

5 Разработать алгоритм предоперационного обследования и послеоперационного ведения реципиента трахеи

Научная новизна:

На экспериментальном материале впервые разработаны модели пересадки трахеи для решения прикладных вопросов трансплантации органа -определения допустимого периода тепловой ишемии и холодовой консервации В эксперименте на собаках установлено, что возможна пересадка трахеи от донора с небьющимся сердцем В анатомическом эксперименте впервые предложена методика «быстрого» забора трахеи с сохранением питающих сосудов и венозного оттока, а также донорского забора трахеи в условиях мультиорганного забора органов Впервые определены показания к трансплантации трахеи Впервые выполнена трансплантация трахеи с сохранением кровоснабжения в клинических условиях Впервые определены алгоритмы донорского этапа, предоперационного обследования и послеоперационного ведения реципиента трахеи

Практическое значение работы:

Разработаны модели пересадки трахеи на животных для последующих экспериментальных исследований Разработана методика донорского забора, основанная на выделении трахеи вместе с клетчаткой средостения, шеи, прилежащими сосудами, позволяющая сократить время первичной тепловой ишемии трансплантата Для подготовки клинического применения метода пересадки трахеи разработаны алгоритмы обследования и ведения донора и реципиента трахеи

Апробация результатов исследования:

Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на Юбилейной конференции и первом съезде кардиохирургов Сибирского федерального округа «Пятые научные чтения, посвященные памяти академика РАМН ЕНМешалкина, с международным участием», 21-23 июня 2006 г (Новосибирск), XVI национальном конгрессе по болезням органов дыхания (II конгресс Евроазиатского респираторного общества), 14-17 ноября 2006 г (Санкт-Петербург), заседании №2599 Московского общества хирургов 21 12 2006, Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новые технологии в кардиальной и онкохирургии», 27-29 апреля 2007 г (Краснодар), 247 заседании пульмонологической секции Хирургического общества Москвы и Московской области 16 05 2007, конференции, посвященной 20-летию отделения торакальной хирургии Курской областной клинической больницы «Актуальные вопросы торакальной хирургии», 16 марта 2007 г (Курск), заседании Президиума РАМН 13 06 2007 (Москва), научно-практической конференции врачей Медицинского университета г Ганновера 26 08 2007 (Германия), конференции «Клиническая

трансплантация органов (актуальные вопросы)», 26-27 сентября 2007 г (Москва), II научно-практической конференции «Новые оперативные технологии (анатомические, экспериментальные и клинические аспекты)», 2728 сентября 2007 г (Томск)

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, из них 3 работы в центральной печати и 1 монография

Внедрение полученных результатов:

Предложенная методика пересадки трахеи и алгоритмы подготовки и ведения донора и реципиента применяются в практической деятельности отделения хирургии легких и средостения ГУ РНЦХ им акад Б В Петровского РАМН Основные положения диссертации включены в материалы лекционного курса для студентов ММА им И М Сеченова, ординаторов и аспирантов ГУ РНЦХ им акад Б В Петровского РАМН

Объем и структура работы:

Диссертация написана в традиционном стиле, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 217 страницах и иллюстрирована 10 таблицами и 60 рисунками Список литературы содержит 223 источника, из них 82 на русском и 141 на иностранных языках

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Характеристика объектов и методов эксперимента на лабораторных животных.

В период с декабря 2001 по апрель 2006 года выполнено 78 исследований на 41 животном и 37 изолированных тиреотрахеальных комплексах Объектом исследований были взрослые (старше 1 года) беспородные собаки массой 15-30 кг Специальный отбор животных не осуществлялся Все собаки проходили необходимый карантин и находились в стандартных условиях содержания при естественном световом режиме и свободном доступе к воде За 12 часов до операции животные лишались пищи при оставлении свободного доступа к воде

Весь экспериментальный материал по изучению базисных вопросов трансплантации разделили на 3 группы в зависимости от вида операции и характера проводимого исследования (табл 1)

Первую группу исследований проводили на 16 трупах собак, выведенных из других острых и хронических экспериментов, и на животных с сохраненным кровообращением (п=10) перед выведением из других острых и хронических экспериментов, не связанных с хирургическими вмешательствами на органах шеи и средостения

Методом препарирования производили выделение структур тиреотрахеального комплекса, изучали анатомические особенности трахеи и ее кровоснабжения, разрабатывали методику выполнения трансплантации тиреотрахеального комплекса в эксперименте на собаках

Затем производили эксплантацию трахеи и щитовидной железы, которые использовали в следующих сериях экспериментов

Таблица 1 Структура эксперимента на лабораторных животных

Группа экспериментов Объект Кол-во Характер экспериментов

1 Трупы собак 16 26 - изучение анатомии трахеи, разработка методики трансплантации

Собаки 10

II Изолированные тиреотрахеальные комплексы собак 22 12 - исследование морфологических изменений в различные периоды тепловой ишемии

10- исследование морфологических изменений в различные периоды фармако-холодовой консервации

III Собаки 15 15 - создание экспериментальной модели для исследования влияния реперфузии после заданного периода тепловой ишемии на структуру тиреотрахеального трансплантата

Изолированные тиреотрахеальные комплексы собак 15 15 - исследование морфологических изменений при реперфузии после заданного периода тепловой ишемии

ВСЕГО Собаки 41 78

Тиреотрахеальные комплексы собак 37

Вторую группу опытов составили исследования морфологических изменений трахеи и щитовидной железы, связанные с аутолитическими процессами после остановки кровообращения при тепловой аноксии (п=12) и во время фармако-холодовой консервации (п=10)

В первом случае трахею и щитовидную железу собаки хранили при температуре +37°С во влажной среде (раствор натрия хлорида 0,9%), сохраняли контакт слизистой оболочки трахеи с атмосферным воздухом В сроки 0-3, 3-6, 6-12, 12-18 и 18-24 часа участки трахеи и щитовидной железы фиксировали в 10% растворе формалина и производили гистологическое исследование

При изучении влияния консервации на структуру, после эксплантации тиреотрахеальный трансплантат погружали в консервирующий раствор «Консол» при температуре +4°С В сроки консервации 0, 3, 6, 12, 18 и 24 часа участки трахеи и щитовидной железы фиксировали в 10% растворе формалина Окраску и гистологическое исследование проводили так же, как и в предыдущей серии

Третья группа исследований проведена на 15 беспородных собаках и 15 изолированных тиреотрахеальных комплексах Выполнялись операции по выключению из кровообращения участков трахеи с последующей реперфузией,

изучены морфологические реперфузионные изменения в трахее и щитовидной железе после заданного периода тепловой ишемии

При выполнении оперативных вмешательств применялись методы анатомического препарирования структур тиреотрахеального трансплантата и щитовидных сосудов

Два опыта имели острый характер, в остальных случаях проведены хронические эксперименты с планируемым периодом наблюдения животных в течение 7±1 суток

По окончании периода реперфузии или в кратчайшие сроки после гибели лабораторного животного производили визуальную оценку изменений стенки трахеи, изъятие тиреотрахеального комплекса (п=15) для последующего гистологического исследования (участки щитовидной железы и трахеи -контрольного и опытного участков) Операцию заканчивали эвтаназией экспериментального животного

При выполнении экспериментов на лабораторных животных были использованы следующие методы исследования

1 Анатомическое препарирование,

2 Наливка щитовидных артерий красителем или физиологическим раствором,

3 Моделирование на собаках операций пересадки тиреотрахеального трансплантата и экспериментальных операций по созданию временной ишемии участка трахеи с последующей реперфузией,

4 Гистологическое исследование,

5 Фотографирование этапов операции,

6 Протоколирование полученных данных

Характеристика объектов и методов анатомического эксперимента.

В период с ноября 2002 по февраль 2007 года на базе патологоанатомических отделений НИИ СП им Н В Склифосовского и Одинцовской ЦРБ проведено 109 анатомических экспериментов на 53 трупах и 25 изолированных тиреотрахеальных комплексах

Объектом исследований были нефиксированные трупы людей обоего пола в соотношении мужчин - 36%, женщин - 64% Антропометрические показатели и причина смерти не учитывались Весь экспериментальный материал разделили на 4 группы в зависимости от вида операции и характера проводимого исследования (табл 2)

Первая группа В 31 случае выполнили препарирование трахеи, щитовидной железы и щитовидных сосудов, а эксперимент заканчивали извлечением тиреотрахеального трансплантата Таким образом, изучили хирургическую анатомию сосудистой ножки трахеи, разработали методику «анатомического» донорского забора тиреотрахеального трансплантата

Вторую группу исследований посвятили разработке принципиально новой методики донорского забора (п=17) На 10 трупах выполнили

эксплантацию трахеи одним блоком с прилежащими тканями После извлечения тканевого лоскута, на отдельном столике в условиях фармако-холодовой консервации выполнили препарирование структур тиреотрахеального трансплантата В 7 случаях производили забор и препарирование тиреотрахеальнолегочного комплекса

При проведении вышеуказанных 48 анатомических экспериментов в 1 и 2-й группе разработали способы защиты тиреотрахеального трансплантата от инфицирования, механического и химического повреждения

Таблица 2 Структура анатомического эксперимента

Группа экспериментов Материал Кол-во Характер экспериментов

1 Трупы 31 31 -изучение хирургической анатомии сосудистой ножки трахеи 31 - разработка методики «анатомического» донорского забора тиреотрахеального трансплантата

II Трупы 17 10 - разработка методики «быстрого» донорского забора тиреотрахеального трансплантата 7 - разработка методики эксплантации тиреотрахеального трансплантата в условиях мультиорганного донорского забора

III Трупы 5 5 - разработка методики реципиентного этапа трансплантации трахеи

Изолированные тиреотрахеальные комплексы 5

IV Изолированные тиреотрахеальные комплексы 25 25 - изучение территории кровоснабжения трахеи через нижние щитовидные артерии

ВСЕГО 83 109

В третью группу включили 5 экспериментов, во время которых выполнили реципиентный этап трансплантации тиреотрахельного комплекса Использовали 5 тиреотрахеальных трансплантатов, полученных при выполнении экспериментов по донорскому забору

Четвертую группу экспериментального материала составили 25 изолированных тиреотрахеальных трансплантатов, выделенных в ходе экспериментов по донорскому забору Изучили территорию кровоснабжения трахеи через нижние щитовидные артерии

При выполнении анатомических экспериментов были использованы следующие методы исследования

1 Анатомическое препарирование,

2. Наливка нижних щитовидных артерий красителем или физиологическим раствором,

3 Моделирование на трупах операций пересадки тиреотрахеального трансплантата,

4 Фотографирование этапов операции,

5 Протоколирование полученных данных

Методы клинического исследования.

Клиническое исследование трансплантации тиреотрахеального комплекса включало одно наблюдение В связи с уникальностью операции, произведенной в Российской Федерации впервые, на момент ее выполнения отсутствовали нормативные документы, регламентирующие порядок изъятия и пересадки тиреотрахеального трансплантата В этой связи, при подготовке к клинической трансплантации ориентировались на Декларацию о трансплантации человеческих органов, принятую на 39-й Всемирной Медицинской Ассамблее в октябре 1987 года в Мадриде (Испания), Закон РФ от 22 12 1992 №4180-1 «О трансплантации органов и (или) тканей человека» и Приказ МЗ РФ и РАМН от 15 01 2002 №3159 «Об утверждении Перечня органов человека - объектов трансплантации и Перечня учреждений здравоохранения, которым разрешено осуществлять трансплантацию органов» На проведение операции было получено разрешение Этического комитета (протокол №9 заседания Этического комитета РНЦХ РАМН от 19 04 2006г) и положительное решение из Российской академии медицинских наук (письмо №08-06/26 от 17 05 2006)

Предоперационное обследование потенциального реципиента осуществляли в соответствии с международными рекомендациями по отбору кандидатов на трансплантацию легких (Maurer J R и соавт, 1998, Orens J В и соавт, 2007) Алгоритм обследования представляет собой комплекс лабораторных и инструментальных исследований, целью которых является определить показания к трансплантации трахеи, выявить противопоказания и структурно-функциональное состояние других органов и систем

Методы интраоперационного и послеоперационного мониторинга состояния реципиента трахеи включали весь доступный спектр клинических исследований, примененных в соответствии с показаниями Структура и функция тиреотрахеального трансплантата оценивалась следующими методами

1 Прицельная рентгенография трахеи,

2 Компьютерная томография трахеи,

3 Фибротрахеобронхоскопия,

4 Ультразвуковое сканирование донорской и нативной щитовидных желез,

5 Лабораторное исследование концентрации в плазме крови гормонов щитовидной железы (свободного трийодотиронина (fT3) и свободного тироксина (fT4), кальцитонина), тиреоглобулина (ТГ), тиреотропного гормона (ТТГ), антител к тиреоглобулину (AT к ТГ) и тиреопероксидазе (AT к ТПО), гормона паращитовидных желез -паратгормона (ПТГ),

6 Лабораторное исследование концентрации в плазме крови и суточной моче кальция и фосфора

Контроль иммуноподавляющей терапии осуществляли периодическим измерением концентрации циклоспорина А в плазме крови и исследованием относительного и абсолютного количества лимфоцитов С025 популяции.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование допустимого периода тепловой ишемии тиреотрахеального тр ансплантата.

Определение устойчивости трансплантата к ишемии необходимо для решения вопросов, как посмертного донорства, так и очередности эксплантации органа в условиях мультиорганного забора.

Нами поставлена задача исследовать аноксические повреждения трахеи и щитовидной железы на изолированном органе в остром эксперименте и после реперфузии в хроническом. Для достижения результата сначала выполнено изучение хирургической анатомии трахеи, щитовидной железы и щитовидных сосудов. Затем разработана экспериментальная модель хронического исследования.

Рис.1А-Г Динамика структурных изменений трахеи в различные периоды тепловой аноксии. Объяснение в тексте (гематоксилин-эозин, хЮО).

В остром эксперименте выявлена динамика структурных изменений трахеи и щитовидной железы в различные сроки после прекращения кровообращения (табл.3). Установлено, что гистологическая структура стенки трахеи в ранние сроки после прекращения кровообращения (до 3 часов) сохраняла черты правильного строения (рис.1 А). В последующем изменения касались, прежде всего, структуры слизистой оболочки. При возрастании времени аноксии до 6 часов, в трех опытах наблюдали уменьшение количества бокаловидных клеток, в двух случаях - очаговое исчезновение слоя ресничек (рис.1 Б). В остальных экспериментах структура слизистой оболочки была сохранна. В период аноксии от 6 до 12 часов уменьшение количества бокаловидных клеток, очаговое или тотальное исчезновение слоя ресничек выявлено во всех экспериментах (рис.1 В). В более поздние сроки наблюдали десквамацию эпителия сначала очагового, затем тотального характера (рис.1 Г). В период 18-24 часов в большинстве экспериментов эпителиальная выстилка

Таблица 3. Гистологические изменения стенки трахеи и ткани щитовидной железы в различные периоды тепловой ишемии (0-24 часа).

12-24

Слизистая

оболочка

трахеи

Структура сохранена

Уменьшение и исчезновение бокаловидных клеток, уплощение эпителия, исчезновение ресничек

Десквамация эпителия

Структура сохранена

Ткань

щитовидной железы

Структура сохранена

уплощение и десквамация эпителия в отдельных фолликулах

уплощение и десквамация эпителия

трахеи отсутствовала. Гистологическая структура хряща сохранялась неизменной во всех экспериментах в сроки от 0 до 24 часов.

При исследовании изменений тиреоидной ткани обнаружено, что в первые 3 часа структура фолликулов сохранна (рис.2А), при возрастании периода аноксии до 6 часов в половине опытов наблюдается его уплощение и десквамация (рис.2Б), деструктивные изменения прогрессируют по мере увеличения периода ишемии (рис.2В).

Проведена серия экспериментов по влиянию длительной (до 24 часов) фармако-холодовой консервации на структуру трахеи и щитовидной железы. Установлено, что консервирующий раствор («Консол») замедляет аутолитические процессы в тканях стенки трахеи (рис.3) и щитовидной железе (рис.4). Начальные изменения зафиксированы в сроки 12-18 часов.

А Б В

Рис.2А-В Динамика структурных изменений щитовидной железы в различные периоды тепловой аноксии. Объяснение в тексте (гематоксилин-эозин, х 100).

А Б

Рис.3 Динамика структурных изменений трахеи в различные периоды фармако-холодовой консервации. А - от 3 до 12 часов консервации структура трахеи сохранена; Б - очаговая десквамация эпителия в сроки 12-24 часа (гематоксилин-эозин, хЮО).

А Б В

Рис.4 Динамика структурных изменений щитовидной железы в различные периоды фармако-холодовой консервации: А - до 12 часов; Б - 12-18 часов; В - 18-24 часов (гематоксилин-эозин, ХЮ0).

Исследованию реперфузионного синдрома - комплекса системных и локальных изменений, возникающих после восстановления кровообращения в трансплантате, мы посвятили следующую серию наших экспериментов. Тяжесть течения и степень реперфузионного повреждения находятся в прямой зависимости от длительности аноксии. Исследование реперфузионных изменений органа после пересадки является обязательным для оценки устойчивости к ишемии, определения возможности посмертного донорства и очередности изъятия органа при мультиорганном заборе органов.

При проведении исследования пользовались данными предыдущих экспериментов, в которых определен 6-часовой интервал ишемии, в течение которого сохраняется структура трахеи.

Особенности оперативных вмешательств при выполнении хронических экспериментов для исследования реперфузионного повреждения трансплантата состояли в выключении из кровообращения участка трахеи и щитовидной железы на определенный срок без извлечения из организма лабораторного животного и последующем восстановлении кровообращения. Разработанные модели операций (рис.5) позволили провести серию опытов и определить устойчивость тиреотрахеального трансплантата к 3 и 6-часовой ишемии.

После 6-часового периода ишемии с последующим восстановлением кровообращения в аутотрансплантате в течение недели в 33% случаев отмечали сохранность структуры как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровне. Деструктивные изменения экспериментального участка трахеи выявлены в остальных экспериментах: в 33% - некроз слизистой оболочки трахеи (рис.6), в 17% - грануляционный стеноз, в 17% - изменения затрагивали слизистую оболочку и выявлялись только при гистологическом исследовании -обнаружена очаговая десквамация эпителия. Отсутствие подобных изменений в контрольных образцах позволяет интерпретировать их как проявление реперфузионного синдрома.

Результаты, полученные в группе с 3-часовой ишемией, отличались от результатов после 6-часовой ишемии. Отмечено сохранение структуры стенки трахеи, интактность слизистой. В двух случаях выявлено воспаление слизистой

оболочки как экспериментального, так и контрольного участков, что было объяснено бактериальным трахеитом.

Значимых различий в препаратах щитовидной железы 6-часовой и 3-часовой групп выявлено не было. Макроскопические и гистологические изменения щитовидной железы в обеих группах носили неспецифический характер. Конечным результатом наших экспериментов является сформулированная концепция о том, что тиреотрахеальный трансплантат устойчив к ишемическому повреждению в течение 3 часов после прекращения кровообращения. Реперфузионный синдром при таком сроке аноксии не приводит к необратимым деструктивным изменениям в стенке трахеи и ткани щитовидной железы и, таким образом, возможно ее изъятие после остановки кровообращения.

А Б В

Рис.5 Схемы экспериментальных моделей для исследования реперфузионных изменений тиреотрахеального трансплантата: А (модель №1) - пережатие плечеголовного ствола и общих сонных артерий выше отхождения щитовидных артерий, аорто-каротидное шунтирование; Б (модель №2) - пережатие щитовидных артерий и вен; В (модель №3) - протезирование правой общей сонной артерии с пережатием левой общей сонной артерии и щитовидных вен. Восстановление кровообращения анастомозом правой сонной артерии с сосудистым протезом.

Рис.6 Стенка опытного (А) и контрольного (Б) участков трахеи эксперимента после 6-часового периода ишемии с последующей реперфузией (гематоксилин-эозин, х200).

Разработка методики операции трансплантации тиреотрахеального комплекса.

Разработке техники операции тиреотрахеальной трансплантации предшествовало исследование анатомии трахеи, щитовидной железы и щитовидных сосудов, которое проведено как в эксперименте на животных, так и в анатомическом эксперименте.

В эксперименте на животных.

В 22 опытах на собаках изучена хирургическая анатомия тиреотрахеального комплекса (рис.7). Установлено, что трахея состоит из 35±5 хрящевых полуколец, имеет диаметр 3,0±1,0 см, несколько уменьшающийся в каудальном направлении до 2,5±0,5 см. Щитовидные железы в виде двух оливообразных образований размерами 2x1 см располагаются в паратрахеальной клетчатке, прилежат латерально к трахее на уровне 1-4 полуколец. От нижних полюсов долей щитовидной железы отходят две нижние щитовидные вены и, располагаясь на передне-боковых поверхностях шейного отдела трахеи, в верхнем средостении впадают в плечеголовные вены соответственно своей стороне. В грудном отделе трахеи значимых источников кровооттока не выделено.

Собственных источников кровоснабжения трахеи не выявлено, в связи с чем изучена анатомия щитовидных артерий, которые по одной с каждой стороны отходят от общих сонных артерий на уровне второго хрящевого полукольца трахеи. Диаметр каждой 12 мм, длина - 1-2 см. Щитовидные артерии имеют дугообразный ход кпереди и медиально, в средней трети от них отходят нижние гортанные ветки. Артерии входят в щитовидные железы на уровне верхних полюсов.

Путем наливки трансплантата через

сосуды определили территорию перфузии щитовидных артерий, которая составила 0,86±0,15 длины трахеи.

Общие сонные артерии Щитовидный хрящ

Перстневидный хрящ Нижняя гортанная артерия Щитовидная артерия Щитовидная железа

Трахея

Нижние щитовидные вены Непарная щитовидная вена

Левая плечеголовная вена Правая плечеголовная вена Плечеголовной ствол Подключичная артерия Аорта

Передняя полая вена

Рис.7 Анатомия трахеи собаки.

Препарирование сосудистых структур, трахеи и щитовидной железы заканчивали отделением тиреотрахеального трансплантата от прилежащих структур, пересечением внутренних яремных и подключичных вен у места их слияния с двух сторон, а также передней полой вены, пересечением сонных артерий выше и ниже (или плечеголовного ствола) отхождения щитовидных и отсечением трахеи Таким образом, разработана методика донорского забора тиреотрахеального трансплантата в эксперименте на животных (рис 8)

Реципиентный этап трансплантации выполнен в 3 экспериментах и заключался в стандартной операции циркулярной резекции трахеи, после чего донорский комплекс переносили в зону дефекта трахеи и накладывали краниальный и каудальный трахео-трахеальные анастомозы, а также сосудистые анастомозы по типу «конец в бок» между сосудистыми площадками, содержащими устья щитовидных артерий и вен донора с сонными артериями и левой плечеголовной веной реципиента (рис 9) В анатомическом эксперименте

Изучение хирургической анатомии сосудистой ножки трахеи и разработку методики трансплантации тиреотрахеального комплекса продолжили в анатомическом эксперименте на трупах людей

Следует отметить, что анатомия трахеи и щитовидной железы к настоящему времени хорошо изучена и описана во многих руководствах и учебниках по анатомии человека Исследованию сосудистой ножки трахеи посвящено небольшое количество работ (Мшга Т и соавт, 1966, Salassa J R и соавт, 1977, Salmerón J и соавт, 1998, Shapiro A L и соавт, 1950), изложение материала в которых носит исключительно анатомический характер Единственной работой, описывающей хирургическую анатомию трахеи и ее латеральной сосудистой ножки применительно к трансплантации трахеи, этапов забора и пересадки, является исследование Дыдыкина С С (2001, 2006), которое мы взяли за основу при выполнении наших экспериментов Нами изучена клиническая анатомия нижних щитовидных артерий, так как ранее показана их преимущественная роль в кровоснабжении трахеи

При препарировании анатомических структур установлено, что нижние щитовидные артерии после отхождения от щитовидно-шейного ствола направляются в восходящем направлении по передней поверхности длинной мышцы шеи, где делают медиальный изгиб, отдавая нижние гортанные артерии по одной с каждой стороны, затем меняют направление в сторону нижних полюсов щитовидной железы и трахеи Выраженность нижних щитовидных артерий была относительно постоянна - в 74,1% опытов выделены оба сосуда диаметром 1-3 мм и длиной 4-6 см, в 18,5% случаев выделена одна из артерий, в 7,4% нижние щитовидные артерии признаны непригодными для последующего наложения сосудистых анастомозов из-за малого диаметра или рассыпного типа (рис 10)

При исследовании щитовидных вен при донорском заборе трансплантата целесообразно сохранение непарного щитовидного сплетения и нижних

щитовидных вен, которые удалось выявить во всех экспериментах. При этом рассыпной тип кровооттока выявлен только в 19,4% опытах, в остальных -сосуды венозного сплетения конвергировали с образованием 1-3 стволов, впадающих в плечеголовные вены. При магистральном типе диаметр нижних щитовидных артерий достигал 2-4 мм, длина венозной сосудистой ножки 2-5

Рис.8 Трансплантация Рис.9 Трансплантация трахеи в эксперименте на собаках, трахеи в эксперименте на этап имплантации: 1 - Краниальный анастомоз собаках, донорский этап (ларинготрахеальный); 2 - Имплантация щитовидных (пункты 1-6 - порядок артерий трансплантата в общие сонные артерии пересечения анатомических реципиента; 3 - Венозный анастомоз между структур). щитовидными венами трансплантата и левой

плечеголовной веной реципиента; 4 - Каудальный анастомоз (трахеотрахеальный).

Изучена территория перфузии трахеи через нижние щитовидные артерии, которая в 76% экспериментов составила 2/3 протяженности органа (рис.11).

Полученная в ходе экспериментов информация по анатомии нижних щитовидных артерий и вен позволила разработать методику выполнения донорского и реципиентного этапов трансплантации тиреотрахеального комплекса.

Операцию эксплантации трахеи разработали в двух вариантах. Доступ к донорскому комплексу осуществляли посредством воротникообразного (двустороннего надключичного) разреза и срединной стернотомии.

гортань

верхняя щитовидная артерия

верхняя щитовидная вена трахея

щитовидная железа средняя щитовидная вена

нижняя щитовидная артерия общая сонная артерия подключичная артерия

нижние щитовидные вены плечеголовные вены

Рис.10 Хирургическая анатомия сосудистой ножки трахеи: система щитовидных сосудов.

При «анатомическом» донорском заборе выполняли препарирование щитовидной железы, трахеи, щитовидных артерий и вен непосредственно в организме донора, пересекали перстнетрахеальную мембрану и главные бронхи, подключичные артерии с двух сторон от отхождения щитошейных стволов и плечеголовные вены с двух сторон от впадения нижних щитовидных вен, после чего извлекали тиреотрахеальный комплекс (рис.12).

При анализе результатов 31 эксперимента по «анатомическому» донорскому забору трансплантата выявлены недостатки методики, ограничивающие ее Рис.11 Территория кровоснаб- применение в клинических условиях - большая жения трахеи через нижние продолжительность операции, опасность щитовидные артерии - повреждения мембранозной части трахеи, анемизация 2/3 органа.

А Б

Рис.12 Трансплантация тиреотрахеального комплекса: А - «Анатомический» донорский забор тиреотрахеального трансплантата (пункты 1-6 - порядок пересечения анатомических структур); Б - общий вид трансплантата.

Следующим этапом нашего исследования было разработать методику «быстрого» донорского забора трахеи, минимизировать продолжительность операции и тепловой ишемии, обеспечить прецизионное выделение структур трансплантата.

Техника операции включала выделение и катетеризацию дуги аорты донора, выделение и пересечение верхней полой вены, перфузию консервирующего раствора через ветви дуги аорты. После отмывки трансплантата выполняли иссечение тиреотрахеального комплекса одним блоком с прилежащими тканями и сосудами. Дальнейшее препарирование трансплантата осуществляли вне организма донора в условиях фармако-холодовой консервации - производили выделение нижних щитовидных вен на всем протяжении, нижних щитовидных артерий, иссекали прилежащие ткани (рис.13).

Использование методики «быстрого» забора тиреотрахеального комплекса в анатомическом эксперименте позволяет сократить длительность донорского этапа трансплантации, минимизировать период первичной тепловой ишемии и обеспечить более бережное выделение структур тиреотрахеального трансплантата. Реализованный в эксперименте способ препарирования на отдельном столике в условиях фармако-холодовой консервации может осуществляться после транспортировки и позволяет

выделить структуры трансплантата в комфортных для хирурга условиях, при необходимости с использованием увеличительной техники. На основании указанных преимуществ способа данная методика более предпочтительна при выполнении операции тиреотрахеальной трансплантации в клинике.

А Б

Рис.13 «Быстрый» донорский забор. Вид тиреотрахеального трансплантата после извлечение из организма донора (А) и после препарирования (катетер введен в нижнюю щитовидную вену) (Б).

А Б

Рис.14 Донорский забор тиреотрахеальнолегочного комплекса: А - общий вид трансплантата; Б - препарирование и разделение тиреотрахеального и легочного трансплантатов.

В следующей части нашего исследования нами разработаны способы эксплантации трахеи в условиях операции мультиорганного забора органов грудной полости. С этой целью мы объединили известную методику

эксплантации сердца и легочного комплекса с ранее разработанным способом «быстрого» донорского забора трахеи Протокол операции включал в себя одновременную перфузию сердца (через восходящий отдел аорты), легких (через легочный ствол) и тиреотрахеалыюго комплекса (через дугу аорты) Затем производили эксплантацию сердца и иссечение легочного комплекса одним блоком с клетчаткой средостения, трахеей, щитовидной железой и сосудами Разделение тиреотрахеального трансплантата и двулегочного комплекса производили на препаровочном столике Затем в условиях фармако-холодовой консервации выполняли препарирование щитовидных сосудов по описанной выше методике

Таким образом, в анатомическом эксперименте разработана методика эксплантации тиреотрахеальнолегочного комплекса в условиях мультиорганного забора с последующим разделением и препарированием тиреотрахеального и легочного трансплантатов

Донорский этап трансплантации любого органа включает в себя мероприятия по защите от инфицирования, механического, химического и ишемического повреждения трансплантата При проведении серии анатомических исследований нами разработан алгоритм действий бригады по забору органов, включающий профилактические мероприятия сохранения тиреотрахеального комплекса Основные положения данного алгоритма включают раннее выполнение фибротрахеоскопии и санацию трахеобронхиального дерева, полости рта, носо- и ротоглотки растворами антибактериальных препаратов, переинтубация под эндоскопическим контролем с размещением манжеты трубки в нижней трети трахеи Для предотвращения аспирационных осложнений необходимо введение желудочного зонда и рыхлая тампонада полости рта и ротоглотки Использование метода «быстрой» эксплантации трахеи позволит предотвратить ишемическое повреждение, а изоляция просвета трахеи от окружающих тканей - контактного инфицирования комплекса Реализация разработанного алгоритма при трансплантации трахеи в клинике позволила получить жизнеспособный трансплантат и избежать осложнений, связанных с оперативным вмешательством

Разработка операции на реципиенте выполнена в 5 экспериментах и заключалась в выполнении стандартной циркулярной резекции протяженного участка трахеи, переносе трансплантата в зону циркулярного дефекта и наложении трахеотрахеальных и сосудистых анастомозов Длина сосудистой ножки трансплантата во всех случаях позволяла произвести реваскуляризацию через плечеголовной ствол или сонные артерии реципиента, венозный отток восстанавливали сшиванием нижней щитовидной вены трансплантируемого комплекса с левой плечеголовной веной реципиента (рис 15)

Трансплантация тиреотрахеального комплекса в клинике.

Изучение хирургической анатомии трахеи и щитовидной железы, тщательная разработка методик выполнения донорского и реципиентных этапов, определение допустимого периода тепловой ишемии в эксперименте позволили нам выполнить аллотрансплантацию тиреотрахеального комплекса в клинике.

При подготовке к выполнению операции нами впервые сформулированы показания к трансплантации трахеи, которыми, по нашему мнению, следует считать субтотальное или тотальное поражение трахеи, невозможность выполнить другие (паллиативные или радикальные) вмешательства, невозможность обеспечить адекватное дыхание и/или эвакуацию бронхиального секрета посредством трахеостомии, опасность развития фатальных осложнений вследствие травмы трахеи и/или главных бронхов трахеостомической трубкой и прогрессирование заболевания. В нозологический список включили доброкачественные заболевания трахеи и злокачественные опухоли без признаков отдаленных метастазов и неэффективности лучевой и химиотерапии.

А Б

Рис.15 Трансплантация тиреотрахеального комплекса, варианты имплантации нижних щитовидных артерий: А - анастомоз нижних щитовидных артерий трансплантата с плечеголовным стволом реципиента; Б - имплантация нижних щитовидных артерий в общие сонные артерии.

Предоперационное обследование потенциального реципиента включало весь спектр клинической диагностики и проводилось с целью определения показаний, исключения заболеваний, которые могут служить противопоказанием к выполнению трансплантации и определения структурно-

функционального состояния других органов и систем. При составлении алгоритма обследования нами использованы международные рекомендации по отбору кандидатов на трансплантацию легких (Maurer J.R. и соавт., 1998; Orens J.B. и соавт., 2006).

Экспериментальная и теоретическая подготовка позволила выполнить трансплантацию тиреотрахеального комплекса в клинике. Реципиентом был мужчина 37 лет с диагнозом: «посттрахеостомический субтотальный рубцовый стеноз и маляция трахеи. Дефект мембранозной части грудного отдела трахеи с формированием ложного хода в средостение. Медиастинит. Трахеостома. Хронический трахеобронхит». При обследовании согласно разработанному алгоритму противопоказаний к выполнению операции не выявлено. Совместимость между донором и реципиентом была по группе крови и одному антигену HLA-системы. Этап изъятия тиреотрахеального комплекса был осуществлен по «быстрому» протоколу. Перфузию органа произвели раствором «Кустодиол». Реципиентный этап трансплантации заключался в резекции рубцово измененной трахеи (рис.16). При этом верхняя граница резекции была на уровне первого межхрящевого промежутка, нижняя - по верхнему правому краю последнего хрящевого полукольца, а по левой стенке выполнили резекцию трахеобронхиального угла. Далее выполнили каудальный и краниальный трахеотрахеальные анастомозы между донорским комплексом и трахеей реципиента. Для восстановления кровообращения выполнили анастомоз левой и правой нижних щитовидных артерий с плечеголовным стволом реципиента по типу «конец в бок». Кровоотток восстановили анастомозом нижней щитовидной вены донора с левой плечеголовной веной реципиента. После пуска кровотока отметили быстрое заполнение кровью нижней щитовидной вены, диффузное кровотечение из ткани трансплантата и изменение цвета слизистой оболочки при фибротрахеоскопии, что свидетельствовало о восстановлении кровообращения в трансплантате.

А

Б

В

Г

Рис.16 Схема операции, выполненной больному X. (А-Г - этапы операции).

В послеоперационном периоде проводили профилактику инфекционных осложнений и отторжения Иммуноподавляющая терапия включала назначение 4-х препаратов - Циклоспорин А, Метилпреднизолон, Мофетила микофенолат, Даклизумаб

Производили контроль структурно-функциональных изменений трансплантата, подвергли тщательному анализу особенности иммуносупрессивной терапии

При анализе структуры трахеальной части трансплантата выявили сохранение слизистой оболочки и хрящевого каркаса в ближайший и отдаленный периоды после операции с сохранением удовлетворительного просвета дыхательного пути Функциональных нарушений при исследовании функции внешнего дыхания не выявлено

Исследование структурных и функциональных изменений донорской щитовидной железы выявило сохранение васкуляризации тиреоидной ткани на протяжении всего послеоперационного периода Ближайший посттрансплантационный период сопровождался клиническими и лабораторными признаками тиреотоксикоза (вследствие ишемического и реперфузионного повреждения трансплантата) с самопроизвольным разрешением в течение 3 месяцев Гормональной активности паращитовидных желез не выявлено

При оценке иммуносупрессии выявлено подавляющее влияние тиреотоксикоза на концентрацию циклоспорина А в крови Необходимого уровня удалось достичь, повысив дозу циклоспорина По мере снижения концентрации тиреоидных гормонов в плазме крови нами снижена доза циклоспорина, на основании чего мы заключили, что при последующих трансплантациях необходима коррекция дозы иммуноподавляющих препаратов в соответствии со степенью нарушений функции щитовидной железы

Таким образом, нами проведен анализ литературы и тщательное доклиническое исследование, посвященное решению основных вопросов трансплантации трахеи Реализация предложенной методики тиреотрахеальной трансплантации в клинике с хорошим отдаленным результатом (15 месяцев) показала возможность использования метода при лечении больных с протяженным поражением дыхательной трубки при невозможности альтернативного лечения

ВЫВОДЫ

1 Разработанная на собаках и в анатомическом эксперименте модель трансплантации трахеи с сохранением щитовидной железы, щитовидных артерий и вен может служить прототипом подобных операций в клинике

2 Каскад изменений структуры тиреотрахеального трансплантата в различные периоды ишемии носит стереотипный характер и касается, прежде всего, тканей эпителиального происхождения Деструктивные изменения слизистой оболочки трахеи при световой микроскопии регистрируются

через 6 часов, тиреоидной ткани - через 3 часа после остановки кровообращения При фармако-холодовой консервации структура не изменяется до 12-18 часов

3 Разработанные модели операций по выключению из кровообращения участка трахеи и щитовидной железы на заданный срок с последующим восстановлением органного кровотока позволяют исследовать реперфузионные изменения структуры тиреотрахеального трансплантата в различные сроки тепловой ишемии

4 Реперфузия тиреотрахеального комплекса после 3-часового периода тепловой ишемии не приводит к необратимому повреждению структуры трахеи и щитовидной железы

5 Предложенные алгоритмы предоперационного обследования и послеоперационного лечения позволяют осуществлять отбор кандидатов на трансплантацию трахеи и производить мониторинг состояния трансплантата в течение послеоперационного периода

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 При выполнении трансплантации трахеи на модели собак и в анатомическом эксперименте необходимо сохранение щитовидных артерий и щитовидных желез, кровоотток целесообразно восстанавливать через нижние щитовидные вены

2 Донорский забор тиреотрахеального трансплантата необходимо производить у донора с сохраненным кровообращением или у трупного донора не позднее 3 часов после остановки кровообращения

3 При исследовании реперфузионных изменений трахеи и щитовидной железы на модели собаки необходимо использовать модель аутотрансплантации

4 При донорском заборе тиреотрахеального трансплантата перфузию консервирующего раствора следует производить через дугу аорты, иссечение трахеи выполнять одним блоком с клетчаткой средостения и шеи, что позволит сократить первичный период тепловой ишемии

5 Мультиорганный донорский забор органов грудной полости возможен при эксплантации сердца с последующим иссечением тиреотрахеального комплекса одним блоком с легкими и разделением трахеи и легочного трансплантата вне организма донора, либо при эксплантации сердечно-легочно-тиреотрахеального комплекса

6 Восстановление артериального кровоснабжения трансплантата возможно посредством наложения сосудистых анастомозов между нижними щитовидными артериями донора и общими сонными артериями или плечеголовным стволом реципиента, восстановление кровооттока следует производить, анастомозируя нижние щитовидные вены тиреотрахеального комплекса с левой плечеголовной веной

7 На всех этапах трансплантации, начиная с периода кондиционирования потенциального донора, необходимо осуществлять мероприятия по защите трансплантата от повреждающих факторов

8 При обследовании потенциального реципиента показано проведение исследований, направленных на исключение заболеваний, которые могут повлиять на выполнение или результаты трансплантации

9 При выполнении клинической трансплантации необходим периодический контроль функции и структуры трансплантата, при развитии тиреотоксикоза - тщательный клинико-лабораторно-инструментальный контроль иммуносупрессии

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Сохранение венозного оттока при тирсотрахеальной трансплантации // Тезисы научной конференции молодых ученых, посвященной Дню основания РНЦХ РАМН "Новое в реконструктивной хирургии" 19 марта 2004 года, Москва, с 129 (Соавт Паршин В В )

2 Лечение рубцового стеноза трахеи в клинике торакальной хирургии // Российская оториноларингология 2004 №5(12) с 134-142 (Соавт Паршин В Д , Русаков M А , Гудовский Л M )

3 Трансплантация трахеи морфологические изменения тиротрахеальных трансплантатов в разные сроки ишемии // Материалы 3-й московской международной конференции по торакальной хирургии 17-19 января 2005г, Москва, с 86-88 (Соавт Паршин В Д, Жидков И Л , Фишкова 3 П , Дыдыкин С С , Базаров Д В )

4 Трансплантация трахеи донорский этап (экспериментальное исследование) // Материалы конференции молодых ученых, посвященной 60 - летию Института хирургии им А В Вишневского РАМН «Современные методы диагностики и лечения заболеваний в клинике и в эксперименте», 13-14 октября 2005 г, Москва, с 458-460 (Соавт Базаров Д В , Киселев Д Е )

5 Лечение протяженных и мультифокальных стенозов трахеи // Тезисы докладов Юбилейной конференции и Первого съезда кардиохирургов Сибирского федерального округа «Пятые научные чтения, посвященные памяти академика РАМН Е H Мешалкина, с международным участием», 21-23 июня 2006 г, Новосибирск, с 133 (Соавт Паршин В Д , Русаков M А , Волков А А , Вишневская Г А )

6 Trachea transplantation détermination of allowable period of thermal ischemia // European Respiratory Journal, 2006, v 28, suppl 50, p 723s (Соавт Parshin V , Jidkov I, Vishnevskaya G , Shimbireva О )

7 Трансплантация трахеи определение допустимого периода тепловой ишемии // O'zbekiston hirurgiyasi (Хирургия Узбекистана), 2006, №3(31), с 111

8 Лечение сложных Рубцовых стенозов трахеи // Материалы конференции, посвященной 20-летию отделения торакальной хирургии Курской областной клинической больницы «Актуальные вопросы торакальной хирургии», 16 марта 2007 г , Курск, с 108-109 (Соавт Паршин В Д, Жидков И Л, Дыдыкин С С , Фишкова 3 П , Вишневская Г А , Базаров Д В )

9 Первый опыт ультразвукового исследования трансплантированной щитовидной железы после пересадки тиреопаратиреотрахеального комплекса у больного с тотальным рубцовым стенозом трахеи // Ультразвуковая и функциональная диагностика, 2007, №2, с 99-105 (Соавт Сандриков В А , Фисенко Е П , Садовников В И , Паршин В Д, Винницкий Л И )

10 Трансплантация тиреопаратиреотрахеального комплекса с сохраненным кровоснабжением для замещения обширных циркулярных дефектов дыхательных путей // Анналы РНЦХ им акад Б В Петровского РАМН, 2007, вып 15, с 17-24 (Соавт Паршин В Д, Миланов Н О , Трофимов Е И , Гудовский Л М , Выжигина М А , Русаков М А , Жидков И Л, Дыдыкин С С , Волков А А , Абдумурадов К А , Гуляев В А , Каабак М М , Винницкий Л И , Богомолова Н С , Фишкова 3 П, Фисенко Е П, Титов В А)

11 Ультразвуковой контроль состояния трансплантированного тиреопаратиреотрахеального комплекса у больного с тотальным Рубцовым стенозом трахеи // Анналы РНЦХ им акад Б В Петровского РАМН, 2007, вып 15, с 25-29 (Соавт Сандриков В А , Фисенко Е П, Паршин В Д, Винницкий ЛИ)

12 Новая хирургическая тактика при протяженных и мультифокальных стенозах трахеи // Анналы РНЦХ им акад Б В Петровского РАМН, 2007, вып 15, с 38-45 (Соавт Паршин В Д , Русаков М А , Выжигина М А , Вишневская Г А , Волков А А )

13 Первая трансплантация реваскуляризированной трахеи больному с субтотальным Рубцовым стенозом // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия, 2007, №1, с 64-68 (Соавт Паршин В Д, Миланов Н О , Трофимов Е И , Гудовский Л М , Выжигина М А , Русаков М А , Дыдыкин С С , Жидков И Л , Волков А А, Абдумурадов К А, Винницкий Л И , Фишкова 3 П , Фисенко Е П , Титов В А , Вишневская Г А , Базаров Д В , Кононова Е В )

14 Донорский этап трансплантации трахеи // Материалы конференции «Клиническая трансплантация органов (актуальные вопросы)», 26-27 сентября 2007 г, Москва, с 6364 (Соавт Паршин В Д, Минина М Г, Русаков М А , Дыдыкин С С , Гуляев В А , Вишневская Г А , Богоявленская Т А , Головинский С В )

15 Особенности иммуноподавляющей терапии у больного после аллотрансплантации тиреотрахеального комплекса // Материалы конференции «Клиническая трансплантация органов (актуальные вопросы)», 26-27 сентября 2007 г, Москва, с 6668 (Соавт Паршин В Д, Винницкий Л И, Воробьева Н Т , Бунятян К А , Каабак М М , Готье С В)

16 Пересадка реваскуляризируемой трахеи в клинике // Материалы конференции «Клиническая трансплантация органов (актуальные вопросы)», 26-27 сентября 2007 г , Москва, с 65-66 (Соавт Паршин В Д, Миланов Н О , Трофимов Е И , Волков А А , Минина М Г, Гуляев В А , Дыдыкин С С , Русаков М А , Богомолова Н С , Винницкий ЛИ, Выжигина МА, Жидков ИЛ, Орешкина ТД, Фисенко ЕП, Каабак ММ, Готье С В , Абдумурадов К А , Базаров Д В , Вишневская ГА)

17 Аллотрансплантация трахеи в анатомическом эксперименте // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии, 2007, №3-4 (22-23), с 90-91 (Соавт Паршин В Д, Дыдыкин С С )

18 Первый опыт аллотрансплантации трахеи в клинике \\ Вопросы реконструктивной и пластической хирургии, 2007, №3-4 (22-23), с 91-92 (Соавт Паршин В Д, Миланов Н О , Трофимов Е И , Дыдыкин С С , Гуляев В А , Русаков М А , Выжигина М А , Жидков И Л , Фисенко Е П , Фишкова 3 П , Орешкина Т Д, Воробьева Н Т, Бунятян КА)

19 Реконструктивная хирургия протяженных и мультифокальных стенозов трахеи // Хирургия Журнал им Н И Пирогова, 2007, №11, с 21-28 (Соавт Паршин В Д, Русаков М А , Выжигина М А , Вишневская Г А )

20 Реконструктивная хирургия и микрохирургия Рубцовых стенозов трахеи // М «Гэотар-медиа», 2007 - 130 с (Соавт В Д Паршин, Н О Миланов, Е И Трофимов)

Заказ № 14/05/08 Подписано в печать 28 04 2008 Тираж! 20 экз Уел пл 1,5

1С

ч ООО "Цифровичок", тел (495) 797-75-76, (495) 778-22-20 тт> с/г ги, е-тай т/о@с/г ги

Крупнейшим научным достижением медицины последних десятилетий является успешное внедрение в практику органозамещающих операций. У истоков трансплантологии стояли Ullmann Е. (1902), показавший возможность трансплантации почки, Carrel А. (1905), впервые выполнивший пересадку сердца в эксперименте, Goodrich (1956), разрабатывавший методику трансплантации печени. Всемирное признание, благодаря своим экспериментальным работам, получил наш соотечественник В.П.Демихов (1947, 1960), впервые предложивший операции по трансплантации легких, сердечно-легочного комплекса, грудины, ряда операций на сердце, в том числе коронарного шунтирования, продолживший изучение проблем пересадки других жизненно-важных органов.

Имена хирургов, стоявших у истоков клинической трансплантации, вошли в анналы истории медицины. Всем известны работы Вороного Ю.Ю. (1934), выполнившего в 1933 году впервые в мире аллотрансплантацию трупной почки, Hardy J.D. (1963), впервые пересадившего легкое в клинике, Starzl Т.Е. (1963), осуществившего пересадку печени, Barnard C.N. (1967), выполнившего первую успешную пересадку сердца человеку.

Трансплантология нашего времени представляет собой интенсивно развивающуюся отрасль медицины. Достижения смежных специальностей, таких как иммунология, фармакология, реабилитология, реаниматология, позволили с успехом применять операции по пересадке органов для спасения жизни больным с терминальными стадиями заболеваний сердца, легких, почек, печени, эндокринных органов. В последние годы появились сообщения о трансплантациях не по жизненным, а по социальным показаниям. Среди таких наблюдений следует отметить, прежде всего, случаи пересадки верхних конечностей (Dubernard J.-M., 1999; Schneeberger

S., 2005), лица (Devauchelle В., 2006), органов мочеполовой системы (Fageeh W., 2002; Ни W., 2006), гортани (Strome М., 2001), кожно-мышечно-хрящевого тканевого комплекса (Jiang H.Q., 2005), языка (Birchall М., 2004). Развитие хирургической техники, появление новых, относительно безопасных, схем иммуносупрессии, совершенствование диагностики и лечения инфекционных осложнений, позволяют в настоящее время выполнять аллогенные пересадки органов любого тканевого состава. В настоящей работе решается задача замещения протяженных циркулярных дефектов трахеи после обширных резекций методом аллотрансплантации реваскуляризируемого тиреотрахеального комплекса.

Актуальность.

До середины прошлого века отсутствовали четко разработанные методы хирургического лечения заболеваний трахеи. Реконструктивные операции на дыхательной трубке носили спорадический характер (Gltick Т., 1881; Kuster Е., 1886; Eiselsberg А., 1986; Bond C.J., 1891; Sanger P.W., 1945), часто возникали осложнения. Вторая половина 20 века характеризуется интенсивным развитием анестезиологии и реанимации, эндоскопии, появлением новых хирургических технологий, что позволило начать интенсивное изучение проблемы операций на трахее. В основополагающих работах Перельмана М.И. (1972), Петровского Б.В. (1978), Королёвой Н.С. (1980), Самохина А .Я. (1992), Паршина В.Д. (2000, 2003), Pearson F.G. (1986), Mathisen D.J. (1998), Brichet A. (1999), Wood D.E. (2001), Grillo H.C. (2004) разработаны, предложены и внедрены в практику различные операции на трахее, составлены алгоритмы оказания помощи больным, что в настоящее время позволяет полностью излечивать их в большинстве случаев. Однако существующие методы, несмотря на свое многообразие, имеют ряд ограничений, которые стимулируют дальнейшее развитие данного раздела хирургии. Ограничения касаются, прежде всего, протяженности поражения. Согласно экспериментальным исследованиям Grillo Н.С. (1964), при вовлечении в патологический процесс более 'Л длины трахеи выполнение радикальной операции - циркулярной резекции трахеи, опасно из-за высокой вероятности несостоятельности анастомоза. При доброкачественном поражении трахеи и возможности фиксации в трахее трубчатых конструкций (эндопротез, трахеостомическая трубка), выполняются паллиативные вмешательства. Ограничивают выполнение данных операций злокачественный характер процесса, распространенность зоны поражения до области бифуркации трахеи, наличие трахеопищеводных свищей, дефектов и слепых карманов в стенке трахеи, то есть ситуации, при которых высока вероятность дислокации стента с возможным развитием асфиксии.

Перспективным представляется замещение пораженной стенки трахеи протезом. Исследования в этой области ведутся более 50 лет. Однако удовлетворительные результаты в эксперименте часто оказываются отрицательными в клинических условиях. Причиной является развитие несостоятельности анастомозов, образованных при сшивании неоднородных тканей, инфекционные осложнения, связанные с нарушением эвакуации бронхиального секрета через протез. В этой связи представляется перспективным использование метода аллогенной пересадки трахеи. Недавние экспериментальные работы, проведенные Macchiarini Р. (1994, 1995) на модели животных и Дыдыкина С.С. (2001, 2006) на анатомическом материале побудили нас к дальнейшему исследованию данного метода с целью последующего внедрения его в клинику.

Цель работы.

Изучение возможности пересадки трахеи с сохранением питающих сосудов и венозного оттока.

Задачи:

1. Разработать экспериментальную модель трансплантации трахеи на крупных лабораторных животных.

2. Изучить изменения структуры трахеи и щитовидной железы в различные периоды тепловой ишемии и фармако-холодовой консервации на модели собаки.

3. Разработать экспериментальную модель реперфузионного повреждения трахеи и щитовидной железы после периода тепловой ишемии, а также изучить изменения структуры этих органов при реперфузии после различных периодов тепловой ишемии на крупных лабораторных животных.

4. Разработать хирургическую технику и алгоритм донорского этапа и пересадки трахеи с прямой реваскуляризацией в анатомическом эксперименте.

5. Разработать алгоритм предоперационного обследования и послеоперационного ведения реципиента трахеи.

Научная новизна исследования.

На экспериментальном материале впервые разработаны модели пересадки трахеи для решения прикладных вопросов трансплантации органа - определения допустимого периода тепловой ишемии и холодовой консервации. В эксперименте на собаках установлено, что возможна пересадка трахеи от донора с небьющимся сердцем.

В анатомическом эксперименте впервые предложена методика «быстрого» забора трахеи с сохранением питающих сосудов и венозного оттока, а также донорского забора трахеи в условиях мультиорганного забора органов.

Впервые определены показания к трансплантации трахеи. Впервые выполнена трансплантация трахеи с сохранением кровоснабжения в клинических условиях.

Впервые определены алгоритмы донорского этапа, предоперационного обследования и послеоперационного ведения реципиента трахеи.

Практическая ценность.

Разработаны модели пересадки трахеи на животных для последующих экспериментальных исследований. Разработана методика донорского забора, основанная на выделении трахеи вместе с клетчаткой средостения, шеи, прилежащими сосудами, позволяющая сократить время первичной тепловой ишемии трансплантата. Для подготовки клинического применения метода пересадки трахеи разработаны алгоритмы обследования и ведения донора и реципиента трахеи.

Внедрение в практику.

Предложенная методика пересадки трахеи и алгоритмы подготовки и ведения донора и реципиента применяются в практической деятельности отделения хирургии легких и средостения ГУ РНЦХ им.акад.Б.В.Петровского РАМН. Основные положения диссертации включены в материалы лекционного курса для студентов ММА им.И.М.Сеченова, ординаторов и аспирантов ГУ РНЦХ им.акад.Б.В.Петровского РАМН.

Публикации и апробация работы.

По материалам диссертации опубликовано 20 работ, в том числе 3 в центральной печати и 1 монография.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на:

1) Юбилейной конференции и первом съезде кардиохирургов

Сибирского федерального округа «Пятые научные чтения, посвященные памяти академика РАМН Е.Н.Мешалкина, с международным участием», 21-23 июня 2006 г. (Новосибирск);

XVI национальном конгрессе по болезням органов дыхания (II конгресс Евроазиатского респираторного общества), 14-17 ноября 2006 г. (Санкт-Петербург); заседании №2599 Московского общества хирургов 21.12.2006;

Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новые технологии в кардиальной и онкохирургии», 27-29 апреля 2007 г. (Краснодар);

247 заседании пульмонологической секции Хирургического общества Москвы и Московской области 16.05.2007; конференции, посвященной 20-летию отделения торакальной хирургии Курской областной клинической больницы «Актуальные вопросы торакальной хирургии», 16 марта 2007 г. (Курск); заседании Президиума РАМН 13.06.2007 (Москва); научно-практической конференции врачей Медицинского университета г.Ганновера 26.08.2007 (Германия); конференции «Клиническая трансплантация органов (актуальные вопросы)», 26-27 сентября 2007 г. (Москва); II научно-практической конференции «Новые оперативные технологии (анатомические, экспериментальные и клинические аспекты)», 27-28 сентября 2007 г. (Томск).

Структура работы.

Диссертация написана в традиционном стиле, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 217 страницах и иллюстрирована 10 таблицами и 60 рисунками. Список литературы содержит 223 источника, из них 82 на русском и 141 на иностранных языках.

ВЫВОДЫ

1. Разработанная на собаках и в анатомическом эксперименте модель трансплантации трахеи с сохранением щитовидной железы, щитовидных артерий и вен может служить прототипом подобных операций в клинике.

2. Каскад изменений структуры тиреотрахеального трансплантата в различные периоды ишемии носит стереотипный характер и касается, прежде всего, тканей эпителиального происхождения. Деструктивные изменения слизистой оболочки трахеи при световой микроскопии регистрируются через 6 часов, тиреоидной ткани - через 3 часа после остановки кровообращения. При фармако-холодовой консервации структура не изменяется до 12-18 часов.

3. Разработанные модели операций по выключению из кровообращения участка трахеи и щитовидной железы на заданный срок с последующим восстановлением органного кровотока позволяют исследовать реперфузионные изменения структуры тиреотрахеального трансплантата в различные сроки тепловой ишемии.

4. Реперфузия тиреотрахеального комплекса после 3-часового периода тепловой ишемии не приводит к необратимому повреждению структуры трахеи и щитовидной железы.

5. Предложенные алгоритмы предоперационного обследования и послеоперационного лечения позволяют осуществлять отбор кандидатов на трансплантацию трахеи и производить мониторинг состояния трансплантата в течение послеоперационного периода.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При выполнении трансплантации трахеи на модели собак и в анатомическом эксперименте необходимо сохранение щитовидных артерий и щитовидных желез, кровоотток целесообразно восстанавливать через нижние щитовидные вены.

2. Донорский забор тиреотрахеального трансплантата необходимо производить у донора с сохраненным кровообращением или у трупного донора не позднее 3 часов после остановки кровообращения.

3. При исследовании реперфузионных изменений трахеи и щитовидной железы на модели собаки необходимо использовать модель аутотрансплантации.

4. При донорском заборе тиреотрахеального трансплантата перфузию консервирующего раствора следует производить через дугу аорты, иссечение трахеи выполнять одним блоком с клетчаткой средостения и шеи, что позволит сократить первичный период тепловой ишемии.

5. Мультиорганный донорский забор органов грудной полости возможен при эксплантации сердца с последующим иссечением тиреотрахеального комплекса одним блоком с легкими и разделением трахеи и легочного трансплантата вне организма донора, либо при эксплантации сердечно-легочно-тиреотрахеального комплекса.

6. Восстановление артериального кровоснабжения трансплантата возможно посредством наложения сосудистых анастомозов между нижними щитовидными артериями донора и общими сонными артериями или плечеголовным стволом реципиента, восстановление кровооттока следует производить, анастомозируя нижние щитовидные вены тиреотрахеального комплекса с левой плечеголовиой веной.

7. На всех этапах трансплантации, начиная с периода кондиционирования потенциального донора, необходимо осуществлять мероприятия по защите трансплантата от повреждающих факторов.

8. При обследовании потенциального реципиента показано проведение исследований, направленных на исключение заболеваний, которые могут повлиять на выполнение или результаты трансплантации.

9. При выполнении клинической трансплантации необходим периодический контроль функции и структуры трансплантата, при развитии тиреотоксикоза - тщательный клинико-лабораторно-инструментальный контроль иммуносупрессии.